应用电子探针技术研究北京密云放马峪铬铁矿床成因——来自含铬尖晶石矿物化学的证据_李立兴.pdf

2015 年 9 月 September 2015 岩矿测试 ROCK AND MINERAL ANALYSIS Vol． 34，No． 5 600 ～608 收稿日期 2015 －02 －27; 修回日期 2015 －08 －21; 接受日期 2015 －09 －06 基金项目 国家自然科学基金资助项目 41402067 ; 中国地质科学院矿产资源研究所基本科研业务费项目 K1410 作者简介 李立兴， 博士， 从事黑色金属矿床研究工作。E- mail lilixing1984 sina． com。 文章编号 02545357 2015 05060009 DOI 10． 15898/j． cnki． 11 －2131/td． 2015． 05． 017 应用电子探针技术研究北京密云放马峪铬铁矿床成因 来自含铬尖晶石矿物化学的证据 李立兴1，朱明玉1，方同明2，李厚民1 1． 国土资源部成矿作用与资源评价重点实验室，中国地质科学院矿产资源研究所，北京 100037; 2． 北京市地质调查研究院，北京 100195 摘要 似层状铬铁矿床长期以来被认为是岩浆分异成因， 但近年来有学者提出其 中个别产在蛇绿岩中。本文选择北京放马峪似层状铬铁矿床中纯橄岩、 辉橄岩和 辉石岩中不同类型的含铬尖晶石进行了电子探针分析。研究表明， 岩浆早期的纯 橄岩和辉橄岩中的铬尖晶石富铬 Cr2O3平均 43． 32 ， 而岩浆晚期辉石的结晶消 耗了大量 Cr3 ， 由于氧逸度的升高， 在辉石岩的单斜辉石中出溶贫铬的铬磁铁矿 Cr2O3平均10． 32 和富铝尖晶石 Cr2O3平均 15． 77 。与世界上不同类型铬 尖晶石的矿物化学特征进行对比， 可以认为放马峪铬铁矿床是产在阿拉斯加型岩 体中的早期岩浆矿床， 而与蛇绿岩无关。本文对放马峪铬铁矿床成因和成矿专属 性的限定， 为这类镁铁 － 超镁铁岩体的铬、 铜镍、 铂族元素的找矿勘查提供了依据。 关键词 放马峪; 铬铁矿床; 铬尖晶石; 超镁铁岩; 阿拉斯加型岩体; 电子探针 中图分类号 P597． 3; P618． 4; P575． 1文献标识码 A 国际上的铬铁矿主要有大型层状铬铁矿床和豆 荚状铬铁矿床两种， 以层状类型为主， 赋存在大型层 状侵入体中， 其规模巨大， 占世界总储量的 70 以 上。中国铬铁矿资源较为贫乏， 目前尚未发现大型 层状铬铁矿床。根据赋矿围岩的不同， 中国铬铁矿 可分为两种成因类型 蛇绿岩型豆荚状铬铁矿床和 地台型似层状铬铁矿床， 以豆荚状类型为主 ［1 －5 ］。 似层状铬铁矿床产在具有明显岩浆分异特征的超镁 铁岩侵入体中， 是中国重要的铬矿类型， 主要分布在 华北地台内， 达到小型规模的有北京密云放马峪、 平 顶山， 河北承德高寺台和遵化毛家厂铬铁矿床。但 近年来， 不同学者对个别似层状铬铁矿床的成因认 识再 起 争 议， 如 黄 雄 南 等 2003 ［6 ］ 和 陈 征 等 2004 ［7 ］研究发现了遵化毛家厂铬铁矿发育豆状 结构， 提出该矿床属于太古宙蛇绿岩型豆荚状铬铁 矿， 认为围岩纯橄岩、 辉橄岩和辉石岩为蛇绿岩建造 的组成部分， 而张旗等 2003 ［ 8 ］和 Zhao 等 2007［ 9 ］ 研究则认为铬铁矿的赋矿围岩为古生代镁铁 － 超镁 铁岩侵入体， 形成于板块内部构造环境。两种认识 存在争议的焦点是铬铁矿母岩的岩石类型。 铬尖晶石元素组成为 Fe， Mg 2 ［ Fe， Cr， Al 3 ］ 2O4， 类质同象广泛发育， 化学成分的变化与 其形成的岩浆环境密切相关 ［10 ］。铬尖晶石相对于 其他高温硅酸盐矿物 如橄榄石 来说， 其元素组成 较难受后期风化作用、 变质作用和水岩反应的影响， 对于研究含铬母岩的岩石类型、 岩浆演化具有重要 的示踪意义 ［11 －14 ］。北京密云放马峪铬铁矿床一直 被认为是中国似层状铬铁矿床的典型代表， 本文在 岩相学研究基础上， 选择纯橄岩、 辉橄岩和辉石岩中 不同类型的含铬尖晶石进行了电子探针矿物化学成 分分析， 查明了其标型特征， 探讨了铬铁矿床的成 因， 以期丰富中国似层状铬铁矿床成因和成矿专属 性的研究资料。 006 ChaoXing 1放马峪铬铁矿岩体及成矿地质特征 放马峪含铬超镁铁岩岩体位于密云区放马峪 村， 距密云城区北东 36 km。