地球深部物质的最新研究成果

<正> 去年我在这里讲过金刚石压腔(Diamond Cell)的超高压实验技术和地幔的矿物相变。今天讲的主要是近一年来我们所做的实验研究工作和遇到的一些技术问题。首先我们回顾一下金刚石压腔技术的发展,然后介绍在地学中应用的进展及最近的研究结果。     

近代矿物学第十六讲——高压下矿物物性和物态的变化

<正> 高压下矿物物性物态的变化,历来是研究地球内部动力学和建立地球成分模式必须涉及的重要问题。从五十年代金刚石压腔装置问世以来,特别是近十年间,随着实验技术的不断改进,高温高压下矿物物性和物态的观测已取得了可喜的成果,为研究地球深部提供了宝贵的资料。本讲着重介绍高压下某些矿物的结构相变、晶场光谱、电学性质、布里渊散射等方面的研究成果,并且对其研究意义作简单的讨论。     

澳大利亚金刚石的勘探和开发

1851年首次报道了澳大利亚发现金刚石。但是,直到1960年才用现代勘探理论和勘探技术初步证明该大陆存在着可能含金刚石的金伯利岩;高潮出现在1970—1980年期间,当时在西澳大利亚州金伯利地区的阿盖尔发现了具有经济价值的金刚石砂矿和钾镁煌斑岩岩管型原生金刚石矿床。本文重点阐述了阿盖尔金刚石矿床的发现史、金伯利地区的区域地质、勘探技术,以及阿盖尔金刚石选矿厂和预料1986年金刚石产量可达2800万克拉的矿山的发展。     

镁铁矿(MgFe_2O_4)的高压相变

在亚铁的歧化作用(disproportionation)的理论模型中,我们认为地幔中可能存在着大量的三价铁。在该模型中,三价铁的镁铁矿(MgFe_2O_4)应该是地幔的一个重要组分。但在与地表不同的条件下,其稳定范围却是不知道的。用改良的金刚石窗口压腔和激光加热系统,在相当于600公里的地球深处的条件下对镁铁矿进行实验,这是深部地幔地球化学研究工作的一部分。     

毛河光-美国矿物学会1979年奖获得者

<正> 美籍中国科学家毛河光博士于1941年6月18日出生于上海,当他七岁时随其家庭去台湾。1959年进入台湾大学地质系并于1963年取得学士学位。1964年他到美国罗泽斯特大学研究院成为W·巴西特和T·高桥的研究生。当时他的两位导师正计划把刚刚由美国国家标准局V·瓦尔根布尔格(V.Valkenburg)等人发明的金刚石窗口压腔移植过来,并建立一个研究矿物在高温高压下的性质的实验室。毛河光对这一新技术很有兴趣并立即显示出他的出色的工作才能,使他的     

测定天然金刚石中的氮含量

<正> 在金刚石生长时,氮是十分容易进入金刚石的一种杂质。世界各国报道的天然金刚石的氮含量目前一般为0.5原子％,即金刚石每200个原子中有一个氮原子。对于宝石级金刚石来说,一般约为0.1％。就晶体来说这已是很高的杂质含量,因此氮必然地对金刚石的许多性质有深远的影响。它是宝石级金刚石颜色的主要控制剂,例如“卡普”(the cape)金刚石的黄色和“康娜莉”(the canary)金刚石的橙黄色都是由氮所引起的。而且,金刚石在某些技术应用中的价值也决定     

金刚石中孤氮的EPR测定及其在金刚石研究中的意义

<正> 最近,我们利用电子顺磁共振(EPR)技术检测了200多颗湖南砂矿金刚石中的孤氮,对其中的50多颗计算了孤氮的浓度。这是目前国内使用EPR对天然金刚石中孤氮进行系统测量的第一批数据。本文试图对孤氮浓度的EPR测定方法和EPR测氮在金刚石研究中的意义作初步讨论,以期望EPR在我国金刚石的找矿、科研和新技术应用等方面得到广泛的作用。     

