蛇绿岩型铬铁矿床包壳纯橄榄岩中的流体过程印记:来自西藏雅鲁藏布江缝合带罗布莎和泽当岩体的地质学、岩石学和橄榄石晶体化学证据

岩浆型矿床一般认为是岩浆分异的产物,因为这类矿床通常缺乏强烈的近矿围岩蚀变。蛇绿岩中的豆荚状铬铁矿被认为是一种典型的岩浆型矿床,流行的成因模型包括岩浆通道模型和熔体-岩石反应模型。深部晶体群的大量发现,表明铬铁矿成矿系统不是一种理想系统,而是至少由两类子系统组成的复杂性动力系统。因此,流行模型不再适用,必须构建能够整合新证据的成因模型。这类矿床的典型地质特征是具有从方辉橄榄岩围岩经包壳纯橄榄岩到铬铁矿石的分带,且包壳纯橄榄岩与铬铁矿之间为渐变接触关系,包壳纯橄榄岩与方辉橄榄岩之间既可以为渐变接触关系,也可以为截然接触关系或侵入接触关系。因此,阐明纯橄榄岩的成因是理解豆荚状铬铁矿形成机制的关键。西藏雅鲁藏布江缝合带中罗布莎和泽当两个代表性超镁铁质杂岩体的新观察揭示:(1)包壳纯橄榄岩的出露宽度变化于厘米级到百米级,但岩石具有均匀的细粒结构,流行模型难以解释;(2)包壳纯橄榄岩可以划分为至少两种构造类型:块状纯橄榄岩和片理化纯橄榄岩,暗示了纯橄榄岩形成过程的多阶段特点;(3)包壳纯橄榄岩主要由变晶橄榄石组成,仅含有少量由熔体或流体析出的橄榄石晶体;(4)与方辉橄榄岩相比,包壳纯橄榄岩中的橄榄石具有高MgO、Cr2O3、CaO和低MnO、Al2O3的特点,展示了矛盾的晶体化学特征;(5)邻近铬铁矿体的纯橄榄岩中常见反豆状结构,类似于多相稀释流体流体制中紊流产生的中尺度结构。上述看似矛盾的证据表明包壳纯橄榄岩的形成过程有大量深部流体的参与,因而流体过程可以作为构建一个新的整合模型的基础。据此,文中提出一个熔体-流体流模型,其基本机制是溶解-沉淀反应Opx+Fluid→Ol±Sp±Cpx±Pl±SiO2(fluid),而基本前提则是深部还原流体的持续供给和熔体-流体流的快速上升。此外,文中还表明,依据火成岩地质学、岩石学和名义无水矿物晶体化学证据也可以再造岩浆系统的流体过程。     

Structures at the base of the Upper Group 2 chromitite layer, Bushveld Complex, South Africa, on Karee Mine (Lonmin Platinum)

Exposures in a now-infilled pit mined for platiniferous UG2 chromitite in the Bushveld Complex, South Africa, are described. The layer of chromitite is underlain by anorthosite, providing a dramatic colour contrast. The interface between these two rock types shows evidence of various scales of irregularities. In plan view, small circular depressions, less than 3 cm across and 5 mm deep, occupy about 20% of the surface. Between them, the contact is planar. The anorthosite, immediately underlying the chromitite, has a planar fabric visible in thin sections that is not disturbed beneath these small depressions. Another set of depressions occurs, about 40 cm in diameter and with variable depth (< 40 cm). Again they are approximately circular. Larger structures, called potholes, reach several metres. No regular distribution pattern is apparent in any of these structures.

Several possible processes are reviewed for the origin of these irregularities, especially the small-scale structures, but none explains all the features noted. These processes include remelting, diapirism, impact-generated dimpling, gas escape, and interference rippling. We present a photographic record of these structures, but present no definitive model for their interpretation.     

The feature and tectonic setting of Dongqiao podiform chromitite in the central segment of the Bangong Lake-Nujiang suture zone in TibetSCIEI北大核心CSCD

早侏罗世东巧蛇绿岩位于班公湖-怒江缝合带(班怒带)东段,蕴含较为丰富的豆荚状铬铁矿资源。东巧地幔橄榄岩主体由方辉橄榄岩组成,铬铁矿赋存在其内部的纯橄岩脉中。方辉橄榄岩和纯橄岩均显示出弧前橄榄岩的特征。方辉橄榄岩中橄榄石的Fo值为89.8~92.2,斜方辉石的和单斜辉石的Mg^(#)值分别变化于89.7~92.0和92.7~95.1,铬尖晶石的Cr^(#)值(Cr^(#)=100×Cr/(Cr+Al))为60.8~75.9;纯橄岩中橄榄石的Fo值为91.7~92.5,斜方辉石Mg^(#)值变化于91.7~92.1,单斜辉石的Mg^(#)值变化于94.0~94.6,铬尖晶石的Cr^(#)值为69.0~83.1。铬铁矿主要呈致密块状和浸染状构造,其中铬尖晶石的矿物包裹体有橄榄石、斜方辉石、单斜辉石、角闪石和铂族矿物等。矿石中的铬尖晶石与橄榄岩中的铬尖晶石相比,具有较高的Cr^(#)值(72.5~86.9)和Mg^(#)值(52.8~70.5),较低的Al_(2)O_(3)(6.25%~13.6%)、TiO_(2)(0.06%~0.16%)和Zn(518×10^(-6)~714×10^(-6)),属于高铬型铬铁矿,平衡熔体与玻安质熔体有亲缘性。方辉橄榄岩中铂族元素(PGE)总含量(14.01×10^(-9)~32.81×10^(-9))近似于原始地幔,IPGE(Os、Ir和Ru)/PPGE(Rh、Pt和Pd)的比值均大于1;纯橄岩的PGE总量(13.36×10^(-9)~16.08×10^(-9))略低于原始地幔,IPGE和PPGE富集程度近似;铬铁矿的铂族元素总量(108.4×10^(-9)~645.7×10^(-9))远远高于原始地幔和地幔橄榄岩中PGE的含量,且IPGE以及Rh相对原始地幔富集,而Pt和Pd相对亏损,具明显右倾特征的配分模式,指示东巧地幔橄榄岩和铬铁矿形成过程经历了熔体抽取和交代作用。通过与全球典型豆荚状铬铁矿矿床的特征对比,认为班怒带的蛇绿岩应该有良好的铬铁矿成矿背景。     

