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苏本勋等-JGS:蛇绿岩中似层状铬铁矿床的成因及其与豆荚状铬铁矿床的联系
2026-04-07 | 作者: | 【 】【打印】【关闭

蛇绿岩中发育两类铬铁矿床:赋存于地幔序列中的豆荚状和产出于壳幔过渡带的似层状铬铁矿床。然而,相比豆荚状铬铁矿床深入的研究,学界对似层状铬铁矿床的成因机制及其与豆荚状的内在联系长期缺乏系统认识,制约了对蛇绿岩铬铁矿床成矿体系的完整理解。

中国科学院地质与地球物理研究所苏本勋研究员以土耳其Bursa蛇绿岩中的似层状铬铁矿床(图1)为研究对象,开展了系统的野外地质调查、岩相学观察和矿物原位元素分析,并对比分析了全球典型蛇绿岩(如阿曼、土耳其Pozantı-Karsantı和Lycian蛇绿岩)中两类铬铁矿床的数据。研究团队通过对Bursa蛇绿岩壳幔过渡带中韵律式交替的铬铁矿条带与橄榄石条带进行精细剖面分析,结合Lycian蛇绿岩中含角闪石的铬铁矿-纯橄岩剖面研究,揭示了铬铁矿与橄榄石在接触边界处的成分突变规律,为流体-橄榄石相互作用提供了关键矿物学证据。

图1 土耳其Bursa蛇绿岩地质简图及其中豆荚状和似层状铬铁矿床产出特征

研究发现,蛇绿岩中似层状铬铁矿床虽在结构上与层状侵入体中的铬铁矿层相似,但规模更小、硅酸盐基质含量更高,且具有独特的韵律式条带结构(图2)。矿物化学分析表明,与豆荚状铬铁矿床相比,似层状铬铁矿床中的铬铁矿具有更高的Mn、Co、Sc、Ti含量和更低的V/Sc比值,指示其结晶自更高氧逸度的演化熔体/流体。剖面分析显示,铬铁矿-橄榄石接触带成分发生突变,而橄榄石带内成分呈渐变趋势;含角闪石剖面中角闪石结晶抑制了进一步改造,证实铬铁矿表面释放的含水流体是关键改造介质(图3)。基于上述特征,研究团队提出了两类铬铁矿床的成因联系模型:地幔序列中豆荚状铬铁矿床在岩浆通道内形成,铬铁矿表面吸附的含水流体渗透改造围岩橄榄石并结晶角闪石(图3);演化熔体/流体向上迁移至壳幔过渡带岩浆房,在压力降低及机械分选作用下结晶形成似层状铬铁矿床(图4)。流体不混溶与矿物-流体相互作用是连接两类矿床的核心过程。

图2 全球典型蛇绿岩型似层状铬铁矿床产出特征

图3 蛇绿岩中豆荚状和似层状铬铁矿床的成因联系模型

图4 蛇绿岩中似层状铬铁矿床的形成过程

该研究系统揭示了蛇绿岩中似层状铬铁矿床的矿物学特征,建立了其与豆荚状铬铁矿床的成因联系,提出了流体参与的两阶段成矿模型,突破了传统单一岩浆成因认识。研究成果不仅深化了对蛇绿岩铬铁矿成矿机制的认识,为理解大洋岩石圈中岩浆-流体相互作用提供了新视角,同时也为全球蛇绿岩型铬铁矿的勘探评价提供了理论依据。

研究成果发表于国际学术期刊JGS(苏本勋, 刘霞, 肖燕,Ibrahim Uysal,潘旗旗. Characterization of stratiform-like chromite deposits in ophiolites and their genetic link with podiform chromitites[J].Journal of the Geological Society, 2026, 183: jgs2025-180. DOI: 10.1144/jgs2025-180.)。研究受国家自然科学基金(92462305 and 42350001)和地球深部探测与矿产资源勘查国家科技重大专项(2025ZD1006104)等项目支持。

 
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