마그나 분출로 분화된 광물 퇴적물

1. 개요

Kimberlite는 한때 주요 다이아몬드의 유일한 공급원이었습니다. 탄산염은 니오븀, 희토류와 같은 희소금속의 중요한 공급원 중 하나입니다. 이들은 알칼리성 초염기성 암석 및 알칼리성 마그마 암석과 관련된 비교적 특별한 두 가지 유형의 마그마 퇴적물입니다.

킴벌라이트(Kimberlite)라는 이름은 남아프리카공화국의 킴벌리(Kimberley)에서 유래한 것으로, 주광물이 금운모(phlogopite)와 감람석(olivine)이기 때문에 한때 각성운모올리브(brecciated mica-olive)라고 불렸던 암석이며, 특징적인 각성구조를 가지고 있는 암석이라고 생각된다. 차별적으로 알칼리성인 초염기성 암석. 장기간의 연구 끝에 킴벌라이트 마그마는 맨틀에서 유래했으며 특별한 진화와 복잡한 속성발생 조건을 가지고 있으며 나중에 발견된 다이아몬드를 함유한 칼륨-마그네슘 램프로파이어와 실제로 구배 계열을 형성할 수 있다는 것이 확인되었습니다(Mei Houjun, 2000) .

킴벌라이트 암석체는 암석 관, 광맥 또는 작은 암석판 모양을 하고 있으며, 집단으로 생성되는 경우가 많습니다. 전형적인 암석 튜브는 화산 도관을 마그마와 잔해로 채워서 형성됩니다. 킴벌라이트는 초기 킴벌라이트 구와 잔해뿐만 아니라 상부 맨틀과 상부 표층 암석의 내포물이나 각력암을 포함하는 경우가 많으며 암석 구조는 매우 이질적입니다. 주요 구성 광물은 반암질, 거친 입자 및 미세한 입자 매트릭스에서 다양한 세대를 가질 수 있습니다. 킴벌라이트의 주요 광물 성분은 감람석과 금운모뿐만 아니라 파이로프, 마그네시아 스피넬, 사문석, 탄산염 광물 및 일부 크롬 디옵사이드입니다. 암석의 화학적 조성은 낮은 규소, 낮은 알루미늄, 높은 마그네슘과 칼륨을 특징으로 합니다. 킴벌라이트의 다이아몬드 함량은 낮고 고르지 않으며, 채광 가치가 있는 암석 덩어리의 함량은 암석 1입방미터당 0.5캐럿(1캐럿 = 0.2g)을 넘지 않습니다.

탄산염은 주로 탄산염 광물로 구성된 관입암인 마그마암의 희귀종이다. 주요 광물은 거친 입자 또는 세립된 방해석, 백운석 또는 안케라이트일 수 있으며, 또한 소량의 나트륨, 칼륨, 탄산칼슘 및 일부 조장석, 칼륨 장석, 휘석, 각섬석도 있을 수 있습니다. 규회석, 자철석, 중정석 등 탄산염암체의 가장 일반적인 발생은 고리 모양의 복합암석으로, 알칼리성 암석이나 초염기성 암석, 알칼리성 암석과 함께 발생한다. 또한, 화산 분화구 근처에는 하석암류 및 응회암류와 함께 생성된 암벽, 암반, 암석류도 존재한다. 일부 연구자들은 하르츠부르가이트(harzburgite)로 구성된 지역 맨틀 암석이 부분적으로 녹아서 초기 킴벌라이트 마그마가 생성된다고 믿습니다. 맨틀 열 기둥에 의해 상승하면 CO2 포화 용융물이 풍부한 마그마가 액체 비혼화성을 통해 탄소로 분화될 수 있습니다. 탄산염 암석은 주로 희토류 광물과 철광석 퇴적물 등 다양한 광물을 함유할 수 있으며, 일부는 인회석을 함유하고, 일부는 파이로클로어와 같은 니오븀이 풍부한 광물을 함유하고, 일부 암석 덩어리는 또한 구리와 우라늄을 생성합니다.

