土耳其Kızıldağ豆荚状铬铁矿矿床中铂族矿物的FIB-HRTEM精细研究

Platinum-group minerals (PGMs) is widespread in the podiform chromitite. The PGMs can occur as the submicron-nano particles in the chromite grains, altered edges and the interstitial silicate matrix, which are closely related to the pressure, temperature, oxygen fugacity and sulfur fugacity in the ore-forming system. Hence, the study focusing on the occurrence of PGM can provides significant mineralogical evidence for the genesis enigma of the podiform chromitite. In this study, we are going to collect the samples from the Kizildağ podiform chromitite, focus on the occurrences of PGM in chromitites using FIB/HRTEM analytical techniques. In addition, together with other mineral compositions, we can evaluate the physical-chemical conditions of magmatic systems, describe the ore-forming processes of the Kizildağ chromitite, provide the reference for the genesis of podiform chromitites and tectonic setting of ophiolites in the Tethyan orogenic belt.

蛇绿岩豆荚状铬铁矿矿石中普遍赋含铂族矿物。铂族矿物以亚微米-纳米颗粒形式赋存在铬铁矿内部及其粒间，其赋存状态与体系的压力、温度、硫逸度、氧逸度密切相关，可为探讨豆荚状铬铁矿矿床的成因提供重要的矿物学依据。本项目拟以土耳其Kizildağ豆荚状铬铁矿矿床为研究对象，利用FIB/HRTEM等高分辨率分析技术，精确厘定矿石中亚微米-纳米尺度铂族矿物的赋存形式、分布、结构、以及物相组成。在此基础上，估算体系的物理化学条件，探讨Kızıldağ蛇绿岩铬铁矿矿床的成矿及后期叠加过程，为特提斯造山带中同类型铬铁矿矿床的成因研究提供参考，并为该造山带中蛇绿岩的构造属性研究提供重要资料。

铂族矿物（PGM）贯穿于蛇绿岩豆荚状铬铁矿矿床成矿过程的始终。铂族矿物的组分及其共生组合能够为约束铬铁矿成矿母岩浆的物理化学性质提供重要的信息，甚至还能反映铬铁矿成矿后叠加的后期构造热液事件。这些信息对于豆荚状铬铁矿的成矿理论和找矿勘查具有重要的理论意义和应用价值。本项目选取了土耳其Kizildağ豆荚状铬铁矿矿床中不同类型的矿石为研究对象，开展扫描电镜-能谱分析（SEM-EDS），矿物聚焦离子束切割和透射电子显微镜（FIB-TEM）分析，查明不同类型矿石中PGE的赋存形式、分布、结构、以及物相组成，讨论了不同PGM的形成机制；利用电子探针（EPMA）、LA-ICP-MS和电子背散射衍射（EBSD）技术，探讨了蛇绿岩中典型豆状矿石的形成过程；将PGM与铬铁矿形成过程有机结合，讨论了铬铁矿形成-演化过程中物理化学条件的变化。本项目的主要结论是：1. 豆状矿石的形成主要受岩浆向上运移和通道内对流环流两个过程控制；2. 铬铁矿内部的PGM主要为硫钌锇矿和IPGE合金，表明铬铁矿开始形成时的温度≥1200 ℃，硫逸度logƒS2为-2~-1；3. 在条带状铬铁矿矿石中，纳米尺度的PGM主要位于铬铁矿边缘的镍黄铁矿中，详细的结构研究证明这些PGM是在高温下（≤1100 ℃）由纳米颗粒物理聚合而成；4. 豆状矿石中，纳米尺度的PGM主要位于铬铁矿边缘的铁镍合金和铁镍氧化物中，是在低温、低ƒO2（< -38 logfO2, ≤350 °C）的蛇纹石化过程中，由含PGE的铁镍硫化物转变而成。