岩体侵入新太古宇密 云群片麻岩系中 ［15 ］， 整体呈北东向延伸， 由东、 西两 个岩体组成 图 1 。东部岩体长 257 m， 最大宽度 76 m， 平均宽 53 m， 最大延深 130 m; 西部岩体长 215 m， 宽 40 m， 最大延深 150 m。 图 1北京密云放马峪铬铁矿床矿区地质图 改编自姚培慧， 1996［16 ］ Fig． 1Geological map of the Fangmayu chromite deposit， Miyun， Beijing Modified from Yao， 1996［16 ］ 该岩体组成及其内部构造类似高寺台和平顶山 岩体， 岩相分带明显 ［17 －19 ］， 中心相为纯橄岩相， 向外 为辉橄岩相， 辉石岩相分布在岩体最外侧。纯橄岩 蛇纹石化强烈， 由不同比例的橄榄石和铬尖晶石组 成， 橄榄石呈半自形 － 他形粒状结构， 粒径 2 ～ 4 mm， 橄榄石残晶只达原来的 40 图 2a 。辉橄岩 主要由橄榄石、 单斜辉石及少量的铬尖晶石组成， 各 矿物呈半自形 － 他形结构， 其中橄榄石粒径 0． 5 ～2 mm， 岩石普遍遭受强烈蛇纹石化 图 2b 。辉石岩 主要由单斜辉石 ＞ 80 和少量的斜方辉石 ＜8 、 铬磁铁矿 ＜8 、 橄榄石 ＜2 和磁铁 矿 ＜2 组成 图 2c ， 属于单斜辉石岩， 其中单 斜辉石呈自形 － 半自形粒状结构， 粒径 1 ～5 mm， 部 分发生了纤闪石化和蛭石化蚀变。上世纪八十年 代， 冶金部天津地质研究院通过测量获得放马峪岩 体的全岩 Sm － Nd 年龄为 2010 150 Ma， 认为该岩 体侵位于早元古代 ［16 ］。 放马峪铬铁矿体主要产于岩体东段边缘相内侧 的辉橄岩相内， 少量分布在纯橄岩相或辉石岩相中。 富铬矿体仅产于东岩体中， 且集中分布于该岩体东 部， 靠近岩体底盘产出， 矿体多呈脉状。铬铁矿体主 要有两条， 主矿体东段膨大部位在平面上似鱼头状， 矿体长 150 m， 最大宽度 30 m， 矿体产状与岩体一 致。铬铁矿石即矿化的纯橄岩和辉橄岩， 主要由浸 染状矿石组成， 部分为条带状构造。矿区累计探明 矿石储量 23． 6 万吨， Cr2O3平均品位 9． 6［16 ］。 2含铬尖晶石的结构特征及主量成分变化 趋势 本次研究中的样品有富铬纯橄岩 F8 －1 和 F9 －1 、 辉橄岩 F6 － 1 和 F7 － 1 和辉石岩 F1、 F2、 F3 和 F4 ， 采样位置见图 1。各样品中含铬尖晶石 含量分别为 F9 中70， 属于稠密浸染状铬铁矿石; F8、 F6 和 F7 中 20， 属于稀疏浸染状铬铁矿石; F1、 F2、 F3 和 F4 中 5。 铬尖晶石在纯橄岩和辉橄岩中与橄榄石密切共 生， 主要呈半自形 － 他形粒状结构， 粒径 0． 5 ～3 mm 图 2d ， 其边缘有时发育不规则的磁铁矿薄边， 宽度 ＜50 μm 图 3a 。辉石岩中橄榄石含量甚微， 其中的尖晶石矿物铬含量较低， 均呈星散状分布于 单斜辉石颗粒中 图 3b 。在背散射图片中， 辉石岩 中含铬尖晶石有两种， 一种为呈亮白色的铬磁铁矿， 另一种为呈浅灰色富铝尖晶石， 也有部分辉石岩中 只发育亮白色的铬磁铁矿。辉石岩中两种含铬尖晶 石既有单独分布在同一个辉石矿物颗粒中 图 3c ， 也有同时发育在一个尖晶石矿物颗粒中 图 3d 。 铬尖晶石主量元素分析由中国地质科学院矿产 106 第 5 期李立兴， 等 应用电子探针技术研究北京密云放马峪铬铁矿床成因 来自含铬尖晶石矿物化学的证据第 34 卷 ChaoXing 图 2北京密云放马峪铬铁矿床中典型岩矿石显微特征照片 Fig． 2Photomicrographs of a Cr- rich dunite， b Cr- rich wehrlite， c clinopyroxenite and d disseminated chromite ore of the Fangmayu chromite deposit，Miyun，Beijing a富铬纯橄岩， 正交偏光; b富铬辉橄岩， 正交偏光; c辉石岩， 正交偏光; d浸染状铬铁矿石， 反射光。 Chr铬尖晶石; Cpx单斜辉石; Ol橄榄石; Srp蛇纹石。 资源研究所国土资源部成矿作用与资源评价重点实 验室应用 JXA8230 型电子探针 日本电子公司 完 成， 测量条件为 加速电压 20 kV， 电流 2 10 －8 A， 束 斑直径5 μm。