雅鲁藏布江缝合带东段杰莎蛇绿岩中铬铁矿特征及其构造背景

雅鲁藏布江缝合带东段加查县杰莎岩体主要由蚀变较强的方辉橄榄岩和纯橄岩、豆荚状铬铁矿组成。铬铁矿矿体呈东西向,倾向北西,矿体的围岩为纯橄岩及方辉橄榄岩,长20~40m,宽1~3m。镜下特征和电子探针分析结果显示铬铁矿中铬尖晶石的Cr#=67.9~88.5,Mg#值变化在64.6~68.2之间,TiO2含量为0.06%~0.18%,Al2O3含量为13.1%~16.5%,表明杰莎铬铁矿为高铬型铬铁矿。方辉橄榄岩中橄榄石、斜方辉石和单斜辉石的矿物化学特征表明杰莎岩体既具有深海地幔橄榄岩特征,也具有岛弧地幔橄榄岩的特点。并且依据铬尖晶石-橄榄石/单斜辉石的矿物化学成分,识别出杰莎岩体至少经历了2期过程,包括早期部分熔融(20%~30%)和晚期的岩石/熔体反应作用(35%)。因此,杰莎地幔橄榄岩和铬铁矿可能与雅鲁藏布江缝合带中其他岩体一样,经历了洋中脊及俯冲带的多阶段叠加的过程。     

大道尔吉蛇绿岩型超镁铁岩铬铁矿中铂族元素分布特征

大道尔吉超镁铁质岩体位于祁连中间地块西端南缘沙果河深断裂的北侧。属于被肢解的蛇绿岩残片，由地幔橄榄岩和堆晶杂岩带组成。其中赋存的铬铁矿床普遍含有铂族元素，铂族元素的总量在富矿中平均为０．３０６×１０－６，贫矿中平均为０．１４９×１０－６。铂族元素的含量与矿石中Ｃｒ２Ｏ３的含量呈正消长关系，铬铁矿体即是铂族元素的矿化体。铂族元素的配比关系各类矿石平均为Ｒｕ：Ｏｓ。Ｉｒ＝１７．１：１０：２．２。为钌型铬铁矿床。铬尖晶石的成分特征是铂族元素矿化类型的重要识别标志。     

西藏雅鲁藏布江缝合带东段泽当豆荚状铬铁矿特征

泽当蛇绿岩位于雅鲁藏布江缝合带东段,岩体由地幔橄榄岩、辉长辉绿岩、辉石岩、火山岩等组成。地幔橄榄岩主要为方辉橄榄岩、纯橄岩和二辉橄榄岩。在方辉橄榄岩中发现7处豆荚状铬铁矿,矿石类型主要有致密块状和浸染状。出露地表的长度0.5~3m,厚0.2~1m。矿体的延伸方向为北西向,与岩体展布的方向一致,铬铁矿的Cr~#=67.9~88.5,属于高铬型铬铁矿。泽当地幔橄榄岩岩相学特征以及矿物组合、矿物化学成份及岩相学特征,显示岩体至少存在两次的部分熔融过程,即为早期的MOR构造背景,以及后期SSZ环境的改造。铬铁矿的铂族元素(PGE)以富集Os、Rh、Pd,亏损Ir、Ru、Pt的负斜率分布模式,表明其形成过程中经受后期熔体/流体的改造。对比罗布莎岩体的矿物组合,矿物化学和地球化学等特征,显示泽当豆荚状铬铁矿矿体与典型高铬型具相似性,存在较大的找矿空间。     

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TiO2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。     

西藏罗布莎不同类型铬铁矿的特征及成因模式讨论

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。已有的研究表明,豆荚状铬铁矿形成于洋中脊或俯冲带的浅部地幔环境。但随着近些年在豆荚状铬铁矿及围岩地幔橄榄岩中不断发现金刚石等深部矿物,人们也开始质疑豆荚状铬铁矿的浅部成因理论。本文系统研究了西藏雅鲁藏布江蛇绿岩带东段的罗布莎豆荚状铬铁矿床,识别出两类铬铁矿,一类以方辉橄榄岩为围岩的致密块状铬铁矿(Cr1#),另一类是以纯橄岩壳为围岩的浸染状铬铁矿(Cr2#)。两类铬铁矿在铬尖晶石的矿物化学成分、PGE和Re-Os同位素特征上存在较大差别,属不同演化过程的结果。地幔橄榄岩的地球化学特征指示罗布莎橄榄岩中存在由低铬且轻稀土亏损和高铬且轻稀土富集的两类方辉橄榄岩。在此基础上,提出豆荚状铬铁矿为多阶段形成的新认识,经历了早期俯冲至地幔过渡带(410~660km)的陆壳和洋壳物质被脱水和肢解,过渡带产生的热和流体促成了地幔的熔融和Cr的释放和汇聚;铬铁矿浆在地幔柱/地幔对流驱动下,运移至过渡带顶部冷凝固结,并有强还原性的流体进入,后者携带了深部形成的金刚石、斯石英等高压矿物,并进入"塑性-半塑性地幔橄榄岩"中;随着物质向上移动,深度降低,早期超高压相矿物发生相变,如斯石英转变成柯石英,高压相的铬铁矿中出溶成柯石英和单斜辉石;在侵位过程和俯冲带环境,含水熔体与方辉橄榄岩反应形成了不含超高压矿物的规模相对较小的浸染状铬铁矿(Cr2#)及纯橄岩壳。     

