蛇绿岩型铬铁矿是自然界目前发现的唯一就位在地幔中的工业矿床类型,也是自然界中少数最具成因争议的矿床类型。迄今为止,人们对于豆荚状铬铁矿的基本成因机制仍不清楚。本课题组在对新疆北部若干蛇绿岩型铬铁矿调查过程中发现,在许多地区发育有包块形式产出的异剥钙榴岩或异剥钙榴岩化岩石,称之为“淡色微粒包块”(Pale Microgranular Masses,简写为PMM)。近年来,人们对异剥钙榴岩给予了广泛关注,但可能由于大多数呈岩脉、岩墙状产出的缘故,对其原岩来源和原生就位机制却鲜有研究。
北京矿产地质研究院王玉往教授及其合作者在国家深地资源项目(编号为2017YFC0601204)的资助下,对新疆北部蛇绿岩型铬铁矿中的PMM进行了系统的蚀变矿物LA-ICP-MS微区分析,可为进一步揭示其成因机制,深刻认识蛇绿岩中地幔橄榄岩的岩浆作用,乃至豆荚状铬铁矿的成因提供依据。通过研究取得以下主要认识:
(1)新疆北部蛇绿岩型铬铁矿及所属蛇绿岩带中发育大量淡色、微粒、包块状非橄榄岩类岩石,虽多遭受不同程度的异剥钙榴岩化,但大多数可见原岩结构的残留和/或假象,因而称之为“淡色微粒包块”(PMM),其岩石类型归纳为:异剥钙榴岩化的玻基玄武岩类、辉长辉绿岩类、超镁铁岩类、凝灰岩-碎屑岩类,无原岩结构的异剥钙榴岩或矽卡岩类,以及交代岩类等6大类(图1)。
图1 PMM及相关岩石显微照片
(a)~(c)-异剥钙榴岩PMM及其交代岩(MR,含磁铁矿的绿泥石岩);(d)~(e)-蛇纹石-绿泥石交代岩及其中的蚀变玄武岩PMM残留体;(f)~(h)-蚀变含斑玻基玄武岩PMM及其交代岩(含磁铁矿-碳酸岩-蛇纹石-绿泥石岩);(i)~(j)-蚀变玻基玄武岩PMM被橄榄岩(Per)溶蚀和渗透交代;(k)~(m)-蚀变辉长辉绿岩PMM与方辉橄榄岩(Harz)直接接触;(n)~(o)-新鲜的角闪辉长辉绿岩PMM。
(2)单斜辉石、石榴石、蛇纹石、绿泥石等一系列蚀变矿物的结构、成分及地球化学特征表明,蚀变过程中,其主、微量元素特征多受原岩和矿物类型控制,且基本继承了原岩的特征。
(3)区内PMM的形成可能经历了2种或(至少)2期不同的成因机制:早期的超镁铁岩浆捕虏和交代,主要表现为岩石组构上;晚期的异剥钙榴岩化,主要表现为蚀变矿物组合和一系列地球化学方面的特征。
(4)橄榄岩中PMM的形成机制可能启示,本区部分豆荚状铬铁矿也可能是早期铬铁矿被超镁铁岩浆捕虏的产物。
论文信息:Wang Y.W., Xie, H.J., Guo, B.R., Shi, Y., Zhou, G.C., 2020. Genesis of pale microgranular masses in ophiolitic chromite deposits in northern Xinjiang: Analysis of the microarea composition of altered minerals using LA-ICP-MS. Geological Journal, 55: 2185–2207.
原文链接:https://doi.org/10.1002/gj.3748