主量元素含量 测试结果见表1。 由表 1 可以看出， 纯橄岩和辉橄岩中铬尖晶石 成分 相 同， 具 有 明 显 富 铬 的 特 征 Cr2O3含 量 40. 37 ～45. 19 ， 其他氧化物由高到低分别为 FeO 含量 20. 28 ～22. 25， Fe2O3含量 13. 32 ～ 17. 75， Al2O3含量 9. 30 ～ 10. 89， MgO 含量 7. 02 ～8. 57。辉石岩中单斜辉石包裹的铬磁铁 矿具有明显富铁 Fe2O3含量 48. 58 ～ 58. 22， FeO 含量 29. 39 ～ 31. 38 、 贫铝 Al2O3含量 0. 96 ～ 3. 85 、贫 铬 Cr2O3含 量 5. 34 ～ 13. 15 、 贫镁 MgO 含量 0. 26 ～ 2. 37 的特 征。辉石岩中单斜辉石包裹的富铝尖晶石具有明显 富铝 Al2O3含量 44. 63 ～ 45. 41 、 贫铁 Fe2O3 含 量 6. 75～ 7. 87，FeO 含 量 17. 19 ～ 17. 73 的 特 征，另 外 Cr2O3含 量 15. 11 ～ 16. 65， MgO 含量 13. 73 ～14. 00。 3铬尖晶石的成因及结晶条件 3． 1岩浆晚期贫铬尖晶石的出溶成因 岩相学特征表明， 辉石岩中的两种含铬尖晶石 铬磁铁矿和富铝尖晶石 紧密共生， 且分布在单斜 辉石晶体中。铬尖晶石化学成分表明， 铬磁铁矿富 铁贫铝， 而富铝尖晶石富铝贫铁。虽然热液交代作 用也可形成微小的含铬尖晶石晶出， 但需要有流体 的参与 ［20 －22 ］， 而放马峪岩体中的辉石岩没有受到后 期蚀变作用的影响， 因此辉石岩中两种含铬尖晶石 密切共生产出的特征说明它们是辉石结晶晚期的出 溶物。纯橄岩和辉橄岩中的铬尖晶石与橄榄石密切 共生， 但橄榄石晶体中未见铬尖晶石的出溶物。岩 浆过程中铬元素以 Cr3 存在， 难以进入岛状硅酸盐 矿物橄榄石晶体结构中， 但容易进入链状硅酸盐矿 206 第 5 期 岩矿测试 http ∥www． ykcs． ac． cn 2015 年 ChaoXing 图 3北京密云放马峪铬铁矿床中铬尖晶石 Chr 、 铬磁铁矿 CM 和富铝尖晶石 AS 显微结构特征 背散射图片 Fig． 3BSE photomicrographs showing three types of Cr- bearing spinels of the Fangmayu chromite deposit， Miyun， Beijing． Chromian spinel Chr ，Cr- magnetite CM ，and Al- rich spinel AS 物单斜辉石中， 因有普通辉石中 Al3 替代 Si4 ， 从 而正电荷减少使得 Cr3 替代 Fe2 和 Mg2 得到补 偿 ［23 ］。因此， 纯橄岩和辉橄岩中的铬尖晶石 Cr 2O3 含量高 平均 43. 32 ， 而辉石岩由于单斜辉石的 结晶消耗了大量的 Cr3 ， 出溶的铬磁铁矿和富铝尖 晶石 Cr2O3含量低 平均 10. 32和 15. 77 。 前人研究表明， 含铬尖晶石出溶结构的形成与 岩浆系统中热力学参数温度、 氧逸度的突然变 化 ［24 －25 ］或岩浆演化晚期粒间熔体的平衡反应［26 －28 ］ 有关。放马峪含铬岩体的辉石岩中的单斜辉石主要 由次透辉石和少量的普通辉石构成， 辉石的结晶消 耗了大量的 Fe2 ， 导致残余熔浆中 Fe3 明显增多， 随后磁铁矿填隙状产出在单斜辉石粒间， 说明此时 岩浆系统中的氧逸度升高。因此， 本文认为单斜辉 石中出溶的铬磁铁矿和富铝尖晶石是由于氧逸度的 升高造成的。 3． 2岩浆早期富铬尖晶石的结晶温度 Fabris 1979 ［29 ］基于橄榄石与铬尖晶石 Mg － Fe2 的交换平衡， 建立了估算铬尖晶石结晶温度 K 的计算公式 T 4250YSp Cr 1343 / lnK0 D 1. 825 0. 571 ， 其中 lnK0 D 0. 34 1. 06 YSp Cr 2， YSp Cr 铬尖晶石中 Cr/ Cr Al Fe 3 。因此， 该温 度计中温度只与铬尖晶石中的三价阳离子有关， 无 需测试橄榄石成分。本文对与橄榄石密切共生的纯 橄岩和辉橄岩中的 15 组铬尖晶石数据进行计算， 获 得铬尖晶石结晶温度为 911 ～ 1028℃， 平均 976℃。 