蛇绿岩豆荚状铬铁矿床研究进展与展望

赋存于蛇绿岩中的豆荚状铬铁矿床是全球铬资源的主要来源之一，具有重要战略及经济价值。目前关于豆荚状铬铁矿床的成因尚存分歧。本文总结了全球豆荚状铬铁矿床在矿床地质和矿床地球化学方面的共性特征，以及豆荚状铬铁矿床的成矿模型。这些模型在解释豆荚状铬铁矿矿床成因时还存在一些问题，如成矿母岩浆的地幔源区特征、形成条件、性质，难以限定成矿母岩浆的通量，如何精细刻画地幔中Cr及铬铁矿迁移-富集过程，俯冲动力学过程对成矿有何贡献，等。针对这些问题，未来的工作可聚焦于熔体包裹体研究、探索矿体下部是否存在深部岩浆房、熔-岩反应及流体搬运铬铁矿的实验岩石学及热力学模拟研究，以及探索与俯冲过程密切相关的成矿因素。     

中国铬铁矿床的再研究及找矿前景

铬铁矿是生产不锈钢不可替代的原材料,中国目前是世界最大不锈钢消费国。铬铁矿一直是中国的短缺矿种,几乎完全依靠进口。铬铁矿床分为层状和豆荚状两种类型矿床。中国已知的铬铁矿床均属于豆荚状铬铁矿床,主要分布在西藏、新疆和内蒙古等地。该类矿床主要产于蛇绿岩型地幔橄榄岩或相关的堆晶杂岩中。最近在西藏罗布莎和俄罗斯乌拉尔豆荚状铬铁矿中发现深部地幔矿物,认为铬铁矿来自深部地幔,不是产自浅部地幔橄榄岩。认为深部来源的铬铁矿可以成大矿,小岩体也可以成大矿,因此,十分有必要对中国境内的蛇绿岩地幔橄榄岩开展新一轮的调查。     

我国铬铁矿床地质特征和找矿方向

我国已知的铬铁矿床均属于中小型豆荚状铬铁矿床,分布区域不均衡,开发利用条件差。豆荚状铬铁矿床包括高铬型和高铝型,两种矿床的形成环境和机制各不相同。弧后弧前盆地、岛弧、大洋中脊、转换断层均可能是豆荚状铬铁矿形成的理想构造环境,越来越多的学者认为豆荚状铬铁矿为深部地幔成因。铬铁矿是我国急缺的战略矿产,需要加大重要铬铁矿带隐伏矿体的找矿力度。     

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。     

太古宙绿岩带中铬铁矿床研究现状与展望

太古宙绿岩带中铬铁矿床不仅具有重要经济价值，而且是研究地球早期物质组成和地幔演化的重要对象。太古宙铬铁矿床形成时代久远，普遍经历了后期复杂的变质、变形和流体改造等一系列地质作用。相较于显生宙豆荚状铬铁矿和元古宙层状铬铁矿，对太古宙绿岩带内产出铬铁矿的研究还较为薄弱，尤其对铬铁矿体形成的地质背景和岩浆作用缺乏深入系统的研究。本文综述了格陵兰、印度、澳大利亚西部、加拿大以及津巴布韦等典型太古宙绿岩带中铬铁矿床的主要地质特征和研究现状，讨论了相关科学问题和研究展望。绿岩带中铬铁矿床主要产在古太古代-新太古代(3.3～2.7Ga)克拉通内的超基性岩石单元中，矿体常与蛇纹石化纯橄岩伴生。铬铁矿体产状复杂，既有层状和似层状，也有透镜状和不规则状，因此不能简单归于层状铬铁矿或豆荚状铬铁矿。铬铁矿岩以块状为主，其铬铁矿Cr^#相对较高(>60),属高铬型，Mg^#中等偏高(21～93)且与Cr^#呈负相关关系。研究认为，绿岩带中铬铁矿的成矿母岩浆来自深部亏损含水地幔分异所形成的科马提质岩浆，且受到了地壳物质混染。在开放的岩浆房内，含矿原...     

西藏普兰县姜叶马豆荚状铬铁矿地质特征及找矿前景

姜叶马铬铁矿产于雅鲁藏布江超镁铁质岩带的西段拉昂错岩体之中,为富铬型豆荚状铬铁矿.本文主要讨论姜叶马豆荚状铬铁矿的地质特征及找矿前景.根据对拉昂错岩体岩相特征分析、姜叶马铬铁矿区已发现的豆荚状铬铁矿带和矿点的研究、以及与西藏罗布莎和东巧铬铁矿床的对比,总结了矿体分布和赋存规律,指出该地区具有形成大型豆荚状铬铁矿床的成矿地质条件,呈示出良好的找矿前景.     

