铬尖晶石的谱学研究及其地质意义

一、引言铬尖晶石是含矿(铬)超基性岩体中的主要矿物,对造矿铬尖晶石和附生铬尖晶石在化学成分、稀土元素分布特征等方面的研究成果二十多年来已经有很多报导,但是由于铬铁矿成矿作用的复杂性和多样性,往往在不同岩体的造矿和附生铬尖晶石的元素成分(如     

造矿铬尖晶石的蚀变

近些年来我们对国内的一些铬铁矿矿床和矿化点的初步研究表明,造矿铬尖晶石类矿物的蚀变并非罕见的现象。在某些铬铁矿矿床中,铬的矿石矿物几乎全部地或部分地被改造,矿石改造以后,除造矿铬尖晶石类矿物出现了新的变种以外,其脉石矿物均以绿泥石等含多量铝的层状硅酸盐的出现为特征。     

祁连山玉石沟橄榄岩岩浆作用的记录和铬铁矿的成因

祁连山玉石沟蛇绿岩型铬铁矿是典型的高铬型铬铁矿床。通过对玉石沟铬铁矿和橄榄岩围岩进行原位定距离采样研究表明:全岩高的MgO和低的SiO2含量指示这些蛇纹石化橄榄岩不是简单的部分熔融残余,而是经历了后期的熔体再富集作用。玉石沟近矿橄榄岩尖晶石(Cr#65)和铬铁矿尖晶石的矿物包裹体化学特征反映矿体和围岩形成于俯冲带上覆岩石圈地幔。距离矿体由近及远,赋矿围岩尖晶石化学成分(Cr#=43.9~77.2,TiO2=0.06%~0.34%)无规律变化。这说明高铬型铬铁矿体成矿所需铬并非来源于围岩,而是与玻安质熔体渗滤有关。尖晶石含水矿物包裹体仅赋存在玉石沟铬铁矿尖晶石与硅酸盐矿物接触部位附近可能揭示了玉石沟铬铁矿体的成因:成矿铬尖晶石在上侵的含水熔体与周围方辉橄榄岩的反应过程中形成聚集。     

铬尖晶石类矿物阳离子分配的穆斯堡尔谱研究

据国内外提供的许多研究资料表明,地壳中产出的铬尖晶石类矿物,它们不论是作为副矿物或者是造矿矿物存在,都以化学成分变化大为其特征。这一特征曾引起许多研究者的兴趣。这种成分可变性的特征,一方面体现在它们当中阳离子的类质同象非常广泛、且很复杂(实质上是阳离子在结构中的占位关系复杂);另一方面亦反映了它们的形成条件不同。因此,研究铬尖晶石类矿物的化学成分,特别是用谱学方法研究铬尖晶石类的主要阳离子Fe~(2 )、Fe~(3 )和Cr~(3 )等的占位分配,不仅具有重要的晶体化学意义,而且还可以为铬铁矿的形成环境,提供某些地质信息,随着对阳离子分配的深入研究,一定还能为今后铬尖晶石类矿物的合理分类积累资料,并提供新的可靠的依据。     

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.     

新疆西准噶尔地区阿尔卑斯型超基性岩中铬铁矿矿物包裹体研究

作者首次在阿尔卑斯型超基性岩铬铁矿造矿铬尖晶石中发现全结晶化硅酸盐熔体包裹体和不混溶晶体-流体包裹体。对本区铬铁矿矿石类型、矿物组合、结构构造作了简述。对造矿铬尖晶石中包裹体充填的子矿物:橄榄石、辉石、尖晶石、菱铁矿作了探针测定。另对二种包裹体在不同矿石类型中的分布作了研究。通常铬铁矿是由超基性岩浆液态分异出的富含H_2O、CO_2、N_2、CO、H_2、和CH_4等挥发组分的成矿熔浆团,在温度713—1200℃,主要成矿温度713—1000℃的物理化学条件相对恒定、冷却降温极为缓慢的深源环境中形成的岩浆     

