对豆荚状铬铁矿床成因的认识

文章提出豆荚状铬铁矿床不是上地幔局部溶融后的残余物，而是亏损地幔又经部分溶融形成的溶体发生液相不混溶，导致硅酸盐岩浆和富铬矿浆的形成。当比重不同高度分馏的溶体在上升过程发生了分离，轻熔体上升侵入于岩浆房、重熔体和铬铁矿浆，就地堆积或贯入围岩形成豆荚状铬铁矿床。豆荚状铬铁矿的伴生围岩纯橄岩，不是高度亏损的上地幔残余，可能是与铬铁矿浆伴随的一种硅酸盐熔体 。与大量纯橄岩脉伴随的基性岩、超基性岩脉，也属     

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      

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.     

西藏罗布莎豆荚状铬铁矿的成矿特征

西藏罗布莎豆荚状铬铁矿的成矿特征，有别于国内外同类型矿床，经历了两个期次的成矿作用阶段。第一期成矿的分凝－堆积型矿床为高ｍｇ、Ｃｒ矿石，与国内外同类型矿床为高Ａｌ矿石有明显不同。第二期成矿，形成当今开采的工业铬矿床。即罗布莎豆荚状铬铁矿床。     

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。     

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。     

豆荚状铬铁矿中不同类型矿物包裹体成因及指示意义

豆荚状铬铁矿是十分重要的战略资源,目前学者对它们的成因尚未形成统一的认识。先前的研究主要从岩石学、地球化学和地质年代学等方面对铬铁矿的成因进行了约束,但对铬铁矿包裹体类型及其反映的地质过程还缺乏系统的总结和研究。通过对不同岩体的铬铁矿中矿物包裹体进行详细的研究,发现铬铁矿中含有丰富的矿物包裹体,分为5大类：(1)无水硅酸盐类矿物包裹体,包括橄榄石、斜方辉石、单斜辉石等;(2)含水矿物,包括角闪石、绿泥石、蛇纹石等;(3)含铂族元素矿物和硫化物,包括Os-Ir合金、Pt-Fe合金、自然Os和自然Ir,以及黄铁矿、黄铜矿、磁黄铁矿等;(4)壳源矿物,包括锆石、金红石、石英、钙铬榴石等;(5)异常矿物,包括金刚石、碳硅石、柯石英等超高压矿物,以及自然镍、自然铬、自然铁和自然钛等。通过对比研究,确定它们形成于不同期次,进而初步拟定豆荚状铬铁矿形成过程存在4个阶段,分别为地幔深部的地幔柱/地幔对流、大洋岩石圈中地幔橄榄岩的部分熔融/岩浆结晶分异、俯冲带环境中的岩石-熔体反应和后期的热液蚀变/流体改造。认为铬铁矿中矿物包裹体记录了铬铁矿成矿各个时期的环境条件,针对铬铁矿中包裹体的详细研究可以更加准...     

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。     

西藏雅鲁藏布江缝合带西段发现高铬型和高铝型豆荚状铬铁矿体

豆英状铬铁矿按其矿物化学组分分为高铝型(Cr#值为20～ 60)和高铬型(Cr#值为60～80)两类(Thayer,1970),在全球已报道的豆英状铬铁矿中普遍为在一岩体内只存一种类型的矿体,而在同一岩体内发现两种类型的铬铁矿体较少见.位于雅鲁藏布江缝合带西段普兰岩体中首次发现同时存在高铬型和高铝型铬铁矿,岩体由地幔橄榄岩、辉长辉绿岩、火山岩等组成.地幔橄榄岩主要为方辉橄榄岩、纯橄岩和少量二辉橄榄岩.在方辉橄榄岩中发现7处透镜状的铬铁矿矿体露头,矿石类型主要有致密块状、稠密浸染状和稀疏浸染状等.矿体长2～6m,厚0.5～2m,矿体的最大延伸方向为北西-南东向,与岩体的展布方向一致,矿石的Cr#=52～88,高铬型铬铁矿包括Cr-2～5矿体,Cr#值为63～89,高铝型铬铁矿有Cr-1和Cr-6矿体,Cr#=52 ～55.矿石中脉石矿物主要为橄榄石、角闪石、蛇纹石等.普兰地幔橄榄岩的矿物结构显示,岩体经历了强烈的部分熔融以及塑性变形作用,地幔橄榄岩的地球化学特征显示岩体形成于MOR,后受到SSZ环境的改造.并且依据铬尖晶石-橄榄石/单斜辉石的矿物化学成分,识别出普兰地幔橄榄岩至少经历了3次不同的部分熔融,包括早期部分熔融(～10％)、晚期部分熔融(20％～30％)和局部的减压部分熔融作用(～15％).对比其他铬铁矿矿体和地幔橄榄岩的矿物组合,矿物化学和地球化学等,显示普兰豆荚状铬铁矿矿体与典型高铬型、高铝型铬铁矿具相似性,并存在较大的找矿空间.     

