幔源Si—O系统铬和镍的矿床学研究

【摘要】：铬、镍属特种金属,在机械、化工、耐火材料等工业中具有特殊广泛的需求。本文从地质地球化学的角度,研究了全球范围内两类矿床的资源概况、时空分布及其成矿与幔源Si—O系统的关系。研究重点主要在后者。 铬、镍矿床与幔源岩石之间的关系密切,表现为矿体与岩体紧密伴生,矿体赋存于岩体内部,二者均属同源岩浆演化的不同产物。 长期以来,已有文献在论述两类矿床与幔源岩石关系时,常模糊岩石用词的概念。地壳中幔源岩石的存在分属3种不同产出单元,即岩区、岩体和岩相(为岩体的基本组成单元)。本文提出了以岩石产出的不同自然组合,来研究两类矿床与幔源岩石关系,奠定了坚实的理论基础。研究得出:对岩区而言,铬矿床的产出专属于超镁铁质岩区;镍矿床则专属于镁铁质岩区。对岩体和岩相而言,铬的成矿亦专属于超镁铁质岩体和岩相;在镁铁质岩区中,镍既可于超镁铁质岩体或岩相中成矿,亦可在镁铁质岩体或岩相中产出工业矿体。后者,镍的富集均优选于岩体岩石化学参数M/F比值最高的部位。本文对含矿载体造岩矿物和副矿物研究得出:载铬岩体和岩相中,造岩矿物橄榄石属于镁橄榄石;而载镍岩体和岩相的橄榄石均为贵橄榄石。区分两种可能含矿的副矿物标志信息为尖晶石类。岩体和岩相可能产出铬矿床的铬尖晶石富Cr和Mg;而可能产出镍矿床的尖晶石则相对富Fe、Al,贫Mg和Cr。 从Si—O系统和Cr~(3+)、Ni~(2+)离子能量的角度分析了镍优选于镁铁Si—O系统;铬优选于超镁铁Si—O系统的必然性。指出了两类矿床成矿的幔壳部