西藏雅鲁藏布蛇绿岩带豆荚状铬铁矿床Fe、Cr同位素地球化学研究

Podiform chromite in ophiolite is an important type of chromium deposits, but the origin of podiform chromite is highly debated. We will investigate systematically the Fe and Cr isotopic compositions of the typical podiform chromite (Luobusha deposit in the eastern and Xigaze mineralization in the middle of Yarlung-Zangbo ophiolite belt, Tibet). It will be obtained the distribution characteristics of Fe and Cr isotopes in the podiform chromites and the mantle peridotites based on high-precision measurements of Fe and Cr isotopes for the ores and the wall rocks and the minerals. In addition, we attempt to reveal the controlling factors for the variations of Fe and Cr isotopes and the mechanisms of Fe and Cr fractionation. Integrated with other geological and geochemical parameters, we try to illustrate the relationships between fractionation of Fe, Cr isotopes and mantle processes, and then to find out the new constraints on formation of podiform chromite deposits.

赋存于蛇绿岩中的豆荚状铬铁矿是一种重要的Cr矿床类型，但其成因一直存在较大争议。本项目拟对典型豆荚状铬铁矿床（西藏雅鲁藏布蛇绿岩带东段的罗布莎铬铁矿床和中段的日喀则蛇绿岩体及其矿化）进行系统的Fe、Cr同位素地球化学研究。通过对围岩、矿石及其单矿物进行高精度Fe、Cr同位素测定，查明Fe、Cr同位素在豆荚状铬铁矿及地幔橄榄岩中基本分布特征，并分析引起Fe、Cr同位素变化的控制因素和Fe、Cr同位素分馏机制。结合其他地质地球化学指标，研究Fe、Cr同位素分馏与地幔过程的关系，为进一步揭示豆荚状铬铁矿床成因提供新的制约。

本项目以西藏雅鲁藏布蛇绿岩带的罗布莎豆荚状和大竹曲铬铁矿为研究对象，利用MC-ICP-MS技术测定铬铁矿石、纯橄岩和地幔橄榄岩及其组成矿物的Fe、Cr同位素成分。根据测试结果进一步探讨豆荚状铬铁矿形成过程中Fe、Cr同位素分馏机制和控制因素，同时应用Fe、Cr同位素体系示踪豆荚状铬铁矿的成因，并取得了一些新的认识：（1）地幔橄榄岩中橄榄石和铬尖晶石之间Fe同位素不平衡分馏暗示地幔橄榄岩经历地幔熔体交代。虽然纯橄岩中矿物之间Fe同位素不平衡分馏可能受到亚固相线下再平衡的影响，但是铬铁矿石中Fe同位素不平衡分馏可能与橄榄石和铬尖晶石之间Fe-Mg交换无关。（2）罗布莎和大竹曲铬铁矿Fe同位素变化规律与熔体-岩石反应和分离结晶过程无关，而主要受其母岩浆Fe同位素组成和地幔源区氧逸度控制。Fe同位素特征暗示成矿母岩浆可能为岛弧玄武质岩浆，可能形成于初始俯冲构造背景。（3）地幔橄榄岩的Cr同位素分馏主要受部分熔融作用控制，部分受到熔体-岩石交代反应的影响。纯橄岩Cr同位素特征暗示纯橄岩主要形成于熔体-岩石反应，而铬铁矿石的Cr同位素组成则是继承了地幔源区Cr同位素特征。