蛇绿岩地幔岩中自由SiO2的发现及其地质意义

自由SiO_2系指石英及其同质多型物(polymorphs)柯石英、斯石英等。石英广泛分布于地壳中的各种岩石中,柯石英和斯石英只存在于超高压岩石和陨石坑中。由于石英和非饱和SiO_2的橄榄石不能共生,因此在地幔橄榄岩和超镁铁岩中不存在原生石英。最近笔者在西藏罗布莎蛇绿岩的地幔岩(方辉橄榄岩)的豆荚状铬铁矿中发现了自由SiO_2和柯石英相。根据高温高压相平衡实验资料,橄榄石、辉石这样的硅酸盐矿物在地幔深部的压力条件下可以分解成简单氧化物,如FeO(方铁矿)、MgO(方镁石)以及SiO_2(斯石英)等。由此推测,西藏蛇绿岩地幔岩中自由SiO_2可能是来自于下地幔的矿物,是地幔柱作用将其搬运到上地幔浅部。     

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。     

西藏蛇绿岩中不寻常的地幔矿物群

在西藏雅鲁藏布江蛇绿岩的铬铁矿中，首次发现由100余种（亚种）矿物组成的地幔矿物群，其中包括：自然元素，合金，氧化物，硫（砷）化物和硅酸盐。根据实验资料，其中一部分是超高压成因矿物。可能来自地球核-幔边界，是地球外核与下地幔底部硅酸盐之间化学反应的产物，另一部分矿物可能来自下地幔，过渡带和上地幔。西藏地幔矿物群，无论在矿物学和地球动力学上均有重要意义。     

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。     

西藏罗布莎蛇绿岩铬铁矿中的超高压矿物和新矿物(综述)

近十余年来的研究,在西藏雅鲁藏布江缝合带中的罗布莎蛇绿岩型铬铁矿中,发现可能来自深部(>300km深度)异常地幔矿物群.该矿物群中具有深部成因指示意义的矿物有:①呈斯石英假象的柯石英;②微粒金刚石和产在锇铱矿中的原位金刚石;③铬铁矿和饿铱矿巾发现硅尖晶石;④铬铁矿中发现硅金红石;⑤呈八面体假象的蛇纹石和绿泥石,并具有清晰的爆炸结构;⑥方铁矿和自然铁矿物组合.此外,罗布莎铬铁矿中有4个新矿物获批准,并在极地乌拉尔蛇绿岩铬铁矿中也发现了大最微粒金刚石和碳硅石等地幔超高压矿物.蛇绿岩铬铁矿中发现来自地幔深部的超高压矿物,提供了铬铁矿可能深部成因的重要信息,该发现有可能改变传统的蛇绿岩铬铁矿的形成于俯冲带上的浅部环境(<50 km深度)的认识以及蛇绿岩成因的概念.     

西藏西南部拉昂错和东坡蛇绿岩体中新发现铬铁矿化点

"西藏雅鲁藏布江西段铬铁矿资源远景调查"是我所承担的矿产资源评价项目.项目组在2003~2005年开展野外调查工作中,在西藏普兰县拉昂错蛇绿岩体和札达县东坡蛇绿岩体内新发现了铬铁矿化,找矿工作取得重要的进展.经初步研究,区内铬铁矿属于典型的豆荚状铬铁矿,其含矿岩体与国内外同类大型铬铁矿床的含矿岩体特征相似,岩体规模大,由方辉橄榄岩和纯橄榄岩组成,具有岩相分带,显示出较好的成矿前景.     

极地乌拉尔豆荚状铬铁矿中发现金刚石和一个异常矿物群

1前言自1980报道在西藏罗布莎蛇绿岩铬铁矿的人工重砂样品发现金刚石[1]和八面体假象蛇纹石[2]以来,已经发现了一个由70～80种矿物组成的地幔矿物群[3]。近些年的重要新进展有:(1)铬铁矿中发现超高压矿物柯石英和蓝晶石,EBSD研究     

西藏雅鲁藏布江蛇绿岩带罗布莎地幔橄榄岩的成因

广泛分布在雅鲁藏布江蛇绿岩带的地幔橄榄岩是没有蛇纹石化的新鲜岩石,因而通过显微镜下观察和全岩化学分布探索其成因和地幔活动,是十分有利和简便的。最近几年来,利用岩石化学资料揭示远洋橄榄岩,认为它不是原始地幔岩经分或分离熔化作用萃取出玄武岩熔体后的直接残余物。罗布落蛇绿岩橄的镜下观察和岩石化学资料也证明,它不是原始地幔岩经局部熔化后的残余物,而且由来自更深层的地幔过渡带的硅酸盐超高压矿物底辟上升经熔取     