藏南罗布莎蛇绿岩豆荚状铬铁矿中的铂族元素和贱金属合金

铂族元素和贱金属合金矿物选自西藏南部罗布莎蛇绿岩的豆荚状铬铁矿石中,包括Os-Ir、Os-Ir-Ru、Pt-Fe、Ir-Ni-Fe、Fe-Ni-Cr和Fe-Co,它们都具有成分上的广阔变动.此外还见到少量的金刚石、石墨、SiC和未定名的Cr-C、Fe-Si等合金;自然Fe、Ni、Cr、Cu和Si.这些合金和自然元素矿物是选自于铬铁矿的人工重砂样品中,但是有些矿物呈包裹体或呈连晶与铬尖晶石共生.它们大多为半自形和它形的颗粒状矿物,偶有完好晶体保存,矿物粒径0.05~0.5 mm.有些矿物颗粒呈浑圆形,认为是液态乳滴.富Ru的铂族元素合金,Fe-Ni、Fe-Co合金,以及自然铁和自然镍,可以被解释成由铂族硫化物蚀变物.但是Pt-Fe、Os-Ir、Ir-Ni-Fe、FeSi合金、自然Si、FeO(方铁矿)等,认为是来自地幔的外来(捕虏)晶体,是被地幔柱搬运到浅部的,最后被铬铁矿浆捕获并成为其包体.     

内蒙古崇根山蛇绿岩中铬铁矿特征及其构造意义

为探讨内蒙古贺根山蛇绿岩形成时的物化条件和大地构造环境,选取崇根山蛇绿岩块中未蚀变副矿物铬铁矿进行矿物学和矿物地球化学分析。结果表明：铬铁矿成分均一,不发育环带结构;铬铁矿中的Cr₂O₃质量分数为38.86%~39.12%,Al₂O₃质量分数为26.56%~26.92%,TFeO质量分数为17.37%~17.50%,Cr^#为49.34~49.58,Mg^#为68.82~69.73,Yfe为6.62~6.97,Fe^2+#为30.27~31.18,为富镁铝铬铁矿,其寄主岩石为蛇绿岩;铬铁矿结晶平均温度为1 396.88℃,平均压力为3.35 GPa,推断其形成深度约为103.72 km;相对于FMQ（fayalite magnetite quartz）缓冲剂的地幔氧逸度为FMQ+1.41~FMQ+1.45 lg单位（平均值为FMQ+1.43 lg单位）;地幔熔融程度为20.93%~20.95%（平均值为20.94%）。推测崇根山铬铁矿原岩橄榄岩单元源区为石榴石二辉橄榄岩,形成于亏损地幔。崇根山蛇绿岩为消减带型蛇绿岩,可能产自俯冲带环境中的洋内弧后盆地环境。     

西藏蓬湖西蛇绿岩地球化学及构造背景研究

西藏蓬湖西蛇绿岩隶属于班公湖—怒江缝合带的中段,是藏北湖区较好的堆晶岩剖面之一。形成该堆晶岩时矿物分离结晶顺序为铬铁矿→橄榄石→单斜辉石→斜长石,分离结晶作用具有由富镁质、铁质向富铝质、钙质演化趋势。堆晶岩主量元素组成与世界典型蛇绿堆晶岩成分相似;各种堆晶岩石的微量元素和稀土元素配分曲线总体上基本一致,反映其同源性;岩石Nb和Ta亏损,稀土元素含量很低,分配模式呈LREE微弱亏损的平坦型。该蛇绿岩形成于弧后盆地扩张中心,属SSZ型蛇绿岩。     

青藏高原的蛇绿岩与铬铁矿

综述了近年来青藏高原蛇绿岩、铬铁矿的调查研究进展及其成果。归纳了青藏高原蛇绿岩的展布特征,简述了蛇绿岩的时代、地球化学特征及其形成环境。在统计青藏高原铬铁矿床（点）的基础上回顾了一些典型矿床的勘查成果。最后讨论了青藏高原铬铁矿找矿的乐观前景。     

