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.     

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.     

西藏罗布莎蛇绿岩豆荚状铬铁矿中镁橄榄石的晶体结构及其意义

在西藏罗布莎蛇绿岩块的豆荚状铬铁矿中，存在包裹体矿物镁橄榄石，这些镁橄榄石为无色透明多晶面形成的自形晶，Fo值可达到97－98，具富镁端员组分，选取一代表性颗粒的单晶进行X单晶和衍射分析，表明其为斜方晶系，空间群Pbnm，镁橄榄石晶胞参数,a,b,c以及M1－0和M2－0键长均小于地幔包裹体和一般地幔岩中橄缆中的对应值，测试出的晶胞参数与人工合成镁橄榄石的一致，镁橄榄石具有橄榄石族中已知最小的晶胞参数，据此推断它是在超高压环境下结晶的。     

西藏罗布莎蛇绿岩铬铁矿中金刚石的研究

在西藏罗布莎豆荚状铬铁矿中发现过金刚石,但迄今仍有人因为自己所取的小试样中没有分离出金刚石而否定罗布莎等地金刚石的存在。由于金刚石涉及西藏雅鲁藏布江缝合线和蛇绿岩、铬铁矿成因等问题,笔者重新在罗布莎铬铁矿中取样,经过选矿,又在1500kg样品中选出了25粒金刚石和近70种伴生矿物。这就表明西藏金刚石是的确存在的,而且它和蛇绿岩的铬铁矿同是深部成因的产物。     

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      

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。     

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。     

西藏罗布莎豆荚状铬铁矿床深部找矿突破与成因模式讨论

中国铬铁矿资源的瓶颈状态已持续多年。最近,在西藏罗布莎蛇绿岩地幔橄榄岩的深部勘探发现200万t致密块状铬铁矿床,这是中国近50年来铬铁矿找矿的重大突破,对今后继续寻找同类型的铬铁矿床具有重要指导意义。蛇绿岩地幔橄榄岩中产出的豆荚状铬铁矿床是工业需求铬的重要来源。研究豆荚状铬铁矿的成矿作用和矿体围岩地幔橄榄岩地质特征,建立铬铁矿的成矿模型和找矿标志,是开展寻找同类型矿床的重要保证。随着近些年在豆荚状铬铁矿及围岩地幔橄榄岩中金刚石等深部矿物的不断发现和深入研究,人们对蛇绿岩型铬铁矿的物质来源和形成过程,有了新的认识,提出了铬铁矿的深部成因模式。研究认为深部成因铬铁矿床主要经历了4个阶段:(1)早期俯冲到地幔过渡带(410~660 km)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;(2)铬铁矿浆在地幔柱驱动下,运移到过渡带顶部冷凝固结,并有强还原的流体进入,后者携带了深部形成的金刚石、斯石英等高压矿物,进入"塑性—半塑性地幔橄榄岩"中;(3)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;(4)在侵位过程和俯冲带环境下,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及纯橄岩岩壳。进一步研究表明,同处雅鲁藏布江缝合带西段的几个大型地幔橄榄岩岩体与罗布莎岩体可以对比,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成矿演化的构造过程

摘要：通过对罗布莎铬铁矿区的构造解析,揭示出了豆荚状铬铁矿的成矿演化规律。由地幔韧性剪切带和脆－韧性剪切带组成的含铬剪切带是成矿期构造,被造山期发生的变形分解作用和脆性断裂作用改造,成矿演化经历了从上地幔到上地壳所发生的５个构造变形相的转换,即熔融流变变形相→地幔韧性剪切变形相→壳幔脆→韧性剪切变形相→塑性挤压变形相→脆性断裂变形相,可划分为中生代改造成矿和新生代矿床改造两个阶段,并概括为包含６个变形世代的构造成矿序列。     

Alteration of Platinum-Group and Base-Metal Mineral Assemblages in Ophiolite Chromitites from the Dobromirtsi Massif,Rhodope Mountains (Bulgaria)