中国蛇绿岩型铬铁矿的研究进展及思考

中国广泛分布有不同时期的蛇绿岩。相对于全球一些大型蛇绿岩铬铁矿床(如 Kempirsai,Bulquiza,Guleman 等), 我国同期蛇绿岩中赋存的铬铁矿床规模都较小(如萨尔托海,东巧,罗布莎等)。近年来的研究认识到绝大多数成矿的蛇绿 岩都形成于俯冲带上覆岩石圈。熔 - 岩反应是目前用来解释豆荚状铬铁矿成因的流行假说,但仍然不能解释铬元素的有效 富集过程——即铬铁矿矿床的形成过程。高铬含量是岛弧玄武岩原始岩浆的特征,但与成矿要求的铬含量相差甚远;岛弧 原始玄武岩浆结晶出富铬尖晶石,有利于成矿,但这个岩浆演化和相平衡过程仍然难以造就具有工业意义的矿体、矿床。 那么存在形成富铬熔体的机制吗?又如何运移这些富铬熔体并集中结晶成矿?这些仍然是豆荚状铬铁矿成因的关键问题, 有待于进一步思考研究。     

来自蛇绿岩地幔的硫（砷）化物矿物组合

近来在西藏雅鲁藏布江蛇绿岩带的罗布莎蛇绿岩块的地幔豆荚状铬铁矿中发现一个包括金刚石、柯石英、自然元素、合金、氧化物以及硫(砷)化物组成的地幔矿物群。该矿物群的硫(砷)化物具有特殊化学成分并呈包裹体分布在贱金属(BM)和铂族元素(PGE)或它们的合金中,大量化学成分分析得知它们主要由下列元素组成:S、As、Te、Fe、Ni、Co、Cu、Pt、Pd、Ru、Rh、Os、Ir、Mn和Ti。根据化学成分可辨别出约30种硫(砷)化物矿物:FeS、NiS、(Ni,Fe)S、Fe3S2、Ni3S2、(Ru,Os,Ir)S2、Rh7As3、Rh5Ni(Cu)As4、Pd4Rh3As3、Pd8As2、Pd3TeAs、Pd7Te3、RuAs、PtAs2、Ni4Rh3As3、Rh(As,S)2、(Rh,Ir)(As,S)2、Ir(As,S)2、MnS、Ti7S3、Ti7N3、Rh3.5Se3.5CuS2、RhS、Ir2S3、(Ir,Cu)2、S3(Co,Ni,Fe)2(As,S)3、(Ir,Pt)(As,S)2、Ru3(As,S)7以及(BM)x(PGE)yS10-(x y)等,其中包括已定名和未定名的矿物。由于矿物粒度小(<25μm),缺乏X射线分析资料,有待进一步研究。     

西藏雅江缝合带西段普兰蛇绿岩地幔橄榄岩成因:一种新认识

蛇绿岩中的地幔橄榄岩是蛇绿岩的重要组成部分,不仅记录了其所经历的板块构造事件,还可以探讨地幔的物质组成和深部地幔作用。位于雅江缝合带西段的普兰蛇绿岩以出露面积约600 km2的特大型地幔橄榄岩体而引人注目。为了探讨普兰蛇绿岩地幔橄榄岩的成因,本文在普兰地幔橄榄岩体的东段完成了一条穿过岩体的长约10km的地质剖面,对地幔橄榄岩进行了系统采样,开展了详细矿物学、地球化学研究,取得以下主要进展和认识:(1)普兰地幔橄榄岩中的二辉橄榄岩经历了9%~15%的部分熔融作用,方辉橄榄岩最终经历了15%~25%的部分熔融作用;(2)基于橄榄石-尖晶石矿物化学平衡计算的普兰地幔橄榄岩氧逸度?log(fo2)FMQ值从-1.11到+0.45,略高于用VY含量估算出的氧逸度(在FMQ到FMQ-1趋势),指示其形成于还原环境;(3)普兰地幔橄榄岩不是简单的地幔残余,还经历了后期熔体交代作用。对普兰地幔橄榄岩交代产生类似"U"型稀土配分模式的熔体可能是洋中脊(MOR)环境产生的低融岩浆;(4)地幔橄榄岩地球化学特征及氧逸度计算结果表明,普兰地幔橄榄岩可能形成于洋中脊(MOR)环境,并没有俯冲带(SSZ)环境的印记。对于普兰地幔橄榄岩以及雅鲁藏布江缝合带其他岩体的成因,前人主要根据地幔橄榄岩一些元素的富集特征提出的MOR→SSZ两阶段演化模式需要重新审视。     

