豆荚状铬铁矿床的成因——以西藏自治区罗布莎铬铁矿床为例

本文以西藏自治区罗布莎铬铁矿床为例并结合世界其它地区同类矿床实例,讨论了豆荚型铬铁矿床的成因机制。研究表明,铬铁矿与纯橄岩-斜辉辉橄岩都是由同一原始地幔岩(尖晶石二辉橄榄岩)经不同程度熔融的产物。铬铁矿及纯橄岩是这一过程中高度熔融的最终产物。其熔融的机制是两种辉石(斜方辉石和单斜辉石)不一致熔融转变为橄榄石和铬尖晶石,并伴随着副矿物铬尖晶石及造岩矿物成分的调整和再造,从而导致铬铁矿床与纯橄岩的紧密伴生。该研究成果对认识世界上同类矿床的成因有普遍意义。     

应用电子探针技术研究北京密云放马峪铬铁矿床成因——来自含铬尖晶石矿物化学的证据

似层状铬铁矿床长期以来被认为是岩浆分异成因,但近年来有学者提出其中个别产在蛇绿岩中。本文选择北京放马峪似层状铬铁矿床中纯橄岩、辉橄岩和辉石岩中不同类型的含铬尖晶石进行了电子探针分析。研究表明,岩浆早期的纯橄岩和辉橄岩中的铬尖晶石富铬(Cr2O3平均43.32%),而岩浆晚期辉石的结晶消耗了大量Cr3+,由于氧逸度的升高,在辉石岩的单斜辉石中出溶贫铬的铬磁铁矿(Cr2O3平均10.32%)和富铝尖晶石(Cr2O3平均15.77%)。与世界上不同类型铬尖晶石的矿物化学特征进行对比,可以认为放马峪铬铁矿床是产在阿拉斯加型岩体中的早期岩浆矿床,而与蛇绿岩无关。本文对放马峪铬铁矿床成因和成矿专属性的限定,为这类镁铁-超镁铁岩体的铬、铜镍、铂族元素的找矿勘查提供了依据。     

玉石沟铬铁矿床的成因

玉石沟铬铁矿床产于北祁连蛇绿岩型超镁铁岩中，可分为产于堆积超镁铁岩中的堆积铬铁矿床和产于地幔橄榄岩中的豆荚状铬铁矿床两种类型。堆积铬铁矿床由玄武岩浆分离结晶作用形成，位于辉长岩下约２０ｍ处的纯橄岩或辉石岩中；豆荚状铬铁矿床由地幔岩部分熔融作用形成，产于地幔橄榄岩上部或顶部基性程度最高的纯橄岩或纯橄岩－斜辉辉橄岩杂岩带，位于堆积杂岩下约２００～１７００ｍ范围内。     

豆荚状铬铁矿床的研究现状及进展

豆荚状铬铁矿床是工业上冶金级铬铁矿石的最主要来源,对于其成因研究依然是各国地质学家最为关注的热点之一。文章着重概述了近年来国内外地质学者对豆荚状铬铁矿床成因研究的现状和最新进展。最新研究表明,显生宙以来的豆荚状铬铁矿床具有一定的成矿专属性,主要赋存于蛇绿岩套底部(壳-幔边界,即岩石莫霍面)地幔橄榄岩中的一定层位中。世界上含矿的地幔橄榄岩普遍具有垂直熔融分带特征,即上部偏基性,下部偏酸性。豆荚状铬铁矿床与纯橄岩-方辉橄榄岩相密接相关,却很少见有豆荚状铬铁矿床产于二辉橄榄岩中。豆荚状铬铁矿的成矿作用经历了由洋中脊(MOR)扩张环境向岛弧体系俯冲环境的转变过程,而岛弧环境(岛弧、弧后盆地、弧前盆地等)是形成冶金级豆荚状铬铁矿的最为有利的构造环境。富铬铬铁矿与纯橄岩、玻安岩(Boninite)均为亏损地幔橄榄岩再次高度熔融的最终产物,而玻安岩普遍产于岛弧环境。虽然玻安岩不是铬的有效载体,但玻安岩的熔离促使铬铁矿达到进一步的富集。铬铁矿中的铬来自原始地幔,主要来自于地幔橄榄岩中两种辉石的不一致熔融及其对副矿物铬尖晶石的改造。随着部分熔融程度的增高,地幔橄榄岩逐渐向富镁方向演变,而对应的造矿铬尖晶石也逐渐向富镁、富铬方向演变。     

