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。

西藏雅鲁藏布江缝合带泽当地幔橄榄岩的矿物化学和铂族元素特征

泽当蛇绿岩位于雅鲁藏布江缝合带东段,由地幔橄榄岩、辉长辉绿岩、火山岩等组成。地幔橄榄岩主要为方辉橄榄岩和二辉橄榄岩,有少量的铬铁矿化方辉橄榄岩和透镜状纯橄岩。地幔橄榄岩中橄榄石的Fo值为89.6~91.8,属镁橄榄石。斜方辉石为顽火辉石,En端员组分变化于87.8~90.3。单斜辉石En组分变化于44.1~50.0,主要为顽透辉石和透辉石。二辉橄榄岩与方辉橄榄岩铬尖晶石的Cr#为17.0~31.8,为富铝型尖晶石。泽当地幔橄榄岩PGE总量为16.67×10-9~32.59×10-9,与原始地幔相似。矿物化学特征显示泽当二辉橄榄岩属于深海型地幔橄榄岩,方辉橄榄岩属于弧前地幔橄榄岩。尖晶石Cr#、橄榄石Mg#的变化以及高Os含量（3.50×10-9~7.75×10-9）表明泽当地幔橄榄岩经历了部分熔融过程;正斜率的PGE配分模式以及较高的Pd/Ir值（1.09~3.94）表明泽当地幔橄榄岩受到了俯冲带环境下地幔交代作用的改造。泽当地幔橄榄岩矿物学特征与铂族元素地球化学特征显示其形成于MOR环境,后受到SSZ环境的改造。

西藏雅鲁藏布江缝合带东段泽当豆荚状铬铁矿特征

泽当蛇绿岩位于雅鲁藏布江缝合带东段，岩体由地幔橄榄岩、辉长辉绿岩、辉石岩、火山岩等组成。地幔橄榄岩主要为方辉橄榄岩、纯橄岩和二辉橄榄岩。在方辉橄榄岩中发现7处豆荚状铬铁矿，矿石类型主要有致密块状和浸染状。出露地表的长度0．5—3m，厚0．2～1m。矿体的延伸方向为北西向，与岩体展布的方向一致，铬铁矿的Cr#=67．9—88．5，属于高铬型铬铁矿。泽当地幔橄榄岩岩相学特征以及矿物组合、矿物化学成份及岩相学特征，显示岩体至少存在两次的部分熔融过程，即为早期的MOR构造背景，以及后期SSZ环境的改造。铬铁矿的铂族元素（PGE）以富集Os、Rh、Pd，亏损Ir、Ru、Pt的负斜率分布模式，表明其形成过程中经受后期熔体／流体的改造。对比罗布莎岩体的矿物组合，矿物化学和地球化学等特征，显示泽当豆荚状铬铁矿矿体与典型高铬型具相似性，存在较大的找矿空间。

雅鲁藏布江缝合带东段杰莎蛇绿岩中铬铁矿特征及其构造背景

雅鲁藏布江缝合带东段加查县杰莎岩体主要由蚀变较强的方辉橄榄岩和纯橄岩、豆荚状铬铁矿组成。铬铁矿矿体呈东西向，倾向北西，矿体的围岩为纯橄岩及方辉橄榄岩，长20-40m，宽1～3m。镜下特征和电子探针分析结果显示铬铁矿中铬尖晶石的Cr#=67．9～88．5，Mg#值变化在64．6～68．2之间，TiO2含量为0．06％～0．18％，Al2O3含量为13．1％～16．5％，表明杰莎铬铁矿为高铬型铬铁矿。方辉橄榄岩中橄榄石、斜方辉石和单斜辉石的矿物化学特征表明杰莎岩体既具有深海地幔橄榄岩特征，也具有岛弧地幔橄榄岩的特点。并且依据铬尖晶石一橄榄石／单斜辉石的矿物化学成分，识别出杰莎岩体至少经历了2期过程，包括早期部分熔融（20％～30％）和晚期的岩石／熔体反应作用（〉35％）。因此，杰莎地幔橄榄岩和铬铁矿可能与雅鲁藏布江缝合带中其他岩体一样，经历了洋中脊及俯冲带的多阶段叠加的过程。

