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。     

蛇绿岩型金刚石和铬铁矿深部成因

地球上的原生金刚石主要有3种产出类型,分别来自大陆克拉通下的深部地幔金伯利岩型金刚石、板块边界深俯冲变质岩中超高压变质型金刚石,和陨石坑中的陨石撞击型金刚石。在全球5个造山带的10处蛇绿岩的地幔橄榄岩或铬铁矿中均发现金刚石和其他超高压矿物的基础上,我们提出地球上一种新的天然金刚石产出类型,命名为蛇绿岩型金刚石。认为蛇绿岩型金刚石普遍存在于大洋岩石圈的地幔橄榄岩中,并提出蛇绿岩型金刚石和铬铁矿的深部成因模式。认为早期俯冲的地壳物质到达地幔过渡带(410~660 km深度)后被肢解,加入到周围的强还原流体和熔体中,当熔融物质向上运移到地幔过渡带顶部,铬铁矿和周围的地幔岩石以及流体中的金刚石等深部矿物一并结晶,之后,携带金刚石的铬铁矿和地幔岩石被上涌的地幔柱带至浅部,经历了洋盆的拉张和俯冲阶段,最终在板块边缘就位。     

内蒙古贺根山蛇绿岩型铬铁矿中固体包裹体矿物化学成分研究

内蒙古贺根山蛇绿岩型(豆荚型)铬铁矿矿床分布于内蒙古-大兴安岭海西褶皱带的蛇绿岩套内的贺根山岩块中。该蛇绿岩块主要由地幔橄榄岩、堆积岩和基性熔岩组成。铬铁矿矿体主要赋存于地幔橄榄岩相内的纯橄岩脉内,或被薄层的纯橄岩(数厘米到数米)外壳包围,矿体成群和成带分布。 在铬铁矿矿石中发现多种固体包裹体矿物,如橄榄石、斜方辉石、单斜辉石、角闪石、韭闪石、硬玉、钠长石、钛钠金云母等。这种特殊的固体包裹体矿物组合反映了铬铁矿矿床的成因或形成环境。     

青藏高原蛇绿岩体系和西藏西部的蛇绿岩成因

Several ophiolite belts and an opbiolite assemblage have been discovered in the Ali region and the Upper Valley of Yarlung Zangbo River. As is shown by alkalisilicon and titanium.zirconium diagrams of volcanic rocks from these ophiolite belts, most of the volcanic rocks in these regions may not have been produced from ocean floor. Cretaceous volcanism in western Tibet bears strong resemblance to that of the present day Pacific Are. Based upon a review of opbiolite distribution on a worldwide scale, the authors suggest classifying the four major orogenic regions into four “ophiolite series”,i.e. the Qinghai-Tibet, the Altay, the Alpine and the Cireum-Pacific opbiolite series.Among other things, all the blocks, large and small, in the crust seems to be forced to converge respectively to the four places as a result of continental drift during the last one thousand million years.     

蛇绿岩中铬铁矿研究的问题与思考

蛇绿岩中的铬铁矿广泛分布在全球不同时代和地区的造山带中,是工业铬矿的重要来源。金属铬的物理化学性质决定了其耐高温、耐腐蚀和抗氧化等许多特性,是生产不锈钢等特种钢、用于军工、航天等领域的重要战略资源。尽管研究历史悠久,但许多关键的科学问题并没有解决,是地球科学研究的前沿和热点。本文简述了铬铁矿的性质,综述了全球铬铁矿资源的分布与需求现状;通过大数据分析,回顾了铬铁矿的研究历史和进展;概述了蛇绿岩铬铁矿的主要产出特征和地质背景;探讨了研究中存在的关键科学问题,包括蛇绿岩豆荚状铬铁矿成矿母岩浆性质,成矿物质来源和聚集成矿作用以及成矿动力学背景;讨论了铬铁矿成因的不同模式以及相关的高温高压实验岩石学的研究进展;综述了蛇绿岩铬铁矿中新发现的一系列新矿物及其地质意义,提出蛇绿岩铬铁矿是研究俯冲物质深地幔循环和地球深部动力学的重要窗口等新认识。     