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。     

阿尔巴尼亚布尔齐泽壳-幔过渡带豆荚状铬铁矿成因及其对富Ti熔体交代作用的记录

豆荚状铬铁矿是关键金属铬的重要来源之一,尽管豆荚状铬铁矿的研究取得了诸多进展,但对于发育于蛇绿岩壳-幔过渡带的铬铁矿成因却涉及较少.阿尔巴尼亚布尔齐泽岩体壳-幔过渡带中产出的Cerruja豆荚状铬铁矿矿床,其矿体及纯橄岩围岩普遍被辉石岩脉穿切,辉石岩脉与矿体接触带以及辉石岩脉中的铬尖晶石强烈破碎,在铬尖晶石的裂隙和包裹...     

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。     

Crystallization of Podiform Chromitites from Silicate Magmas and the Formation of Nodular Textures

Abstract: Podiform chromite deposits consist of numerous individual accumulations of chromite in the mantle sequences of ophiolites, suggesting formation in separate, mini-magma conduits in the upper mantle. They may show unique nodular and orbicular textures. Simple mixing of two distinct magmas, invoked for chromite deposits in layered intrusions, is inadequate to explain the formation of podiform chromite deposits. More likely, melt/rock interaction triggers the precipitation of chromite by addition of newly-formed droplets of melt to the main body of magma passing through a conduit, a process similar to that of magma mingling but involving a turbulent, moving magma so that newly-formed melt droplets behave like snowballs. These droplets concentrate chromite to form an outer shell and, while the magma is moving upwards, less dense silicate melts are squeezed out of the droplets as the shell collapses to form a nodule. Upon cooling, both orbicular and nodular textures are preserved in the chromitite.     

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     

Luobusaite： A New Mineral

A group of mantle minerals including about 70-80 subtypes of minerals are discovered from a podiform chromitite in Tibet, China. Recovered minerals include diamond, coesite, moissanite, wustite, Fe-silides and a new mineral, luobusaite. All of these minerals were hand-picked from heavymineral separates of the podiform chromitite in the mantle peridotite of an ophiolite. The grains of luobusaite are as host mineral with inclusions of native silicon or as an intergrowth with native silicon and Fe-Si phase. Luobusaite occurs as irregular grains, with 0.1-0.2 mm in size, consisting of very finegrained aggregates. The mineral is steel-grey in color, metallic luster, and opaque. The empirical formula （based on 2 for Si） is Fe0.83Si2, according to the chemical compositions of luobusaite. X-ray powder-diffraction data： orthorhombic system, space group Cmca, a = 9.874 （14） A, b = 7.784 （5） A, c= 7.829（7） A, Z=16.     

豆荚状铬铁矿:古大洋岩石圈残片的重要证据

豆荚状铬铁矿为蛇绿岩的特征性矿产 ,保留了上地幔岩浆构造作用、高温变形以及岩石成因的重要信息。它们常见于方辉橄榄岩内 ,位于大洋岩石圈莫霍面下 1～ 2km的古深度范围内。豆荚状铬铁矿常被纯橄岩薄壳围限 ,保留特征的豆状、豆壳状等构造。豆荚状铬铁矿的TiO2 含量较低 ,铂族元素 (PGE)的分布模式显示特征的负斜率。普遍认为 ,豆荚状铬铁矿形成于部分熔融条件下 ,涉及原始地幔熔体与亏损地幔橄榄岩的相互作用 ,伴随复杂的岩浆混合及结晶过程。狭窄的上地幔岩浆通道或孔穴为豆荚状铬铁矿理想的堆积部位。超俯冲带 (弧后盆地、岛弧、弧前 )、大洋中脊、转换断层均可能是豆荚状铬铁矿形成的理想环境。其中 ,洋脊扩张模式及大洋上俯冲带模式较好地解释了豆荚状铬铁矿成因。对于经历高级变质及多期变形的华北大陆基底 ,豆荚状铬铁矿是研究古老蛇绿岩最直接而有效的地质标志 ,对于研究古大洋岩石圈增生过程 ,上地幔演化 ,探索早期板块构造意义重大。