克拉通边缘钾镁煌斑岩和低钛金伯利岩管中粉红色钻石成因

钻石通常形成于古陆块核心的前寒武纪克拉通中心约150~200km深的岩石圈地幔,主要被金伯利岩浆携带到上地壳。大多数钻石呈现无色至浅黄色调(含N,Ia型),少数因其内部含有H和极少的B、Ni微量元素或晶格缺陷呈棕色、绿色以及更少见的蓝色。粉红钻石在全球开采的约90条含钻石岩筒中都极为罕见,其中约90%产自澳大利亚西部的Argyle矿床(1.3Ga),此外俄罗斯Arkhangelskaya矿床也是重要的粉色钻石产地。Argyle和Arkhangelskaya钻石由剪切应力和塑性变形导致的钻石内滑移面、薄层和晶体边界上形成的纳米尺度晶体缺陷引起的550nm波长附近光线选择性吸收而呈现粉红色,而与微量元素无关。此类缺陷在Argyle和Arkhangelskaya钻石中集中出现的原因是亟需解决的关键科学问题。Argyle矿床位于Kimberley克拉通边缘,该区极富挥发分的钾镁煌斑岩成矿岩体形成于经历多次构造变形事件和裂谷作用的NNE向Halls Creek造山带中。低钛型Arkhangelskaya金伯利岩筒位于俄罗斯泥盆纪Lomonosov金伯利岩群中,与Argyle钾镁煌斑岩相似,其位于Kola克拉通边缘经历多次变形的Lapland-Kola造山带中而非克拉通中心。与克拉通中心的原始地幔不同,克拉通边缘的岩石圈地幔因俯冲作用而富含挥发分。Argyle和Arkhangelskaya地区富挥发分的岩浆在超临界压力和温度下从200km深处垂直向上快速侵位的过程中,压力骤降诱发挥发分强烈相分离,增强了剪切应力,产生"微型地震事件",这与Argyle岩筒中发育强溶蚀和塑性变形的棕色工业小颗粒钻石所指示的地质过程相一致。约13亿年前,华北克拉通与澳大利亚北部的碱性Argyle岩筒相邻,克拉通边缘发育多个世界级矿床,包括约14~12亿年前形成的白云鄂博巨型稀土矿床。而扬子克拉通东南缘和江南造山带内源于交代岩石圈地幔的钾镁煌斑岩筒是国内最具潜力的粉色钻石勘查目标。