重砂法——尋找金剛石原生礦的最有效手段

唐　亮

中圖分類號:TD-0文獻標識碼:A文章編號:1671-7597(2009)0920104-01

一、引言

重砂法是最基本、最有效的尋找金剛石原生礦的方法。采用“重砂法”這一手段,包括兩個內(nèi)容:1.野外采樣:通常可分為以下兩種主要情況:(1)在河流發(fā)育地區(qū),采用水系重砂法。(2)在河流不發(fā)育地區(qū),則用網(wǎng)格重砂法,水系重砂普查樣品間距,4個點/1k㎡,樣品重量(一般按淘洗,跳汰后小于4mm的精砂計算)8-40公斤,樣品重量與采樣體職(取砂礫層體積)是兩個完全不同的概念,過去我們把采樣體積作為樣品重量來對待,是不合適,今后要嚴格區(qū)分開來,即不管采樣體積多大,必須確保樣品質(zhì)量(淘洗、跳汰后小4mm的精礦重量)10-30公斤。2.指示礦物鑒定:公認的金剛石原生礦指示礦物有鎂鋁榴石、鎂鉻鐵礦、鉻透輝石、鎂鈦鐵礦四種,但最具有廣泛指示意義及實際價值的主要是鎂鋁榴石及鎂鉻鐵礦(鉻尖晶石)兩種,因此,重點介紹如下。

二、鎂鋁榴石

為了正確地鑒定來自金剛石原生礦中的鎂鋁榴石,下面分別敘述每種不同顏色鎂鋁榴石與其他石榴石的區(qū)別。

1.紫紅色——包括紫青、紫紅、玫瑰、血紅色、淺紫色。紫紅色是鎂鋁榴石特征顏色,除鎂鋁榴石外,其他石榴石都未發(fā)現(xiàn)這種顏色的出現(xiàn)。因此,當在樣品中發(fā)現(xiàn)石榴石具有這種顏色,可以有把握地鑒定為鎂鋁榴石。紫紅色鎂鋁榴石成分特征是mg低Fe,含量穩(wěn)定(Mgo=18.50-22.0%)Feo=5.50-9.0%相應鎂鋁榴石組份含量70-75%,最大特點是高(Cr2

03=1-10%)具含鉻最大變化。鎂鋁榴石顏色、折光率、比重的變化完全取決于Cr的含量變化。

2.橙色——包括紅色、褐紅、褐橙、橙紅、橙黃。這里指出的石榴石所顯的紅色,不僅橙色系列存在,在紫紅色系列中也有,事實上,石榴石顯示的顏色,按其礦物碎片顏色特征,并不是真正的紅色,往往或是帶紫紅調(diào),兩者必居其一。如果紅色石榴石帶紫紅色調(diào),則是屬鎂鋁榴石,反之如果帶橙色調(diào)這種石榴石成分則屬三種石榴石(鎂鋁榴石、鐵鋁榴石、錳鋁榴石之一,而鈣鋁榴石系列石榴石極少出現(xiàn)這種現(xiàn)象)。

3.綠色——石榴石在自然界中很少出現(xiàn),除黃綠色鈣鋁榴石外,呈鮮綠色的鈣鋁榴石及綠紫色、蘭綠色的鎂鋁榴石是金伯利巖或橄欖鉀鎂煌斑巖僅有的。

綜上所述:金伯利巖或橄欖鉀鎂煌斑巖中鎂鋁榴石含鉻高的紫紅色鎂鋁榴石含量越高,則金剛石含礦性越富,反之含鉻低的橙色鎂鋁榴石增多,則使含礦貧化。

三、(鎂鉻鐵礦)鉻尖晶石

鉻尖晶石的形態(tài)可劃分如下六種。

1.外形渾圓的顆粒:此種顆粒表面粗糙,為均勻的坑點(原生的,不是次生的)組成,光澤暗淡,轉動時無閃光或閃光極不明顯,有時也見有表現(xiàn)結構完全相反的顆粒,這種顆粒外表光亮圓滑。

2.表面具磷狀——階狀結構的顆粒:此種顆粒外形多為半渾圓渾圓狀,轉動時有明顯的閃光。

3.具斜切邊的顆粒:此種顆粒實際上是八面體與菱形十二面體,或八面體與十二面體及其他有關單形(如六、八面體、三角三八面體,四角三八面體)所組成的簡單至復雜的聚形,如果八面體的晶棱僅被十二面體所代替,則這種面的整體是平的,如果還發(fā)育有其他單形。則這種切面則成寬窄不一,彎曲程度不同的弧形,但是不管這種面的整體是平的還是弧形的,都是由細小而較均勻的階梯至虛線狀凸起構成。

由于此種顆粒是由數(shù)量不等的單形組成,加以單形發(fā)育多不對稱以及晶體外形的不規(guī)則,致使此種顆粒粗看起來晶形顯得十分復雜。

4.棱形尖銳的八面體顆粒:此種顆粒自形程度高,但實際上也是八面體與菱形十二面體等組成的聚形,不過(110)等極不發(fā)育及生長不對稱,顆粒上大部分地方看不到或不明顯而已。