킴벌라이트와 카보나타이트는 공간적, 시간적 분포에서 일정한 연관 관계를 갖고 있으며, 이들의 생산에 대한 지질학적 환경과 구조적 제어는 매우 유사합니다. 두 가지 유형의 암석 모두 고대 순상 및 안정된 플랫폼에서 생성됩니다. 암석 덩어리는 대륙판 내 맨틀 융기의 핫스팟, 특히 열곡과 열곡으로 발전한 지역에 그룹으로 분포되어 있으며 깊은 단층 시스템에 의해 제어됩니다. 특히 킴벌라이트와 탄산염암의 발생 특성에 따르면 일부 암석관은 분명히 화산목이며, 일부 탄산암과 일부 알칼리성 암석은 암석류가 흐르면서 함께 배출되는 것으로 최근 연구에서도 특히 강조되고 있다. 동일한 화산 환경의 특성으로 인해. 세계의 킴벌라이트 소체와 탄산암은 선캄브리아기, 고생대, 중생대 등 서로 다른 시대에 형성되었으며, 한 지역에도 여러 시대가 존재한다. 다이아몬드를 함유한 킴벌라이트 소체의 가장 중요한 형성 연대는 원생대와 백악기이다. 세계에서 가장 중요한 다이아몬드 매장지는 남아프리카공화국의 킴벌리이며, 러시아 시베리아의 야쿠티아가 그 뒤를 따릅니다. 호주는 다이아몬드를 함유한 칼륨-마그네슘 램프로파이어가 발견된 최초의 지역입니다. 탄산암은 동아프리카, 브라질, 캐나다 및 미국의 여러 지역에 분포합니다. 동아프리카 열곡계는 다이아몬드를 함유한 것과 밀접한 관련이 있거나 다이아몬드가 없는 킴벌라이트와 함께 생산됩니다. 우리나라는 후난성 서부에서 처음으로 다이아몬드 사금광상을 발견했습니다. 1960년대에 산업적 가치가 있는 최초의 킴벌라이트형 다이아몬드 1차 광산이 산동성 몽인에서 발견되었으며, 이후 요녕성 남부까지 확장되었습니다. 최근 몇 년 동안 Zhenyuan, Guizhou, Dahongshan, Hubei 및 기타 지역에서도 칼륨-마그네슘 램프로파이어가 발견되었으며 탐사 지질 연구가 수행되었습니다.

II. 중요한 광물 매장지

1. 남아프리카 킴벌라이트의 다이아몬드 매장지

200개 이상의 킴벌라이트 몸체가 남아프리카에서 발견되었습니다. 결정질 편암, 화강암, 석탄기부터 쥐라기 사암 및 돌러라이트까지. 다이아몬드를 함유한 킴벌라이트, 광물이 없는 킴벌라이트, 탄산암 및 알칼리성 암석의 분포는 대략 두 개의 교차 벨트 형태로 이루어지며, 하나는 선스랜드에서 킴벌리 지역을 거쳐 북동쪽의 프리토리아까지 북동쪽으로 이어집니다. 또 다른 거의 동서 방향은 레소토에서 시작하여 킴벌리(Kimberley)의 이전 벨트를 통과하여 북서쪽의 포스트마스버그(Postmasburg)까지 통과합니다. 암석 파이프의 분포는 숨겨진 단층과 Archean 순상과 여러 플랫폼 동기선의 교차점에 의해 제어됩니다. 킴벌리 지역에는 8.5km2의 면적 내에 15개의 암석 파이프가 암석 파이프 그룹을 형성하고 있으며, 그 중 여러 개가 모여 있거나 일렬로 분포되어 있는 경우가 많습니다. 결함.

