西藏罗布莎蛇绿岩地幔岩中首次发现超高压矿物方铁矿和自然铁

在西藏雅鲁藏布江蛇绿岩带的东部,距拉萨市200km的罗布莎蛇绿岩的豆荚状铬铁岩中,发现方铁矿和自然铁。而且以自然铁为核心并包裹于方铁矿中,两者形成圆球形态。自然铁的空间群为Fm3m,晶胞参数a=0．28663nm。方铁矿空间群为Fm3m,晶胞参数a=0．43070nm。根据有关实验资料推断,高压矿物方铁矿和自然铁来自下地幔,并且可能为核幔边界化学反应生成物。     

西藏罗布莎铬铁矿床中的金刚石包体X射线衍射研究

在西藏罗布莎蛇绿岩的豆荚状铬铁矿石及橄榄岩中找到了金刚石，少数金刚石存在有硅酸盐包体。本研究采用X射线衍射中的CCD（电子藕合）探测技术，测得了粒度仅为20μm左右的包体矿物的粉晶X衍射数据，数据表明该硅酸盐包体有两种，为滑石和蛇纹石，从而说明了西藏罗布莎产于蛇绿岩中的金刚石是天然金刚石，并非“人工合成物”。     

雅鲁藏布江蛇绿岩带的康金拉铬铁矿中发现金刚石

前人在雅鲁藏布江蛇绿岩带的罗布莎铬铁矿石中发现许多异常矿物,包括金刚石和柯石英等典型压力指示矿物.蛇绿岩型铬铁矿石中为什么会产出金刚石等异常矿物,与其伴生的铬铁矿和蛇绿岩是什么成因,是一个新的重大科学问题.为此,开展了同一蛇绿岩带中康金拉矿区的铬铁矿的人工重砂研究.从1116kg的铬铁矿样品中发现了近千粒金刚石,以及自然元素、金属互化物、氧化物、硫化物、硅酸盐、钨酸盐和碳酸盐矿物等一批异常矿物.从一个新的矿区发现了大批金刚石,不仅是对罗布莎铬铁矿中存在金刚石的佐证,并且将金刚石的产出规模增加了几个数量级,由此引出蛇绿岩铬铁矿中金刚石是否成矿的新问题.尤其重要的是,从同一蛇绿岩带的不同铬铁矿床中再次发现金刚石,为探讨金刚石及其寄主的铬铁矿和蛇绿岩的成因,提供了新的重要依据.     

西藏蛇绿岩地幔中的主要自然金属矿物

在西藏雅鲁藏布江蛇绿岩带的罗布莎蛇绿岩块的豆荚状铬铁矿床中 ,揭示出一个由 70～ 80种矿物组成的地幔矿物群 ,包括自然金属、合金、硫 (砷 )化物、氧化物和硅酸盐等。这些矿物呈包裹体或脉石产于铬铁矿石中 ,经人工重砂分析 ,自然元素矿物有自然硅、自然铁、自然锌、自然铅、自然铝、自然铬、自然锡、自然镍、自然钨、自然钛、自然锇、自然铱、自然钌、自然钯、石墨、金刚石、自然金和自然银等。文中选择一些自然元素矿物 ,探索这些地幔矿物特点以及蛇绿岩和铬铁矿的形成机制。根据共生矿物群以及罗布莎地幔橄榄岩为新鲜的未蛇纹石化的岩石 ,认为罗布莎自然元素矿物与蛇纹石化作用无关。它们可能是在地核形成时期滞留于地幔中的成核物质 ,抑或是核幔之间化学反应的产物 ,后来被铬铁矿矿浆捕获 ,并同铬铁矿一起由地幔柱作用和板块作用侵位于浅部并仰冲出露于地表。     

西藏罗布莎铬铁矿中发现的七种金属互化物新矿物

2005~2010年期间在西藏罗布莎蛇绿岩铬铁矿中发现了罗布莎矿、曲松矿、雅鲁矿、藏布矿、林芝矿、那曲矿和自然钛7种新矿物。它们分别属于过渡族元素(铁、铬和镍)、钨及钛的硅化物及碳化物和自然元素。这七种新矿物的矿物学数据已在国内外学术刊物发表。本文是对该区发现的金属互化物新矿物进行的摘要和综述。     

西藏罗布莎铬铁矿体围岩方辉橄榄岩中的异常矿物

近些年,我们在西藏罗布莎蛇绿岩型铬铁矿中发现金刚石和柯石英等超高压矿物和异常地幔矿物,成果多次在美国AGU会议上做特邀报告,发表在2007年(Geology)和国内期刊上,并有4个新矿物获得国际新矿物委员会批准.这些成果在国内外引起广泛关注,也引发出一系列新的科学问题,例如,金刚石的赋存状态,物质来源和成因?与其伴随的铬铁矿的成因,与金刚石的关系?两者形成的地质背景、物理化学环境、保存和运移的规律、机制,等等.为了探讨这些问题,我们认为除了研究罗布莎铬铁矿之外,还应该开展铬铁矿的围岩地幔橄榄岩的研究,看看它们中都有什么矿物,与铬铁矿中的矿物究竟存在什么异同以及两者之间的成因联系?为此,我们从西藏罗布莎铬铁矿31号矿体不同高度取回两个各自为1吨重的方辉橄榄岩围岩样品,开展人工重砂矿物的分选.通过矿物成分、激光拉曼和X射线衍射光谱的研究,从中识别出金刚石等50余种矿物.经初步对,认为铬铁矿围岩方辉橄榄岩中发现的矿物组合与铬铁矿中相似,表明两者存在成因上的联系,并可能共同经历了从深部到浅部的地质过程.     