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。     

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。     

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.     

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。     

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。     

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。     

再论蛇绿岩中豆荚状铬铁矿的成因——质疑岩石/熔体反应成矿说

着重论述了蛇绿岩地幔橄榄岩中豆荚状铬铁矿的成因,并对现今盛行的岩石/熔体反应成矿说提出了质疑。世界含铬铁矿的地幔橄榄岩均显示上部偏基性、下部偏酸性的垂直熔融分带,与蛇绿岩堆晶岩中上部偏酸性、下部偏基性的岩浆分异垂直层序恰恰相反。豆荚状铬铁矿与熔融剖面上部的纯橄岩或纯橄岩-方辉辉橄岩杂岩带紧密伴生。豆荚状铬铁矿是原始地幔岩高度熔融再造的产物,高铬型铬铁矿与PPG型蛇绿岩伴生,形成于岛弧或弧前盆地环境;高铝型铬铁矿与PTG型蛇绿岩伴生,形成于扩张脊（MOR）或弧后盆地环境。玻安岩（boninite）与高铬型豆荚状铬铁矿无成因关系,铬铁矿（或富铬矿浆）的形成反而为boninite提供了其形成所需的残余地幔;高铝型铬铁矿不是地幔橄榄岩/拉斑玄武质熔体反应形成的,而是富铬矿浆与基性熔体发生再平衡的产物。豆荚状铬铁矿中超高压矿物包体的出现为其地幔深部成因提供了佐证,而boninite形成于浅部较低压的条件;豆荚状铬铁矿中富集强相容元素IPGE（Os、Ir、Ru）合金,boninite富集不相容元素PPGE (Pt、Pd)硫（砷）化物, 而亏损IPGE,显示其形成较晚。因此,boninite与铬铁矿无生因关系,两者均受岛弧（或弧前盆地）环境的制约而在空间上相伴产出。     

石墨矿床分布特征、成因类型及勘查进展

[研究目的]石墨已成为新兴技术产业的重要原材料,也是未来高新技术发展的重要关键性矿产资源.中国既是石墨资源大国,也是生产消费大国,摸清石墨矿产资源分布现状,总结不同成因类型石墨矿床地质特征及成矿规律对保障石墨有效供给具有重要意义.[研究方法]搜集已公开发表或出版的石墨矿产资料,对石墨矿床地质特征、物质来源及成因等内容进...     

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...     

新特提斯缝合带中段豆荚状铬铁矿成矿规律对比研究

新特提斯缝合带中的铬铁矿带是全球最重要的豆荚状铬铁矿成矿带之一,尤其是新特提斯缝合带中段,即穆斯林巴赫-科希斯坦-雅鲁藏布江一带,自东向西发育罗布莎、马拉坎德、穆斯林巴赫等若干大型铬铁矿床。本文系统总结和梳理新特提斯缝合带中段蛇绿岩的时空分布特征以及典型豆荚状铬铁矿的矿床特征、赋存规律和控矿因素。研究表明,蛇绿岩形成时代主体为中侏罗世—晚白垩世,自东向西大致呈逐渐变新的趋势,构造侵位的时代相近,为古新世—始新世;马拉坎德、瓦济里斯坦、穆斯林巴赫及贝拉铬铁矿,与罗布莎矿床相似,均属于富铬型铬铁矿,产于SSZ相关构造背景下,显示良好的岩相分带,具有良好的成矿条件;提出下一步找矿方向是针对成矿条件优越的蛇绿岩,解析层序剖面,识别纯橄岩与方辉橄榄岩的岩相分带,确定有利赋矿岩相。     

Chromite deposits in China and their origin

The major chromite resources of China occur in ophiolites and continental intrusions. Podiform chromite deposits are mainly developed in the Palaeozoic and Mesozoic ophiolitic mantle sequences. They occur as tabular, lenticular, or irregular masses hosted by dunite lithologies, or dunite lenses, or harzburgite associated with dunite lenses. Main stratiform deposits occur within the Archean Northern China craton and are named as the Gaosi-type deposits, which are contained in intrusions similar to their Alaskan-type counterparts and are characterised by their ring-shaped ores. Stratiform deposits are also found in Phanerozoic ophiolites. Chromites in the ophiolites are chemically divided into high-A1 and high-Cr types, both of which plot in the alpine type field. Chromites from the Gaosi-type deposits belong to high-Fe type, possessing uniform Al contents. The podiform chromitites were generated from magmatic pockets in the mantle sequences, whereas those deposits (such as the Dadao deposit) in cumulate sequences had a similar origin but crystallized at shallower depths. Stratiform Gaosi-type deposits should have formed by accumulation of chromites which were in equilibrium with an ultramafic magma with a uniform Al content.