킴벌라이트 파이프는 대부분 평면상 불규칙한 타원으로 직경이 250m에서 850m에 이르고 단면이 가파른 깔때기 모양의 주 파이프(그림 3-13)의 채굴 깊이가 이미 1000을 초과했습니다. 중. . 제방으로 생성된 일부 암석 덩어리는 수십 킬로미터에 걸쳐 뻗어 있습니다. 중요한 암석 채굴 및 연구자료를 바탕으로 암석 파이프 모델을 복원하였다(그림 3-14). 상부 분화구는 종종 각력암 물질로 채워져 있으며 중앙에는 응회암 퇴적물이 있으며 중앙 화산 목은 둥근 타원형이며 벽이 직립하거나 중앙을 향해 기울어져 있습니다. 각력이 있는 킴벌라이트는 응회암 재료로 접착되어 각력암과 동종 함유물이 없는 반암 및 미정질 반암 킴벌라이트로 아래쪽으로 변합니다. 일부 암석 튜브는 제방으로 아래쪽으로 변합니다.

그림 3-13 남아프리카 킴벌라이트의 구조적 환경(Mitchell Garson 인용)(물결 모양의 선은 나미비아와 부시맨랜드 지하의 추세를 나타냄)

킴벌라이트의 1차 광물 거기 감람석, 금운모, 소량의 크로마이트, 지르콘, 흑연이 있으며, 2차 광물로는 사문석, 석면, 에디나이트, 활석, 녹니석, 방해석, 칼세도니 등이 있습니다. 킴벌리(Kimberley) 지역의 암석 튜브 상부는 풍화 작용이 심한 경우가 많으며, 수십 미터 깊이의 풍화 변화로 인해 생성된 '황토'와 '청토'에서 다이아몬드가 채굴됩니다. 암석 튜브의 다이아몬드 분포는 매우 고르지 않으며 일부 장소에서는 입방미터당 0.6~0.8캐럿으로 집중될 수 있습니다. 복구 가능한 영역의 평균 내용은 0.000036 ~ 0.00009 입니다. 다이아몬드에는 다양한 종류가 있으며, 가장 일반적인 것은 투명하거나 무색 또는 노란색을 띠는 매끄러우거나 층층이 쌓인 결정면을 가진 팔면체입니다. 결정 직경은 매우 작은 것부터 8~10cm까지 다양합니다.

2. 산둥성 중부와 랴오닝성 남부의 킴벌라이트에 있는 다이아몬드 퇴적물

1960년대와 1970년대에 다이아몬드가 포함된 킴벌라이트가 산둥성 멍인 지역과 복현 지역에서 발견되었습니다. 남부 요녕성 암석은 우리 나라의 중요한 주요 다이아몬드 매장지입니다. Mengyin에는 3개의 킴벌라이트 벨트와 50개 이상의 다이아몬드를 함유한 킴벌라이트 몸체가 있습니다. 남부 랴오닝에는 더 크고 품질이 좋은 다이아몬드 1차 광산과 사금 광산이 있습니다.

산둥 중부와 랴오닝 남부는 한-한 플랫폼에 위치하고 있으며, 이 지역은 시생 회색 편마암과 코마타이트 조합을 포함하는 화강암-녹암 지대가 특징입니다. 더 분명한 것은 광석을 함유한 킴벌라이트 몸체가 탄루 단층대 양쪽의 40~70km 범위 내의 2차 단층대로 제한되어 있다는 것입니다. 주요 감람암 집합체의 나이 값은 3100Ma인 반면, 광석을 함유한 킴벌라이트는 4억5000만~4억9000만년으로 알려져 있으며 이는 오르도비스기 후기와 대략 동일하며 이는 전체 융기의 지각 운동 시간과 일치합니다. 당시 지역.

그림 3-14 킴벌라이트 마그마계 종합모델(메이호준(Mei Houjun, 1989)에서 인용)

다이아몬드를 함유한 킴벌라이트는 암석관과 제방의 형태로 생성되어 응집된다. 3개 이상의 암석군이 킴벌라이트 암석층을 구성하고 있으며, 암석관의 직경은 수십 미터이고, 노출된 면적은 일반적으로 1km2를 초과하지 않습니다. 암벽의 길이는 10m에서 수천m에 이르며, 폭은 0.3~0.7m, 국지적으로는 최대 20m에 달하며 아래로 수백m까지 뻗어 있다. 킴벌라이트 유전 내에는 산업 등급에 도달하는 개별 암석 덩어리가 있는 경우가 많습니다. 연구에 따르면 이러한 암석 덩어리의 대부분은 뿌리 지대 또는 표면에 속해야 합니다.