西藏罗布莎铬铁矿中的原位铂族矿物研究:铬铁矿结晶环境的指示

本文对罗布莎三个矿区的铬铁矿进行了详细的原位PGM研究,发现罗布莎各个矿区的铬铁矿中PGM组合和显微结构不同,暗示PGM能够记录铬铁矿形成与演化过程。罗布莎矿区的PGM显微特征显示铬铁矿结晶于高温、低硫逸度的环境中,可能系岩石/熔体反应和结晶分异双重作用下的产物;康金拉矿区的原位PGM主要为组合型包裹体,有少量产于铬铁矿裂隙之间的贱金属硫化物和合金矿物,为不同来源的熔体混合作用的结果,并暗示铬铁矿成矿后还受到热液流体的改造;香卡山矿区的PGM表明铬铁矿成矿之后遭受到还原性流体的交代作用,铬铁矿中早期结晶出来的硫化物或者铂族矿物被还原改造,形成铁镍矿等次生矿物,保存于铬铁矿粒间或者铬铁矿的裂隙中,这个过程可能与蛇纹石化或者晚期构造流体改造作用有关。罗布莎原位PGM研究表明,PGM矿物贯穿于铬铁矿结晶成矿过程的始终,PGM的矿物及其组合能够记录铬铁矿结晶时母熔体的物理化学条件,甚至还能反映铬铁矿成矿后所经历的后期构造热液事件。因此,结合单矿物分选和原位调查两种方法,查明铬铁矿中PGM的赋存类型及微观结构,对全面理解铬铁矿的成矿过程有重要意义。     

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.     

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...     

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。     

Petrology and PGE Abundances of High‐Cr and High‐Al Podiform Chromitites and Peridotites from the Bulqiza Ultramafic Massif,Eastern Mirdita Ophiolite,Albania

The Bulqiza ultramafic massif, which is part of the eastern Mirdita ophiolite of northern Albania, is world renowned for its high-Cr chromitite deposits. High-Cr chromitites hosted in the mantle section are the crystallized products of boninitic melts in a supra-subduction zone (SSZ). However, economically important high-Al chromitites are also present in massive dunite of the mantle-crust transition zone (MTZ). Chromian-spinel in the high-Al chromitites and dunites of the MTZ have much lower Cr# values (100Cr/(Cr+Al)) (47.7–55.1 and 46.5–51.7, respectively) than those in the high-Cr chromitites (78.2–80.4), harzburgites (72.6–77.9) and mantle dunites (79.4–84.3). The chemical differences in these two types of chromitites are reflected in the behaviors of their platinum-group elements (PGE). The high-Cr chromitites are rich in IPGE relative to PPGE with 0.10–0.45 PPGE/IPGE ratios, whereas the high-Al chromitites have relatively higher PPGE/IPGE ratios between 1.20 and 7.80. The calculated melts in equilibrium with the high-Cr chromitites are boninitic-like, and those associated with the high-Al chromitites are MORB-like but with hydrous, oxidized and TiO2-poor features. We propose that the coexistence of both types of chromitites in the Bulqiza ultramafic massif may indicates a change in magma composition from MORB-like to boninitic-like in a proto-forearc setting during subduction initiation.     

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。     

西藏班公湖-怒江缝合带中段切里湖豆荚状铬铁矿地球化学特征及构造意义

切里湖蛇绿岩出露于班公湖-怒江缝合带中段,蕴含较为丰富的铬铁矿资源。蛇绿岩主要由蚀变地幔橄榄岩、辉长岩和辉绿岩组成,铬铁矿矿体呈透镜状分布在地幔橄榄岩内部。切里湖地幔橄榄岩橄榄石Fo(90.06～90.74)和铬尖晶石Cr^#值(67.45～85.42)较高,全岩富集MgO、LREE和大离子亲石元素(LILEs,如Rb、Ba等),亏损Al₂O₃、CaO、高场强元素(HFSE,如Th、Ta、Ce、Nb)和PPGE(Rh、Pt、Pd),这些特征与缝合带其他地幔橄榄岩相似,指示它们具有深海地幔橄榄岩及弧前地幔橄榄岩特征,经历了早期高程度熔体抽取和晚期熔体交代过程。切里湖铬铁矿矿石具有致密块状和浸染状构造,包含磁铁矿、黄铜矿、方铅矿等多种包裹体。铬铁矿Cr^#值为65.5～75.8,Mg^#值为64.89～76.04,平衡熔体显示出玻安质熔体的亲缘性。与地幔橄榄岩相比,切里湖铬铁矿的IPGE与PPGE分馏更加明显,IPGE更加富集。地幔橄榄岩和铬铁矿Δlg f_O2     

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。