第七届青年地学论坛

平邑县大井头地区位于华北板块东南缘，蒙阴坡里、西峪和常马三大金刚石原生矿带左行雁列式向南延伸约30km。该地区最具代表性的大井头岩体最早发现于1972年，由于地表岩石中的原生矿物遭受强烈蚀变，难以辨认，该岩体曾长期被定性为火山角砾岩。不过随着岩体中金刚石及高铬铬铁矿、镁铝榴石等指示矿物的相继发现，该岩体逐渐被重视起来。以往认为，大井头岩体为安山质岩石，它截穿了地下隐伏的金伯利岩，并携带了其中的金刚石和指示矿物。本文在深部钻探成果的基础上，通过岩矿鉴定、岩石地球化学分析和金刚石红外光谱测试等手段，对大井头岩体的岩性、形态及成因机制进行了研究，认为大井头岩体为含金刚石钾镁煌斑岩。
近期经深部钻探工程查证，大井头岩体为南南西向倾斜的火山岩管，岩管倾向南南西，倾角81°，而不是以往认为的竖直向下延伸。施工钻孔于地表下571m-582m见到斑点状外貌并含大量灰绿色包体的岩体，新鲜岩石呈灰紫色，斑杂状构造。经人工重砂取样，该段岩芯中选获2颗粒径在0.1mm-0.5mm的金刚石。
通过镜下鉴定，该岩体蚀变程度较高，岩石主要有长石类矿物组成，可见透辉石假象，另含有磷灰石、磁铁矿等副矿物。经岩石地球化学测试（表1），该岩体SiO₂含量在43.90％~47.98％之间，属于基性-超基性岩范畴，且K₂O含量较高，介于7.11％~8.73％之间，K₂O/Na₂O的平均比值达38.06，最高可达81.90％。在SiO₂-K₂O图解中(池际尚, 1996)，测试样品均落到钾镁煌斑岩范围。另外，该岩体烧失量（LOI）较高，介于8.92％~12.01％之间，与岩管上升侵爆并在地表形成的环形构造影像相对应。
表1大井头岩体部分主量元素及相关参数

样品编号	检测项目及结果ω(B)/10-2							岩石学相关参数
	SiO2	Al2O3	MgO	CaO	K2O	Na2O	LOI	K2O/Na2O	混染指数	里特曼指数（σ）
18ZK01-H01	44.85	17.21	1.35	7.44	8.73	0.37	10.06	23.61	3.32	44.78
18ZK01-H02	47.44	16.10	1.42	7.25	8.01	1.23	9.32	6.50	3.72	19.20
18ZK01-H03	47.81	17.22	0.77	7.39	8.60	0.36	8.92	23.79	3.64	16.71
16ZK01-QH03	43.90	17.54	1.67	7.04	7.11	0.09	11.49	81.91	3.87	57.56
16ZK02-Qh01	44.13	16.48	1.66	8.94	7.60	0.16	12.01	47.50	3.60	53.29
16ZK03-Qh01	47.98	16.43	1.70	6.74	8.40	0.19	10.00	45.05	3.49	14.81

微量元素方面，大井头岩体相对富集K、Th、U、P等不相容元素及轻稀土元素，而高场强元素Nb、Ta和相容元素Cr、Ni、Co、Ti及重稀土元素呈相对亏损状态。不相容元素Th、U、Y的富集与地幔部分熔融有关，同时作为高场强元素，它们活跃度差，容易在熔浆中赋存。Sr、Ba等作为大离子亲石元素，它们的含量常常与岩浆中流体的参与呈正相关。而对于富含挥发份、围岩蚀变非常弱的大井头岩体，显然流体作用较小，因此大井头岩体中Sr、Ba等大离子亲石元素并不富集。而元素Nb的相对负异常，则体现了壳源物质参与的特征，推测与大井头岩浆同化混染基底花岗岩有关。
稀土元素图解可用于探索岩石的形成机理和成因分类。在w(La)/w(Yb)-w(REE)图解中(韩吟文等，2003)，大井头岩体的样品均落到了碱性玄武岩与花岗岩、沉积岩重叠部位，也反映出大井头岩体受到基底花岗岩和沉积盖层的混染。
另外，混染指数【C.L=(SiO₂+Al₂O₃+Na₂O)/(MgO+2K₂O)】可以较好的反映深源岩浆的混染程度。若C.L＞1.5，说明深源岩浆受到壳源物质混染；数值越大，受壳源混染的程度越高(董振信, 1991)。计算发现，大井头岩体的混染指数在3.32～3.87之间（表1），平均为3.61，而西澳白榴透辉钾镁煌斑岩混染指数为2.23，与贵州镇远（2.46）钾镁煌斑岩混染指数接近，而西澳的橄榄钾镁煌斑岩混染指数更低，仅为1.34。对比发现，大井头岩体混染指数偏大，受壳源物质的混染程度最高。
当前，大井头岩体中累计选获12颗金刚石、48颗铬铁矿、15颗含铬透辉石和1颗G10组、1颗G9组镁铝榴石。其中6颗金刚石经红外光谱测试发现，均为杂质氮吸收峰较强的I型金刚石。I型金刚石又分为两类，地幔中初生金刚石多为Ib型，之后随着其中孤原子氮向偶氮（N₂）和四氮（N₄）转变，金刚石类型也逐渐向Ib型转变Ia型（何雪梅，2000）。测试的6颗金刚石中，有Ia型金刚石1颗，Ib初生型金刚石5颗，而Ib型金刚石普遍叠加有Ia型金刚石特有的吸收谱峰（1175cm^-1、1182cm^-1），反映了金刚石在被深源岩浆携带至地表前，经历过一段时间的稳定生长。

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