킴벌라이트의 구조와 구성은 매우 이질적입니다. 암석 덩어리의 가장자리 단계에는 시니안, 캄브리아기 및 오르도비스기 석회암, 사암 및 셰일 이종암이 있으며, 기저 편마암과 과립암이 더 많습니다. 그 밖에도 두나이트(dunite), 석류석 하르츠부르자이트(garnet harzburgite), 석류석 및 크롬 스피넬 레르졸라이트(chromium spinel lherzolite), 금운모 휘석(phlogopite pyroxene peridotite) 등의 맨틀 암석이 있는데, 그 크기는 1~10cm로 대부분이 거대하다. 감람석의 거친 결정은 감람석, 금운모, 사문석, 방해석 및 페로브스카이트로 구성된 미세한 매트릭스에 묻혀 있습니다. 때로는 풍부한 금운모 킴벌라이트가 있습니다. 암벽의 암석에는 거친 결정이 포함되어 있으며 미세한 결정 구조를 갖는 경우는 거의 없습니다. 크롬 마그네시아 가넷과 크롬 스피넬은 일반적으로 두 영역의 킴벌라이트에 포함되어 있습니다. 또한 소량의 크롬 디옵사이드, 마그네시아 일메나이트, 모이사나이트 등도 있습니다. 그중 크롬 마그네슘 알루미늄 가넷과 크롬 스피넬은 탐사 중요성이 있습니다. 두 지역의 다이아몬드의 결정 모양, 색상 및 입자 크기 특성이 다릅니다. 예를 들어 Shandong Shengli No. 1 암석 파이프에서는 가장 구부러진 마름모꼴 십이면체가 대부분 갈색 회색이고 다음과 같습니다. 다른 색상은 30% 미만의 다이아몬드가 무색에서 연한 노란색을 띕니다. 등급은 일반적으로 80~120ct/100t입니다. 랴오닝 50호 암석 파이프에는 다이아몬드 팔면체가 가장 많고 삼각 박판 쌍둥이와 입방체도 포함되어 있습니다. 색상은 주로 무색이며 그 다음이 갈색이며 노란색이 10% 미만입니다. 획득한 대형 다이아몬드는 거의 60캐럿이었고, 암석 덩어리의 등급은 약 200ct/100t였습니다. 충적사적지는 두 곳 모두 1차 퇴적물로부터 일정 거리 내에서 발견되며, 다이아몬드의 품질은 1차 퇴적물보다 우수합니다.

그림 3-15 산둥성 멍인훙치 6호 암석 파이프의 암석 형태 및 암석분포도(표면)(국토자원부 613 광산연구팀 자료)

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3. 남아프리카공화국의 동아프리카 및 탄산염형 희금속 매장지

알칼리성 암석과 탄산염암은 동아프리카의 광활한 지역에 분포하며 주로 동아프리카 열곡계와 관련이 있다. , 균열계 및 내부 또는 근처의 관련 융기 지역에서 생산됩니다. 암석덩어리의 형성 연대는 남쪽에서 북쪽으로 오래된 것에서 새로운 것으로 점차 변한다. 짐바브웨의 탄산염은 트라이아스기, 잠비아 남부와 말라위의 복합 단지는 백악기 초기, 탄자니아 북부는 동아프리카 융기의 동쪽 가장자리를 따라, 남부 부분의 탄산염은 백악기, 북부 부분은 여전히 간헐적으로 활동하는 영역. 남아프리카에 있는 선캄브리아기 탄산염의 위치는 이 열곡계의 남쪽 끝이 확장된 것으로 간주됩니다.

동아프리카에 있는 대부분의 탄산염은 고리 모양의 복합체 형태입니다. 탄산암과 알칼리성 암석이 발생하며, 깊은 부분에는 초염기성 암석도 존재한다. 탄산염 암석은 짐바브웨, 말라위, 케냐, 우간다 및 기타 지역의 암석과 같이 소위 중앙 유형이라고 불리는 암석 덩어리의 핵심에서 종종 발견됩니다. 또한, 알칼리성 암석이 없거나 주요 단층에 분포하는 속성성 벽과 암석층이 있는 암석체도 있습니다. 예를 들어, 탄자니아에는 최대 25km에 달하는 사례가 있습니다.

