金伯利岩 是一种火成岩，其主要来源是 钻石。 金伯利岩有多种 橄榄岩。 它富含 小 矿物质 内容物并且通常以晶体的形式 金云母。 其他含有丰富的矿物质有铬透辉石、 黄绿，富含铬和镁铝榴石 石榴石。 金伯利岩通常存在于管道中——具有垂直边缘、横截面大致呈圆形的结构。 岩石可能已注入地幔的薄弱区域。 地幔的部分 岩石 经常被带到金伯利岩表面，使它们成为了解内部世界的宝贵信息来源。
尽管金伯利岩相对稀有，但它还是引起了人们的关注，因为它是钻石和石榴石的载体 橄榄岩 地幔捕虏体到地球表面。 它可能源自比任何其他火成岩类型都更深的深度，并且它所反映的低硅含量和高水平不相容微量元素富集的极端岩浆成分使得了解金伯利岩岩石成因变得重要。 在这方面，金伯利岩的研究有可能提供有关深部地幔的成分以及发生在克拉通大陆岩石圈与下面的对流软流圈地幔之间的界面或附近的熔融过程的信息。
名称来源：岩石金伯利岩以它首次被发现的南非金伯利命名。 金伯利钻石最初发现于风化的金伯利岩中，金伯利岩因受风化而呈黄色。 褐铁矿，因此被称为黄地。 更深的矿井产出的蚀变岩较少，即蛇纹石化金伯利岩，矿工们称之为蓝地。
内容
金伯利岩分类
基于对大量金伯利岩的研究 存款，地质学家根据金伯利岩的形态和特征将金伯利岩分为 3 个独立的单元。 岩石.
这些单位是：
- 火山口相金伯利岩
- Diatreme 相金伯利岩
- 浅成相金伯利岩
1) 火山口相金伯利岩
未风化金伯利岩的表面形态特征是一个直径达 2 公里的火山口，其底部可能低于地面数百米。 火山口一般在中部最深。 火山口的周围是一个 凝灰岩 与陨石坑的直径相比，环相对较小，一般小于30米。 在火山口相金伯利岩中发现了两大类岩石：火山碎屑岩，由喷发力沉积而成； 和碎屑岩，这是经过水改造的岩石。
2) Diatreme相金伯利岩
金伯利岩直径为 1-2 公里深，通常呈胡萝卜状，表面呈圆形至椭圆形，随深度逐渐变细。 与围岩的倾角通常为80-85度。 该区域的特点是在金伯利岩到达地表的过程中，从地壳的各个层面采摘到破碎的火山碎屑金伯利岩物质和捕虏体。 Diatreme 相金伯利岩的一些结构特征：
3）浅成相金伯利岩
这些岩石是由富含挥发物的炽热金伯利岩岩浆结晶形成的。 一般来说，它们缺乏破碎特征并且看起来是火成岩的。 一些结构特征：基质中方解石-蛇纹石偏析； 富含碳酸盐基质中金伯利岩的球状偏析； 岩石碎片已变质或呈现同心分区； 不等颗粒纹理产生假斑状纹理。
碳和金伯利岩
碳是世界上最常见的元素之一，也是生命存在的四大要素之一。 人类的碳含量超过 18%。 我们呼吸的空气中含有微量的碳。 在自然界中，碳以三种基本形式存在：
钻石——一种极其坚硬、透明的晶体
钻石形成于地表以下约 100 英里（161 公里）处的地幔熔岩中，地幔提供适量的压力和热量将碳转化为钻石。 为了制造钻石，碳必须置于至少 435,113 磅每平方英寸（psi 或 30 千巴）的压力和至少 752 华氏度（400 摄氏度）的温度下。 如果条件低于这两点中的任何一个， 石墨 将被创建。 在 93 英里（150 公里）或更深的深度，压力会达到约 725,189 psi（50 千巴），热量可能超过 2,192 F（1,200 C）。 我们今天看到的大多数钻石都是在数百万（如果不是数十亿）年前形成的。 强大的岩浆喷发将钻石带到地表，形成金伯利岩管。
金伯利岩管是当岩浆流经地球深层裂缝时形成的。 金伯利岩管内的岩浆就像电梯一样，在短短几个小时内将钻石和其他岩石和矿物推过地幔和地壳。 这些喷发时间很短，但比今天发生的火山喷发威力强大许多倍。 这些喷发中的岩浆起源于比岩浆源深三倍的深度 火山 喜欢 圣海伦山据美国自然历史博物馆称。