西藏西南部达巴—休古嘎布绿岩带铬铁矿的找矿前景

雅鲁藏布江蛇绿岩带长1500km以上,分为东段(曲水—墨脱)、中段(昂仁—仁布)和西段(萨嘎以西至中印边境)3部分。西段又进一步分为北亚带(达机翁—萨嘎蛇绿岩带)和南亚带(达巴—休古嘎布蛇绿岩带),以往的研究程度很低。达巴—休古嘎布蛇绿岩带的蛇绿岩体(块)由地幔橄榄岩组成,主要岩石类型是方辉橄榄岩和纯橄榄岩,极少量二辉橄榄岩,缺少典型蛇绿岩剖面中的洋壳单元。带内岩体规模大,岩相分带明显,出现较大面积的纯橄榄岩相。拉昂错、东坡、当穷岩体和休古嘎布岩体群发现有较多的铬铁矿化点,矿体呈透镜状(豆荚状)、短脉状、不规则状,矿石以致密块状为主,少部分为浸染状,Cr2O3含量一般达40%以上。矿化类型属于豆荚状铬铁矿。对比研究显示,该岩带的岩体在构造环境,蛇绿岩的类型,岩体规模,岩石组成,保存部位,部分熔融程度,岩石、矿物地球化学特征,铬铁矿化特征等许多方面与国内外大型豆荚状铬铁矿床的含矿岩体相似,成矿条件好,找矿前景较大。提出区内找矿前景最好的地段是拉昂错岩体西北部的纯橄榄岩相,其次是东坡岩体的纯橄榄岩相、纯橄榄岩-方辉橄榄岩相,以及当穷岩体的方辉橄榄岩-纯橄榄岩相。     

西藏雅鲁藏布江缝合带中段仁布豆荚状铬铁矿成因及构造意义

藏南雅鲁藏布江缝合带为目前国内铬铁矿储量最大的缝合带.本文报道了缝合带中段仁布蛇绿岩的豆荚状铬铁矿床,围绕矿床特征开展成因探讨,对缝合带的形成演化和成矿作用提供新制约.仁布蛇绿岩呈近东西走向带状产出,主要由近30个大小不等的地幔橄榄岩体组成.地幔橄榄岩体主要为经历不同程度蛇纹石化的方辉橄榄岩和少量纯橄岩.在纯橄岩和方辉...     

西藏雅鲁藏布江缝合带东波地幔橄榄岩中金刚石的发现及地质意义

本文报道了雅鲁藏布江缝合带西段的东波蛇绿岩地幔橄榄岩中发现与罗布莎和普兰岩体相似的金刚石和特殊地幔矿物群。东波地幔橄榄岩体以方辉橄榄岩为主,含少量二辉橄榄岩和纯橄岩,辉石岩和辉长岩呈脉状产在方辉橄榄岩中。岩石地球化学特征表明东波岩体形成于MOR环境后受到SSZ环境的改造。通过重砂分选实验,在693 kg的地幔橄榄岩大样中发现了金刚石和碳硅石等30余种特殊矿物群,包括金刚石、自然铬、自然金、自然铁、自然硅、自然铜等自然元素矿物类;碳硅石等碳化物;铬尖晶石、金红石、铬铁矿、刚玉、黑钨矿、铌钽铁矿、磁铁矿、赤铁矿、方铁矿、锡石等氧化物;铁铬镍合金、镍铁合金、铜锌合金等合金互化物;辉钼矿、方铅矿、辉铋矿、黄铁矿、黄铜矿、毒砂和闪锌矿等硫化物;橄榄石、辉石、锆石、蓝晶石、白云母、蛇纹石、绿帘石等硅酸岩;萤石等氟化物。该矿物群与雅鲁藏布江缝合带的罗布莎和普兰两个岩体中发现的特殊矿物群非常类似,同时也为蛇绿岩型金刚石这一新类型提供了佐证。     