탄산암 암석체에는 다양한 유형의 광물이 포함되어 있습니다. 예를 들어 짐바브웨와 남아프리카의 탄산암에는 중간 등급의 1차 인회석 광물이 포함되어 있고, 말라위의 칠와 섬에는 인회석, 트레몰라이트 탄산염이 함유된 백운석이 포함되어 있습니다. 몇 퍼센트의 피로클로르까지. 말라위에도 희토류 광물을 생산하는 탄산암이 있고, 잠비아, 탄자니아, 케냐에도 희토류 광물이 많이 함유된 탄산암이 있다. 말라위 남부의 주요 열곡에 있는 칸간쿤데(Kangankunde) 분화구는 4~7개의 모나자이트, 14개의 스트론튬 및 소량의 중정석을 함유한 3개의 안케라이트-스트론타이트 탄산광체로 이루어진 세계 최대의 희토류-스트론튬 광석체 중 하나입니다. 광산.

남아프리카공화국의 팔라바라(Palabora)는 구리를 함유한 희귀한 탄산염 알칼리 암석 초염기성 암석 복합체입니다. 암석덩어리의 본체는 휘석이며 가장자리에 섬장암이 남북 방향으로 거의 6.5㎞ 뻗어 있고, 폭은 2.5㎞로 오래된 화강암을 관입하고 있다. 암석덩어리 중앙에는 중앙의 탄산암이 있고, 탄산암 주변에는 인회석 자철석 감람암과 사문석-휘석-감람석 페그마타이트가 있다. 이런 구불구불한 질석 휘석 감람석형 페그마타이트는 큰 휘석암괴의 축 북단 부근에 또 다른 2개의 중심을 형성하고, 감람석-질석형 페그마타이트가 그 핵을 형성하고, 암반 전체가 절단되어 있다. 일련의 북동쪽 경향의 암벽에 의해 형성됩니다(그림 3-16).

이 지역에는 3개의 노천광산이 있는데, 하나는 탄산염, 인회석, 자철석 및 감람암의 구리 광석을 채굴하고, 다른 두 개의 광산은 휘석을 함유한 금운모형 페그마타이트에서 풍화된 질석과 감람석을 채굴합니다. 단지 중심부의 탄산암 암석에는 황동석, 반석, 황동암이 포함되어 있으며, 암석의 평균 구리 함량은 0.69입니다. 부산물에는 금, 은, 백금족 원소, 바델레이석, 우라늄 톨라이트가 포함되어 있습니다.

그림 3-16 남아프리카 팔라보라 단지의 지질학적 개요(Mei Houjun, 1989에서 인용)

4. 후베이 친링 산맥의 알칼리성 암석 지대에 있는 탄산염 퇴적물 산시성(陝西省)

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진령산맥의 알칼리성 암석은 화북육괴 남쪽 가장자리와 장강육괴 북쪽 가장자리의 깊은 단층대에 분포한다. 암석 조합에 따라 두 계열로 나뉘는데, 하나는 알칼리성 암석-알칼리성 화강암 계열로, 다른 하나는 알칼리성 염기성 암석, 알칼리성 초염기성 암석입니다. 네펠린, 네펠린 휘석, 일메나이트, 휘석 알칼리 장석, 킴벌라이트 및 후기 탄산염 암석 등을 포함한 시리즈. 형성시대는 신원생대, 고생대, 중생대에 이르며 모두 지각 확장 환경의 산물이다. 대표적인 퇴적층은 고생대 후기 알칼리성 암석에 속하며 호북성 주산 묘야 암석체 등 안강-우당-쑤이저우 지역에 분포하는 것으로 알려져 있다. 이는 산시성 화현 화양천 탄산염 알칼리 암석 지대와 같은 송현-루시-화현 지역의 초기 중생대 심원 알칼리 암석층에 속합니다.

