新疆萨尔托海铬铁矿矿物学特征

赵静

【摘要】：本文以新疆萨尔托海高铝型铬铁矿作为研究对象，对铬铁矿中矿石进行了电子探针成分分析。铬铁矿矿石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），认为铬铁矿可能为地幔橄榄岩与具有洋脊玄武岩亲缘性的熔体相互反应形成，铬铁矿的成矿熔体可能还有俯冲带流体的加入，这种构造背景可能暗示萨尔托海铬铁矿形成的构造背景为弧后盆地并且受俯冲流体的作用。

【关键词】：铬铁矿；矿物学；萨尔托海；新疆

【引言】：作为中国最大的耐火级铬铁矿，萨尔托海铬铁吸引了大量学者对其成因进行研究。早期观点认为萨尔托海铬铁是岩浆熔离或岩浆分异结晶矿床[1]。鲍佩声等[2]认为萨尔托海铬铁矿的形成是地幔橄榄岩高度部分熔融形成富铬铬铁矿浆以后与基性岩浆的再平衡的结果。Zhou[3]认为萨尔托海铬铁矿为类似洋脊玄武岩的拉斑玄武质岩浆与亏损的地幔橄榄岩相互反应的结果。Shi [4]认为在蛇绿岩形成过程中，古老大陆岩石圈地幔提供成矿Cr并参与循环形成铬铁矿床，提出“熔体与古老大陆岩石圈地幔反应成矿”假说。综上所述，前人对萨尔托海铬铁矿的成因认识大相径庭。本文对萨尔托海铬铁矿的矿物学特征进行研究来探讨铬铁矿可能的形成背景和成因。

1 、地质背景

萨尔托海铬铁矿区大地构造位置上位于中亚造山带腹地西准噶尔达拉布特蛇绿岩带北东部萨尔托海蛇绿岩中。萨尔托海蛇绿岩北东-南西向延伸约20km，形态复杂，东段狭窄，中部膨大，向西分为三支，宽0.1-2km，分布面积约20km?（图1）。蛇绿岩组成单元主要由地幔橄榄岩、玄武岩、基性熔岩和硅质岩组成，蛇绿岩中侵入有后期的辉长辉绿岩脉。地幔岩主要由方辉橄榄岩组成，含少量的纯橄岩、二辉橄榄岩和辉石岩。纯橄岩主要呈透镜体和脉状与豆荚状铬铁矿共生铬铁矿中还含有大量橄长岩脉。二辉橄榄岩多分布在边部。辉石岩主要呈细脉状分布于方辉橄榄岩中。地幔岩均发生强烈蛇纹石化，仅残留有少量的橄榄石、辉石和铬尖晶石颗粒。

铬铁矿主要赋存在方辉橄榄岩中，并被纯橄榄包裹。铬铁矿Cr2O3小于45%，Cr值小于60，为典型的高Al铬铁矿。铬铁矿和纯橄岩之间的绿泥石晕为数厘米，与两者均为突变接触。矿体受北东向的达拉布特断裂和次一级的断裂系统控制，走向主要为NE。矿体长10-50m，厚0.5-5m。矿体一般呈透镜状，扁豆状，以及不规则囊状，似脉状等，矿石结构主要有致密块状和浸染状（包括稠密、中等、稀疏浸染状），粒度1-4mm，一些可达30mm。矿体具有成带分布、成群出现、分段集中的现象。

2 、铬铁矿矿物学特征

铬铁矿主要有块状构造和浸染状构造（见图2a，b），矿物颗粒大小不一，单个铬铁矿颗粒往往受到后期地质作用而形成碎裂结构（图2c），块状铬铁矿往往不能区分单颗粒的铬尖晶石（图2e）。铬尖晶石颗粒之间的粒间矿物主要为绿泥石，几乎不含蛇纹石，在绿泥石和铬尖晶石接触处和矿物颗粒的裂隙之间可见蚀变后形成的多孔状铬尖晶石，孔洞中充填的暗色矿物主要为绿泥石和少量水镁石（图2d）。

大多数铬铁矿赋存于方辉橄榄岩中并有纯橄岩外壳，纯橄榄岩常发生绿泥石化， 铬铁矿矿石的电子探针成分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）， 属于高铝型铬铁矿范围以内。

主量元素特征表明萨尔托海铬铁矿为典型的蛇绿岩型高铝铬铁矿，铬铁矿可能为地幔橄榄岩与具有洋脊玄武岩亲缘性的熔体相互反应形成，而铬铁矿TiO2的含量比典型的洋脊玄武岩的要低，与岛弧玻安岩的分布范围一致，表明铬铁矿的成矿熔体可能还有俯冲带流体的加入，这种构造背景可能暗示萨尔托海铬铁矿形成的构造背景为弧后盆地并且受俯冲流体的作用。

图 4 萨尔托海铬铁矿中铬尖晶石（a）Cr#-TiO2（据[7]以及（b）Al2O3-TiO2（據[8]）构造判别图解

3 、结论

1）萨尔托海铬铁矿矿石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），属于高铝豆荚状铬铁矿；

2）铬铁矿可能为地幔橄榄岩与具有洋脊玄武岩亲缘性的熔体相互反应形成，成矿熔体可能还有俯冲带流体的加入，这种构造背景可能暗示萨尔托海铬铁矿形成的构造背景为弧后盆地并且受俯冲流体的作用。

【参考文献】：

[1]王玉山. 萨尔托海铬铁矿矿石学特征及其成因浅析[J]. 新疆地质，1988，03：95–100.

[2]鲍佩声. 再论蛇绿岩中豆荚状铬铁矿的成因—质疑岩石/熔体反应成矿说[J].地质通报，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