对豆荚状铬铁矿床成因及评价准则的新认识

产于蛇绿岩套地幔橄榄岩中的豆荚状铬铁矿床，有高铬及高铝两种类型；前者属于ＰＰＧ蛇绿岩系列，后者属于ＰＴＧ蛇绿岩系列。作者的最新研究成果表明，高铬型铬铁矿是原始地幔岩高度熔融再造的产物。高熔系指随熔融程度的增高，原始地幔岩中的单斜辉石斜方辉石，借助于不一致熔融转变为橄榄石和铬尖晶石，导致了纯橄的形成。     

对大道尔吉铬铁矿床成因的新认识

大道尔吉岩体为一肢解的蛇绿岩残片,由两个单元组成,一为堆晶杂岩,另一为地幔橄榄岩。堆晶杂岩包括三个岩浆旋回,每一旋回均表现出由超镁铁质向镁铁质演化的特点。工业铬铁矿产于堆晶杂岩第三旋回底部的纯橄岩-含辉纯橄岩中,而产于地幔橄榄岩中的铬铁矿为数甚微。矿体主要由各种浸染状的铬铁矿石组成。矿体的围岩为纯橄岩且两者逐渐过渡。副矿物铬尖晶石与造矿铬尖晶石的成分相似。上述特征表明大道尔吉铬铁矿床系堆积成因,明显地区别于地幔橄榄岩中的豆荚状铬铁矿。大道尔吉铬铁矿床为我国一个与蛇绿岩堆晶杂岩有关的典型铬铁矿床。     

新疆西准噶尔地区两类蛇绿岩中橄榄岩的矿物学研究

两类蛇绿岩中变质橄榄岩的矿物表现出的共同特征是:从二辉橄榄岩→斜辉橄榄岩→斜辉辉橄岩→纯橄岩→铬铁矿石,其橄榄石、斜方辉石和单斜辉石的Mg/(Mg+Fe)(矿物牌号)依次升高,表现出富Mg贫Fe的演化趋势;铬尖晶石的Cr/(Cr+Al)亦同时升高,表现为富Cr贫Al的演化特征。 变质橄榄岩中的矿物均是原始上地幔岩部分熔融的残余物。在部分熔融过程中,橄榄石与铬尖晶石是生成相矿物,而斜方与单斜辉石则是消失相矿物,正是通过两种辉石的不断消失,岩石才从二辉橄榄岩依次转化为纯橄岩,并造成纯橄岩与铬铁矿的紧密伴生。在此过程中,矿物成分时刻都在变化,造岩矿物向富Mg贫Fe,金属矿物向富Cr贫Al方向调整,这与实际测定结果是一致的。     

超基性岩体中橄长岩-异剥辉长岩分异脉岩与铬铁矿的成因联系

1958年袁棨林在我国北部一地槽区曾注意到有两类超基性岩体。第Ⅰ类有橄长岩-异剥辉长岩分异脉岩(以下简称分异脉岩)的岩体,其造矿铬尖晶石为较富铝的富铬尖晶石亚种和富铁富铬尖晶石亚种,组成低品位冶金级矿石;第Ⅱ类为无分异脉岩的岩体,其中合富铬贫铝的铬铁矿亚种和富铁铬铁矿亚种,组成高品位冶金级矿石。它们虽然都是镁质超基性岩,同样是以斜辉辉撖岩为主的纯橄榄岩-辉橄岩杂岩体,而且都显示了较强的动力分异作用,只是由于出现或不出现与晚期岩浆铬铁矿有成因关系的分异脉岩,而使造矿铬失晶石成分有明显地不同。     