一种新的高温高压装置——金刚石窗口压腔及其在地学中的应用

超高压技术的发展,为人类认识自然打开了一扇新的窗户。它有力地推动了物理学、天文学、地学和材料科学的研究工作,并有可能揭示出周围物质世界中的一些奥秘和发现一些更新的现象。 地球物理和地球化学工作者长期以来很希望获得关于地球深部的资料。但这些资料很少,主要是根据地震和对假定存在于地球深部的某些矿物的电导及其它性质的测量而作出的推论。过去在实验室里建立下地幔的温度和压力条件(尤其是压力要达到300—1500千巴)有相当大的困难,即使用冲击波技术也只能在瞬间建立这种条件。因此大大地限制了人们对地球深部物质的状态和性质的认识。金刚石窗口压腔这一新技术的出现,为地球深部的研究工作打开了新的局面。     

南非芬什金伯利岩中产出的两个含金刚石的橄榄岩捕虏体

<正> 尽管金刚石有重大的经济意义,并且每年回收大量金刚石,但其天然形成过程仍有争论。虽然假定大多数金刚石是岩浆成因的,并且与金伯利岩事件有联系,但是金伯利岩中某些捕虏体内金刚石的存在表明,至少有些金刚石是捕获晶。这种非同源成因的金刚石的比例是目前争论问题之一。     

金刚石是在老的富集型地幔中形成的

<正> 虽然一个多世纪以来,金刚石一直是从金伯利岩筒中回收的,但它们与金伯利岩主岩的关系却一直有争议。争论的焦点是,在原始金伯利岩浆中,金刚石究竟是斑晶还是捕虏晶?更广义地说,金刚石的结晶作用是在时间和空间上可能与金伯利岩的生成有关,还是在金刚石     

金刚石膜电极对有机污染物的电催化特性

研究了化学气相沉积法(CVD)制备得到的掺硼金刚石膜电极的物理性质和电化学性能.用扫描电子显微镜(SEM)法表征了金刚石膜的表面微观结构,采用循环伏安法和交流阻抗法研究了电极的电化学性质.结果表明,金刚石薄膜表面形态为复晶结构,颗粒大小均匀,掺硼后使电极具有良好的导电性能.金刚石膜电极具有很宽的电势窗口,在酸性、中性和碱性3种介质中分别为4.3V、4.0V和3.0V.同时,金刚石膜电极的背景电流非常低,为-9×10^-6～5×10^-7A.在铁氰化钾电解液中,金刚石膜电极表面在反应过程中始终保持良好的活性,在表面进行的电化学反应具有良好的准可逆性,其电极动力学主要是受扩散过程所控制.金刚石膜电极对有机污染物的催化氧化作用具有选择性.与铂电极和石墨电极相比,金刚石膜电极对苯酚、硝基苯等芳香化合物的催化氧化强烈,氧化过程较为简单、彻底.这些性质表明金刚石膜电极是一种非常适用于环保处理的新型电极.     

地幔中的钙异常和金刚石的俯冲变蛇纹岩成因

<正> 一些金刚石中微小的同生矿物包体的成分,可用来解决金刚石成因的最重要的控制条件问题。有人认为,这些矿物包体被包裹的时候,它们与其主晶金刚石是稳定共生的。因此,矿物包体的成分能提供一些有价值的信息,诸如金刚石形成时的化学环境、周围的压力和温     

河流和海洋作用对金刚石的搬运和分选

<正> 引言四十年代后期,冲积金刚石产量约占世界总产量的40%。30年以后,冲积金刚石产量已翻了一番多。尽管有大量的新金伯利岩矿山开发,冲积金刚石仍然占天然金刚石总产量的30%以上。已经发表的关于冲积金刚石的绝大多数文献都是描述性的,并且多集中于局部矿床的具体特征方面。     