5.具環(huán)帶構造的顆粒:此種顆粒內(nèi)核新鮮、斷口閃亮,外殼粗糙,多數(shù)情況下只能從碎塊上觀察到此種形態(tài),外殼的層數(shù)不等,一般一層,少數(shù)情況下可見到二層以上。

6.有深大坑、洞的顆粒:此種顆粒形態(tài)屬于前面1-5種形態(tài)之上,多數(shù)鉻鐵礦(鉻尖晶石)顆粒上不一定能看到此種形態(tài)。

除上述六種形態(tài)外,在重砂樣品中往往可以發(fā)現(xiàn)一定數(shù)量的碎塊,對于這些碎塊,筆者認為不應另外劃分為一類,而應盡量查清其碎塊前所屬的形態(tài)類型而劃分之,因為它們實際上都是由上述有關形狀顆粒破碎而來,欲鑒別碎塊所屬形態(tài)類型比較困難,必須仔細找其殘存原生表面,研究其特征方能確定。

四、金伯利巖、橄欖鉀鎂煌斑巖中鉻尖晶石與其他巖類中鉻尖晶石的區(qū)別

1.第一種形態(tài)的顆粒:金伯利巖及橄欖鉀鎂煌斑巖中鉻尖晶石表面坑、點較細密均勻,有明顯的粗糙感。而其他巖類中的鉻尖晶石表面坑、點大小不均,排列較稀疏。如果此種顆粒外表圓滑光亮,就需要送電子探針分析,用化學成分配合才能鑒別。

2.第二種形態(tài)顆粒:金伯利巖及橄欖鉀鎂煌斑巖中的鉻尖晶石磷片或階梯層次分明,排列規(guī)則,磷片或階梯較平寬、粗糙。而其他巖類中的鉻尖晶石很少見有此種形態(tài),若有其磷片或階梯很細、不明顯或邊緣較圓,大小不一,分布紊亂,轉動時其光亮點排列無規(guī)則。

3.第三種形態(tài)顆粒:金伯利巖及橄欖鉀鎂煌斑巖中的鉻尖晶石十二面體等單形的晶面明顯發(fā)育,八面體的棱由階梯狀至虛線狀小突起組成的平一弧形曲面代替,階梯或小突起點絕大多數(shù)情況下明顯細致,排列均勻,有明顯的粗糙感。而其他巖類中的鉻尖晶石雖在某些情況下亦可見到八面體的棱被線條所代替,但是這種線條較粗大,不均勻,互相不一定平行,表面無粗糙感。

4.第四種形態(tài)顆粒:金伯利巖及橄欖鉀鎂煌斑巖中鉻尖晶石外形為八面體,自形程度高,粗看起來棱角尖銳,但仔細翻轉觀察則可發(fā)現(xiàn)此種顆粒棱是粗糙的,有十二面體等單形的晶面出現(xiàn),不過此種晶面很窄,且發(fā)育不對稱。其他巖類中此種形態(tài)的鉻尖晶石棱角渾圓,平滑光亮,無十二面體等單形出現(xiàn)。

5.第五種形態(tài)的顆粒:金伯利巖及橄欖鉀鎂煌斑巖中的鉻尖晶石內(nèi)核與外殼的界線清晰,至較清晰,核斷口新鮮光亮,表面具細密的坑、點或磷片結構,但顆粒均勻,排列較緊密。其他巖類中的鉻尖晶石,內(nèi)核與外殼界線不清,呈明顯漸變關系,外殼顆粒排列較松散,顆粒較粗且不均勻。

金伯利巖及橄欖鉀鎂煌斑巖中具有環(huán)帶構造的鉻尖晶石,在化學成份上有自己的變化特點,內(nèi)核富鉻貧鈦:外殼富鈦貧鉻(外殼中Tio2一般為3-8%),含量越高則含金剛石越富。

6.第六種形態(tài)顆粒:只偶爾見及,金伯利巖及鉀鎂煌斑巖中鉻尖晶石上的坑、洞明顯較大、較深,具有氣體作用特征。其它巖類中的鉻尖晶石的坑、洞較小而淺,或明顯是包體礦物風化后造成的。

綜上所述:今后若能在重砂法找礦實踐中,準確判定金伯利巖或橄欖鉀鎂煌斑巖指示礦物,那將又省又快地對工作區(qū)作出評價,遵循上述準則,對金剛石的普查找礦是很有幫助的,當然認識是可以不斷深化的,所以在今后的找礦實踐中,仍然有必要對鎂鋁榴石,鉻尖晶石兩種重點礦物的標型特征繼續(xù)進行研究和探討,特別是在定量描述方面加以充實和完善,努力提高指示作用的準確度,為加快我國金剛石特別是找礦計劃的實現(xiàn)而努力。