Zhushanmiaoya 암석 덩어리는 섬장암, 섬장암 반암, 방해석 탄산염 및 안케라이트 탄산염으로 구성되어 있습니다. 암석 덩어리는 신원생대 및 초기 실루리아기 지층에서 생성되며, 암석 덩어리의 폭은 2.95km, 암석덩어리는 거의 완전히 광물화되어 있으며 40개가 넘는 광석체가 윤곽을 이루고 있으며 대부분이 층상 또는 불규칙하게 층을 이루고 있는 렌즈형이다. 섬장암, 섬장암 반암 및 방해석 탄산염은 모두 니오븀 및 희토류 금속을 함유하고 있습니다. 흑운모 탄산염은 니오븀이 더 풍부하고, 탄산 방해석은 희토류 광물이 더 풍부합니다. 및 기타 원시 광물에는 피로 클로르, 니오븀 티타늄 우라늄 광석, 니오븀 탄탈 라이트, 니오븀 황철석, 니오븀 이트륨 광석, 인회석, 황철석 등이 포함됩니다. 평균 Nb2O50.118, TR2O30.168을 함유하는 광석은 희토류 원소가 주로 세륨 계열입니다.

화현현 화양천 광상은 시생대화군(Archean Dahua Group)에서 생산되며, 탄산암은 방해석 탄산암, 금운모 방해석 탄산암, 인회석 방해석 탄산암 및 이후 백운암 탄산암 정맥으로 구성됩니다. 단층에 따른 균열은 채워져 광맥군으로 생성된다. 주변 암석은 화강암 페그마타이트, 화강암 반암, 알칼리성 제방 및 이들의 변성암입니다. 광체는 불규칙한 렌즈 모양이고 판형이며 길이가 500~900m이고 폭이 5~20m입니다. 광석, 자철광, 황철석 등은 우라늄, 납, 니오븀, 희토류 및 스트론튬의 대규모 종합 매장지입니다.

3. 광물화 조건 및 원산지 문제

다이아몬드 퇴적물의 기원을 연구하는 데에는 몇 가지 특별한 문제가 있습니다. 첫 번째는 어떤 상황에서 고온 및 고압 조건이 필요할 수 있는지입니다. 다이아몬드 형성이 가능하고, 그리고 어떻게 다이아몬드가 마그마의 온도와 압력이 낮아질 때 녹거나 분해되지 않고 안정적으로 존재할 수 있습니까? 현재는 다이아몬드를 함유한 킴벌라이트 마그마가 지하 깊은 곳에서 발생하여 맨틀 암석이 부분적으로 녹고 이동하여 형성된 것으로 믿어지고 있습니다. 이런 마그마의 가장 큰 특징은 마그네슘, 알칼리, 특히 칼륨이 풍부하다는 점이다. 킴벌라이트에는 하르츠부르자이트와 에클로자이트 함유물이 있습니다. 감람석과 금운모 외에도 다이아몬드로 생산되는 광물에는 좋은 증거가 되는 마그네슘-알루미늄 크로마이트와 파이로프 가넷이 포함되는 경우가 많습니다. 실험 데이터에 따르면 다이아몬드 형성을 위한 최적의 온도는 1200~1800°C이고 압력은 45~60kPa입니다. 또한 여러 실험을 통해 대략적인 다이아몬드-흑연 평형 곡선을 얻었습니다. 압력이 일정하게 유지되고 온도가 급격히 감소하면 다이아몬드는 안정된 상태에 있을 수 있지만 온도가 일정하게 유지되고 압력이 급격히 변하면 다이아몬드는 흑연 내의 준안정 상태는 최종적으로 흑연으로 변환됩니다.

따라서 킴벌라이트는 지하 깊은 곳에서는 천천히 냉각되지 않고, 거대한 내부 압력 하에서 폭발적인 관입을 통해 표면 근처에서 빠르게 냉각되며, 이 경우 다이아몬드는 안정성을 유지하거나 준안정 상태를 유지하는 데 도움이 됩니다.

