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。     

巴基斯坦穆斯林巴赫铬铁矿床成矿环境、 地质特征及控矿因素

巴基斯坦境内蛇绿岩广泛分布,且大多发育铬铁矿化。穆斯林巴赫铬铁矿床位于巴基斯坦中部,是新特提斯缝合带中大型豆荚状铬铁矿床之一,目前已经发现数百个矿体,储量超过4000 kt,是巴基斯坦境内最重要的铬铁矿产地。张洪瑞等（2013）总结了中部瓦济里斯坦-贝拉蛇绿岩带的地质特征和穆斯林巴赫铬铁矿床的产出特征,认为穆斯林巴赫铬铁矿床成因仍存在争议,其形成构造环境、控矿因素有待于进一步研究。本文论述穆斯林巴赫矿床的地质特征,通过矿床地球化学和铬尖晶石矿物化学等研究,结合我国典型的罗布莎豆荚状铬铁矿研究成果,分析了主要控矿因素,为巴基斯坦境内相同类型矿床的找矿勘查提供依据。     

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。     

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。     

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。     

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。     

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.     

全球铬铁矿床成因类型、地质特征及时空分布规律初探

全球铬铁矿资源丰富,但分布极不均衡.铬铁矿的成因类型主要有层状和豆荚状2种,这2种类型的铬铁矿床地质特征、成因模式差异显著.在全球范围内铬铁矿矿床的成矿时代和空间分布具有明显的时空规律性,古元古代是铬铁矿最重要成矿期,该期形成的铬铁矿占总资源量的58.5％,以形成大型-超大型层状铬铁矿为主,中-新生代是全球铬铁矿床形成数量最多、分布范围最广的重要成矿期,该期形成的铬铁矿占总资源量的24.9％,以形成中小型豆荚状铬铁矿为主.铬铁矿在全球的分布可划分为5个重要层状铬铁矿矿田(南非布什维尔德-津巴布韦大岩墙、北美斯蒂尔沃特、南美坎坡福莫索、印度苏金达、芬兰凯米-俄罗斯普拉科夫斯科)和7个豆荚状铬铁矿带(津巴布韦舒鲁圭、东北非、乌拉尔、特提斯、西太平洋岛弧、加勒比岛弧和马达加斯加),并对各重要成矿区带的资源潜力进行了探讨.通过对全球铬铁矿成因类型、地质特征和时空分布规律的探讨,对深入了解地幔的物质组成、物理化学环境、地幔物质的运移、深部地质作用及板块运动的动力学机制、深俯冲和地球深部再循环轨迹有重要的理论意义.     

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。     

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...     

中国铬铁矿的铂族元素分布特征

用NiS溶解和Te沉淀方法富集铂族元素（PGE），制成镍扣，再溶解于浓HCl中，使PGE和Te一起沉淀。制备的样品溶液在ELAN－5000型电感耦合等离子质谱仪（ICP－MS）上分析PGE。中国铬铁矿矿石，包括蛇绿岩套中的豆荚状铬铁矿床、非层状侵入体铬铁矿，计13个矿床（化）样品，其PGE模式表明，主要呈RU正异常模式，个别不同模式是由母岩不同以及铂族元素矿化叠加引起的。铬铁矿的PGE模式不取决于铬铁矿的化学成分，而取决于其母岩性质以及形成温度和铂族元素的熔点。     

新疆西准噶尔地区冶金型与耐火型铬铁矿床的特征及其成因研究

西准噶尔蛇绿岩中发育两类铬铁矿床(或矿化):一类是冶金型铬铁矿床,它以唐巴勒、萨雷诺海为代表;另一类是耐火型铬铁矿床,它以萨尔托海、鲸鱼、洪古勒楞为代表.冶金型矿床中的造矿与副矿物铬尖晶石以高Cr低Al为特征,耐火型则以高Al低Cr为特征.副矿物铬尖晶石的成分从二辉橄榄岩至纯橄岩均显示出向富Cr贫Al方向演化的趋势,两类造矿铬尖晶石成分位于该系列上的不同范围,显示了两者间的差异.豆荚状铬铁矿床的形成是原始地幔岩高度熔融的残余物,冶金型矿床的熔化程度高于耐火型矿床.豆荚体的聚集和分散则依靠上地幔的塑性剪切作用实现的.     

辽西豆荚状铬铁矿的发现及其意义

在辽西建平新太古代变质基底构造混杂带内首次识别出豆荚状铬铁矿。铬铁矿石显示特征的豆荚状构造、褶皱条带、透镜构造、豆状构造、拉长网孔构造等，它们可以与蛇绿岩内典型的豆荚状铬铁矿进行对比。依据同位素年龄制约，辽西豆英状铬铁矿形成于2．50Ga前后。结合该区已报道的新太古变基性火山岩具有大洋拉斑玄武岩成分特点、并广泛发育新太古代高压麻粒岩，可以认为辽西地区新太古代期间曾发生大规模的板块俯冲及碰撞作用过程。     

土耳其埃斯基谢希尔铬铁矿矿床地质特征

土耳其埃斯基谢希尔(Eski爧ehir)铬铁矿位于土耳其安纳托利亚高原中西部基性-超基性杂岩体中,是典型的阿尔卑斯型铬铁矿。该地区是土耳其重要的铬铁矿成矿区。通过对该铬铁矿矿床特征的研究,总结了土耳其阿尔卑斯型铬铁矿床的矿床地质特征。土耳其埃斯基谢希尔铬铁矿产于以辉橄岩、方辉橄榄岩为主要岩相的基性-超基性杂岩体内,矿体与围岩界线清晰,矿体大多呈豆荚状、囊状、脉状、透镜体状。矿石主要为致密块状和稠密浸染状,主要矿石矿物为镁铬铁矿、铁镁铬铁矿,矿石品位富,铬铁比高,为富矿矿石。