蛇绿岩豆荚状铬铁矿床研究进展与展望

赋存于蛇绿岩中的豆荚状铬铁矿床是全球铬资源的主要来源之一，具有重要战略及经济价值。目前关于豆荚状铬铁矿床的成因尚存分歧。本文总结了全球豆荚状铬铁矿床在矿床地质和矿床地球化学方面的共性特征，以及豆荚状铬铁矿床的成矿模型。这些模型在解释豆荚状铬铁矿矿床成因时还存在一些问题，如成矿母岩浆的地幔源区特征、形成条件、性质，难以限定成矿母岩浆的通量，如何精细刻画地幔中Cr及铬铁矿迁移-富集过程，俯冲动力学过程对成矿有何贡献，等。针对这些问题，未来的工作可聚焦于熔体包裹体研究、探索矿体下部是否存在深部岩浆房、熔-岩反应及流体搬运铬铁矿的实验岩石学及热力学模拟研究，以及探索与俯冲过程密切相关的成矿因素。     

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。     

再论蛇绿岩中豆荚状铬铁矿的成因——质疑岩石/熔体反应成矿说

着重论述了蛇绿岩地幔橄榄岩中豆荚状铬铁矿的成因,并对现今盛行的岩石/熔体反应成矿说提出了质疑。世界含铬铁矿的地幔橄榄岩均显示上部偏基性、下部偏酸性的垂直熔融分带,与蛇绿岩堆晶岩中上部偏酸性、下部偏基性的岩浆分异垂直层序恰恰相反。豆荚状铬铁矿与熔融剖面上部的纯橄岩或纯橄岩-方辉辉橄岩杂岩带紧密伴生。豆荚状铬铁矿是原始地幔岩高度熔融再造的产物,高铬型铬铁矿与PPG型蛇绿岩伴生,形成于岛弧或弧前盆地环境;高铝型铬铁矿与PTG型蛇绿岩伴生,形成于扩张脊（MOR）或弧后盆地环境。玻安岩（boninite）与高铬型豆荚状铬铁矿无成因关系,铬铁矿（或富铬矿浆）的形成反而为boninite提供了其形成所需的残余地幔;高铝型铬铁矿不是地幔橄榄岩/拉斑玄武质熔体反应形成的,而是富铬矿浆与基性熔体发生再平衡的产物。豆荚状铬铁矿中超高压矿物包体的出现为其地幔深部成因提供了佐证,而boninite形成于浅部较低压的条件;豆荚状铬铁矿中富集强相容元素IPGE（Os、Ir、Ru）合金,boninite富集不相容元素PPGE (Pt、Pd)硫（砷）化物, 而亏损IPGE,显示其形成较晚。因此,boninite与铬铁矿无生因关系,两者均受岛弧（或弧前盆地）环境的制约而在空间上相伴产出。     

豆荚状铬铁矿:古大洋岩石圈残片的重要证据

豆荚状铬铁矿为蛇绿岩的特征性矿产 ,保留了上地幔岩浆构造作用、高温变形以及岩石成因的重要信息。它们常见于方辉橄榄岩内 ,位于大洋岩石圈莫霍面下 1～ 2km的古深度范围内。豆荚状铬铁矿常被纯橄岩薄壳围限 ,保留特征的豆状、豆壳状等构造。豆荚状铬铁矿的TiO2 含量较低 ,铂族元素 (PGE)的分布模式显示特征的负斜率。普遍认为 ,豆荚状铬铁矿形成于部分熔融条件下 ,涉及原始地幔熔体与亏损地幔橄榄岩的相互作用 ,伴随复杂的岩浆混合及结晶过程。狭窄的上地幔岩浆通道或孔穴为豆荚状铬铁矿理想的堆积部位。超俯冲带 (弧后盆地、岛弧、弧前 )、大洋中脊、转换断层均可能是豆荚状铬铁矿形成的理想环境。其中 ,洋脊扩张模式及大洋上俯冲带模式较好地解释了豆荚状铬铁矿成因。对于经历高级变质及多期变形的华北大陆基底 ,豆荚状铬铁矿是研究古老蛇绿岩最直接而有效的地质标志 ,对于研究古大洋岩石圈增生过程 ,上地幔演化 ,探索早期板块构造意义重大。     