西藏雅鲁藏布江缝合带东段泽当地幔橄榄岩特征及其意义

泽当岩体位于雅鲁藏布江缝合带东段,主要由地幔橄榄岩、辉长辉绿岩和基性火山岩等组成。地幔橄榄岩主要为方辉橄榄岩和二辉橄榄岩,有少量透镜状纯橄岩。地幔橄榄岩经历了强烈的塑性变形作用。地幔橄榄岩中橄榄石的Fo值为89.6~91.8,属镁橄榄石;斜方辉石为顽火辉石,En 87.8~90.3;单斜辉石En 44.1~50.0,主要为顽透辉石和透辉石。铬尖晶石的Cr#值（=100×Cr/（Cr＋Al））为17.0~93.6,其中,二辉橄榄岩和方辉橄榄岩中的铬尖晶石为富铝型尖晶石,纯橄岩中的铬尖晶石Cr#最高,为富铬型尖晶石。地幔橄榄岩的部分熔融程度为17%~34%,表明泽当地幔橄榄岩可能经历了多阶段的过程。亏损的主量元素组成和低于原始地幔的稀土元素含量（0.15×10-6~0.61×10-6）指示泽当地幔橄榄岩为经历过部分熔融和熔体抽取的亏损残余地幔岩石。REE配分型式为中稀土亏损的＂V＂型或＂U＂型,原始地幔标准化元素比值（La/Sm）N为0.5~8.0,表明泽当地幔橄榄岩经历过交代作用。矿物化学与地球化学数据表明泽当地幔橄榄岩形成于MOR环境,后受到SSZ环境的改造。

西藏泽当蛇绿岩中角闪辉长岩矿物学特征及其成因启示

西藏泽当蛇绿岩位于雅鲁藏布江缝合带东段,由地幔橄榄岩、辉长岩、玄武岩等组成,地幔橄榄岩中发育有少量辉石岩、辉长岩、异剥钙榴岩、斜长花岗岩和角闪辉长岩。本文研究的角闪辉长岩侵入于泽当地幔橄榄岩的辉石岩中,主要由角闪石、葡萄石＋绿纤石和少量Fe-Ti氧化物组成。岩石中角闪石呈自形,伟晶结构,褐色,均一的干涉色,与交代成因的角闪石相比具有较高的Al2O3（7.0%~11.0%）、Ti O2（1.0%~2.5%）和Na2O（1.0%~1.9%）含量,指示其为岩浆成因;Fe-Ti氧化物以磁铁矿为主（Ti O2=1.2%~13.2%;Fe2O3=40.6%~61.4%;Fe O=31.1%~43.6%）,与钛铁矿（Ti O2=36.2%~50.8%;Fe2O3=2.5%~24.6%;Fe O=33.0%~43.7%）经常呈矿物对共生或出溶钛铁矿,磁铁矿—钛铁矿计算矿物平衡氧逸度（-logfo2）为12.4~22.8,约为NNO＋1,比正常MORB氧化程度高,指示岩浆结晶时具有较高的水逸度。其锆石εHf（t）值为11.0~19.8,显示亏损地幔源区特征。岩石地球化学分析显示其具有高的Al2O3（20.4%~22.4%）、Ti O2（1.0%~1.5%）,低的Mg O（4.1%~5.5%）含量类似高铝玄武岩的特征。泽当角闪辉长岩可能由亏损地幔部分熔融形成的含水岩浆经过演化（分离结晶作用等）形成的低镁高铝类似高铝玄武岩的岩浆结晶形成。然而样品严重亏损轻稀土（LREE）,与常见于岛弧区的高铝玄武岩不同,可能为蛇纹石化的洋壳或地幔橄榄岩在俯冲早期脱水使得地幔楔发生部分熔融导致。对泽当蛇绿岩中侵入岩及地幔橄榄岩进行更详细的调查研究将对揭示泽当蛇绿岩的形成环境构造背景提供更多的线索。

西藏雅鲁藏布江缝合带西段普兰纯橄岩中橄榄石的出溶特征及指示意义

西藏雅鲁藏布江缝合带西段普兰纯橄岩中橄榄石存在透辉石和磁铁矿共生出溶现象。这类纯橄岩非常新鲜,主要由橄榄石、尖晶石和透辉石等矿物组成。橄榄石的Fo值是90.1~90.7,铬尖晶石的Cr~#为19.8~20.8,远小于蛇绿岩地幔橄榄岩中常见纯橄岩中铬尖晶石的铬值(Cr~#>60)。基于前人研究结果,提出这种现象是由于亏损方辉橄榄岩与含钛、铝、钙熔体发生交代作用,从而形成橄榄石的固溶体存在Ti^(4+)、Al^(3+)、Ca^(2+)、Fe^(3+),而Cr^(3+)进入铬尖晶石结晶。后期由于岩体在抬升过程中降温,橄榄石中出溶形成单斜辉石和磁铁矿,而铬尖晶石结晶被保留。依据铬尖晶石-橄榄石的矿物化学成分,识别出低铬纯橄岩具有最低的部分熔融程度为~8%,Cr~#最高的纯橄岩壳其部分熔融程度达到~50%,表明不同岩相间其形成背景存在明显差异。因此,笔者认为普兰蛇绿岩具有多阶段的过程。首先是在洋中脊环境下经历富Ca、Al和Na等熔体交代和部分熔融作用,后受到俯冲带玻安质熔体改造。