辽宁瓦房店金伯利岩中尖晶石族矿物种类划分及指示意义

晶体矿物学理论认为不同成岩环境金伯利岩中尖晶石族矿物由于形成物理化学条件不同,其晶体结构和化学成分会发生明显的变化,通过对无矿、贫矿、富矿金伯利岩岩管中的尖晶石族矿物晶胞参数和化学成分的测定,研究尖晶石族矿物化学成分和晶胞参数变化与无矿、贫矿、富矿金伯利岩的内在关系,可以提高金伯利岩型金刚石矿床找矿效率。为了确定辽宁瓦房店金伯利岩中的尖晶石族矿物种属,探讨辽宁瓦房店金伯利岩中尖晶石族矿物化学成分和晶胞参数与金伯利岩含矿性关系,本文运用电子探针波谱仪对50件尖晶石族矿物中的MgO、FeO、TiO2、Al2O3、MnO及Cr2O3进行微区化学成分分析,运用单晶X射线衍射仪对136个尖晶石族矿物晶胞参数进行测定。数据统计显示:瓦房店金伯利岩中尖晶石族矿物为铬铁矿和镁铬铁矿,以化学分子式中A、B组主要阳离子占位特征为基础,可把矿区的尖晶石族矿物划分为10个亚种;如果用尖晶石族矿物化学成分中Cr2O3与(Cr2O3+Al2O3)含量的比值Cr'来表示尖晶石族矿物与金伯利岩含矿性的关系,金伯利岩岩体含矿性由富矿→中等含矿→贫矿,相应岩体中尖晶石族矿物Cr'值分别为89.5%、83.4%~87.1%和70.2%,逐渐变低;从无矿金伯利岩岩体→贫矿和中等含矿金伯利岩岩体→富矿金伯利岩岩体,金伯利岩体中第一世代尖晶石族矿物晶胞参数分别为0.831~0.832 nm、0.834~0.836 nm、0.837 nm,有逐渐变大的趋势。本文认为,辽宁瓦房店金伯利岩中第一世代尖晶石族矿物晶胞参数大小和Cr'参数可以作为判断辽宁瓦房店金伯利岩含矿性的指示标型。     

新疆洪古勒楞蛇绿岩中铬尖晶石的化学成分变异及其意义

本文应用了洪古勒楞蛇绿岩中铬尖晶石的电子探针分析数据,讨论该蛇绿岩中不同岩石中铬尖晶石化学成分特征,显示出铬尖晶石的成分与寄主岩石有关。基本可将其分为三组:造矿铬尖晶石、堆积岩副矿物铬尖晶石和地幔橄榄岩副矿物铬尖晶石。它们在主要成分和微量成分方面均存在区别,化学成分的相关性也不一样。共生橄榄石-铬尖晶石对的元素分配说明二者基本为平衡矿物。     

山东蒙阴金伯利岩中尖晶石族矿物特征及种类划分

山东蒙阴金刚石矿区金伯利岩中的尖晶石族矿物究竟是铬铁矿还是尖晶石一直倍受争议,为了确定山东蒙阴矿区形态复杂的尖晶石族矿物种类,项目组对矿区的尖晶石族矿物进行了系统的采样,利用电子探针对50件尖晶石族矿物MgO、FeO、TiO2、Al2O3、MnO、Cr2O3进行微区化学成分分析,结果显示,山东蒙阴金刚石矿区金伯利岩中尖晶石族矿物A、B端元成分复杂,不存在单纯的铬铁矿或尖晶石矿物种,以化学分子式分类为基础得到的尖晶石族矿物种类主要有:铁镁-铬铁钛、镁铁-铬铁铝钛、铁镁-铬铝铁、镁铁-铬铝铁、铁镁-铬铁钛铝、镁铁-铬铝、铁镁-铬铝7个亚种。山东蒙阴金伯利岩中尖晶石族矿物的主要端元组分为MgAl2O4、MgCr2O4、FeCr2O4,矿物化学成分分析表明,Mg质量分数较高(7.3%~11.8%),其中Fe、Mg离子数比近于1:1,构成富镁的铬铁矿。     

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。     

金川铜镍矿床超基性岩体的矿物岩石学

一、前言我国西北金川(白家咀子)铁质超基性岩体,含有巨型硫化铜镍矿床.本文比较系统地研究了岩体的岩石化学成分、造岩矿物和付生铬尖晶石及其产状分布等.在此基础上,总结了岩体的矿物岩石主要特征,并探讨了有关成(矿)岩作用.谬误之处,请批评指正.     