岩浆最终在这些金伯利岩管内冷却，留下含有钻石的金伯利岩圆锥形矿脉。 金伯利岩是钻石矿工在寻找新钻石矿床时寻找的蓝色岩石。 含钻石金伯利岩管的表面积范围为 2 至 146 公顷（5 至 361 英亩）。
钻石也可能在河床中发现，称为冲积钻石地点。 这些钻石起源于金伯利岩管，但因地质活动而移动。 冰川和水也可以将钻石从原来的位置移动数千英里。 如今，大多数钻石产自澳大利亚、婆罗洲、巴西、俄罗斯和几个非洲国家，包括南非和扎伊尔。
金伯利岩埋位模型
Mitchell（1986）考虑了几种理论并对每种安置理论提出了更全面的批评。
- 火山喷发理论
- 岩浆（流化）理论
- 水火山理论
1. 火山喷发理论
该理论涉及金伯利岩岩浆在浅层的汇集以及随后挥发物的积聚。 当这个被称为中间室的口袋内的压力足以克服上面岩石的负载时，就会发生喷发。 据信，火山喷发的震中位于岩相接触处。
通过大量挖掘，显然这种理论是站不住脚的。 在深处没有发现中间室。
2. 岩浆说
该理论的最初支持者是 Dowson (1971)。 它随后由 Clement (1982) 建立，并由 Field 和 Scott Smith (1999) 推动
金伯利岩岩浆从深处升起，形成不同的脉冲，称为“胚胎管”。 表面没有破裂，挥发物也没有逸出。在某个时刻，管道雏形到达足够浅的深度。 由此，挥发物的压力能够克服上覆岩石的负荷。 当挥发物逸出时，可确保短暂的流化。 流化被认为是短暂的，因为碎片通常是有角度的。
3. 水火山理论
该理论的主要支持者是Lorenz (1999)。 金伯利岩岩浆从深处升起，穿过狭窄的1m厚的裂缝。 金伯利岩岩浆沿着构造集中 故障 作为水的焦点，或者由于上升的金伯利岩的挥发性出溶而产生的角砾化可能作为水的焦点。 角砾岩得到地下水的补给。 金伯利岩岩浆的另一个脉冲跟随岩石中的一些结构弱点到达地表，并再次与水接触，产生另一次爆炸。
金伯利岩地球化学
金伯利岩的地球化学由以下参数定义：
超镁铁质，MgO >12%，一般 >15%；
超钾，摩尔 K2O/Al2O3 >3；
近原始镍 (>400 ppm)、铬 (>1000 ppm)、钴 (>150 ppm)；
稀土元素富集；[14]
中度至高度大离子亲石元素 (LILE)[15] 富集，ΣLILE = >1,000 ppm；
高 H2O 和 CO2。
金伯利岩成分
金伯利岩浆的位置和起源都是争论的话题。 它们的极端富集和地球化学导致了对其起源的大量猜测，模型将它们的来源放置在次大陆岩石圈地幔（SCLM）内，甚至深至过渡带。 富集机制也一直是人们感兴趣的模型，包括部分熔融、俯冲沉积物的同化或源自原始岩浆源的模型。
历史上，根据岩相观察，金伯利岩被分为两个不同的品种，称为“玄武岩”和“云母岩”。 后来 CB Smith 对此进行了修订，根据这些岩石使用 Nd、Sr 和 Pb 系统的同位素亲和力，将这些组重新命名为“I 族”和“II 族”。 罗杰·米切尔后来建议展示这些 I 组和 II 组金伯利岩。 这些明显的差异可能并不像他们曾经想象的那么密切相关。 二. 该小组表明，金伯利岩比第一组表现出更多的灯坡线倾向。因此，第二组将金伯利岩重新分类为橙色，以防止混淆。
I 组金伯利岩
I 族金伯利岩是富含二氧化碳的超镁铁质钾岩 火成岩 以初生镁橄榄石为主 黄绿 和碳酸盐矿物，以及镁质微量矿物组合 钛铁矿, 铬 镁铝榴石, 铁铝榴石, 铬 透辉石 （在某些情况下为亚钙质）、金云母、 顽火辉石 和Ti-穷人 铬铁矿。 I 组金伯利岩表现出独特的不等粒结构，由橄榄石、镁铝榴石、铬透辉石、镁钛铁矿和金云母的巨晶（0.5-10 毫米或 0.020-0.394 英寸）到巨晶（10-200 毫米或 0.39-7.87 英寸）斑晶引起，在细粒到中粒的基质中。
