铬铁矿成因研究

铬铁矿成因研究文献综述姓名：李爱丽学号：20091301班级：地质0903铬铁矿成因研究综述前言铬铁矿床是典型的岩浆矿床,其成矿过程与成岩过程紧密相关。铬铁矿床类型及其在基性、超基性岩体中的分布特征与其成因息息相关。尽管铬铁矿的成矿过程受多种地质因素的影响,但起主导作用的是生成基性、超基性岩的岩浆本身的特征。可以肯定,不同建造类型的岩体发育着不同类型的铬铁矿床。因而根据岩体的岩相组合、岩相排列形式、产状及其矿体的分布特征等,将含铬基性、超基性岩体及其铬铁矿床分为三大岩浆岩建造类型和若干亚建造。这样,就将铬铁矿床的分类和基性、超基性岩体类型密切结合起来了。铬铁矿在成因上到底具有哪些特征呢?正文基性橄榄岩对铬铁矿的成因有比较重要的意义。“豆荚状铬铁矿床和层状铬铁矿床均可在纯橄岩中产出，但产出这两种铬铁矿床的纯橄岩的成因却存在差别。产出豆荚状铬铁矿床的纯橄岩是由消耗辉石的反应生成的橄榄石、残留橄榄石和少量方辉橄榄岩残留体组成，属地幔纯橄岩类，矿体为豆荚状，矿石多为瘤状、块状，矿体的富集是靠上地幔的剪切流动、塑性变形来完成(LeblancandViolette，1983；MysenandKushiro，1977；鲍佩声等，1999)。Oman地幔纯橄岩和西藏罗布莎地幔纯橄岩中产出的豆荚状铬铁矿床均属于此种类型(Lorand，1988；Zhoueta1．，1996；Godardeta1．，2000)。产出层状铬铁矿体的纯橄岩是堆晶纯橄岩，其橄榄石是岩浆冷凝结晶的产物，铬铁矿层是岩浆分异的产物，矿体多为似层状透镜体，矿石均以不同稠密度的浸染状为特征(ViljoenandScoon，1985；HattonandHarmer，1986；鲍佩声等，1999)。如罗布莎堆晶纯橄岩、南非布什威尔德岩体纯橄岩和津巴布韦大岩的纯橄岩中产出的铬铁矿床均属于层状铬铁矿床(PrendergastandWilson，1989；ScoonandMitchell，2004；Prendergast，2008)。松树沟细粒纯橄岩在成因上与Oman地幔纯橄岩和西藏罗布莎地幔纯橄岩类似；而中粗粒纯橄岩在成因上则与罗布莎堆晶纯橄岩类似。松树沟铬铁矿床产出于以中粗粒纯橄岩为主体的堆晶橄榄岩中，铬铁矿颗粒自形程度较高，矿石包括浸染状、条带状、块状等类型，矿体形态为拉长的透镜体状、条带状等，单个矿体均可见不同程度的浸染状构造，具有层状铬铁矿床的典型特征。因此，松树沟铬铁矿床属层状铬铁矿床，是中粗粒纯橄岩在TBL浅层冷凝结晶的过程中，由岩浆分异作用所形成。秦岭中新元古代以伸展体制为主，与全球中新元古代之交的Rodinia超大陆聚散相对应，大量的幔源物质以壳幔相互作用的底侵作用和扩张裂谷喷发方式垂向涌入地壳，形成多陆块裂谷与小洋盆并存共生的复杂构造古地理格局(张国伟等，2001；朱赖民等，2008)。Sr同位素地球化学特征显示，松树沟橄榄岩和基性岩共同经历了洋底环境，Sr同位素组成明显受到了后期海水的混染，逐渐向海水端元演化(图7)，部分样品遭受混染程度较低，sr初始比值接近当时的地幔值。Pb初始比值的高度线性演化关系亦表明松树沟橄榄岩与基性岩是由相同的物源演化形成(图8)。松树沟橄榄岩全岩及单矿物Sm．