金刚石的年龄、成因和置位:对过去十年科学进展的评述

过去十年中的科学进展大大增进了我们对金刚石的年龄和成因等方面的了解。现代分析技术使得＜200μm的微细粒子的准确化学分析成为可能，因此有可能进行金刚石中的矿物包裹体的地球化学研究，这就是过去十年科学进展的主要原因。概括来说，包体研究结果表明，大多数金刚石均产于两种类型岩石中：橄揽岩和榴辉岩。橄榄岩型金刚石的年龄为3300Ma，而榴辉岩型金刚石的年龄要轻一些，约为1000～1600Ma。通常与金刚石伴生的金伯利岩和钾镁煌斑岩一般要比它们所包含的金刚石年轻得多。这清楚地表明，金伯利岩和钾镁煌斑岩只起搬运作用，即把金刚石带到地表而与大多数金刚石的形成没有关系。本文还就过去十年中提出的关于金刚石从橄榄岩和榴辉岩结晶的碳来源以及金伯利岩和钾镁煌斑岩的形成机制等方面的最新观点进行了讨论。     

雅库特金伯利岩岩筒中与金刚石共生的石榴石、铬铁矿和金红石的成分

<正> 本文研究了雅库特某些岩筒中与金刚石共生的铬铁矿、石榴石和金红石的成分。在双目镜下,从“和平”、“森林”(鲍图奥宾矿田)、“成功”和“雅库特”(达尔丁矿田)岩筒的粒度为-8+5毫米的晶体以及带有金刚石边的连生体中,选出了含有包裹体的金刚石和带有金刚石的连生体。用 JXA-50A 型显微分析仪进行了矿物     

变质岩中的金刚石

<正> 关于金伯利岩中金刚石形成作用的特点,一些文章已作过详尽的阐述,但这些假说却解释不了变质杂岩辉长岩类、榴辉岩和片麻岩中金刚石的形成作用。关于非金伯利岩成因的金刚石的特点尚处于争论之中。     

西澳大利亚金刚石的勘查和进展

西澳大利亚西金伯利地区中断世白榴钾镁煌斑岩及其与金伯利岩的亲缘性的研究始于本世纪30年代。该地区金刚石的勘查工作到60年代后期才开始;在阿伯特山发现了镁铝榴石和镁钛铁矿,但未发现金刚石。70年代到80年代初,金刚石勘查相继获得成功,在北和东金伯利发现了一些金伯利岩墙和岩筒,在西金伯利地区的埃伦代尔发现了含金刚石的橄榄钾镁煌斑岩,在东金伯利地区发现了富含金刚石的阿盖尔岩筒。介绍了这些矿床的发现和勘查进展。     

含金刚石的钾镁煌斑岩类

<正> 前言 金伯利岩传统上被认为是金刚石唯一的主要的原生矿源。但是,美国阿肯色州含金刚石的普雷里溪岩筒最近被确定为钾镁煌斑岩类。在西澳大利亚金伯利地区,新近发现的某些含金刚石的岩体,也被划为金伯利岩。但是,我们认为,这些岩石应属于钾镁煌斑岩类。结论是:钾镁煌斑岩类可以含有大量金刚石。本文     

金刚石的类型及其物理化学性质

金刚石是目前自然界中硬度最高的矿物,在国防和国民经济建设中具有许多重要的用途。金刚石类型及其物理化学性质的研究,不仅对金刚石矿床的评价和开采,而且对提高人造金刚石的质量和合成特殊性能的金刚石都具有重要的意义。     

巴西的金伯利岩

<正> 1725年碎粒金刚石首次发现于米纳斯吉拉斯州中部的迪阿曼蒂纳,后来在巴西其他几个地方也找到了金刚石。因而,巴西便成为十八世纪到十九世纪之间世上主要的金刚石生产国。可是于1870年在南非,随后在扎伊尔发现了碎粒及原生金刚石以后,巴西就很快地从世界主要会刚石生产国的特殊位置退了下来,今天巴西的金刚石年产量约居第十一位。 另一方面,1870年在南非发现金伯利岩,这对巴西有好处,因为它直接刺激了巴西的金伯利岩探查工作。O.A.Derby(1898)、H.Porcheron(1903)和E.Hussak(1906)开拓了这方面的研究工作,推测在