다이아몬드의 탄소 출처, 다이아몬드가 언제 형성되는지, 어떻게 형성되는지에 대해서는 의견이 다릅니다. 다이아몬드는 킴벌라이트 마그마에 의해 지하 깊은 곳에서 포획된다는 견해가 있습니다. 즉, 다이아몬드는 에클로자이트와 마찬가지로 맨틀 암석에 이미 존재하는 성분이라는 견해가 있습니다. 일부 연구자들은 세계 여러 지역의 다이아몬드 연대가 선캄브리아기라고 지적합니다. , 3300Ma에서 2700Ma까지, 광석을 보유한 킴벌라이트 또는 인산염의 배치 연령은 원생대에서 제3기까지 다양합니다. 킴벌라이트가 동화된 탄소질 암석에서 탄소를 얻어 다이아몬드가 생성된다는 견해도 있지만, 탄소 동위원소 데이터는 이러한 설명을 증명할 수 없으며, 현재는 CO2가 지구 맨틀의 가스 제거에 중요한 성분이라는 것이 알려져 있습니다. 현재 대부분의 사람들은 다이아몬드가 다른 암석 형성 광물과 마찬가지로 킴벌라이트 마그마에서 결정화되었다는 견해를 갖고 있습니다. 그리고 이를 초기 마그마 퇴적물로 분류하는데, 다이아몬드는 더 일찍 마그마에서 형성된 매우 분산된 산포체라고 생각된다. 어떤 사람들은 다이아몬드가 마그마 결정화가 일어나는 곳으로 탄소나 탄화물이 침투하는 매우 깊은(아마도 100km 이상) 고압 환경에서만 형성될 수 있다고 추측합니다. 킴벌라이트의 다이아몬드는 형태, 결정 모양, 색상 및 입자 크기에 따라 다르며, 감람석과 석류석에도 결정 조각이 포함되어 있습니다. 다이아몬드는 이들 광물이 생성된 시기에 가깝게 생성될 뿐만 아니라 킴벌리 마그마 결정화 및 분출의 급격한 변화에도 영향을 받는 것을 알 수 있다. 그러나 킴벌라이트가 발생한 곳에서 얼마나 많은 다이아몬드가 생성되는지, 마그마가 상승하면서 얼마나 많은 다이아몬드가 결정화되는지, 마그마가 가스 폭발을 겪을 때 다이아몬드가 결정화되는지에 대한 질문에 대해서는 여전히 명확한 대답을 하기가 어렵습니다.

탄산염암 및 관련 광물 매장지에 대한 연구는 상대적으로 늦어졌고, 가속화된 조사와 연구가 이루어진 것은 지난 40~50년에 불과하다. 마그마, 열 흐름 대사작용, 이종석 변형 및 가스 주입과 같은 탄산염 암석의 기원에 대해 서로 다른 이해가 있었습니다. 어떤 사람들은 방해석의 높은 녹는점 때문에 탄산염 마그마가 없을 것이라고 의심했지만, 나중에 실험을 통해 H2O-CO2 결합에 의해 생성된 압력이 5 MPa 및 900°C일 때 방해석이 녹기 시작하는 것이 관찰되었습니다. 1960. 탄산염 마그마가 분출됩니다. 탄산암 암석체의 현장 발생과 암석학 및 석유화학에 대한 연구를 바탕으로 탄산 마그마의 기원은 더 이상 의심할 수 없게 되었습니다. 특히 탄산염암은 마그마암, 특히 알칼리성 암석에서 발견되는 희귀원소를 모두 함유하고 있으며, 특히 Zr, Nb, La, Ce 등의 미량원소가 풍부하다. 탄산염 암석에는 스트론튬 동위원소 특성인 87Sr/86Sr이 있는데, 이는 퇴적 기원의 탄산염 암석과 분명히 다르지만 관련 알칼리 암석과 동일합니다. 이들의 87Sr/86Sr은 상부 지각 물질보다 낮습니다. 지각이 아니라 하부 지각이나 상부 맨틀입니다.