西藏罗布莎蛇绿岩豆荚状铬铁矿石中的合金成分

从西藏雅鲁藏布江蛇绿岩带的罗布莎豆荚状铬铁矿床中 ,揭示出包含 70～ 80种矿物的一个地幔矿物群 ,其中特别引人注意的是含有多种合金。本文报道了已发现的合金类型和它们的化学成分。这些合金矿物主要通过人工重砂选矿提取的 ,少数合金在矿石光片中可以见到。本文报道的部分合金系有 :Ni(Fe) - C- Cr系 ,W-Cr- Co系 ,Al- Fe- L a系 ,Fe- Si- Ti系 ,Ag- Sn- Si系 ,Ni- Ir- Fe系 ,Fe- Pd- Pt系 ,Fe- Ni- C系。这些碳化物、金属硅以及铁合金等表明它们形成于还原环境 ,然而主岩铬铁矿石则形成于氧化环境 ,认为罗布莎铬铁矿是从玻安质岩浆中结晶的。这样合金矿物可能是外来晶体 ;或者它们形成于地核被后来上升的地幔柱带到浅部 ,包在铬铁矿中 ;或者是滞留在地幔中的成核物质后来被铬铁矿捕获。     

桐柏矿的晶体结构测定

桐柏矿(Cr3C2)是我国1983年发现的新矿物,因当时实验条件所限仅进行了晶体学参数测定而未进行晶体结构测定。最近在西藏罗布莎蛇绿岩块铬铁矿矿床中又一次发现该矿物,并获得了适宜进行X射线单晶衍射分析的单晶颗粒。采用SMARTAPEX单晶衍射仪电子耦合探测器技术,对该矿物进行了晶体结构的精确测定。测得该矿物属斜方晶系,空间群为Pnam,晶胞参数为a=0.5525(2)nm,b=1.1468(4)nm,c=0.2827(1)nm,晶胞体积V=0.1791(1)nm3,得到了精确的Cr和C原子坐标及其它晶体学参数,单位晶胞内分子个数Z=4{Cr3C2},计算密度D=6.677g/cm3,结构测定精度R(I>2σ(I))=0.0361。测定表明,该矿物属过渡金属碳化物结构,金属原子Cr与C原子呈非等大球的密堆积,C原子与最近邻的6个Cr原子配位,呈三方柱配位多面体,三方柱之间以共棱和共面方式连接。两种[CCr6]三方柱中,Cr—C平均键长分别为0.2047nm及0.2083nm。本文对该矿物与其它类似的过渡金属元素碳化物的晶体结构进行了对比研究。     

中国大陆科学钻探预先导孔(CCSD-PP2)退变榴辉岩中碳硅石的发现及其地质意义

镜下鉴定和拉幔光谱测试结果表明中国大陆科学钻探工程预先导孔(CCSD-PP2)退变榴辉岩中石榴石内存在除绿辉石、磷灰石、锆石、金红石、磷灰石、石英、菱镁矿和磁铁矿等矿物包裹体外,还存在一种具有重要温压指示意义的碳硅石矿物包裹体.碳硅石包裹体拉幔光谱峰值稳定,主峰变化于786～789cm-1之间,次峰为966～977cm-1,两组弱峰峰值分别为769～781cm-1和915～918cm-1.寄主矿物-石榴石成分的反环带特征及矿物包裹体组合表明CCSD-PP2中退变榴辉岩是在高温高压条件下形成的榴辉岩,经降温降压退变质作用形成的,碳硅石等超高压矿物是在榴辉岩峰期变质作用期间形成的.根据碳硅石形成于极度还原环境、压力大于6.0GPa,温度在1000℃以上的特点并结合前人的矿物温压计算结果分析认为苏鲁超高压变质带中的部分榴辉岩是扬子板块俯冲至200km以下的上地幔下部,经超高压变质作用、形成碳硅石等矿物后快速折返的产物.     

罗布莎矿的发现及铁的硅化物的晶体化学

0 引言 西藏罗布莎铬铁矿矿物学研究首先是由1981年在罗布莎和东巧两个地幔橄榄岩中发现了金刚石而引发的.1996～2004年,在地矿部地调局和加拿大NSERC资助下开展了"西藏超高压矿物群"的课题研究.