新疆萨尔托海超基性岩体及铬铁矿床的地质特征和成因

萨尔托海铬铁矿是我国大型铬矿床之一。本文论述了该区超基性岩与地表、浅部和深部铬铁矿床的地质特征。根据岩体产状、内部构造、岩石矿物学、岩石组构及通过稀土元素和锶同位素的分析对比、矿物包裹体的研究结果等,提出萨尔托海超基性岩体是岩浆成因的,是在造山带区域应力场作用下成岩、成矿与变形、变质的。该区铬铁矿主要产于纯橄岩申,其次为斜辉辉橄岩,而橄榄岩仅有少量矿化。主要成矿地段的岩相均有自上而下由偏酸性到偏基性的垂直分带现象,工业矿体赋存于中下部纯橄岩—辉橄岩杂岩带的纯橄岩内或偏基性的辉橄岩中,其构造位置处在岩体基底凹槽之上;地表矿体则多是由形成浅部或中深部矿床的矿浆派生、沿裂隙贯入的脉状矿体。在造矿铬尖晶石中发现了原生硅酸盐熔体包裹体;肯定了褪色岩石富含Cl、B、S等挥发组分,岩石发生蚀变褪色在空间上和成因上与铬矿成矿作用有关;并从岩相、构造、地球化学及矿床特征等方面探讨了岩浆分异及铬矿床的形成作用。超基性岩及铬铁矿结晶温度介于1300—700℃之间。     

西昆仑库地蛇绿岩富Al型豆荚状铬铁矿床成因

西昆仑库地蛇绿岩发育小规模的铬铁矿床,矿体呈豆荚状和层状、似层状,均与纯橄岩紧密伴生。这些纯橄岩主要由橄榄石和副矿物尖晶石组成,与方辉橄榄岩相比,橄榄岩中的橄榄石粒径粗(平均2.5mm),Mg#(88~90)低,这与它们全岩低Mg#(90)值,富Al_2O_3、TiO_2、Cr_2O_3、Fe_2O_3相吻合,与熔融残余成因的纯橄岩明显不同,反映了其很可能是由熔体与方辉橄榄岩反应而成。矿体主要由块状、浸染状及脉状铬铁矿石组成;铬铁矿石中的尖晶石具有低而相对稳定的Cr#(43~56),低于富铬型铬铁矿矿床中的铬铁矿(Cr#60)。块状矿石与纯橄岩呈突变接触,矿石中的尖晶石呈浑圆状,包裹有较多橄榄石、辉石等硅酸盐矿物及角闪石等含水硅酸盐矿物;浸染状铬铁矿石中的尖晶石与橄榄石颗粒构成交织结构,或呈云朵状,沿橄榄石颗粒边界相互连接,矿石的结构构造显示了熔/岩反应成因特征。通过计算分析,我们认为该区富铝型铬铁矿石是由拉斑玄武质熔体与地幔橄榄岩反应而成,由于熔体中含有较高的H_2O,参与反应的熔体可能源于弧后扩张脊环境。     

新疆东准噶尔扎河坝橄榄岩单斜辉石、铬尖晶石地球化学特征及铬铁矿成矿作用

扎河坝蛇绿岩是东准噶尔地区一条重要的蛇绿岩带,主要由橄榄岩、层状辉长岩、玄武岩、斜长花岗岩、硅质岩等组成。其中橄榄岩主要由方辉辉橄岩(方辉橄榄岩)、二辉橄榄岩和少量纯橄岩组成。二辉橄榄岩中的单斜辉石Cr_2O_3平均1.11%,Al_2O_3平均4.77%,MgO平均16.99%,CaO平均21.84%,SiO_2平均50.00%;铬尖晶石副矿物具有较低的Cr_2O_3(平均40.35%)、Cr~#(平均0.53)和更高的Al_2O_3(平均24.10%), MgO(平均13.23%)和Mg~#(0.62)含量,属高Al型,橄榄岩形成于扎河坝洋扩张时期(MOR环境);块状铬铁矿铬尖晶石各元素含量变化较小:Cr_2O_3平均55.45%,Al_2O_3平均10.88%, MgO平均11.98%和Mg~#为0.60,属SSZ背景高Cr型铬铁矿。二辉橄榄岩单斜辉石具有典型的熔融残余结构和熔-岩反应结构,斜方辉石保留绢石化假晶和部分未蚀变的辉石残余体(主要是顽火辉石),铬尖晶石副矿物具有熔蚀特征。单斜辉石的熔融残余结构是含铬矿物熔融、释放铬的一种表现,是橄榄岩部分熔融程度升高,向更富镁方向演化的结构标志,但可能对富Cr型铬铁矿的形成贡献有限。橄榄岩存在熔-岩反应新生的单斜辉石、橄榄石及结构标志。熔-岩反应过程中流体、挥发分的作用不可忽视。文章还探讨了铬铁矿Cr~#、Mg~#和Al_2O_3含量差异与蛇绿岩形成的构造背景关系及影响因素。卡拉麦里洋壳俯冲和地幔对流循环使扎河坝早期形成于MOR环境的富Al铬尖晶石富集,形成高Cr块状铬铁矿。     

