铬铁矿地球物理勘探：回顾与展望

铬铁矿是关键金属铬唯一可经济利用的自然资源,主要有层状铬铁矿和蛇绿岩中的豆荚状铬铁矿两种类型,其中豆荚状铬铁矿矿体规模小、发育不规律,是一个长期存在的勘探难题。由于铬铁矿特殊的经济战略地位,美国、欧洲、苏联和中国都非常重视铬铁矿地球物理勘探。铬铁矿地球物理探测技术发展始于20世纪30年代,至20世纪80年代,发展了以重力、磁法为主导的铬铁矿地球物理勘探技术,地震、电法也被应用。这一阶段在苏联乌拉尔肯皮尔赛等超大型蛇绿岩型隐伏铬铁矿勘探取得重大突破,在其他矿区取得一定的进展。自21世纪以来,高精度的便携式仪器和新兴地球物理技术逐渐运用到铬铁矿地球物理勘探,综合地球物理成为铬铁矿勘探的主流方法,在我国罗布莎等多个岩体隐伏铬铁矿勘探中取得突破,在印度、阿尔巴尼亚等国家也取得进展。本文回顾了铬铁矿地球物理勘探的发展历程,综述了铬铁矿岩石物理特征与测量方法、重磁勘探主要应用及存在问题、电磁法勘探的主要方法,并重点介绍了音频大地电磁测深在罗布莎铬铁矿的探测效果和电磁法勘探模式,展望了张量CSAMT技术、磁异常模量反演、高光谱遥感、高密度激电、无人机物探等有望在铬铁矿地球物理勘探中发挥重要作用的前沿...     

北秦岭松树沟橄榄岩与铬铁矿矿床的成因关系

松树沟橄榄岩体是秦岭造山带中规模最大的赋存铬铁矿床的超基性岩体。松树沟橄榄岩主要由细粒橄榄岩质糜棱岩和中粗粒橄榄岩组成。本文通过对松树沟橄榄岩的岩相学、主微量、稀土元素地球化学的系统研究,认为松树沟细粒方辉橄榄岩为洋脊扩张过程中地幔岩减压-近分离熔融产生的残留体,细粒纯橄岩主要由地幔橄榄岩熔融残留橄榄石、消耗辉石的减压熔融反应:aCpx+bOpx+cSpl=dOl+1Melt生成的橄榄石和少量的地幔方辉橄榄岩残留体组成,但均受到了后期渗滤熔体的再富集作用;中粗粒纯橄岩和方辉橄榄岩主要为上述反应产生的渗滤熔体被圈闭在迁移通道或减压扩容带内在热边界层(TBL)通过反应:MeltA=Ol+MeltB冷凝结晶而成,属堆晶橄榄岩。Pb-Sr-Nd同位素地球化学的证据显示,松树沟橄榄岩与基性岩具有共同的地幔源区,二者同为松树沟蛇绿岩的重要组成部分。通过矿床地质特征及铬铁矿电子探针测试研究,认为松树沟铬铁矿床是产于中粗粒堆晶纯橄岩中的层状铬铁矿床,形成于格林威尔期松树沟洋盆的扩张过程中,是中粗粒纯橄岩在热边界层(TBL)的冷凝结晶过程中岩浆分异作用的产物。     

铬铁矿成矿作用与研究进展

【研究目的】铬铁矿的形成与基性—超基性岩有关,对于铬铁矿的成因机制存在诸多争议,深化铬铁矿的成因研究对于实现铬铁矿找矿突破具有重要意义。【研究方法】通过对前人研究成果的梳理,总结了铬铁矿的成矿类型、成矿时代、矿体特征和成因研究进展。【研究结果】铬铁矿资源和产量高度集中,南非、哈萨克斯坦、芬兰和印度4国的铬铁矿储量占全球的95%以上,南非、哈萨克斯坦和土耳其等国主宰了世界铬铁矿的供应市场。铬铁矿类型主要有原生铬铁矿和次生铬铁矿两大类,原生铬铁矿主要是层状和豆荚状2种类型,次生铬铁矿主要是铬铁矿海滨（或海成）砂矿。层状铬铁矿通常形成于稳定克拉通内部的基性—超基性侵入体内,通常规模巨大。豆荚状铬铁矿与蛇绿岩密切共生,分布最为广泛,但矿床规模普遍较小,其产状、结构构造和共生矿物组合等存在较大差异。豆荚状铬铁矿主要形成于显生宙,少量形成于中—新元古代,层状铬铁矿主要形成于元古代,集中于古元古代。【结论】对于层状铬铁矿成因模式争议较小,主要有同化混染硅铝质围岩和岩浆混合两种模式;而豆荚状铬铁矿的成因模式较多,尚未达成共识,未来应重点聚焦铬的富集机制研究。     