由于铬尖晶石矿物结晶晚期缓慢冷却过程中可能发 生亚固相线条件下成分调整 ［30 －31 ］， 因此本文计算获 得的温度代表了铬尖晶石结晶温度的最低值。 4放马峪铬铁矿床的成因 4. 1含铬尖晶石成因示踪 Barnes 等 2001 ［11 ］通过不同类型镁铁 － 超镁 铁岩中尖晶石的矿物化学对比研究发现， 尖晶石中 二价和三价阳离子的构成特征可示踪岩石来源。铬 铁矿床赋存的母岩除蛇绿岩外， 还包括分异成因的 层状侵入体和阿拉斯加型环状岩体。在 Fe3 / Fe3 Al Cr － Fe2 / Fe2 Mg 图解 图 4a 、 306 第 5 期李立兴， 等 应用电子探针技术研究北京密云放马峪铬铁矿床成因 来自含铬尖晶石矿物化学的证据第 34 卷 ChaoXing 表 1北京密云放马峪铬铁矿床纯橄岩、 辉橄岩和辉石岩中含铬尖晶石的电子探针分析结果 Table 1Compositions of the Cr- bearing spinels in the dunites，wehrlites and clinopyroxenites of the Fangmayu chromite deposit， Miyun，Beijing 样品编号F4 －1 F4 －2 F4 －3 F4 －4 F1 －1 F1 －2 F1 －3 F1 －4 F2 －1 F2 －2 F2 －3 F2 －4 F3 －1 F3 －2 F3 －3 F3 －4 F3 －5 样品特征CCCCCCCCCCCCCCCCC SiO20．060．070．220．050．070．020．010．030．010．020．030．050．050．060．040．060．01 TiO21．281．151．191．292．000．040．110．031．841．612．090．871．560．101．701．391．52 Al2O31．771．500．962．033．5345．30 44．63 45．413．453．853．203．553．5644．993．243．473．70 Cr2O36．005．585．345．8612．47 15．51 15．11 15．81 12．69 13．149．9512．75 13．15 16．65 12．37 12．25 12．65 V2O30．460．460．490．510．290．090．100．030．290．270．270．280．230．060．240．370．25 Fe2O356．24 58．04 58．22 57．30 48．677．877．257．6149．58 48．58 51．74 51．08 49．286．7550．29 50．55 49．37 FeO30．72 31．38 31．14 29．39 29．66 17．73 17．19 17．72 30．06 29．70 29．95 29．98 30．14 17．53 30．10 29．87 29．50 MnO0．340．270．270．300．300．160．160．180．250．270．200．210．230．230．320．230．21 MgO0．510．260．311．592．3713．90 13．73 13．912．192．182．241．751．9814．002．012．042．21 CaO0．000．110．190．000．000．000．000．000．000．000．000．000．000．000．000．000．00 ZnO0．080．010．100．150．000．320．350．390．000．000．070．030．020．280．040．070．04 小计97．45 98．82 98．43 98．45 99．36 100．94 98．64 101．12100．35 99．61 99．74 100．55100．18100．64100．33100．29 99．48 Si0．020．020．070．010．020．000．000．010．000．010．010．020．010．010．010．020．00 Ti0．300．270．280．290．450．010．020．000．410．360．470．190．340．020．380．310．34 Al0．650．540．350．731．2311．91 11．98 11．911．