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。     

对富铝型豆荚状铬铁矿矿床成因的新认识一一以新疆萨尔托海铬铁矿矿床为例

萨尔托海铬铁矿矿床产于萨尔托海蛇绿岩块的地幔橄榄岩中,属于富铝型豆荚状铬铁矿床。该矿床与一套橄长岩和辉长岩类岩石紧密伴生,矿体周围常被一薄的绿泥石壳所包裹。本区铬铁矿的形成包括两个阶段:第一阶段是原始地幔岩经高度熔融形成富铬铬铁矿;第二阶段形成富铝铬铁矿。交代作用伴随着新生单斜辉石和斜长石的形成。原始地幔岩的高度熔融以及基性熔体在地幔橄榄岩中的形成和存在是萨尔托海铬铁矿形成的先决条件。     

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。     

富铝型豆荚状铬铁矿床的成矿模式

富铝型豆荚状铬铁矿床系指产于ＰＴＧ系列蛇绿岩套地幔橄榄岩中的矿石，以富铝（Ａｌ２Ｏ３＞２０％）、低铬（Ｃｒ２Ｏ３＜４５％）为特征的铬铁矿床。该类型矿床以萨尔托海、贺根山及洪古勒楞铬铁矿床为代表。含富铝型铬铁矿床的岩体以伴有丰富的基性分凝体、含长地幔橄榄岩的出现以及矿石四周发育绿泥石薄壳而区别于含富铬型铬铁矿床的岩体。作者的研究表明富铝型铬铁矿床是原始地幔岩不同程度部分熔融再造的产物。富铬矿浆代表高度部分熔融的最终残余。富铝型铬铁矿床的成矿模式有两种：一为原始地幔岩中低度部分熔融再造的产物，以缺失高熔杂岩带为特征，属中低熔再造成矿模式，以洪古勒楞矿床为代表；另一种为原始地幔岩高度熔融再造的产物，以发育高熔杂岩带为特征，基性熔体与富铬矿浆之间曾发生了再平衡作用，属高熔再造－再平衡成矿模式，以萨尔托海及贺根山矿床为代表。     

豆荚状铬铁矿床研究回顾与展望

豆荚状铬铁矿是蛇绿岩的特征性矿产,对其成因的认识还存在较大的分歧,包括:（1）早期岩浆熔离;（2）地幔熔融残余;（3）熔体-岩石反应.豆荚状铬铁矿及其围岩地幔橄榄岩中大量异常地幔矿物群的发现,引起了地质学家对其形成过程的重新思考.回顾了铬铁矿的研究,借助pMELTS热力学软件模拟浅部地幔过程,使用定量化的方法限定这些过程对豆荚状铬铁矿形成的贡献,通过一个新的角度讨论其形成.初步模拟结果显示,单独的地幔部分熔融、熔体分离结晶以及拉斑质熔体与亏损地幔的反应等过程形成的铬铁矿,无论在数量还是品位上都难以达到矿床水平,暗示豆荚状铬铁矿的形成可能为多种作用耦合的结果,或与深部地幔作用有关.      

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...     

Multi-stage enrichment processes for large gold-bearing ore deposits

A review of previous studies of the world's large hydrothermal gold deposits indicates that the largest deposits tend to show complicated parageneses where multiple gold enrichment events and processes have been involved in the deposit generation. These observations suggest that multistage processes may even be a requirement for the formation of large deposits. In some deposits (e.g. Witwatersrand, Boddington Cadia, Sukhoi Log or Carlin) the different enrichment processes occur millions of years apart. In others, such as many large porphyry deposits, the different stages are much closer in time. In many deposits, particularly sedimentary-hosted deposits, early diffuse enrichment occurs within a particular province that is then upgraded by more focused processes (e.g., Sukhoi Log; Kalgoorlie). The presence of this early diffuse enrichment could explain the tendency for gold deposits to cluster into camps.This model has important implications, as the presence or absence of multiple gold events could be used to discriminate, at the exploration and feasibility stages, between small deposits with single stage ore genesis and more complicated deposits with multistage enrichment and the potential for larger gold endowment.     

