津巴布韦匹克铬铁矿地质地球化学特征及矿床成因.pdf

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1、第3O卷增刊地质找矿论丛Vo1．30Sup．2015年12月：146—154ContributionstoGeologyandMineralResourcesResearchDec．2015：146—154doi：10．6053／j．issn．1001—1412．2015．S1．018津巴布韦匹克铬铁矿地质地球化学特征及矿床成因孙凯，何胜飞，刘晓阳，任军平，王杰(中国地质调查局天津地质调查中心，天津300170)摘要：匹克铬铁矿是津巴布韦少有的大型透镜状铬铁矿床之一。文章总结了匹克铬铁矿的成矿地质背景、矿床地质特征、矿床

2、地球化学特征和矿床成因方面的研究进展。文章认为该矿床的初始组分与初始科马提岩型铬铁矿相似，主量元素表明铬铁矿的氧逸度比较低，保留了岩浆初始的还原环境，并表现出岩浆结晶分异演化的特征。尽管矿床形成之后受到交代和角闪岩相变质作用的影响，但初始组分没有被显著破坏。矿床所在地区铬铁矿Re一0s同位素分析表明，津巴布韦克拉通岩石圈地幔同位素比值显著低于硅酸盐地球的平均值，并没有受到上地幔对流的影响。归纳了前人对匹克铬铁矿成因的几种观点，提出矿床的成矿模式和形成过程。关键词：匹克铬铁矿；矿床地质特征；地球化学矿床成因；津巴布韦中图分

3、类号：P613；P618．33文献标识码：A床的地质特征进行阐述，并对矿床的成因进行探讨。0引言l区域地质背景铬铁矿主要应用在冶金工业、化工工业及耐火材料和铸造业三个领域。其中，8O用于冶金工业，匹克铬铁矿位于津巴布韦圭鲁市东南的舒鲁圭生产不锈钢、耐热钢及特种合金，铬铁矿是生产不锈(Shurugwi)地区，产在津巴布韦大岩墙的西侧，铬铁钢的主要原材料]。津巴布韦的铬铁矿资源储量矿床赋存于约3000Ma的舒鲁圭绿岩带内(图1)_5]。丰富，铬铁矿总储量达1．4×10。t，占世界总储量的1．1地层舒鲁圭地区的地层主要由赛巴奎

4、系(Sebak—8．75；据2007年统计，津巴布韦的铬矿石年产量wian)Montd’Or组和舒鲁圭绿岩带组成[6]，其中舒约占世界的6％①。津巴布韦透镜状铬铁矿的矿石鲁圭地区的绿岩带包括3个岩石地层单元[7。质量优良，铬铁矿品位为38～45，有的高达1．1．1赛巴奎系Montd’Or组5O％以上，铬铁比多数为1．9～2．9，少数达3．0以赛巴奎系Montd’Or组为区内最老地层，分布上【3]。铬铁矿矿床类型分为3种：层状、似层状铬铁于舒鲁圭镇南侧，大致呈椭圆形分布，直径约12km矿，不规则状、透镜状铬铁矿和红土型铬铁

5、矿]。大(图1)。主要由绢云母粗砂岩和绿泥石变质硬砂岩型透镜状铬铁矿矿床以匹克(Peak)矿床和瑞尔威布组成，厚度达1000m以上。沉积层理不发育，见少洛克(RailwayBlock)矿床为代表j，本文在对文献量石英颗粒，分选性和磨圆度均很差；有少量石英岩资料收集及野外地质调查的基础上，对匹克铬铁矿收稿日期：2015—07—08；改回日期：2015—10—09；责任编辑：岳振欢基金项目：中国地质调查局“非洲中南部重要矿床地质背景、成矿作用和找矿潜力研究”项目(编号：1212011220910)和“中南部非洲重要成矿带成矿

6、规律研究与资源潜力分析”项目(编号：科E2Ol1]D3—04)联合资助。作者简介：孙凯(1986)，男，硕士，主要从事地质矿产勘查与研究工作。通信地址：天津市河东区大直沽八号路4号，中国地质调查局天津地质调查中心；邮政编码：300170；E—mail：Ocentersk@foxmail．tom第3O卷增刊孙凯等：巴布韦匹克铬铁矿地质地球化学特征及矿床成因151注：T／Ga．模式年龄；T／Ga．采用初始Os／”。Os比值校正后的年龄。值分别为0．1086±0．0008和0．1082±0．0004，显舒鲁圭含铬铁矿矿床，但从

7、古太古代到新太古代科著低于硅酸盐地球的平均值(O．127)。马提岩型铬铁矿的数量却是逐渐减少的。由于超基性侵人体中的铬铁矿能够很好地保存在这个长达1000Ma的科马提质岩浆活动过岩石圈地幔中的Os同位素，非常低的Re含量表明程中，在上地壳环境下重复出现的大量致密块状铬津巴布韦克拉通岩石圈地幔发生了非常显著的Re铁矿是津巴布韦克拉通与其他太古宙克拉通的主要衰变。较低的Re／Os比值表明其没有受到上地幔区别之一。表明津巴布韦克拉通下面不仅具有一个对流的显著影响[1，而且其Os／。Os比值也显著非常富Cr的地幔源区，而且根据C

8、r的溶解度与低于正常演化岩石圈地幔的水平[2。厂O。呈反比的关系_3]，还表明其形成了异常亏损的(低Fe。／Fe抖)、高Cr的部分熔融体。同时，舒鲁圭地区铬铁矿Re—Os数据表明，津巴布韦克拉通岩4矿床成因探讨石圈地幔在38OOMa前就已经脱离了软流圈地幔，并且在太古宙经历了大致连续的增长_1。新形成4．1Cr的来源