西藏罗布莎铬铁矿体围岩方辉橄榄岩中的异常矿物

近些年,我们在西藏罗布莎蛇绿岩型铬铁矿中发现金刚石和柯石英等超高压矿物和异常地幔矿物,成果多次在美国 AGU 会议上做特邀报告,发表在2007年《Geology》和国内期刊上,并有4个新矿物获得国际新矿物委员会批准。这些成果在国内外引起广泛关注,也引发出一系列新的科学问题,例如,金刚石的赋存状态,物质来源和成因?与其伴随的铬铁矿的成因,与金刚石的关系?两者形成的地质背景、物理化学环境、保存和运移的规律、机制,等等。为了探讨这些问题,我们认为除了研究罗布莎铬铁矿之外,还应该开展铬铁矿的围岩地幔橄榄岩的研究,看看它们中都有什么矿物,与铬铁矿中的矿物究竟存在什么异同以及两者之间的成因联系?为此,我们从西藏罗布莎铬铁矿31号矿体不同高度取回两个各自为1吨重的方辉橄榄岩围岩样品,开展人工重砂矿物的分选。通过矿物成分、激光拉曼和 X 射线衍射光谱的研究,从中识别出金刚石等50余种矿物。经初步对比,认为铬铁矿围岩方辉橄榄岩中发现的矿物组合与铬铁矿中相似,表明两者存在成因上的联系,并可能共同经历了从深部到浅部的地质过程。

西藏罗布莎蛇绿岩豆荚状铬铁矿石中的合金成分

从西藏雅鲁藏布江蛇绿岩带的罗布莎豆荚状铬铁矿床中 ,揭示出包含 70～ 80种矿物的一个地幔矿物群 ,其中特别引人注意的是含有多种合金。本文报道了已发现的合金类型和它们的化学成分。这些合金矿物主要通过人工重砂选矿提取的 ,少数合金在矿石光片中可以见到。本文报道的部分合金系有 :Ni(Fe) - C- Cr系 ,W-Cr- Co系 ,Al- Fe- L a系 ,Fe- Si- Ti系 ,Ag- Sn- Si系 ,Ni- Ir- Fe系 ,Fe- Pd- Pt系 ,Fe- Ni- C系。这些碳化物、金属硅以及铁合金等表明它们形成于还原环境 ,然而主岩铬铁矿石则形成于氧化环境 ,认为罗布莎铬铁矿是从玻安质岩浆中结晶的。这样合金矿物可能是外来晶体 ;或者它们形成于地核被后来上升的地幔柱带到浅部 ,包在铬铁矿中 ;或者是滞留在地幔中的成核物质后来被铬铁矿捕获。

西藏罗布莎蛇绿岩铬铁矿中的超高压矿物和新矿物(综述)

近十余年来的研究,在西藏雅鲁藏布江缝合带中的罗布莎蛇绿岩型铬铁矿中,发现可能来自深部(>300km深度)异常地幔矿物群。该矿物群中具有深部成因指示意义的矿物有:①呈斯石英假象的柯石英;②微粒金刚石和产在锇铱矿中的原位金刚石;③铬铁矿和锇铱矿中发现硅尖晶石;④铬铁矿中发现硅金红石;⑤呈八面体假象的蛇纹石和绿泥石,并具有清晰的爆炸结构;⑥方铁矿和自然铁矿物组合。此外,罗布莎铬铁矿中有4个新矿物获批准,并在极地乌拉尔蛇绿岩铬铁矿中也发现了大量微粒金刚石和碳硅石等地幔超高压矿物。蛇绿岩铬铁矿中发现来自地幔深部的超高压矿物,提供了铬铁矿可能深部成因的重要信息,该发现有可能改变传统的蛇绿岩铬铁矿的形成于俯冲带上的浅部环境(<50 km深度)的认识以及蛇绿岩成因的概念。

西藏罗布莎-泽当蛇绿岩体的构造产出与侵位机制探讨

对西藏雅江缝合带中的罗布莎-泽当蛇绿岩体进行了详细的野外构造考察和室内组构研究工作,查明了蛇绿岩体的产出特征及与不同围岩的接触关系,确定了两条围限岩体的大型逆冲型韧性剪切带(DFT和DFR)的性质,识别出蛇绿岩侵位过程中经历过早期由北而南仰冲和晚期由南而北倒转推覆两期构造运动,指出两条控制岩体的大型韧性断层非同时形成,不是MCT的反冲断层,提出研究区蛇绿岩侵位新的演化模式,为蛇绿岩侵位机制的探讨提供了新的依据。