前言

1977年9月15日-22日,国家地质总局地质矿产情报网西北分网,在新疆克拉玛依召开了西北地区铬铁矿成矿予测与找矿方法经验交流会,对西北区萨尔托海、大道尔吉、玉石沟,松树沟和其他地区以及内蒙贺根山等地的基性超基性岩体及铬铁矿床基本地质特征、分布规律等进行了交流。并对各矿区的铬铁矿工作方法,以及用数学地质、物探等方法找矿的经验作了介绍。反映了各矿区已获得的新资料及地质工作成果。除《商南松树沟超基性岩及     

感应电磁法的分类及其在地质勘察中的应用

感应电磁法是一种以岩矿石的电磁性质差异为基础,利用电磁感应原理,通过观察人工或天然源形成的电磁场的空间分布和时间或频率变化规律,以达到勘察地质体特性的一类勘探方法。按照电磁场随时间或频率变化规律可分为时间域电磁法、频率域电磁法2大类,其中频率域电磁法包括大地电磁法(MT),音频大地电磁法(AMT),可控源音频大地电磁法(CSAMT),广域电磁法(WFEM)等;时间域电磁法包括以瞬变电磁法(TEM)为主的众多门类;之后发展起来的时频电磁法则兼顾了时间域电磁法和频率域电磁法两大类的特点。感应电磁法在深部矿体探测、石油勘探、工程地质勘察、场地污染勘察方面获得广泛应用。目前电磁法仪器的采集数据的精度已经越来越高,且随着计算机技术的不断发展与结合,采集数据与处理数据的集成一体化已经走向成熟,仪器也已经越来越轻便以适应各种复杂的勘探地形。     

高倍稀释熔融制样X射线荧光光谱测定钨砂和铬铁矿中主含量

用X射线荧光光谱测定钨砂中WO3和铬铁矿中Cr2O3,通过高倍稀释熔融玻璃片制样法,采用高纯WO3或Cr2O3作单一标准样测量X射线荧光强度计数,然后同未知样品测量所得X射线荧光强度计数相比,即可计算出WO3和Cr2O3的测量值.方法用于钨砂矿和铬铁矿中WO3和Cr2O3的测定,结果与标准值相符.     

中国蛇绿岩型铬铁矿的研究总结及思考

<正>中国铬铁矿储量少,产量低,分布不均衡。中国主要的蛇绿岩型铬铁矿区分布在典型的造山带蛇绿岩中:如中亚带(新疆萨尔托海,内蒙古贺根山,内蒙古索伦山等)、祁连-秦岭带(甘肃大道尔吉,青海玉石沟,陕西松树沟)、班公-怒江带(西藏东巧)和雅鲁藏布带(西藏罗布莎)。中国蛇绿岩型铬铁矿虽在全球重要的成矿时期均有分布,但矿床规模或铬金属储量远不及全球同期的蛇绿岩型铬铁矿产地:如古亚洲洋域     

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。     

铬同位素体系及其在铬铁矿成矿过程中的应用

近年来铬(Cr)同位素体系在示踪地幔部分熔融、岩浆结晶分异及俯冲带流体相关的地质过程中均取得了重要进展。本文通过实例研究综述了Cr同位素在铬铁矿成矿作用方向的主要进展,包括:(1) Stillwater层状岩体橄榄岩带和K?z?ldaˇg蛇绿岩壳幔过渡带内铬铁矿及共生硅酸盐矿物的Cr同位素研究,揭示了层状/似层状铬铁矿成矿过程中可能发生明显的Cr同位素分馏,且主要受结晶分异和岩浆补给过程控制;(2) K?z?lda?蛇绿岩豆荚状铬铁矿床的Cr同位素研究,证明了俯冲带地幔橄榄岩中尖晶石的部分熔融,可能是豆荚状铬铁矿床主要的成矿物质来源之一,同时俯冲带流体也可能直接参与成矿;(3)层状岩体及蛇绿岩中普遍存在矿物间的Cr同位素不平衡分馏现象,不仅可用以记录岩浆作用的冷却时间,同时也证明了铬铁矿成矿过程中释放的流体对矿物间的元素交换具有明显促进作用。     

