华北克拉通金伯利岩中金刚石及其矿物包裹体研究

Diamond xenocryst in kimberlites are mostly from ancient mantle, containing more than 30 kinds of mineral inclusions. Studies on diamonds and mineral inclusions inside will provide precious and reliable informations about the characteristics and evolution of ancient lithospheric mantle. Mengyin County in Shandong Province and Fuxian in Liaoning Province are two main regions that exist diamondiferous kimberlites in The North China Craton(NCC). Extensive attention has been paid on the large-scale lithospheric thinning since Mesozoic in NCC. This project will carry on comprehensive mineralogical, crystal-chemical, geochemical and spectroscopic studies on diamonds and their inclusions in Mengyin and Fuxian kimberlites to obtain types of the diamonds, characteristics of diamond crystal growth, kinds and distribution characteristics, cell parameter, contents of major elements and trace elements, and crystal structural distortion characteristics of mineral inclusions.Pressure and temperature of diamond-forming will be estimated using proper geothermobarometers and geothermometers,and the characteristics of lithospheric mantle in NCC will be discussed to provide more informations for understanding the mechanisms of lithospheric thinning in NCC.

金伯利岩中的金刚石捕虏晶多是源自古老地幔的捕虏晶，含有三十多种矿物包裹体。通过对金刚石及其中矿物包裹体的研究可以为研究古老岩石圈地幔性质、地幔过程提供可靠的、价值很高的信息。 山东蒙阴、辽宁复县是华北克拉通产出含金刚石金伯利岩的两个主要地区。华北克拉通中生代以来发生的大规模岩石圈减薄事件受到地质学家们的广泛关注。本申请拟利用先进的测试仪器与实验分析手段对这两地金伯利岩中的金刚石及其中的矿物包裹体进行全面的矿物学、晶体化学、地球化学和谱学研究，确定金刚石的类型，获得金刚石的晶体生长特征、包裹体矿物的种类及分布、晶胞参数、主量元素含量、微量元素含量及晶体结构畸变特征，利用地质温度-压力计计算金刚石的形成温度与压力，进而探讨华北克拉通之下的古老岩石圈地幔特征，为揭示华北克拉通的岩石圈减薄机制提供更多的依据和线索。

金刚石及封存于其中的矿物包裹体对于研究金刚石的成因以及古老岩石圈地幔、超深地幔的性质和地幔过程具有重要的研究意义，是国内外地质学家们的研究热点。 山东蒙阴、辽宁复县是华北克拉通产出含金刚石金伯利岩的两个主要地区。华北克拉通中生代以来发生的大规模岩石圈减薄事件受到地质学家们的广泛关注。本项目利用阴极发光研究了蒙阴金刚石的成核及生长特征；利用SIMS研究了金刚石的C同位素特征；利用IMA研究了金刚石中石榴石和橄榄石包裹体的氧同位素特征；此外，研究中发现了较为稀少的高铁的金属相和氧化物相包裹体，对其成分及意义进行了讨论。世界各地关于金属铁和碳化铁包裹体的报道较少，本研究中发现的此种高铁矿物组合的包裹体属于首次，具有重要意义。