新疆薩爾托海鉻鐵礦礦物學特征

趙靜

【摘要】：本文以新疆薩爾托海高鋁型鉻鐵礦作為研究對象，對鉻鐵礦中礦石進行了電子探針成分分析。鉻鐵礦礦石Cr2O3（38.81-41.87wt%），MgO（15.63-17.74wt%），Al2O3（26.06-28.64wt%），FeO（13.94-16.29wt%），TiO2（0.08-0.39wt%），Mg#（63.79-69.40）以及Cr#（47.79-51.78），認為鉻鐵礦可能為地幔橄欖巖與具有洋脊玄武巖親緣性的熔體相互反應形成，鉻鐵礦的成礦熔體可能還有俯沖帶流體的加入，這種構造背景可能暗示薩爾托海鉻鐵礦形成的構造背景為弧后盆地并且受俯沖流體的作用。

【關鍵詞】：鉻鐵礦；礦物學；薩爾托海；新疆

【引言】：作為中國最大的耐火級鉻鐵礦，薩爾托海鉻鐵吸引了大量學者對其成因進行研究。早期觀點認為薩爾托海鉻鐵是巖漿熔離或巖漿分異結晶礦床[1]。鮑佩聲等[2]認為薩爾托海鉻鐵礦的形成是地幔橄欖巖高度部分熔融形成富鉻鉻鐵礦漿以后與基性巖漿的再平衡的結果。Zhou[3]認為薩爾托海鉻鐵礦為類似洋脊玄武巖的拉斑玄武質巖漿與虧損的地幔橄欖巖相互反應的結果。Shi [4]認為在蛇綠巖形成過程中，古老大陸巖石圈地幔提供成礦Cr并參與循環形成鉻鐵礦床，提出“熔體與古老大陸巖石圈地幔反應成礦”假說。綜上所述，前人對薩爾托海鉻鐵礦的成因認識大相徑庭。本文對薩爾托海鉻鐵礦的礦物學特征進行研究來探討鉻鐵礦可能的形成背景和成因。

1 、地質背景

薩爾托海鉻鐵礦區大地構造位置上位于中亞造山帶腹地西準噶爾達拉布特蛇綠巖帶北東部薩爾托海蛇綠巖中。薩爾托海蛇綠巖北東-南西向延伸約20km，形態復雜，東段狹窄，中部膨大，向西分為三支，寬0.1-2km，分布面積約20km?（圖1）。蛇綠巖組成單元主要由地幔橄欖巖、玄武巖、基性熔巖和硅質巖組成，蛇綠巖中侵入有后期的輝長輝綠巖脈。地幔巖主要由方輝橄欖巖組成，含少量的純橄巖、二輝橄欖巖和輝石巖。純橄巖主要呈透鏡體和脈狀與豆莢狀鉻鐵礦共生鉻鐵礦中還含有大量橄長巖脈。二輝橄欖巖多分布在邊部。輝石巖主要呈細脈狀分布于方輝橄欖巖中。地幔巖均發生強烈蛇紋石化，僅殘留有少量的橄欖石、輝石和鉻尖晶石顆粒。

鉻鐵礦主要賦存在方輝橄欖巖中，并被純橄欖包裹。鉻鐵礦Cr2O3小于45%，Cr值小于60，為典型的高Al鉻鐵礦。鉻鐵礦和純橄巖之間的綠泥石暈為數厘米，與兩者均為突變接觸。礦體受北東向的達拉布特斷裂和次一級的斷裂系統控制，走向主要為NE。礦體長10-50m，厚0.5-5m。礦體一般呈透鏡狀，扁豆狀，以及不規則囊狀，似脈狀等，礦石結構主要有致密塊狀和浸染狀（包括稠密、中等、稀疏浸染狀），粒度1-4mm，一些可達30mm。礦體具有成帶分布、成群出現、分段集中的現象。