Nd等时线年龄为1079±63Ma(陈志宏，2004；陈志宏等，2004)，与基性岩全岩Sm—Nd等时线年龄(1030±46Ma)在误差范围内一致(Dongetat．，2008)。Nd在洋底作用过程中是不活动元素，岩石的”3Nd／⋯Nd比值可以反映其源区地幔的特征及洋中脊之下的岩浆过程(Snoweta1．，1994；Wendteta1．，1999；SaltersandDick，2002；Niu，2004)。松树沟橄榄岩及单矿物(”3Nd／⋯Nd)．一0．511498，￡M(t)=4．9—5．0(陈志宏，2004；陈志宏等，2004)，基性岩(“3Nd／⋯Nd)，一0．511610，8Nd(t)=4．2一v6．9(Dongeta1．，2008)，二者一致的Nd同位素组成指示其具有相同的亏损地幔来源。松树沟橄榄岩与基性岩一致的Sm．Nd等时线年龄和Rb．Sr、Sm-Nd、Pb同位素地球化学属性，共同指示二者由相同地幔源区物质演化而成，因此松树沟橄榄岩与基性岩同为松树沟蛇绿岩的重要组成部分。”（李彝朱赖民”弓虎军郭波杨涛王飞王伟徐奥北秦岭松树沟橄榄岩与铬铁矿矿床的成因关系）分析表明：松树沟铬铁矿床形成机制与层状铬铁矿床相似，形成于松树沟洋盆扩张过程中，是中粗粒纯橄岩在热边界层的冷凝结晶的过程中岩浆分异作用的产物。“橄榄岩中共生的尖晶石族矿物和橄榄石中Mg。+和Fe。+的分异程度可以作为地质温度计[22~2圳，因为它们的复合分配系数KD=(x器。×xSFp。)／(Xo，：×xSMp。)主要受结晶时的温度控制【2引．本研究选用Fabries的方法计算铬铁矿的结晶温度Ts，(。)=(4250×Y墨+1343)／(LnKo，+1．825×Y器+o．571)，其dPLnKo，=o．34+1．06x(Ycsp，)2，Y仃sp，=Cr3+／(Cr3++A13++Fe3+)．获得的铬铁矿的结晶温度介于1377。C一1404。C之间．由于Mg-Fe在橄榄石一熔体之间的分配系数KghMen--0．3～o．33[。s，2s]基本是一定值，选择与铬铁矿共生的最富Mg橄榄石的Mg#，利用橄榄石一熔体平衡原理估算出与它们共存熔体的MgO含量，进而估算出母岩浆的液相线温度为1322。C．说明计算的铬铁矿结晶温度是可以接受的，也说明岩体的原生岩浆温度至少应高于1400。C．如此高的岩浆温度表明形成坡一岩体的岩浆不可能来源于岩石圈地幔，可能与软流圈地幔甚至或与地幔柱有关。”（新疆北山坡一含铜镍镁铁一超镁铁质岩体铬铁矿特征研究木柴凤梅1，夏芳1，陈斌1，一，卢鸿飞3）以上资料表明，作为岩浆矿床的铬铁矿的形成离不开高温，只有温度足够才能形成岩浆，岩浆才能在外界各种地质作用下形成相应的矿床。“根据包嵌在橄榄石中铬铁矿和檄榄石的成分可以计算母质岩浆的组分。假定金宝山侵入体中具有最离C您q含量(42．6％)的橄榄石中包嵌的铬铁矿保留了最初的成分，具有最高她03含薰(17．5％)的浸染状铬铁矿的核部代表了演化程度最高的成分，使黑下嚣的公式霹戳佑算跟铬铁矿平衡的熔体中的埘(m203)[21】：w(A1203)=o．035×(鸲03)铲经计算跟金宝趣铬铁矿乎衡懿熔俸孛掰(避03)为11．5％。13．2％t16J。橄榄石和熔体之间Fe和Mg的分配可被用来估计跟金宝山侵入体中橄榄磊穗平衡懿熔俸中麓酌／FeO摩尔院值。