新疆西准噶尔地区冶金型与耐火型铬铁矿床的特征及其成因研究

西准噶尔蛇绿岩中发育两类铬铁矿床(或矿化):一类是冶金型铬铁矿床,它以唐巴勒、萨雷诺海为代表;另一类是耐火型铬铁矿床,它以萨尔托海、鲸鱼、洪古勒楞为代表.冶金型矿床中的造矿与副矿物铬尖晶石以高Cr低Al为特征,耐火型则以高Al低Cr为特征.副矿物铬尖晶石的成分从二辉橄榄岩至纯橄岩均显示出向富Cr贫Al方向演化的趋势,两类造矿铬尖晶石成分位于该系列上的不同范围,显示了两者间的差异.豆荚状铬铁矿床的形成是原始地幔岩高度熔融的残余物,冶金型矿床的熔化程度高于耐火型矿床.豆荚体的聚集和分散则依靠上地幔的塑性剪切作用实现的.     

新疆西准噶尔地区蛇绿岩与豆荚型铬铁矿床的成因研究

本文将西准噶尔地区蛇绿岩分为两类:一类是变质橄榄岩+辉石岩+辉长岩组合(简称PPG系列),它们遵循富Ca的演化趋势,发育冶金型铬铁矿床;另一类是变质橄榄岩+橄长岩+辉长岩组合(简称PTG系列),它们遵循富Al的演化趋势,发育耐火型铬铁矿床。两类蛇绿岩中变质橄榄岩的成因机制是上地幔岩的部分熔融,而铬铁矿及纯橄岩的出现则是高度熔融的残余;堆积杂岩中出现辉石岩+辉长岩和橄长岩+辉长岩的不同组合则与岩浆房的出露深度和氧化状态有关。     

西藏罗布莎蛇绿岩中不同产出的纯橄岩及成因探讨

罗布莎蛇绿岩中的纯橄岩有三种产出情况,除了与豆荚状铬铁矿伴生的薄壳状纯橄岩外,还有产在方辉橄榄岩底部被认为是堆晶岩的厚层状纯橄岩和方辉橄榄岩中的透镜状纯橄岩。厚层状纯橄岩约700～1000m厚,以橄榄石富镁(Fo93～95),单斜辉石低铝富镁(Al2O30.47%～0.85%,Mg#95～97),铬尖晶石高铬低镁(Cr#值平均77,Mg#平均51)为特征。该纯橄岩中的浸染状铬铁矿也是高铬低镁型,但Mg#值(平均59)高于厚层状纯橄岩的副矿物铬尖晶石。薄壳状纯橄岩与厚层状纯橄岩成分相近,其橄榄石Fo92～94,单斜辉石Al2O3<1%和Mg#95～97;铬尖晶石的Cr#值平均71,Mg#值平均52。与薄壳状纯橄岩伴生的块状铬铁矿为高镁高铬型,但Mg#值(平均68)相对更高些,Cr#值平均79。透镜状纯橄岩的特征是橄榄石Fo(91～92)和铬尖晶石Cr#(60左右)均低于前两类纯橄岩,但单斜辉石的Al2O3(1.41%～1.71%)则高于前两者。透镜状纯橄岩的矿物成分与方辉橄榄岩重叠,两者为渐变过渡关系。研究对比表明,罗布莎厚层状纯橄岩不同于经典的蛇绿岩的超镁铁质堆晶岩,认为将其成因解释为拉斑玄武质熔体与地幔橄榄岩的反应较为合理。透镜状纯橄岩与方辉橄榄岩存在成生联系,可能是地幔橄榄岩高度部分熔融的产物,或熔体和方辉橄榄岩在原位发生反应的产物;薄壳状纯橄岩成因与厚层状纯橄岩相同,但与其相伴的块状铬铁矿是否由拉斑玄武质熔体与方辉橄榄岩反应形成,值得商榷。     