全球铬铁矿床成因类型、地质特征及时空分布规律初探

全球铬铁矿资源丰富,但分布极不均衡.铬铁矿的成因类型主要有层状和豆荚状2种,这2种类型的铬铁矿床地质特征、成因模式差异显著.在全球范围内铬铁矿矿床的成矿时代和空间分布具有明显的时空规律性,古元古代是铬铁矿最重要成矿期,该期形成的铬铁矿占总资源量的58.5％,以形成大型-超大型层状铬铁矿为主,中-新生代是全球铬铁矿床形成数量最多、分布范围最广的重要成矿期,该期形成的铬铁矿占总资源量的24.9％,以形成中小型豆荚状铬铁矿为主.铬铁矿在全球的分布可划分为5个重要层状铬铁矿矿田(南非布什维尔德-津巴布韦大岩墙、北美斯蒂尔沃特、南美坎坡福莫索、印度苏金达、芬兰凯米-俄罗斯普拉科夫斯科)和7个豆荚状铬铁矿带(津巴布韦舒鲁圭、东北非、乌拉尔、特提斯、西太平洋岛弧、加勒比岛弧和马达加斯加),并对各重要成矿区带的资源潜力进行了探讨.通过对全球铬铁矿成因类型、地质特征和时空分布规律的探讨,对深入了解地幔的物质组成、物理化学环境、地幔物质的运移、深部地质作用及板块运动的动力学机制、深俯冲和地球深部再循环轨迹有重要的理论意义.     

Surface chemical mechanisms of inadvertent recovery of chromite in UG2 ore flotation: Residual layer identification using statistical ToF-SIMS analysis

In the UG2 ore (Bushveld Complex, South Africa) flotation, normally more than 3% of the gangue minerals, principally chromite with talc and pyroxene, report to the concentrate diluting the PGM recovery and contributing to subsequent processing costs. Previous studies have identified residual talc-like layers on orthopyroxene surfaces in Merensky ore flotation contributing to inadvertent flotation of relatively large particles (20–150 µm) of this mineral. Chromite (75–150 µm) from flotation of UG2 ore has been similarly examined. Statistical comparison of ToF-SIMS analysis of particles from concentrate and tails reveals no significant difference in Cu, Pb, Ni and collector (IBX and DTP) signals between these streams but surface exposure of Mg and Si is favoured in the concentrate. The flotation rate of coarse chromite correlates with the exposures of magnesium and silicon in patches on the chromite surface; higher exposures give earlier flotation. Conversely, there is a negative correlation with signals corresponding to the chromite surface, i.e. Cr, Fe, Al. Flotation of chromite without collector has confirmed this statistical discrimination. Hydrophobic talc-like residual layers, similar to those found on orthopyroxene surfaces, probably from partial alteration, explain this flotation mechanism.     

New Data on the Mineralogy of Chromite from the Nuggihalli Schist Belt, Western Dharwar Craton, Karnataka, India: Petrogenetic Implications

The occurrence of rhythmic layering of chromite and host serpentinites in the deformed layered igneous complexes has been noticed in the Nuggihalli schist belt (NSB) in the western Dharwar craton, Karnataka, South India. For this study, the chromitite rock samples were collected from Jambur, Tagadur, Bhakatarhalli, Ranganbetta and Byrapur in the NSB. Petrography and ore microscopic studies on chromite show intense cataclasis and alteration to ferritchromite. The ferritchromite compositions are characterized by higher Cr number (Cr/[Cr+Al]) (0.68–0.98) and lower Mg number (Mg/[Mg+Fe]) (0.33–0.82) ratios in ferritchromite compared to that of parent chromite. The formation process for the ferritchromite is thought to be related to the exchange of Mg, Al, Cr, and Fe between the chromite, surrounding silicates (serpentines, chlorites), and fluid during serpentinization.     

津巴布韦大岩墙南段两翼铬铁矿床特征及成因探讨

津巴布韦大岩墙蕴含丰富的铬铁矿资源，不同部位成矿特征存在差异。钙碱性铁质基性-超基性岩浆结晶分异过程中伴随着铬铁矿的成矿作用，南部岩浆房两翼300 m深度范围内共赋存7个不连续的铬铁矿层，矿层垂向间距30~50 m，南部矿层发育优于北部；铬铁矿层厚度多为0.2~1 m，铬铁矿层发育于辉橄岩系和辉石岩系的接触部位，三者呈渐变式过渡接触，共同构成典型的韵律结构；两翼矿层产状呈对称状倾向于岩墙的轴部，倾角约为10°~20°；矿石多为自形-半自形微细粒结构，稀疏浸染状及中等浸染状构造，矿石为需选贫铬矿石，w（Cr₂O₃）=5%~30%，且矿体内Pt+Pd含量可观。大岩墙南段两翼铬铁矿为典型的早期岩浆结晶分异矿床，后期构造运动加剧了矿层的不连续性，并对局部岩矿层产状产生改造，蛇纹石化蚀变形成了指示矿体的标志性斑杂构造岩。     