2 、鉻鐵礦礦物學特征

鉻鐵礦主要有塊狀構造和浸染狀構造（見圖2a，b），礦物顆粒大小不一，單個鉻鐵礦顆粒往往受到后期地質作用而形成碎裂結構（圖2c），塊狀鉻鐵礦往往不能區分單顆粒的鉻尖晶石（圖2e）。鉻尖晶石顆粒之間的粒間礦物主要為綠泥石，幾乎不含蛇紋石，在綠泥石和鉻尖晶石接觸處和礦物顆粒的裂隙之間可見蝕變后形成的多孔狀鉻尖晶石，孔洞中充填的暗色礦物主要為綠泥石和少量水鎂石（圖2d）。

大多數鉻鐵礦賦存于方輝橄欖巖中并有純橄巖外殼，純橄欖巖常發生綠泥石化， 鉻鐵礦礦石的電子探針成分Cr2O3（38.81-41.87wt%），MgO（15.63-17.74wt%），Al2O3（26.06-28.64wt%），FeO（13.94-16.29wt%），TiO2（0.08-0.39wt%），Mg#（63.79-69.40）以及Cr#（47.79-51.78）（表1）， 屬于高鋁型鉻鐵礦范圍以內。

主量元素特征表明薩爾托海鉻鐵礦為典型的蛇綠巖型高鋁鉻鐵礦，鉻鐵礦可能為地幔橄欖巖與具有洋脊玄武巖親緣性的熔體相互反應形成，而鉻鐵礦TiO2的含量比典型的洋脊玄武巖的要低，與島弧玻安巖的分布范圍一致，表明鉻鐵礦的成礦熔體可能還有俯沖帶流體的加入，這種構造背景可能暗示薩爾托海鉻鐵礦形成的構造背景為弧后盆地并且受俯沖流體的作用。

圖 4 薩爾托海鉻鐵礦中鉻尖晶石（a）Cr#-TiO2（據[7]以及（b）Al2O3-TiO2（據[8]）構造判別圖解

3 、結論

1）薩爾托海鉻鐵礦礦石Cr2O3（38.81-41.87wt%），MgO（15.63-17.74wt%），Al2O3（26.06-28.64wt%），FeO（13.94-16.29wt%），TiO2（0.08-0.39wt%），Mg#（63.79-69.40）以及Cr#（47.79-51.78），屬于高鋁豆莢狀鉻鐵礦；

2）鉻鐵礦可能為地幔橄欖巖與具有洋脊玄武巖親緣性的熔體相互反應形成，成礦熔體可能還有俯沖帶流體的加入，這種構造背景可能暗示薩爾托海鉻鐵礦形成的構造背景為弧后盆地并且受俯沖流體的作用。

【參考文獻】：

[1]王玉山. 薩爾托海鉻鐵礦礦石學特征及其成因淺析[J]. 新疆地質，1988，03：95–100.

[2]鮑佩聲. 再論蛇綠巖中豆莢狀鉻鐵礦的成因—質疑巖石/熔體反應成礦說[J].地質通報，2009，28（12）：1741–1761.

[3]Zhou MF， Robinson PT， Malpas J et al. Melt–mantle interaction and melt evolution in the Sartohay high-Al chromite deposits of the Dalabute ophiolite （NW China） [J]. Journal of Asian Earth Sciences， 2001， 19（4）：517–534.

[4]Shi R， Griffin WL， OReilly SY et al. Archean mantle contributes to the genesis of chromitite in the Palaeozoic Sartohay ophiolite， Asiatic Orogenic Belt， northwestern China[J]. Precambrian Research， 2012， 216–219（9）： 87–94.

The mineralogical characteristics of Sartohay chromitites， Xinjiang

ZHAO Jing

（College of Resources and Environmental Engineering，Guizhou University，Guiyang，550025， China）

Abstract：The Sartohya high-Al chromitites was as the research target in this paper. The EMPA data show that the Chromite Cr2O3 （38.81-41.87 wt %）， MgO style （15.63-17.74 wt %）， Al2O3 （26.06-28.64 wt %）， FeO （13.94-16.29 wt %）， TiO2 （0.08-0.39 wt %）， Mg# （63.79-69.40） and Cr# （47.79-51.78）， we think that the chromitite formation was related closely to subduction fluid and interaction between the hydrous MORB-like melt with peridotites， which implies that the Sartohay chromitites has been suggested to form in back arc spreading ridge and influenced by subducted fluid/melt.

Key words：chromitites ； Mineralogy； Sartohay； Xinjiang