西藏达巴—休古嘎布绿岩带铂族元素的分布特征

区内各岩体的地幔橄榄岩中PGE含量及分布型式有所差异.相对于原始地幔,拉昂错和东坡岩体的PGE含量没有显著异常,标准化分布曲线大致平坦,PPGE与IPGE之间分馏不明显,总体特征与中国日喀则地区以及阿尔卑斯和东地中海地区的地幔橄榄岩相似.而当穷岩体的PPGE含量变化范围较大,出现IPGE与PPGE强分馏.单斜辉石岩脉的PGE含量及分布型式与地幔橄榄岩不同:Os、Ir、Ru、Rh亏损而Pt、Pd富集,模式曲线向左倾斜,可能反映其较高程度部分熔融作用和熔体分离作用的产物.铬铁矿石的PGE含量较高,而且变化幅度大(19.7×10-9～5526×10-9),各样品∑PGE平均值(729.33×10-9)是原始地幔的25.6倍.与原始地幔相比,Os、Ir、Ru、Rh总体上表现为较强富集,Pt、Pd富集与亏损并存.其标准化模式曲线较分散,曲线向右倾斜,IPGE与PPGE分馏较强,多数样品呈现Pt负异常.这些特点与中国罗布莎、希腊、南斯拉夫以及塞浦路斯等世界各地蛇绿岩中的铬铁矿床类似.铬铁矿石的PGE含量与相应样品的BMS含量无相关性,PGE不是主要赋存于BMs内.推测PGE主要以PGM的形式存在,具体矿物名称有待进一步发现与研究.     

西藏罗布莎豆荚状铬铁矿中发现超高压矿物柯石英

在西藏雅鲁藏布江蛇绿岩带东段的罗布莎豆荚状铬铁矿床中发现典型的超高压矿物柯石英和蓝晶石, 二者呈针柱状交生, 产在一个以TiFe合金成分为主的颗粒(0.7mm× 0.5mm大小) 的最外部.该颗粒从内到外由4层矿物组成, 分别为TiFe合金主体、2 0~ 70 μm宽的自然钛、约10 μm宽的TiSi合金及30~ 5 0 μm宽的柯石英和蓝晶石为主的硅酸岩和氧化物层.主体矿物为高Ti低Fe的TiFe合金, 内部出现由细粒状低Ti高Fe的TiFe合金和自然钛组成的蠕英结构.最外层由柯石英和蓝晶石组成的格架中分布细粒的Si金红石和Ti-Mg -K -Na -Ca氧化物.初步认为TiFe合金从深部高温高压环境往浅部上升过程中, 内部发生局部熔融, 分解出自然Ti, 并在其边部与其他硅酸岩矿物或熔体发生反应, 形成柯石英和蓝晶石.这一过程可能发生在洋脊拉张环境, 由于地幔柱的上涌, 将深部的豆荚状铬铁矿带到浅部, 使得其中包裹的一些高温高压环境下稳定的矿物变得不稳定, 发生熔融和交代反应, 形成新的不平衡的矿物组合.罗布莎柯石英的这种不寻常产出特征说明是在减压过程中形成, 不同于造山带中常见的由板块俯冲增压过程中形成的柯石英      

雅鲁藏布江缝合带西段北亚带的基性岩成因和构造意义

雅鲁藏布江蛇绿岩带自萨嘎以西分为达巴—休古嘎布(南亚带)和达机翁—萨嘎(北亚带)两个亚带,但两者的成因和构造背景还不清楚。本文在研究北亚带加纳崩—错不扎基性岩脉的年代学和地球化学及对比南亚带的基础上,探讨了两个带的成因和关系问题。加纳崩辉长岩和错不扎辉绿岩呈脉状或长透镜状产在方辉橄榄岩中,宽1~3 m不等,走向北西。两者的锆石U-Pb年龄分别为(125.8±2.6)Ma和(127.0±0.5)Ma。岩石地球化学均具有高Si、Al、Na、Mg和低Ti、K、P的特征,属钙碱性玄武质成分。球粒陨石标准化曲线与N-MORB一致;N-MORB标准化蛛网图中显示Nb、Ta、Ti负异常,判断两者形成于大洋俯冲的弧前或弧后环境。对比前人研究,南亚带普兰、东波和休古嘎布蛇绿岩中的基性岩具有相同产状和时代(120~130 Ma),地球化学特征也同样显示形成于洋内俯冲带环境。结合两带基性岩的围岩地幔橄榄岩均具有弧前环境特征,初步认为南北蛇绿岩亚带可能是相同构造背景的大洋岩石圈残余。