应用统计法作金刚石找矿中铬铁矿的属性判别

根据金伯利岩、钾镁煌斑岩、金刚石包体及其它岩石中铬铁矿电子探针分析成果的统计,发现铬铁矿随着Cr_2O_3含量的降低,其它组分具有四种演化趋势。一般一种岩石中的铬铁矿只有一种演化趋势,唯有金伯利岩、钾镁煌斑岩中有两种演化趋势共存。根据统计资料,采用Cr_2O_3-TiO_2、Cr_2O_3-Al_2O_3和MgO含量,建立了金伯利岩、钾镁煌斑岩中铬铁矿属性判别图,图中三个区间可提供岩石类型、含矿性及保存性三种信息。     

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。     

芬兰科密铬铁矿床研究新进展

芬兰科密铬铁矿床是欧洲规模最大的铬铁矿床。对该矿床的地质背景、矿床特征、矿床成因及找矿标志进行了总结。结果表明,该矿床与古元古代层状超镁铁质杂岩体具有密切的时空分布关系,杂岩体内的铬铁矿床具典型的层状堆积特征,矿层延伸稳定。由于Cr/Fe值较低,该矿床矿石品位在世界同类矿床中属偏低水平。同位素年代学证据表明,其形成于古元古代早期(2.44 Ga),是由卡累利阿造山作用诱发多期次岩浆侵入活动并与新太古代基底岩层发生混染作用形成的。科密铬铁矿床属于层状铬铁矿床,其地质特征与中国目前已发现的豆荚状或似层状铬铁矿床存在一定区别。     

非洲铂族金属矿产资源禀赋特征、成矿潜力及开发利用

铂族元素（Platinum group elements,PGEs）作为地壳最稀缺的一类金属元素,是重要的战略性矿产资源,与金一样,具有经济和科技双重的功能。非洲铂族金属矿产资源丰富且高度集中,占世界资源量> 80 %,主要集中在南非和津巴布韦。本文在前人研究基础上,对非洲PGEs矿床主要成矿类型、时空分布特点和开发利用现状进行了总结,研究认为：（1）非洲大型-超大型PGEs矿床成因类型主要为岩浆型,在时空上与世界级铁质-镁铁质大火成岩省（南非布什维尔德和津巴布韦大岩墙）密切相关,可细化分为脉状铜镍硫化物型、整合接触型铜镍硫化物型、脉状铬铁矿型和钒钛磁铁矿型。依据区域构造演化及其所产出的矿化特征,认为以铁质-镁铁质岩有关的岩浆型矿床仍具有较大的找矿潜力。(2)非洲铂族金属矿产勘查开发程度相对较高,近十年是全球勘查资金投入最多的地区,同时也是世界第一大Pt生产地和第二大Pd生产地。从事勘查开发的主要为世界顶级PGEs矿业寡头。（3）非洲是全球一次性铂族金属矿产品主要供应国,主要出口至美国、日本、中国、德国和英国。加强与南非、津巴布韦等国家之间的合作,保障PGEs资源供应的安全对我国尤为重要。     

Occurrence and Emplacement of Chromite Ores in Sindhudurg District,Maharashtra, India

<正>In the present study,we present the occurrence and emplacement of chromite ore deposits from two abandoned mines(Kankavali[Janoli]and Wagda) in the Sindhudurg district of Maharashtra,India.These ores,that occurred as lenses and are associated with metamorphic and ultrabasic rocks,consist of octahedral grains of chromite,while clinochlore is present between the interstices of these grains.The Kankavali(Janoli) and Wagda ores revealed a dominance of Cr_2O_3 followed by FeO and variable proportions of A1_2O_3,MgO,and SiO_2.The former deposits have a slightly higher Cr_2O_3(average 52 wt%) and FeO(～18 wt%) than those from Wagda(Cr_2O_3～50 wt%,FeO～25 wt%).The similar Cr~# values(0.73 for Kankavali[Janoli],0.74 for Wagda) correspond to those reported for typical podiform-type chromite deposits.We suggest that the ores were emplaced as phacoliths in folded outcrops with a steep easterly dip and a northwest-southeast trend.We postulate the continuation of the fold structure from Janoli to Wagda(～4.5 km apart) and the probable (sporadic) occurrence of chromite along this stretch.The possibility of the contribution of chromite grains from these areas to the coastal placer deposits cannot be ruled out.