Roeder和Ermlie[22】推算了橄榄石和熔体之间的分配系数：甄=(W魄)Ⅸ／(Ⅳ魄)喇=0．3±0．03这种关系已在实验中被证实，其中大部分铁以略+存在。用金宝由侵入体中最富魄橄榄石的数据(si02=38．97％，Mgo=44．20％，FeO=15。38％，Fo=83。63)霸上露的分配系数可以馈箕出跟金宝山侵入体中橄榄石榴平衡豹熔俸Mgo／FeO摩尔比最小值为1．53。由于橄榄石跟捕获的硅酸盐液体之怒局部翦重耨平德，会使得橄榄石成分富铁【引。陶琰等【1】根据岩浆演化过程反演计算得到金宝山超镁铁岩原始岩浆组成，表明为低钛攘斑玄武岩浆，嚣(ugo)秀12．93％。因此金宝山侵入体中的铬铁矿可能是从低钛高镁拉斑玄武岩浆中结晶而来，这种岩浆的形成可能与裂谷撵黑早期的遗幔热柱作瘸有关。超镁铁质岩浆在侵位之前，在离地壳比较深的岩浆房内可能融经经历了一定的结晶分异作用。岩浆早期的结晶作用表现为橄榄石豹太爨螽出，以及少量铬铁矿、辉石的生成。除铬铁矿外，它们都是主要造岩矿物。这种岩浆早期生成的自形铬铁矿常包裹在橄榄石中，并被岩浆携带上舞，与麓结晶的包嵌在辉石中的铬铁矿共同组成了岩体中的副矿物。在阐一样品巾，橄榄石中铬铁矿的Cr203含量明显蠢于辉石中铬铁矿的Cr2Ch含受(表1)，这与岩浆结晶作用中所有含铬的矿物，无论是造器矿物还怒副矿物，翠期形成者往往比晚期形成者富含铬酌说法是一致的E矧。（云南金宝山含铂钯超镁铁质侵入体中铬铁矿的成因研究马言胜1一，陶琰1，钟宏1，王兴阵3）大量研究证明，铬铁矿结晶予高温环境下(1200—1300℃)，高铬环境、高水压及氧逸度变化有利于铬铁矿结最。岩浆在经历了搬深部岩浆房内早期结晶后，上升至某个特定的岩浆通道中(图7)，随着物理化学条件的变化，岩浆成分发生了改变，含铬的岩浆与围糟发生反应，导致环状结构铬铁矿雏体结晶出来，作为岩体赋存空间的堆晶相与后续岩浆持续反应，使铬铁矿不断聚集稳生长，最终形成了环绕橄榄石晶体的形态。结论综合矿床学教材知识和文献，发现铬铁矿矿床成因类型比较单一。目前已知的铬铁矿矿床主要为岩浆早期分凝矿床和岩浆晚期矿床。岩浆冷凝时，随着温度的逐渐下降，各种矿物依次从中晶出。晶出过程中，比重大的矿物在岩浆中逐渐下沉，比重小的矿物在岩浆中相对上浮，于是岩浆发生了分异，矿物呈现相对的集中。由于金属矿物结晶时间大多早于硅酸盐，或与早期硅酸盐同时晶出，矿床形成于岩浆结晶的早期阶段，故通常又被称为早期岩浆矿床。随着硅酸盐矿物的大量晶出，金属组分在残余岩浆中相对富集，形成了含矿残余岩浆。在地质构造相对稳定的条件下，在岩体底部，含矿残余岩浆中的金属矿物组分，就地充填在硅酸盐矿物的粒间，胶结硅酸盐矿物，形成似层状矿体。在地质构造比较活动的条件下，由于受构造应力的作用，含矿残余岩浆可被挤入岩体的原生构造裂隙或附近围岩的构造裂隙中，形成贯入式矿体，成矿作用发生于岩浆作用晚期，故所形成的矿床被称为晚期岩浆矿床。晚期岩浆矿床大多数是由岩浆结晶分异末期所聚集的残余含矿岩浆在原地冷凝结晶而成。矿化的富集与岩体的分异程度有关。由于硅酸盐矿物结晶较早，晶形比较完整，金属矿物大多充填于硅酸盐矿物晶粒间呈它形胶结状产出，形成典型的海绵陨铁结构。对于铬铁矿形成这里做了一个很单一的分析。参考文献：1北秦岭松树沟橄