킴벌라이트와 탄산염 퇴적물 사이의 유전적 관계는 이제 많은 연구자들에 의해 확인되었습니다. 첫째, 동아프리카 열곡과 같이 알려진 전형적인 지역뿐만 아니라 일부 새로운 지역에서도 동일한 암석 지역에서 두 가지 유형의 광물 퇴적물이 생성되는 것을 볼 수 있습니다. 둘째, 암석학 연구에서는 알칼리성 초염기성 암석 지역의 암석과 암석 구성이 일부 유사하다는 사실을 확인했습니다. 이 암석은 지하 깊은 곳에서 유래했으며 동일한 맨틀 근원암을 가지고 있을 수 있다고 합리적으로 추측할 수 있습니다. 또한, 이 암석은 깊은 단층대를 통해 표면 근처로 솟아오르는 마그마이며, 동일한 화산 환경에 위치하므로 지역적 구조에 의해 통제됩니다.

IV. 탐사 및 평가의 핵심 포인트

다이아몬드 함유 킴벌라이트 암석 파이프와 탄산암 희금속 매장지는 이미 전 세계 전형적인 지역의 광물 매장량 데이터를 기반으로 확립된 매장 모델을 보유하고 있습니다. .

이 두 종류의 광물 매장지가 생성되고 생산되는 구조적 배경은 대륙 내의 고대 방패와 원생대 이후 안정화 된 플랫폼입니다. 그들 대부분은 더 젊은 열곡대를 포함하여 지역적인 깊은 단층대에 있습니다.

가장 직접적인 탐사 전제 및 탐사 대상은 킴벌라이트 각력암, 칼륨이 풍부한 마그네슘 램프로파이어, 탄산염 암석 및 기타 알칼리성 초염기성 암석입니다. 암석, 알칼리성 대사작용을 겪고 있는 암석. 넓은 알칼리성 암석 지역(지대)과 특수한 어두운 암석 지역은 탐사에 유리한 방향입니다. 킴벌라이트와 탄산염의 형성 시기는 원생대 전기부터 다양한 시대에서 찾아볼 수 있으나, 세계적으로 중요한 형성 시기는 중원생대와 중생대의 백악기이다.

킴벌라이트의 특징적인 발생형태는 암석관 또는 암석관이다. 탄산암의 대표적인 발생형태는 고리 모양의 암석이며, 또한 광맥과 불규칙한 형태를 띠기도 한다. 암석 덩어리는 그룹으로 분포되어 있습니다. 킴벌라이트 암석체는 일반적으로 암석 튜브의 직경이 수십 미터이고, 일부는 수백 미터이지만 깊이는 매우 작습니다. 이러한 암석 덩어리 분포 지역에는 다양한 다른 광맥 암석이 분포되어 있는 경우가 많습니다. 일부 연구자들은 탄산염 암석에서 생성되는 희귀 금속 및 기타 광물의 깊이, 위치 및 조합에 특정 규칙이 있을 수 있다고 믿습니다(그림 3-17).

전 세계적으로 5,000개에 가까운 킴벌라이트 시체가 발견됐지만 다이아몬드가 포함된 것은 500개 정도에 불과하고, 그 중 산업적 가치가 있는 것은 10분의 1에 불과하다고 한다. 다이아몬드는 암석 덩어리에 매우 집중되지 않고 고르지 않습니다. 그러나 사람들은 암석 덩어리의 광물화를 식별하기 위해 몇 가지 특성을 익혔습니다. 예를 들어, 킴벌라이트는 감람석을 많이 함유하고 있으며, 파이로프 함량이 높으면 광물화가 잘됩니다. 미량원소 중에서는 Cr/V, Ni/V, Cr/Ti, Th/U 비율이 높아 광물화가 유리하다. Dunite 및 Peridotite와 같은 내포물이 많은 암석도 유익합니다. 일부 더 넓은 지역에서는 다이아몬드 사금이 먼저 발견될 수 있으며 주요 매장지를 추가로 검색할 수 있습니다. 또한 탄산염 퇴적층의 Cr, Ti, Mn, Ni, Co, PGE 및 Ba와 같은 이상 물질과 희토류, U, Th와 같은 이상 물질도 광물화의 징후입니다.

그림 3-17 초염기성-알칼리성 암석의 수직 단면에 있는 광석을 함유한 탄산염 암석의 광물 유형(V. I. Smirnov에서 인용)