西藏日喀则蛇绿岩大竹曲豆荚状铬铁矿形成机制

为了研究蛇绿岩型豆荚状铬铁矿床的成因和构造环境,对西藏雅鲁藏布构造带中段的日喀则蛇绿岩大竹曲岩体中的铬铁矿化进行了研究。通过岩相学和地球化学研究,发现大竹曲地幔橄榄岩中铬尖晶石为不规则它形,且全岩的CaO和Al_2O_3含量与铬尖晶石Cr~#分别呈正相关和负相关关系,这表明地幔橄榄岩中铬尖晶石为地幔部分熔融的残余。然而,纯橄岩和矿石中铬尖晶石显示自形-半自形,并可见橄榄石包裹自形铬尖晶石,且纯橄岩与矿石的CaO和Al_2O_3和Cr~#均无相关性,均说明纯橄岩和铬铁矿石形成于岩石-熔体反应。高Cr~#矿石和纯橄岩的母岩浆性质接近于玻镁安山质熔体,而低Cr~#纯橄岩的母岩浆则类似于MORB,表明大竹曲铬铁矿可能形成于弧后扩张中心。     

新疆达拉布特超镁铁岩成因——来自铬尖晶石的证据

通过研究西准噶尔达拉布特蛇绿混杂岩中方辉橄榄岩和橄榄辉石岩的岩石学特征,分析方辉橄榄岩广泛发育的铬尖晶石和斜方辉石构成的蠕虫状共生连晶结构的成因,得出结论认为:这种共生连晶结构不是前人所认为的文象结构或者石榴石的后成合晶,而是原始地幔岩熔融形成富铬岩浆的演化产物。这种富铬岩浆高度分异形成铬铁矿块体(即萨尔托海铬铁矿矿床)后,熔体进入地幔岩中结晶形成铬尖晶石和斜方辉石的蠕虫状共生连晶结构。因此,铬尖晶石与辉石的共生连晶结构可以作为豆荚状铬铁矿的重要找矿标志。方辉橄榄岩中的斜方辉石发育铬尖晶石出溶结构,出溶棒的成分特点表明,该结构是达拉布特蛇绿岩在快速就位过程中环境氧逸度突然升高诱发变质反应的结果。     

陨石中铬尖晶石同某些铬铁矿床内铬尖晶石成分对比

本文主要通过陨石铬尖晶石和地球某些铬铁矿床中铬尖晶石成分之间的对比,结合一些实验资料,探讨它们的形成条件,以便对地球铬铁矿成因有进一步的认识。 一、试用陨石中铬尖晶石成分对地球铬尖晶石成分进行标准化。 对大量陨石矿物成分的研究表明,除顽辉石球粒陨石的铬元素呈陨辉铬矿(FeCrS_4)外,在其它主要类型陨石中铬元     

藏南罗布莎铬铁矿床铬尖晶石矿物学与矿床成因研究

西藏罗布莎铬铁矿床是我国目前研究程度最高、规模最大、地幔橄榄岩相对新鲜的豆荚状铬铁矿床,主要工业矿体产于蛇绿岩壳-幔边界(即岩石莫霍面)以下方辉橄榄岩相带一定层位中,主要有块状、浸染状和豆状等矿石类型。罗布莎铬尖晶石成分变化范围大,依据铬尖晶石的化学成分与矿物学研究至少可识别出3个期次铬尖晶石:(1)成矿前期铬尖晶石,主要以熔蚀残斑晶、出溶晶及少量自形晶形式产于方辉橄榄岩中,以富Al₂O₃为特征,Cr^#值变化范围大(17.19~66.30),且大部分小于60,并与Mg^#值呈负相关关系,由出溶晶,残斑晶到自形晶铬尖晶石,总体表现向富Cr、Fe的方向演变;(2)成矿主期铬尖晶石,可分为早、晚2个阶段。早阶段铬尖晶石主要以它形晶产于不同类型铬铁矿石中,部分呈自形-半自形晶产于铬铁矿体的纯橄岩外壳中,主要以富铬为特征,矿石中Cr^#值变化范围小(70.08~87.03),均大于60,其中块状铬铁矿具有最高的Cr^#和Mg^#,由纯橄岩外壳中副矿物铬尖晶石向豆状、浸染状矿石以及块状矿石演变过程中,铬尖晶石化学成分总体向更富Cr、富Mg方向演变;晚阶段铬尖晶石:主要以自形-半自形晶产于具堆晶结构的纯橄岩相带中,成份上以更加富而贫Al₂O₃,且具有最低Mg^#(18.79~44.77)值为特征;(3)成矿晚期铬尖晶石,主要以网状集合体产于豆状-网脉状(眼眉状)矿石中,以更贫Al、富Fe为特征,具有最高的Cr^#值和低的Mg^#值。综合研究表明,罗布莎铬铁矿中的铬主要来自原始地幔岩本身,且主要来自于地幔橄榄岩中2种辉石的不一致熔融和对副矿物铬尖晶石的改造,原始富铬矿物可能来自地幔深部的八面体硅酸盐矿物。罗布莎豆荚状铬铁矿的成矿作用具有多期次、多成因、多种构造背景下成矿特征,成矿作用过程经历了由大洋中脊(MOR)扩张环境向岛弧体系俯冲环境的转变过程,洋内俯冲带之上(SSZ)的弧间盆地环境是形成冶金级豆荚状铬铁矿的最为有利构造环境。研究提出了罗布莎铬铁矿的"三阶段"成矿模式,即,经历了大洋中脊预富集阶段,俯冲带之上主成矿阶段及之后的构造抬升改造阶段。纯橄岩与方辉橄榄岩接触带之下的方辉橄榄岩相带是寻找较大规模铬铁矿床的有利地带。     