西藏罗布莎蛇绿岩中不同产出的纯橄岩及成因探讨

罗布莎蛇绿岩中的纯橄岩有三种产出情况,除了与豆荚状铬铁矿伴生的薄壳状纯橄岩外,还有产在方辉橄榄岩底部被认为是堆晶岩的厚层状纯橄岩和方辉橄榄岩中的透镜状纯橄岩。厚层状纯橄岩约700～1000m厚,以橄榄石富镁(Fo93～95),单斜辉石低铝富镁(Al2O30.47%～0.85%,Mg#95～97),铬尖晶石高铬低镁(Cr#值平均77,Mg#平均51)为特征。该纯橄岩中的浸染状铬铁矿也是高铬低镁型,但Mg#值(平均59)高于厚层状纯橄岩的副矿物铬尖晶石。薄壳状纯橄岩与厚层状纯橄岩成分相近,其橄榄石Fo92～94,单斜辉石Al2O3<1%和Mg#95～97;铬尖晶石的Cr#值平均71,Mg#值平均52。与薄壳状纯橄岩伴生的块状铬铁矿为高镁高铬型,但Mg#值(平均68)相对更高些,Cr#值平均79。透镜状纯橄岩的特征是橄榄石Fo(91～92)和铬尖晶石Cr#(60左右)均低于前两类纯橄岩,但单斜辉石的Al2O3(1.41%～1.71%)则高于前两者。透镜状纯橄岩的矿物成分与方辉橄榄岩重叠,两者为渐变过渡关系。研究对比表明,罗布莎厚层状纯橄岩不同于经典的蛇绿岩的超镁铁质堆晶岩,认为将其成因解释为拉斑玄武质熔体与地幔橄榄岩的反应较为合理。透镜状纯橄岩与方辉橄榄岩存在成生联系,可能是地幔橄榄岩高度部分熔融的产物,或熔体和方辉橄榄岩在原位发生反应的产物;薄壳状纯橄岩成因与厚层状纯橄岩相同,但与其相伴的块状铬铁矿是否由拉斑玄武质熔体与方辉橄榄岩反应形成,值得商榷。

藏南罗布莎蛇绿岩壳层熔岩地球化学特征及成因

罗布莎蛇绿岩是雅鲁藏布江蛇绿岩带东段出露较好,也是研究程度较高的蛇绿岩片之一,对其壳层熔岩研究表明,该熔岩属于亚碱性玄武岩与安山岩/玄武岩之间的过渡类型,富集Rb、K、Ba等大离子亲石元素,高场强元素具有轻微左倾正斜率分布特征,并亏损Nb、Ta,反映出该蛇绿岩受到了俯冲作用的影响,稀土元素显示LREE亏损、HREE平缓的球粒陨石标准化分布模式,体现了该蛇绿岩N-MORB的地球化学特征,结合第一过渡系元素地球化学特征,通过对其构造环境的判别,提出罗布莎蛇绿岩属于岛弧型蛇绿岩范畴,其构造环境应为俯冲带之上(SSZ)的弧间盆地。

西藏泽当—罗布莎蛇绿岩的地球化学特征及其构造意义

西藏泽当—罗布莎蛇绿岩是雅鲁藏布江蛇绿岩带的重要组成部分,受控于板块碰撞结合带。该蛇绿岩主要由变质橄榄岩、辉长辉绿岩及玄武岩等组成。变质橄榄岩具有低的A l2O3和CaO含量,以富Mg,贫Ti、∑REE为特征,与世界上典型蛇绿岩中方辉橄榄岩的特征值一致。辉长岩和玄武岩的主量元素、微量元素特征显示其含有洋脊拉斑玄武岩和大洋岛弧拉斑玄武岩的双重成分,其中高场强元素Nb、Ta、Zr、H f等亏损,大离子亲石元素Rb、Sr、Ba等相对富集,具有大洋岛弧玄武岩的特点。辉长岩在球粒陨石标准化稀土元素配分模式图上为LREE亏损的平坦型,无负Eu异常,与洋中脊玄武岩类似。根据上述特征并结合区域地质构造特征,认为泽当?罗布莎蛇绿岩可能形成于边缘海盆地的海底慢速扩张环境。