橄榄石钾镁矿
橄榄石钾镁矿以前被称为第二类金伯利岩或橙岩，因为人们错误地认为它们只产于南非。 然而，它们的产状和岩石学在全球范围内是相同的，不应被错误地称为金伯利岩。橄榄石钾镁岩是富含挥发物（主要是 H2O）的超钾质、过碱性岩石。 橄榄石钾长岩的显着特征是金云母大晶和微斑晶，以及成分从金云母到“四铁金云母”（需要 Fe 进入四面体位点的异常贫铝金云母）的基质云母。 橄榄石基质的再吸收橄榄石粗晶和自形初生晶体是常见的，但不是必需的成分。
金伯利岩指示矿物
金伯利岩是一种特殊的火成岩，因为它们含有多种矿物，其化学成分表明它们是在地幔内的高压和高温下形成的。 这些矿物，例如铬透辉石（一种 辉石）、铬尖晶石、镁钛铁矿和富含铬的镁铝榴石石榴石，大多数其他火成岩中通常不存在，这使得它们特别适合作为金伯利岩的指示剂。
金伯利岩的经济重要性
金伯利岩是世界上最重要的钻石来源。 世界上已发现约 6,400 个金伯利岩管，其中约 900 个已被归类为含钻石矿，其中只有 30 多个已经济到足以开采钻石。
南非金伯利的矿床是最早被认可的矿床，也是该名称的来源。 金伯利钻石最初发现于风化的金伯利岩中，金伯利岩被褐铁矿染成黄色，因此被称为“黄地”。 更深的工作区遇到了蚀变较少的岩石，即蛇纹石化金伯利岩，矿工们称之为“蓝地”。
蓝地和黄地都是钻石的多产地。 黄地开采殆尽后，19 世纪末的矿工意外切入蓝地，发现了大量宝石级钻石。 当时的经济重要性如此之大，随着大量钻石的发现，矿工们互相压价，最终在短时间内将钻石的价值降到了成本价。
金伯利岩组
人们普遍认为，金伯利岩是在地幔深处形成的，深度在 150 至 450 公里之间，由异常丰富的奇异地幔成分形成。 它们喷发迅速而猛烈，通常会释放大量二氧化碳 (CO2) 和挥发性成分。 剧烈的爆炸产生垂直的岩石柱——火山管或金伯利岩管——从岩浆库中升起。 熔化深度和生成过程使金伯利岩易于孕育钻石异晶。
金伯利岩管的形态多种多样，但它通常包括管根部垂直倾斜的供给岩脉的片状岩脉复合体，向下延伸到地幔。 在距离地表 1.5-2 公里 (km) 的范围内，当岩浆向上爆发时，它会膨胀形成一个圆锥形到圆柱形的区域，称为diatreme，并喷发到地表。
表面表达很少被保留，但通常类似于玛尔 火山。 地表金伯利岩管的直径通常为几百米到一公里。
许多金伯利岩管被认为形成于大约 70 至 150 亿年前，但在南部非洲，有几个金伯利岩管形成于 60 至 1,600 亿年前（Mitchell，1995，第 16 页）。
结论
- 金伯利岩岩浆富含二氧化碳和水，使岩浆快速而猛烈地到达地幔。
- 金伯利岩是一种富含天然气的钾质超镁铁质火成岩。
- 澳大利亚目前是世界上最大的钻石生产国，其钻石质量较低，用于工业用途。
- 火山口相金矿岩可通过沉积特征来识别。
- diatreme 相通过颗粒识别 火山砾.
- 浅海面通常通过分离结构和丰富的钙石的存在而被识别。
参考资料
- 博内维茨，R.（2012）。 岩石和矿物。 第二版。 伦敦：DK 出版社。
- Kurszlaukis, S. 和 Fulop, A. (2013)。 控制maar-diatreme火山内部相结构的因素。 公报 火山，75（11），761。
- 维基百科贡献者。 （2019 年 14 月 16 日）。 金伯利岩。 在维基百科，免费百科全书。 10 年 11 月 2019 日 883239063:XNUMX 检索自 https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Kimberlite&oldid=XNUMX