阿尔巴尼亚布尔齐泽壳-幔过渡带豆荚状铬铁矿成因及其对富Ti熔体交代作用的记录

豆荚状铬铁矿是关键金属铬的重要来源之一,尽管豆荚状铬铁矿的研究取得了诸多进展,但对于发育于蛇绿岩壳-幔过渡带的铬铁矿成因却涉及较少。阿尔巴尼亚布尔齐泽岩体壳-幔过渡带中产出的Cerruja豆荚状铬铁矿矿床,其矿体及纯橄岩围岩普遍被辉石岩脉穿切,辉石岩脉与矿体接触带以及辉石岩脉中的铬尖晶石强烈破碎,在铬尖晶石的裂隙和包裹体中发育大量富Ti矿物相,如金红石、钛铁矿和榍石等,是研究壳-幔过渡带铬铁矿成因的理想对象。Cerruja豆荚状铬铁矿及纯橄岩围岩中铬尖晶石Cr#分别为0.56~0.58和0.52~0.55,属于高铝型铬铁矿。接触带及辉石岩脉中的铬尖晶石Cr#明显升高（分别为0.57~0.67和0.72~0.83）,且Ti、V、Mn、Sc、Co、Zn和Ga含量也升高。本文依据铬尖晶石的结构及矿物化学成分变化特征,提出布尔齐泽壳-幔过渡带铬铁矿经历多阶段演化叠加：首先,Mirdita-Pindos洋盆在侏罗纪（约165 Ma）发生洋内初始俯冲,软流圈物质上涌生成的MORB-like弧前玄武质熔体随着俯冲的进行逐渐向玻安质熔体演变,期间产生的过渡型熔体与地幔橄榄岩反应生成高铝型铬铁矿;然后,部分MORB-like弧前玄武质熔体随着堆晶间隙分离结晶往富Fe和Ti的方向演化,改造早期形成的高铝型铬铁矿并结晶高铬型铬铁矿,同时生成金红石、钛铁矿和榍石等富Ti矿物相。     

内蒙古贺根山蛇绿岩型铬铁矿中固体包裹体矿物化学成分研究

内蒙古贺根山蛇绿岩型(豆荚型)铬铁矿矿床分布于内蒙古-大兴安岭海西褶皱带的蛇绿岩套内的贺根山岩块中。该蛇绿岩块主要由地幔橄榄岩、堆积岩和基性熔岩组成。铬铁矿矿体主要赋存于地幔橄榄岩相内的纯橄岩脉内,或被薄层的纯橄岩(数厘米到数米)外壳包围,矿体成群和成带分布。 在铬铁矿矿石中发现多种固体包裹体矿物,如橄榄石、斜方辉石、单斜辉石、角闪石、韭闪石、硬玉、钠长石、钛钠金云母等。这种特殊的固体包裹体矿物组合反映了铬铁矿矿床的成因或形成环境。