藏南罗布莎铬铁矿床铬尖晶石矿物学与矿床成因研究

西藏罗布莎铬铁矿床是我国目前研究程度最高、规模最大、地幔橄榄岩相对新鲜的豆荚状铬铁矿床,主要工业矿体产于蛇绿岩壳-幔边界（即岩石莫霍面）以下方辉橄榄岩相带一定层位中,主要有块状、浸染状和豆状等矿石类型。罗布莎铬尖晶石成分变化范围大,依据铬尖晶石的化学成分与矿物学研究至少可识别出3个期次铬尖晶石：（1）成矿前期铬尖晶石,主要以熔蚀残斑晶、出溶晶及少量自形晶形式产于方辉橄榄岩中,以富Al2O3为特征,Cr#值变化范围大（17·19-66·30）,且大部分小于60,并与Mg#值呈负相关关系,由出溶晶,残斑晶到自形晶铬尖晶石,总体表现向富Cr、Fe的方向演变;（2）成矿主期铬尖晶石,可分为早、晚2个阶段。早阶段铬尖晶石主要以它形晶产于不同类型铬铁矿石中,部分呈自形-半自形晶产于铬铁矿体的纯橄岩外壳中,主要以富铬为特征,矿石中Cr#值变化范围小（70·08-87·03）,均大于60,其中块状铬铁矿具有最高的Cr#和Mg#,由纯橄岩外壳中副矿物铬尖晶石向豆状、浸染状矿石以及块状矿石演变过程中,铬尖晶石化学成分总体向更富Cr、富Mg方向演变;晚阶段铬尖晶石：主要以自形-半自形晶产于具堆晶结构的纯橄岩相带中,成份上以更加富〈FeO〉而贫Al2O3,且具有最低Mg#（18·79-44·77）值为特征;（3）成矿晚期铬尖晶石,主要以网状集合体产于豆状-网脉状（眼眉状）矿石中,以更贫Al、富Fe为特征,具有最高的Cr#值和低的Mg#值。综合研究表明,罗布莎铬铁矿中的铬主要来自原始地幔岩本身,且主要来自于地幔橄榄岩中2种辉石的不一致熔融和对副矿物铬尖晶石的改造,原始富铬矿物可能来自地幔深部的八面体硅酸盐矿物。罗布莎豆荚状铬铁矿的成矿作用具有多期次、多成因、多种构造背景下成矿特征,成矿作用过程经历了由大洋中脊（MOR）扩张环境向岛弧体系俯冲环境的转变过程,洋内俯冲带之上（SSZ）的弧间盆地环境是形成冶金级豆荚状铬铁矿的最为有利构造环境。研究提出了罗布莎铬铁矿的＂三阶段＂成矿模式,即,经历了大洋中脊预富集阶段,俯冲带之上主成矿阶段及之后的构造抬升改造阶段。纯橄岩与方辉橄榄岩接触带之下的方辉橄榄岩相带是寻找较大规模铬铁矿床的有利地带。

西藏罗布莎橄榄岩与中国大陆科学钻探主孔(CCSD-MH)榴辉岩中金刚石的红外特征初探

大别苏鲁超高压变质带上的大陆科学钻探主孔(CCSD-MH)中榴辉岩中的金刚石形成于大陆深俯冲作用过程,西藏雅鲁藏布江缝合带罗布莎蛇绿岩铬铁矿中的金刚石来自深部地幔,两者的形成背景和机制可能不同。本文对两地的金刚石样品开展了傅立叶变换红外光谱(FT-IR)定性分析。结果表明,西藏罗布莎金刚石样品为ⅠaA型;而CCSD-MH金刚石为ⅠaAB型,既表明其杂质氮的聚集形式和演化路径上存在着差异。红外光谱特征不仅仅表明两者属天然金刚石常见类型,并且超高压变质带中的金刚石形成时间可能更久远。

藏东罗布莎蛇绿岩遥感岩矿信息提取方法研究

为研究如何利用遥感技术进行蛇绿岩岩矿信息识别和提取,以藏东罗布莎蛇绿岩为例,基于ETM和ASTER遥感数据,分别采用比值法和主成分分析法提取羟基类(蛇纹石、绿泥石)和铁染类(磁铁矿、橄榄石)矿物信息;利用纯净像元指数法(pure pixel index,PPI)提取端元波谱,结合地面已知岩性信息,分别采用光谱角分类法(spectralangle mapping,SAM)和波谱特征拟合法(spectral feature fitting,SFF)识别纯橄岩和橄榄岩,研究了罗布莎蛇绿岩及其主要蚀变矿物的空间分布特征。经过对比分析可知,用多种方法、多种数据提取的岩矿信息可以相互验证;提取出的纯橄岩和橄榄岩与所提取的羟基类和铁染类蚀变遥感异常信息有较好的空间重叠,且与地面调查结果基本吻合。研究表明,该方法用于蛇绿岩遥感岩矿信息提取是可行的,并取得较好的地质效果。