201．341．121．231．2311．851．131．211．29 Cr1．471．361．301．412．922．742．722．782．953．072．332．973．062．942．882．852．96 V0．110．110．120．120．070．020．020．010．070．060．060．070．050．010．060．090．06 Fe Ⅲ13．13 13．42 13．54 13．12 10．851．321．241．2710．97 10．80 11．54 11．32 10．931．1311．16 11．21 11．00 FeⅡ 7．978．068．057．487．353．313．273．307．397．347．427．387．433．287．427．367．30 Mn0．090．070．070．080．080．030．030．030．060．070．050．050．060．040．080．060．05 Mg0．230．120．140．721．044．624．664．620．960．960．990．770．874．660．880．890．98 Ca0．000．040．060．000．000．000．000．000．000．000．000．000．000．000．000．000．00 Zn0．020．000．020．030．000．050．060．060．000．000．020．010．000．050．010．020．01 Fe2 / Fe2 Mg0．990．990．990．970．950．500．490．500．950．950．950．960．950．490．950．950．95 Cr/ Cr Al0．690．710．790．660．700．190．190．190．710．700．680．710．710．200．720．700．70 Fe3 / Fe3 Cr Al0．860．880．890．860．720．080．080．080．730．710．770．730．720．070．740．730．72 样品编号F7 －1 F7 －2 F7 －3 F7 －4 F6 －1 F6 －2 F6 －3 F6 －4 F9 －1 F9 －2 F9 －3 F8 －1 F8 －2 F8 －3 F8 －4 样品特征WWWWWWWWDDDDDDD SiO20．040．040．050．020．040．030．070．030．000．010．060．020．050．070．05 TiO20．510．530．500．580．600．530．380．460．640．550．550．600．760．500．61 Al2O310．76 10．68 10．89 10．85 10．83 10．80 10．61 10．709．729．8510．45 10．039．909．959．30 Cr2O345．19 43．77 44．57 43．87 45．06 43．95 44．86 44．70 42．33 42．25 42．14 42．23 42．31 42．17 40．37 V2O30．130．230．250．240．140．210．230．190．180．250．190．180．230．180．19 Fe2O313．94 14．66 14．30 14．24 13．32 13．73 13．79 15．10 17．75 17．53 16．65 17．38 17．40 17．04 16．32 FeO20．63 21．26 20．60 20．28 20．54 20．95 20．64 21．18 21．92 21．82 20．90 21．93 22．25 21．50 21．45 MnO0．380．370．340．370．330．290．270．370．360．400．290．450．340．430．33 MgO8．578．038．548．528．578．118．388．337．687．688．297．677．687．697．02 CaO0．000．000．000．010．000．000．000．000．000．000．000．000．000．000．00 ZnO0．000．040．160．160．000．000．000．050．130．020．030．000．130．140．00 小计100．16 99．61 100．18 99．15 99．42 98．59 99．22 101．10100．