The Dobromirtsi Ultramafic Massif, located in the Rhodope Mountains (SE Bulgaria), is a portion of a Paleozoic sub-oceanic mantle affected by polyphase regional metamorphism. This massif contains several small, podiform chromitite bodies which underwent the same metamorphic evolution as their host peridotites. Like other ophiolite chromitites, those found in Dobromirtsi carry abundant platinum-group minerals (PGM) and base-metal minerals (BMM). The PGM consist mainly of Ru-, Os-, and Ir-based PGM (laurite RuS₂-erlichmanite OsS₂, Os-Ru-Ir alloys, irarsite [IrAsS], Ru-rich pentlandite, and an unknown Ir-sulfide) but minor Rh- and Pd-based PGM (hollingworthite [RhAsS] and a series of unidentified stannides and sulfantimonides) are also present. In contrast, the BMM are dominated by pentlandite (Ni,Fe)₉S₈, followed by heazlewoodite (Ni₃S₂), breithauptite (NiSb), maucherite (Ni₁₁As₈), godlevskite (Ni₇S₆), gersdorffite (NiAsS), millerite (NiS), undetermined minerals containing Ni, As and Sb, orcelite (Ni_5-XAs₂), awaruite (Ni₃Fe) and chalcopyrite (CuFeS₂). The detailed study of the textural relationships, morphology and composition of the PGM and BMM inclusions indicate the existence of two different PGM-BMM assemblages: (i) a primary or magmatic; and (ii) a secondary related with postmagmatic alteration. The PGM and BMM inclusions in unaltered zones of chromite crystals (mainly laurite-erlichmanite and pentlandite) are considered to be primary magmatic minerals formed under variable temperature (1200–1100°C) and sulfur fugacity (between −2 and −0.5 log fS₂). In contrast, PGM and BMM located along altered edges of chromite and serpentinised silicate matrix are considered to be secondary, formed from or re-equilibrated with altering fluids. Secondary PGM and BMM assemblages are considered as result of the combination of reducing and oxidising events related with regional metamorphism. Under low fO₂ states, fS₂ also drops giving place to the formation of S-poor Ni-rich sulfides and secondary Ru-alloys by desulfurisation of primary S-containing minerals. In contrast, predominance of platinum-group elements and/or base-metal arsenides and sulfarsenides associated with the altered edges of chromite (chromite strongly enriched in Fe₂O₃) is related with the fixing of remobilised PGE (mainly Ir, Rh and Pd) and base-metals (mainly Ni and Fe) when late oxidising fluids supplied As as well as Sb and Sn.     

西藏罗布莎蛇绿岩的Os—Ir—Ru合金及其中玻安岩质包体的研究

笔者最近在西藏罗布莎蛇绿岩块豆荚状铬铁矿的Os-Ir-Ru合金中,发现自形晶的玻安岩质的包体群。按它们的主要化学成分,其相当于高Ca玻安岩。18个包体的平均化学成分为:MgO=20.15%,Al2O3=8.99%,SiO2=54.42%,CaO=11.15%,FeO=2.81%,Na2O=1.00%,并含有少量NiO和Cr2O3。由于该包体粒径较小(<20μm),用Raman激光光谱仪测定,它们具有尖晶石、磁铁矿和辉石等Raman谱,由此确定存在玻安岩质尖晶石。结合已发现的共生矿物,如硅金红石、八面体Mg-Fe硅酸盐等高压矿物,有理由推断玻安岩质尖晶石形成于400～670km深的过渡带。玻安岩质辉石是尖晶石降压相变产物。根据罗布莎铬铁矿高Cr特点,罗布莎铬铁矿的形成与该玻安岩质熔体有关。玻安岩质尖晶石、铬铁矿和Os-Ir-Ru合金三者统一形成于过渡带或地幔深部,由地幔柱快速上升搬运这些矿物到地幔浅部。     

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     

Unusual Mantle Mineral Group from Chromitite Orebody Cr-11 in Luobusa Ophiolite of Yarlung-Zangbo Suture Zone, Tibet

A wide variety of unusual mantle has been reported from podiform chromitite orebodies Cr-31 and Cr-74 in the Luobusa (罗布莎) ophiolite, Tibet. A detailed investigation of chromitite ore-body Cr-11, located in the Kangjinla (康金拉) district at the eastern end of the ophiolite, has revealed many of the same minerals, including diamond, moissanite, and some native elements, alloys, oxides, sulphides, silicates, carbonates, and tungstates. This orebody is particularly rich in diamonds, with over 1 000 grains recovered from about 1 100 kg sample of chromitite. More detailed studies and experi-ments are needed to understand the origin and significance of these unusual minerals because they have not been found in situ. It is a great breakthrough in mineralogical research that we have picked up more than 40 kinds of minerals from the Kangjinla chromite deposit in Luobusa. It is notable that a large amount of diamonds were firstly discovered from the Kangjinla chromite deposit as well as many other unusual minerals, such as moissanites, rutiles, native irons, and metal alloys. Especially, that diamond was found again in different chromitites In the same ophiolite belt provided new key evidence for discussing the origin of the diamond and the hosted ehromitite and ophiolite. The mantle mineral group in Tibet has great significance in mineralogy and geodynamics.