The gold content of volcanogenic massive sulfide deposits

Volcanogenic massive sulfide deposits contain variable amounts of gold, both in terms of average grade and total gold content, with some VMS deposits hosting world-class gold mines with more than 100?t Au. Previous studies have identified gold-rich VMS as having an average gold grade, expressed in g/t, exceeding the total abundance of base metals, expressed in wt.%. However, statistically meaningful criteria for the identification of truly anomalous deposits have not been established. This paper presents a more extensive analysis of gold grades and tonnages of 513 VMS deposits worldwide, revealing a number of important features in the distribution of the data. A large proportion of deposits are characterized by a relatively low gold grade (<2?g/t), with a gradual decrease in frequency towards maximum gold grades, defining a log-normal distribution. In the analysis presented in this paper, the geometric mean and geometric standard deviation appear to be the simplest metric for identifying subclasses of VMS deposits based on gold grade, especially when comparing deposits within individual belts and districts. The geometric mean gold grade of 513 VMS deposits worldwide is 0.76?g/t; the geometric standard deviation is +2.70?g/t Au. In this analysis, deposits with more than 3.46?g/t Au (geometric mean plus one geometric standard deviation) are considered auriferous. The geometric mean gold content is 4.7?t Au, with a geometric standard deviation of +26.3?t Au. Deposits containing 31?t Au or more (geometric mean plus one geometric standard deviation) are also considered to be anomalous in terms of gold content, irrespective of the gold grade. Deposits with more than 3.46?g/t Au and 31?t Au are considered gold-rich VMS. A large proportion of the total gold hosted in VMS worldwide is found in a relatively small number of such deposits. The identification of these truly anomalous systems helps shed light on the geological parameters that control unusual enrichment of gold in VMS. At the district scale, the gold-rich deposits occupy a stratigraphic position and volcanic setting that commonly differs from other deposits of the district possibly due to a step change in the geodynamic and magmatic evolution of local volcanic complexes. The gold-rich VMS are commonly associated with transitional to calc-alkaline intermediate to felsic volcanic rocks, which may reflect a particularly fertile geodynamic setting and/or timing (e.g., early arc rifting or rifting front). At the deposit scale, uncommon alteration assemblages (e.g., advanced argillic, aluminous, strongly siliceous, or potassium feldspar alteration) and trace element signatures may be recognized (e.g., Au?CAg?CAs?CSb ± Bi?CHg?CTe), suggesting a direct magmatic input in some systems.     

蛇绿岩中铬铁岩母岩浆的富Ca特征:矿物包裹体证据

铬铁矿作为蛇绿岩中的重要矿产,其成矿母岩浆性质及演化一直存在较大争议.铬铁矿的矿物包裹体同时或先于铬铁矿结晶,其成分和类别能很好地记录成矿母岩浆性质和演化过程.土耳其Pozant?-Karsant?蛇绿岩不同类型铬铁岩的铬铁矿中发现了多种类型包裹体:不含水硅酸盐矿物（如橄榄石和单斜辉石）、含水硅酸盐矿物（如角闪石和金云母）、复合型矿物包裹体（如蛇纹石、硅灰石和单斜辉石的复合型包裹体）和不常见矿物（如磷灰石、铂族元素硫化物）.含水矿物包裹体的出现以及矿物的高Mg#特征（如橄榄石Fo=95.4~97.1;单斜辉石Mg#=92.0~99.9;角闪石Mg#=88.9~99.8）表明结晶铬铁矿的母岩浆具有富水、富Mg的特征.同时,除钙铬榴石和磷灰石的包裹体外,在铬铁矿中首次发现富Ca矿物方解石和硅灰石,其中方解石和菱镁矿以复合型包裹体形式产出,硅灰石则分布于蛇纹石矿物包裹体中.这些富Ca矿物的出现以及硅酸盐矿物的高CaO含量均揭示了铬铁岩母岩浆的富Ca特征.母岩浆中的Ca组分可能来源于俯冲板块中富Ca岩石/矿物的部分熔融,Ca离子的大量出现使得Cr3+在熔体中更加稳定,同时富Ca矿物的结晶促进了岩浆中Cr的进一步富集而利于铬铁矿的大量结晶沉淀.      