70100．33 99．56 100．49101．05 99．66 95．64 Si0．010．010．010．010．010．010．020．010．000．000．020．000．010．020．02 Ti0．100．110．100．120．120．110．080．090．130．110．110．120．150．100．13 Al3．393．403．433．453．433．463．383．353．093．143．333．193．133．193．11 Cr9．559．349．429．369．589．459．589．399．029．028．999．008．979．059．07 V0．030．050．050．050．030．050．050．040．040．050．040．040．050．040．04 Fe Ⅲ2．802．982．872．892．702．812．803．023．603．563．383．533．513．483．49 FeⅡ 4．614．804．604．584．624．764．664．714．944．934．724．944．994．885．09 Mn0．090．080．080．090．070．070．060．080．080．090．070．100．080．100．08 Mg3．423．233．403．433．443．293．373．303．083．093．343．083．073．112．97 Ca0．000．000．000．000．000．000．000．000．000．000．000．000．000．000．00 Zn0．000．010．030．030．000．000．000．010．030．000．010．000．030．030．00 小计24．00 24．00 24．00 24．00 24．00 24．00 24．00 24．00 24．00 24．00 24．00 24．00 24．00 24．00 24．00 Fe2 / Fe2 Mg0．680．710．690．690．680．700．690．700．730．730．710．730．730．730．74 Cr/ Cr Al0．740．730．730．730．740．730．740．740．740．740．730．740．740．740．74 Fe3 / Fe3 Cr Al0．180．190．180．180．170．180．180．190．230．230．220．220．220．220．22 注 C 辉石岩 clinopyroxenite ; W 辉橄岩 wehrlite ; D 纯橄岩 dunite 。 406 第 5 期 岩矿测试 http ∥www． ykcs． ac． cn 2015 年 ChaoXing Al － Cr － Fe3 图解 图 4b 和 Cr/ Cr Al － Fe2 / Fe2 Mg 图解 图 4c 上， 世界上层状侵入体和 阿拉斯加型岩体中铬铁矿石中的铬尖晶石成分范围 有较大的叠合， 与蛇绿岩铬铁矿石中的铬尖晶石相 比， 富集 Fe3 和 Fe2 ， 贫 Al。放马峪铬铁矿床中富 铬纯橄岩和辉橄岩中的铬尖晶石在上述三个图解中 的投点集中落在层状侵入体和阿拉斯加型岩体范围 内， 说明放马峪铬铁矿床的形成与岩浆分异作用有 关。从放马峪岩体内带的纯橄岩依次向外到辉橄岩 和辉石岩， 其中的含铬尖晶石在成分上呈现线性变 化的趋势， 随着 Cr2O3逐渐降低， Al2O3逐渐降低， 而 Fe2O3逐渐升高， 符合岩浆结晶分异的特征。 4． 2铬铁矿床成因探讨 与蛇绿岩有关的豆荚状铬铁矿具有典型的豆 状、 豆荚状岩浆结构， 这也是部分学者提出遵化地区 铬铁矿与蛇绿岩有关的重要依据。放马峪铬铁矿石 并不发育豆状结构， 而是由大量自形铬尖晶石形成 海绵陨铁结构， 该特征与超基性侵入岩有关的铬铁 矿的结构特征类似。此外， 放马峪铬铁矿床中存在 大量富 Fe 贫 Cr 的尖晶石， 类似富 Fe 质超基性侵入 岩有关铬铁矿的特征， 而非蛇绿岩的豆荚状铬铁矿。 阿拉斯加型岩体指的是具有环状岩相分带的群 状产出的小岩体 ＜ 40 km2 ， 具有以下特征 ①同心环状分带的中心部位为纯橄岩， 向外依次为 辉橄岩、 辉石岩、 角闪石岩; ②矿物组成主要为橄榄 石、 单斜辉石和角闪石， 而缺乏斜方辉石和斜长石; ③从中心到边缘岩相中岩石矿物 Mg 含量降低， 而 副矿物尖晶石有富集 Fe 的趋势 ［32 －34 ］。