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。     

巴基斯坦基性-超基性岩铬尖晶石矿物化学及铬铁矿找矿潜力分析

基性-超基性岩体广泛分布于巴基斯坦北部印度河缝合带和中南部碰撞带,发育有与蛇绿岩有关的铬铁矿床,多数岩体工作程度偏低。铬尖晶石是指示岩石成因和构造环境的有效标志。铬尖晶石矿物化学研究表明其岩体可划分为3类,其中尚拉-明戈拉、德尔盖、瓦齐里斯坦、穆斯林巴赫和贝拉岩体中造矿铬尖晶石的成分显示富Cr、贫Al、低Ti特征,副矿物铬尖晶石的Cr#变化范围指示其构造背景为大洋中脊向俯冲带之上的过渡环境,与我国罗布莎含矿岩体非常相似。通过对比分析典型豆荚状铬铁矿成矿地质特征和成矿规律,认为贝拉、穆斯林巴赫等岩体成矿条件有利,具较大找矿潜力。     

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。     

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。     

豆荚状铬铁矿多阶段形成过程的讨论

豆荚状铬铁矿是铬的主要来源,是中国的紧缺矿种,因此,寻找一批大型铬铁矿矿床已成为解决我国对铬铁矿长期依赖进口的途经.然而对于豆荚状铬铁矿的成因,一直以来都有较大分歧.豆荚状铬铁矿及其围岩地幔橄榄岩中大量异常地幔矿物的发现,引起了各国地质学家对豆荚状铬铁矿成因的新一轮思考.本文着重讨论近年来国内外学者对豆荚状铬铁矿研究的最新成果和进展,包括豆荚状铬铁矿的形态特征、产出规律、矿物化学、铂族元素(PGE)的分布模式,铬铁矿矿石中出现的超高压矿物,以及围岩地幔橄榄岩的演化过程等等.豆荚状铬铁矿中的铬来源于两种辉石的不一致熔融与副矿物铬尖晶石,其形成环境可能在下地幔或者是过渡带的位置.豆荚状中含铂族元素矿物呈包裹体状和裂隙状分布,铂族元素含量与铬铁矿形成过程中的S饱和程度有关,具有多期性的特征.进而初步地拟定了豆荚状铬铁矿形成过程存在四个阶段,分别为铬的来源阶段、铬尖晶石及超高压矿物的结晶阶段、铬铁矿的成矿阶段、铬铁矿的就位阶段,而每一阶段的特征还需进一步细化与翔实,并且需要对不同岩体不同产出的豆荚状铬铁矿矿床进行详细的对比研究.     

雅鲁藏布江缝合带蛇绿岩中铬铁矿的前景讨论

蛇绿岩地幔橄榄岩中产出的豆荚状铬铁矿是铬的主要来源,是中国极缺的重要战略资源。开展豆荚状铬铁矿成矿作用及围岩地幔橄榄岩的研究,是进一步寻找铬铁矿床和缓解中国铬铁矿资源的瓶颈状态的必要手段。本文以西藏雅鲁藏布江蛇绿岩带内几个主要的地幔橄榄岩体及其中的铬铁矿体为研究主体。在野外地质调查的基础上,系统总结了蛇绿岩的组成、矿物成分、岩石地球化学成分和Re-Os同位素等特征,探讨铬铁矿和地幔橄榄岩的形成过程,取得以下进展和认识:(1)雅鲁藏布江缝合带各段的岩石组合存在较大差异,构造背景的演化过程也不同,佐证了特提斯洋演化过程的不均一性;(2)在雅江西段存在高铝型和高铬型两类铬铁矿矿体,其余都为高铬型铬铁矿,铬尖晶石的矿物化学特征记录了不同构造背景的痕迹;(3)地幔橄榄岩的矿物学和地球化学表明地幔橄榄岩及铬铁矿具有深海地幔橄榄岩和岛弧地幔橄榄岩两者的特点,是岩石/熔体反应和部分熔融作用叠加的结果;(4)提出豆荚状铬铁矿为多阶段形成的认识,经历了早期俯冲到地幔过渡带,在地幔柱/地幔对流驱动下,运移到过渡带顶部冷凝固结,在侵位过程和俯冲带环境,含水熔体与方辉橄榄岩反应的过程;(5)在雅鲁藏布江缝合带中金刚石等超高压矿物的普遍存在,西段的几个大型岩体与罗布莎存在较多相似之处,均经历了相同的构造背景和豆荚状铬铁矿的成矿作用,存在较大的找矿空间。     

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。     

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。     

与金刚石原生矿有关的铬尖晶石形态特征

铬尖晶石是寻找金刚石原生矿的重要指示矿物之一,重砂测量中往往发现大量的铬尖晶石。单纯利用矿物化学成分判别它们是否与金刚石原生矿有关,电子探针测试工作量大、耗资高。如果根据显微镜下矿物形态特征鉴定与选择性的电子探针分析相互验证,将是一种既经济又简单、而且更可靠的判别方法。本文主要介绍与金刚石原生矿有关的铬尖晶石在显微镜下的形态特征。