西藏普兰蛇绿岩中不同类型铬铁矿的铂族矿物特征及成因

Based on their mineral chemistry podiform chromitites are divided into high alumina and high chromium varieties. Only one type occurs in a given peridotite massif, although some ophiolites contain several massifs which can have different chromitite compositions. High chromium and high alumina chromitite were found in the Purang ophiolite, western Yarlung Zangbo Suture Zone, Tibet. Numbers of platinum group minerals were found in the two types of chromitite. This project will analyses the occurrence between peridotite and two types of chromitite, features of petrographic and microscopic, combined with mineralogy and geochemistry, reveal the background formation of peridotite and chromitite. We will focus on study in situ Re-Os isotope of platinum group minerals, identify the times of formation and the conditions of physical and chemical of this minerals, understand of the origin of these chromitite and Purang ophiolite.

豆荚状铬铁矿按矿物化学组分分为高铬型和高铝型两类，在全球已报道的豆荚状铬铁矿中普遍为在单一岩体内只存在一种类型的矿体，而在同一岩体中同时存在两类铬铁矿较为少见。西藏雅鲁藏布江缝合带西段普兰蛇绿岩中发现既有高铬型铬铁矿也存在高铝型铬铁矿，并在它们中发现大量的原位铂族矿物。本项目拟通过两类铬铁矿及与橄榄岩围岩的关系、岩相学和微观特征的观察，结合矿物学、地球化学等数据，揭示橄榄岩和铬铁矿的形成背景，重点开展铂族矿物的原位Re-Os同位素研究，查明铂族矿物的形成时代和物理化学条件，在此基础上，分析普兰蛇绿岩的形成过程，探讨两类铬铁矿的成因。

本项目拟普兰地幔橄榄岩和两类铬铁矿的研究为基础，综合对比两类铬铁矿的岩石学、矿物学、地球化学及同位素特征，探讨其成因和演化过程。研究内容主要包括地幔橄榄岩和铬铁矿的岩石学和矿物学特征、铂族矿物、金刚石等高压矿物等工作，在此基础上，初步探讨铬铁矿的成因。经过三年的详细研究，本项目取得了一些初步成果已陆续发表。1）普兰地幔橄榄岩体中发现了高铝型和高铬型两类铬铁矿矿体，这在全球较为少见。普兰地幔橄榄岩和两类铬铁矿的野外产出、矿物化学组分，地球化学以及PGM等特征，均指示普兰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，并发现大量不同类型的矿物包裹体，表明其为多阶段演化和部分熔融作用的过程；2）西藏雅鲁藏布江缝合带西段东波岩体中同样发现高铬型（Cr# 73-77）和高铝型（Cr# 12-47）两种类型豆荚状铬铁矿，通过对两种类型铬铁矿的PGE和Re-Os同位素等研究工作，认为东波铬铁矿的形成过程经历了MOR至SSZ的演化过程；3）对比于雅鲁藏布缝合带西段普兰岩体的铬铁矿研究，在班公怒江缝合带的东段丁青蛇绿岩和阿尔巴尼亚布尔齐泽蛇绿岩中发现大量的金刚石、碳硅石等超高压还原矿物；4）提出豆荚状铬铁矿为多阶段形成的新认识，经历了四个阶段：a) 早期俯冲到地幔过渡带（410~660km）的陆壳和洋壳物质被脱水和肢解，过渡带产生的热和流体促成了地幔的熔融和Cr的释放和汇聚；b) 铬铁矿浆在地幔柱驱动下，运移到过渡带顶部冷凝固结，并有强还原的流体进入，后者携带了深部形成的金刚石、斯石英等高压矿物，并进入“塑性-半塑性地幔橄榄岩”中；c) 随着物质向上移动，深度降低，早期超高压相矿物发生相变，如斯石英转变成柯石英，高压相的铬铁矿中出溶成柯石英和单斜辉石；d) 在侵位过程和俯冲带环境，含水熔体与方辉橄榄岩反应形成了不含超高压矿物的规模相对较小的浸染状铬铁矿及纯橄岩壳。