罗布莎蛇绿岩地幔橄榄岩同位素特征及其成因

罗布莎蛇绿岩岩石单元出露齐全,以地幔橄榄岩为主,构造变形强烈;在堆积杂岩中上部产出有仰冲型斜长花岗岩小岩块;辉绿岩以脉状形式产出于地幔橄榄岩的方辉橄榄岩中;壳层岩石相对很薄且比较复杂。Sr、Nd和Pb同位素组成研究表明:罗布莎地幔橄榄岩绝大多数样品具有高ISr值(0.705489～0.714625);低INd值(0.511796～0.512605),其Pb同位素组成具有高Δ7/4Pb、Δ8/4Pb值,大部分样品接近或大于典型Dupal端员的Pb同位素标准(Δ8/4Pb>60),结合罗布莎地幔橄榄岩具有高的ΔSr值(81.54～154.01),认为罗布莎地幔橄榄岩存在明显的Dupal异常。同时结合罗布莎地区的构造演化,认为罗布莎地区富集的、具有Dupal异常的地幔橄榄岩应当是在特提斯洋形成过程中的同化了俯冲板片携带的沉积物的深地幔柱交代影响下形成的。

西藏罗布莎铬铁矿中发现的七种金属互化物新矿物

2005~2010年期间在西藏罗布莎蛇绿岩铬铁矿中发现了罗布莎矿、曲松矿、雅鲁矿、藏布矿、林芝矿、那曲矿和自然钛7种新矿物。它们分别属于过渡族元素(铁、铬和镍)、钨及钛的硅化物及碳化物和自然元素。这七种新矿物的矿物学数据已在国内外学术刊物发表。本文是对该区发现的金属互化物新矿物进行的摘要和综述。

西藏罗布莎铬铁矿床的进一步找矿意见和建议

根据罗布莎铬铁矿工业矿体主要产于蛇绿岩壳-幔边界(即岩石莫霍面)以下的一定层位、一定岩相构造带内及其显示的矿带分布规律,认为当前找矿的首要目标在于牢牢把握矿带这个大方向。鉴于以往找矿勘探主要限于地表和浅部"就矿找矿"的找矿方法,进一步加大矿带中深部中下矿段隐伏矿体的找矿力度乃是当务之急。对各区段提出了不同的找矿任务和靶区选择的意见,并预测该区(包括罗布莎、香卡山和康金拉3个矿区)铬铁矿远景规模有望大大提升现有储量规模的等级。

基于ASTER的雅鲁藏布江缝合带泽当-罗布莎蛇绿岩套分析和组分识别

本文通过对西藏雅鲁藏布江缝合带泽当-罗布莎地区蛇绿岩套的主要岩石组成和蚀变矿物的标准波谱吸收特征分析,比较了标准光谱库的相应岩性光谱吸收特征和ASTER数据波段特征之间的关系,采用连续统去除、比值法和光谱角制图法对ASTER影像数据进行处理及相关岩性和矿物提取。结果表明,蛇绿岩组分岩性中亚铁离子和Fe-OH,Mg-OH的可见-短波红外吸收特征显著,而且有一个宽波长范围的Si-O热红外光谱特征,基于这些光谱特征采用ASTER数据和比值法与光谱角制图法可有效地识别蛇绿岩的主要岩性和相关矿物成分及其空间分布,结果与地质资料基本吻合。

西藏罗布莎Ir-Fe-Ni合金的X射线晶体学研究

在西藏罗布莎蛇绿岩的铬铁矿矿床中 ,存在一种Ir -Fe -Ni合金 ,电子探针分析确定其化学式为Ir0 .69Fe0 .2 8Ni0 .0 3 。用CCD技术测得X射线衍射数据 (括号内为I/Io)为 :2 .188( 10 0 )、1.896 ( 90 )、1.347( 5 0 )、1.14 9( 80 )、1.0 96 ( 15 )、0 .94 9( 5 )、0 .874 ( 15 )、0 .85 2 ( 15 )、0 .773( 10 ) ,晶体结构应属金属元素面心立方结构类型。按其结构确定了原子坐标并计算出理论粉末衍射图 ,结果表明理论粉末衍射图谱与实测粉末衍射数据基本一致。该Ir -Fe -Ni合金晶体学参数可归纳为 :a =3.80 2 ( 4 ) ,空间群Fm3m ,单位晶胞中的分子数Z =4 ,Dc=13.84 g/cm3 。