层状侵入体 规模大小不一， 最显著的特征成层明显， 具有清晰的 垂直分带， 岩石中常发育韵律层理 ［35 －36 ］。放马峪含 铬岩体具有明显的岩相分带的特征， 从中心到边缘 依次为纯橄岩、 辉橄岩和辉石岩， 其中辉石主要为单 斜辉石组成， 铬尖晶石只发育在纯橄岩和辉橄岩相 中， 而在辉石岩中不发育， 取而代之的是富铁的铬磁 铁矿。因此， 放马峪铬铁矿床为产在阿拉斯加型岩 体中的铬铁矿床， 铬铁矿的形成与岩浆早期的结晶 分异作用有关， 属于早期岩浆矿床， 铬铁矿化的规模 与纯橄岩相的规模成正相关关系。 另外， 阿拉斯加型岩体中除赋存有铬铁矿床外， 还常发育具有工业价值的铜镍硫化物矿床以及与前 两者共生的铂族元素矿床 ［37 －38 ］。这些矿化全部发 育在富橄榄石的纯橄岩和辉橄岩相带中， 具有明显 的成矿专属性， 可为这类镁铁 － 超镁铁岩体找矿提 供依据。 图 4北京密云放马峪铬铁矿床中含铬尖晶石的 Fe3 / Fe3 Al Cr － Fe2 / Fe2 Mg 图解 a 、 Al － Cr － Fe3 图解 b 和 Cr/ Cr Al － Fe2 / Fe2 Mg 图解 c 。层状侵入体和蛇绿岩中铬 铁矿 石 中 铬 尖 晶 石 成 分 范 围 引 自 Barnes 等 2001 ［11 ］， 阿拉斯加型岩体中铬铁矿石中铬尖晶 石数据引自 Krause 等 2011 ［28 ］、 Himmelberg 等 1995 ［32 ］和 Scheel 2007［33 ］ Fig． 4 a Fe3 / Fe3 Al Cr - Fe2 / Fe2 Mg diagram， b Al- Cr- Fe3 diagram and c Cr/ Cr Al - Fe2 / Fe2 Mgdiagram of the Cr- bearing spinels of the Fangmayu chromite deposit， Miyun，Beijing 506 第 5 期李立兴， 等 应用电子探针技术研究北京密云放马峪铬铁矿床成因 来自含铬尖晶石矿物化学的证据第 34 卷 ChaoXing 5结论 本文采用电子探针分析技术获得了放马峪铬铁 矿床中不同岩矿石类型中的尖晶石的主量元素化学 成分特征， 研究结果表明放马峪铬铁矿床是产在阿 拉斯加型岩体中的铬铁矿床， 为早期岩浆分异成因， 铬铁矿化的规模与纯橄岩相的规模成正相关关系。 铬尖晶石 Cr2O3平均 43. 32 只发育在岩浆分异 早期的纯橄岩和辉橄岩相中， 而岩浆分异晚期的辉 石岩相中只发育铬磁铁矿 Cr2O3平均 10. 32 和 富铝尖晶石 Cr2O3平均 15. 77 ， 说明岩浆分异过 程中尖晶石矿物中铬的含量有逐渐降低的趋势。本 文对放马峪铬铁矿床成因的限定， 可为这类镁铁 － 超镁铁岩体的铬、 铜镍、 铂族元素的找矿勘查提供 依据。 6参考文献 ［ 1］Zhou M F， Robinson P T， Bai W J． ation of Podi Chromitites by Melt/Rock Interaction in the Upper Mantle［ J］ ． Mineralium Deposita， 1994， 29 98 －101． ［ 2］鲍佩声， 王希斌， 彭根永等编著． 中国铬铁矿床［M］ ． 北京 科学出版社， 1999 21 －30． Bao P S， Wang X B， Peng G Y， et al． Chromite Deposites in China［ M］ ． Beijing Science Press， 1999 21 －30． ［ 3］杨经绥， 巴登珠， 徐向珍， 等． 中国铬铁矿床的再研究 及找矿前景［ J］ ． 中国地质， 2010， 37 4 1141 －1150． Yang J S， Ba D Z， Xu X Z， et al． A Restudy of Podi Chromite Deposits and Their Ore- prospecting Vista in China［ J］ ． Geology in China， 2010， 37 4 1141 －1150． ［ 4］朱明玉， 王成辉， 王登红， 等． 中国铬矿主要矿集区及其 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