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。     

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。     

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。     

青藏高原北羌塘盆地查涌蛇绿岩的地球化学特征及其构造意义

查涌蛇绿岩为甘孜-理塘缝合带在青藏高原北羌塘盆地治多地区的北延部分,由基性堆晶岩、辉绿岩墙群、基性喷出岩及沉积成因的硅质岩组成,缺乏地幔橄榄岩。受后期构造强烈破坏,岩石变质变形较强,多呈被肢解的构造岩块、岩片产出。堆晶岩包括蚀变橄榄辉石岩、辉长岩,蚀变橄榄辉石岩具有低SiO₂、TiO₂、P₂O₅含量及高MgO含量的特征,Rb、Th、Cr等元素呈强富集型,Sr、Nb、Y等元素具亏损型;辉长岩低SiO₂及K₂O含量,高MgO、TiO₂及Al2O3含量;辉绿岩墙以Rb、Ba、Th等元素的明显富集和Y、Yb的轻微亏损为特征,微量元素蛛网图曲线与洋中脊玄武岩类似;玄武岩具高TiO₂含量、低K₂O含量,属低钾拉斑玄武岩系列,轻重稀土元素分馏程度明显,具有轻稀土富集型,铕不显异常,玄武岩REE模式呈近平坦型曲线,与大洋玄武岩特征相似。由上述蛇绿岩地球化学特征及结合区域地质、构造环境等特征,推测查涌蛇绿岩产于洋盆环境。     

青藏高原的金属矿产

青藏高原地处印度板块与亚欧板块的衔接部位,长期处于岗瓦纳大陆边缘,大约在65 Ma时印度板块与亚欧板块发生碰撞,对过去构造格局和金属矿产等改造,同时产生新的构造格局和金属矿产,因此青藏高原的金属矿产别具一格。本文讨论青藏高原的铬、铁、铜钼、铅锌、锡、金、锑、铯等优势矿产。     

青藏高原蛇绿岩和古洋壳恢复重建研究中的问题讨论

青藏高原蛇绿岩和古洋壳恢复重建研究中的问题讨论     

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。     

冈瓦纳大陆北缘早期的洋壳信息──来自青藏高原羌塘中部早古生代蛇绿岩的依据

普遍认为冈瓦纳大陆北缘裂解发生在泥盆纪,形成了古特提斯洋并持续演化到晚三叠世.最近在羌塘中部的桃形湖一果干加年山-带发现了完整的蛇绿岩组合,蛇绿岩中的堆晶辉长岩具有洋中脊玄武岩的地球化学特征,在堆晶辉长岩中获得467-431Ma的锆石SHRIMP U-pb年龄,这是龙木错-双湖缝合带首次发现早古生代蛇绿岩,应记录了冈瓦纳北缘早期的洋壳演化信息,冈瓦纳大陆北缘的裂解可能发生于早古生代.     

Uplift of the Qinghai-Tibet Plateau: Lithospheric Structure and Structural Geomorphology of the Qinghai-Tibet Plateau

1. IntroductionWith its very thick continental crust (70 kmthick on average, a double norma1 thickness of thecrust), dramatic uplift since the late of thePleistocene (now with an average elevation of 4500-5000 m) and sustained and strong tectonicdeformation, the Qinghai-Tibet Plateau has been oneof the frontier subjects of international geoscienceresearch. With the advent of the 2lst century theQinghai-Tibet Plateau is renowned as a fieldlaboratory of the program of continental dynamics.Peo…     

青藏高原更新世冰期的天文气候学依据

青藏高原上更新世的三次冰期分别发生于深海氧同位素的第2—4,6和14—16阶段。介于它们之间的乃是间冰期。所以寒冷期不等于冰期,间冰期不等于温暖期。如果考察过去73万年以来全球所获得的北半球冬半年平均的太阳辐射量的变化,那么第2—4,6和14—16阶段乃是太阳辐射量比较低的时期。因此青藏高原的更新世冰期是服从天文气候学的基本规律的,是受天文因素的自然变化所控制的。     

对青藏高原隆升研究的几点思考

青藏高原的隆升机制和隆升历史,需多学科参与.其研究思想和研究方法有几点值得思考:①磨拉石与高原(地面)隆升有没有必然的关系;②生物尤其是古植物对青藏高原隆升最具灵敏性,能够指示青藏高原多阶段隆升的一系列信息,应该是今后研究的重点;③不可忽视加大对高原腹地的沉积盆地研究;④多学科的相互交叉、相互渗透已成为研究青藏高原隆升的必然趋势,并以青藏高原北缘新生代生物、沉积学、岩石学成果为例.这些研究不仅可以极大丰富青藏高原隆升的内容,而且可以相互验证,提供更多相关联的直接证据.     

青藏高原的形成和隆升机制综述

青藏高原的形成和降升问题是十分复杂的热点问题,受到了全球地质学者的普遍关注。高原的形成是印度板块和欧亚板块碰撞挤压导致地壳增厚、挤压抬升、地面剥蚀均衡和深部热作用的共同结果。目前青藏高原隆升过程是多阶段、非均一、隆升速率由慢到快、更新世（约3Ma）以来进入快速隆升期的认识日趋达成共识,但在隆升机制方面存在着多种模式（三阶段模式、叠加压扁热动力模式、拆沉模式、陆内俯冲模式和人隆升模式等）。随着来自地质、地球物理和地球化学等方面的资料积累、测量仪器精度的提高以及数学模拟方法的改进,以高原的形成和隆升机制将会有更为合理的解释。