西藏罗布莎Fe-Cr-Ni合金的X射线晶体学研究

在西藏罗布莎蛇绿岩块的铬铁矿中 ,存在一种Fe -Cr -Ni合金 ,电子探针分析确定其化学分子式为Ni0 .4 5Cr0 .2 9Fe0 .2 6 。其X射线粉晶衍射数据 (括号内为I/Io ,hkl)为 :2 .0 60 (1 0 0 ,1 1 1 )、1 .775(70 ,2 0 0 )、1 .2 61 (60 ,2 2 0 )、1 .0 76(50 ,31 1 )、1 .0 2 7(50 ,2 2 2 ) ,晶体结构应属于金属元素的γ_Fe物相。按其所属空间群金属元素的排列方式 ,确定其原子坐标并计算了理论粉晶衍射图 ,结果表明 ,理论粉晶图谱与实测粉晶衍射数据基本一致。该Fe -Cr -Ni合金晶体学参数可归纳为 :a =3 .562 2 ,空间群Fm3m ,单位晶胞中的分子数Z =4,Dc=8.2 1 2 g/cm3。

西藏罗布莎地幔橄榄岩变形显微构造特征及其地质意义

地幔橄榄岩是罗布莎蛇绿岩的主要组成成分之一,通过显微构造特征可对其变形特征进行分析,确定流变学参数,探讨地幔橄榄岩的变形历史。以蛇纹石化程度较低的二辉橄榄岩和方辉橄榄岩为研究对象,橄榄石位错特征研究显示,本区橄榄石主要发育了低温常见的直线型自由位错,局部可见位错弓弯、位错环、位错壁等高温位错,反映罗布莎地幔橄榄岩变形以低温塑性流变为主,局部经历了高温塑性流变,主导变形机制为位错蠕变。橄榄石自由位错统计结果表明,二辉橄榄岩中的橄榄石自由位错密度为4.422×107/cm2,方辉橄榄岩中的橄榄石为9.137×107/cm2,变形过程中所受差异应力分别为65MPa和93MPa。橄榄石和斜方辉石显微组构测量采用了电子背散射衍射技术(EBSD),分析结果表明,橄榄石均发育A型组构,为浅部地幔常见的组构类型,该结果与金刚石、柯石英等超高压矿物所指示的形成深度不一致。

WorldView-2卫星矿山遥感监测:以西藏罗布莎地区为例

矿山遥感监测是近年来国土资源部门管理矿产资源开发、整顿和规范矿业秩序的一项重要的矿情调查工作。西藏罗布莎铬铁矿区是我国铬铁矿的主要产区,随着国民经济的快速发展,对铬铁矿石的开采力度和强度在逐年增大。为了更好地促进矿产经济及环境的可持续发展,选用World View-2遥感数据,首次深入分析了罗布莎矿山开发过程中不同地物遥感影像特征,建立了各类矿山地物的高空间分辨率遥感解译标志,通过遥感解译与野外查证工作,基本查明了研究区矿山开发状况和矿山地质生态环境现状,并对矿区开发现状与矿山环境进行了统计和分析,基于遥感矿山监测,给出了合理的矿山环境恢复建议。结果表明:World View-2作为高分辨率遥感影像,空间分辨率高,包含全色和8个多光谱波段,信息量丰富,解译精度高,在矿山遥感监测乃至更广范围的动态监测中应用可以取得很好的效果。

高分辨率遥感在西藏罗布莎地区地质调查中的应用

研究区位于西藏罗布莎地区,其罗布莎蛇绿岩体蕴藏着我国目前规模最大的铬铁矿床。以WorldView-2高空间分辨率遥感数据为基本信息源,对研究区进行遥感地质解译。与传统多光谱数据ETM+、ASTER等相比,WorldView-2具有更高的空间分辨率和相对较窄且连续的光谱。对研究区WorldView-2图像进行正射校正、大气校正和影像融合后,采用最佳指数法选择8-6-4波段组合进行假彩色合成,同时结合真彩色5-3-2波段,突出各地质体单元色调差异。我们利用其空间分辨率优势建立区内主要岩性和构造的高空间分辨率遥感解译标志。通过野外地质验证,解译结果充分显示了WorldView-2高分辨率影像在海拔较高、工作环境恶劣地区进行矿产资源勘查的技术优势和应用前景。

西藏罗布莎铬铁矿区电磁波CT应用效果

结合罗布莎铬铁矿区Ⅶ矿群实例,对地下电磁波CT的方法技术、解释推断作了概括,指出地下电磁波CT在铬铁矿区的应用是可行和有效的,可以确定矿体在两孔间的位置、延伸、产状及见矿连通情况,以及发现孔间盲矿体。