北祁连地区主要金属矿床成矿系列及区域成矿作用

北祁连地区是华北板块和柴达木－祁连板块的对接地带，是我国一个重要的构造成矿带，其内已发现铜，铅，锌，铬，钨，铁，金，钴锰等金属矿产地２６０多处，本文是研究了北祁连地区主要金属矿床的时空分布，含矿层位，成矿期，控矿构造等的基础上，结合北祁连构造演化特征，按照成矿系列的学术思想将区内主要金属矿划分为９个矿床系列，文中按时代顺序和概述了每一成矿系列矿床的基本特征，区域分布，主要成矿地质作用及产出构造环境     

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.     

阿尔泰山南缘东部岩石构造变形与金的构造成矿机理

阿尔泰南缘东部的构造变形以韧性变形为主,岩石变形过程与区域内金的矿化富集具有密切联系,区内已揭露的具工业价值的金矿床如萨尔布拉克金矿床、科克萨依金矿床、阿那拉提金矿床、南明水金矿床等均受区内构造变形制约,而与区域岩浆活动关系不大,这些金矿床的形成主要是构造变形(岩石变形)过程中深部热流体、大气水、变质水等多种流体混合所致。     

镁铁—超镁铁质岩浆中铂族元素的富集机理：综述与实例

目前陆地上可利用的铂族元素(PGE)资源主要来自与镁铁—超镁铁质岩浆密切相关的岩浆硫化物矿床。岩浆硫化物矿床成矿理论关注的一个重要问题就是镁铁—超镁铁质岩浆中PGE的富集机理。经典成矿理论认为,由于PGE在平衡的硫化物熔体与硅酸盐熔体之间具有极高的分配系数(105～106),PGE富集成矿主要与成矿体系中硅酸盐熔体与硫化物熔体的质量比有关(R-factor)。但是近些年来,许多新的实验岩石学结果和天然矿石样品纳米尺度PGE赋存状态的观测结果对这一经典理论提出了挑战。本文列举了一些相关的研究实例,显示硅酸盐熔体中的PGE纳米颗粒可以被硫化物或铬铁矿机械捕获、并通过定向附着生长、聚集、粗化和融合,最终形成纳米颗粒集合体和纳米合金。另外,岩浆中半金属元素(TABS,即Te、As、Bi、Sb、Sn)和Se可以与PGE优先形成各种互化物,从而富集于砷化物、铋化物、碲化物或硒化物中,而非硫化物中。因此,镁铁—超镁铁质岩浆体系中PGE的富集可能不仅受其在硫化物熔体中极高的分配系数控制,一些物理过程导致的PGE分配以及半金属元素对PGE的富集作用也不容忽视。由于矿石中的铂族矿物一般为纳—微米级,采用聚...     

Banded iron formation to high-grade iron ore: a critical review of supergene enrichment models

All the major worldwide direct-shipping iron ore deposits associated with banded iron formations (BIF) are characteristically deeply weathered. They extend to considerable depths below the water table and show well-preserved primary structures and textures, but characteristically most deposits contain no evidence of chert bands being present prior to weathering. Recent studies have found evidence of hydrothermal and/ or metamorphic influences in the development of certain ore deposits and new genesis models such as the supergene-modified hypogene model have been postulated for major high-grade iron ore deposits. Nevertheless, there are many high-grade deposits that show no evidence of hypogene alteration and for which a hypogene or metamorphic genesis is unreasonable that are automatically ascribed to supergene enrichment, commonly erroneously attributed to lateritic weathering in tropical environments. Laterite (sensu lato) is a soil formation in which primary textures are destroyed and is underlain by a pallid zone showing the preservation of chert and the depletion, not enrichment, of iron oxides and thus is totally incompatible with the formation of the high-grade ore deposits. Various theories and models that purported to explain the conditions under which such a uniquely BIF-related dissolution of quartz and residual accumulation of hematite could occur by supergene processes typically conflict with current understanding of groundwater hydrology, chemistry, weathering processes and soil formation.Supergene enrichment of ore is universal in the leaching of gangue minerals such as iron silicates, carbonates and apatite and supergene enrichment of BIF to low-grade ore is common in near surface environments above the water table such as ferrugenised BIF outcrops, detrital ore deposits, and some shallow ore deposits that have been subjected to prolonged exposure to fresh meteoric water. In all cases of supergene enrichment traces of the chert bands are visible and the dissolution or replacement processes for the removal of quartz are clear, in direct contrast to the most important deep saprolite ore deposits that show no trace of chert bands.The widespread acceptance of an inappropriate and untenable supergene enrichment model inhibits search for the true origin of the ore and our ability to predict and find concealed high-grade ore deposits.     