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...     

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。     

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。     

雅鲁藏布江缝合带西段达机翁地幔橄榄岩及铬铁矿的铂族元素特征

达机翁蛇绿岩位于雅鲁藏布江缝合带的西段北亚带,该蛇绿岩主要由地幔橄榄岩、玄武岩以及硅质岩组成,其中地幔橄榄岩以方辉橄榄岩为主,同时含有少量的纯橄榄岩,纯橄岩主要呈不规则透镜状或团块状分布于方辉橄榄岩中。在达机翁地幔橄榄岩中产出有3种不同类型的铬铁矿,分别为块状,豆状以及浸染状铬铁矿。文章主要对达机翁地幔橄榄岩的方辉橄榄岩及豆荚状铬铁矿进行了研究,结合岩石的主量元素和铂族元素,对地幔橄榄岩和豆荚状铬铁矿的成因以及雅鲁藏布江缝合带的找矿远景进行了探讨。达机翁地幔橄榄岩具有较高的Mg O含量以及较低的Al2O3和Ca O等含量,这种亏损的全岩成分指示了达机翁地幔橄榄岩经历了较高的部分熔融作用,同时方辉橄榄岩的PGEs的总量为23.68×10-9~31.02×10-9,高于原始地幔的值,Pd和Cu 2个元素的含量较为分散明显偏离部分熔融曲线,指示了达机翁方辉橄榄岩可能遭受了熔体的改造,在熔体-岩石反应的过程中,导致了富含PPGE的硫化物的加入。达机翁豆荚状铬铁矿为高Cr型铬铁矿,具有IPGE和Rh明显富集以及Pt,Pd明显亏损的特征,不同类型的铬铁矿之间具有一致的PGEs的分配模式。雅鲁藏布江缝合带内大量分布的超镁铁岩体在岩石组合、地球化学特征、成因以及形成时代等方面,均具有相似性,是中国铬铁矿找矿的有利远景区。     

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。     

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。     

西藏雅鲁藏布江缝合带泽当地幔橄榄岩的矿物化学和铂族元素特征

泽当蛇绿岩位于雅鲁藏布江缝合带东段,由地幔橄榄岩、辉长辉绿岩、火山岩等组成。地幔橄榄岩主要为方辉橄榄岩和二辉橄榄岩,有少量的铬铁矿化方辉橄榄岩和透镜状纯橄岩。地幔橄榄岩中橄榄石的Fo值为89.6~91.8,属镁橄榄石。斜方辉石为顽火辉石,En端员组分变化于87.8~90.3。单斜辉石En组分变化于44.1~50.0,主要为顽透辉石和透辉石。二辉橄榄岩与方辉橄榄岩铬尖晶石的Cr#为17.0~31.8,为富铝型尖晶石。泽当地幔橄榄岩PGE总量为16.67×10-9~32.59×10-9,与原始地幔相似。矿物化学特征显示泽当二辉橄榄岩属于深海型地幔橄榄岩,方辉橄榄岩属于弧前地幔橄榄岩。尖晶石Cr#、橄榄石Mg#的变化以及高Os含量(3.50×10-9~7.75×10-9)表明泽当地幔橄榄岩经历了部分熔融过程;正斜率的PGE配分模式以及较高的Pd/Ir值(1.09~3.94)表明泽当地幔橄榄岩受到了俯冲带环境下地幔交代作用的改造。泽当地幔橄榄岩矿物学特征与铂族元素地球化学特征显示其形成于MOR环境,后受到SSZ环境的改造。