生物中碳氢化合物的结晶（英文）

文章专门讨论与特定成岩作用伴生的铬、铂和硫化物矿床形成的内生因素。该类成岩作用对矿石富集有显著影响。矿床的巨大规模起因于与广泛强烈的成岩过程有关的特殊的成矿作用。这些作用导致产在超基性杂岩中的特殊纯橄榄岩（铬矿石）、基性超基性层状侵入体中的低硫层和铁镁橄榄石纯橄榄岩（铂族金属矿床）的形成,以及富铁火成分异岩的透岩浆硫化作用（Ｃｕ Ｎｉ硫化物和Ｃｕ Ｚｎ Ｐｂ硫化物矿石）。还根据巨型矿床的成因模型提出了矿物学岩石学的找矿标志     

元古代蛇绿岩及铬铁矿

本文总结了国外典型元古代蛇绿岩的岩石组合、野外产状、地球化学资料以及成矿特征,并与显生宙蛇绿岩进行了对比,继而探讨元古代板块构造演化和铬铁矿成因。资料表明,早元古代和中-新元古代均有蛇绿岩的存在,但前者较少,仅见于Canadian地盾的Cape Smith Belt中的Prutuniq蛇绿岩(2. 05～2. 0Ga)和芬兰Fennoscandian地盾的Outokumpu和Jormua蛇绿岩(时代为1. 97～1. 96Ga),而中-新元古代的蛇绿岩则见于世界许多地区,如埃及东部沙漠区(～750Ma)和非洲东北部地区(ca.900～800Ma)等。与显生宙蛇绿岩相比,这些老蛇绿岩具如下特征:(1)它们均为被肢解的蛇绿岩,大多与"弧火山岩"和(或)混杂岩伴生,经历不同程度的变形和变质(具绿片岩相-角闪岩相组合);(2)岩石组合大多较齐全,壳层组合发育,以镁铁-超镁铁岩(堆晶岩)、辉长岩、镁铁质席状岩床(墙)杂岩、火山岩为代表;层状镁铁-超镁铁岩的韵律层以及矿物的隐晶变化等均提示了岩浆多期次活动及开放岩浆房的特征;(3)元古代蛇绿岩中既有高铝型铬铁矿,也有高铬型铬铁矿,且主要寄主于纯橄岩(或蛇纹岩)中;高铝型和高铬型直接受控于熔体的熔融程度及含水流体的参与,反映了铬铁矿形成于俯冲带演化的不同阶段;铬铁矿规模均较小,且均以低TiO 2为特征,均为岩浆分异作用的产物,明显区别于显生宙熔融残余成因的豆荚状铬铁矿;(4)元古代蛇绿岩常伴有硫化物Cu-Co-Zn-Au矿,且铬铁矿含Zn较高(Zn=0. 11%～0. 18%)(如芬兰Outokumpu蛇绿岩);橄榄岩及铬铁矿中常含较高的MnO (高达1. 79%,如埃及东部的Wizer蛇绿岩);(5)元古代蛇绿岩具多种成因:主要为俯冲带成因(如埃及蛇绿岩、北东非蛇绿岩、芬兰Outokumpu蛇绿岩),少量为洋中脊成因(加拿大Purtuniq蛇绿岩)及裂谷成因(芬兰Jormua蛇绿岩)等。