李俊鋒 李金虎 朱玉婷
摘要:馬達加斯加鉻鐵礦床主要產出于前寒武紀結晶基底,是與基性巖——超基性巖帶有關的豆莢狀鉻鐵礦。經過對比分析,筆者初步認為馬國豆莢狀型鉻鐵礦主要經歷了兩個成礦階段,形成于下地幔,是在地幔方輝橄欖巖的底劈條件下演化而成。
關鍵詞:馬達加斯加;豆莢狀鉻鐵礦;分布特征;成因
Abstract:In Madagascar, the major chromite deposits in Madagascar is in the Precambrian crystalline basement, which is podiform type chromite associated with mafic - ultramafic rocks. After comparative analysis, I think the initial madagascar chromite mineralization gone through two phases, formed in the lower mantle, is evolved at the bottom of the mantle harzburgite.
Key words: Madagascar;Podiform chromite deposit;distribution;genesis
伴隨著國家“一帶一路”戰(zhàn)略的實施,再加上國內地勘項目嚴重壓縮的影響,越來越多的地勘單位開始把目光投向境外。鉻鐵礦作為我們國家的緊缺礦產,在境外勘查的礦種選擇上,可作為首選礦種。本人通過對以往資料的整理學習和對馬達加斯加重要礦產地的踏勘,現對馬達加斯加鉻鐵礦的分布特征及其成因進行簡單的分析,以供地質同仁探討。
馬達加斯加是印度洋西南的一個島國,位于非洲東南角隔莫桑比克海峽與大陸相望,是世界第四大島。西部為地形起伏較緩的盆地,中部為平原和高原,東部為狹長的盆地。馬達加斯加礦產資源豐富,主要礦產有鐵、鉻、鈦、鎳、鈷、鋁、金、石墨及寶石類礦產等,大多分布于前寒武紀構造——巖漿——變質雜巖區(qū),僅少數沉積型礦產賦存在晚古生代——新生代地層中。
一、中國及世界鉻鐵礦分布特征
1. 中國鉻鐵礦的分布特征
中國已查明的鉻鐵礦區(qū)主要集中在西南區(qū)、西北區(qū)、華北區(qū)。中國的鉻鐵礦有以下特點:礦床規(guī)模小,分布零散;分布區(qū)域不均衡,開發(fā)利用條件差;貧礦與富礦儲量大體各占一半;露采礦少;礦床成因類型單一,已知的鉻鐵礦礦床主要為巖漿晚期礦床,產于蛇綠巖地幔橄欖巖內。
2. 世界鉻鐵礦的分布特征
世界上重要的鉻鐵礦床均產于超基性巖和基性巖中。Thayer(1960)將世界上原生的鉻鐵礦床劃分為兩種主要類型:一種是層狀鉻鐵礦床,或稱為布什維爾德型鉻鐵礦床,主要產于古老地臺的層狀鎂鐵——超鎂鐵雜巖體中;另一種為豆莢狀鉻鐵礦床,也稱為阿爾卑斯型鉻鐵礦床(Thayer,1964),主要產于顯生宙以來被作為外來雜巖體的阿爾卑斯型地幔橄欖巖中。層狀鉻鐵礦床的代表礦床:南非的Bushveld礦床、津巴布韋的Great Dyke、美國的Stillwater雜巖體以及巴西的Campo Formoso等;豆莢狀鉻鐵礦床的代表礦床:哈薩克斯坦、俄羅斯、古巴、土耳其、印度等國,其中,哈薩克斯坦的肯皮爾賽豆莢狀鉻鐵礦最為著名,其礦體規(guī)模最大,儲量高達上億噸。
二、豆莢狀鉻鐵礦地質特征及成礦模式
馬達加斯加的鉻鐵礦床類型是以豆莢狀鉻鐵礦為主。豆莢狀鉻鐵礦床通常產于蛇綠雜巖中構造侵位的阿爾卑斯型橄欖雜巖體內,礦體多呈整合狀至不整合狀的透鏡體產出。豆莢狀鉻鐵礦礦體形態(tài)復雜多樣,多呈狹窄的扁豆狀、透鏡狀、巖墻狀以及板狀體,由于受壓扁拉長和褶皺變形作用改造,其宏觀構造特征類似于變質變形構造,構造形態(tài)不規(guī)則且分布無規(guī)律性。對于豆莢狀型鉻鐵礦礦床成因的認識,分歧較大,大致可以歸納為三種成礦模式,即熔融再造(再平衡)模式、俯沖帶之上(SSZ)型和大洋中脊玄武巖型。
三、馬達加斯加鉻鐵礦
1. 馬達加斯加地質特征
馬達加斯加島地表出露前寒武系、石炭系、侏羅系、白堊系等顯生宙地層。按區(qū)域地質特征馬達加斯加島可分為三塊:島東部為基巖出露的高原區(qū),約占全島面積的75%,主要由前寒武系結晶基巖組成,并有白堊紀——第四紀火山巖;東海岸山麓斷崖區(qū),分布白堊系火山巖,上覆Campanian階(白堊紀末期)石灰?guī)r;西部沉積區(qū),地面出露上古生界——新生界,向西朝海峽方向依次變新。
根據基底構造研究,馬達加斯加島是隨著海底構造的擴張從岡瓦那古陸分離出來的。區(qū)域構造主要表現為一系列多期韌性的剪切帶構造變形和大片花崗巖、閃長巖及基性——超基性巖侵入。在區(qū)域地質歷史中,幾次造山運動的長期性影響和程度劇烈的變質作用造成了礦床地質和結構的復雜性。構造帶內各種類型的片麻巖占據優(yōu)勢,還包括或多或少混合巖,基性巖(輝長巖,蘇長巖)和超基性巖(輝石巖,橄欖巖)體。鉻礦礦化體(帶)被嵌入在一個大規(guī)模的片麻巖——混合巖中。馬達加斯加島經歷了多期巖漿活動,正是這些多期次巖漿活動和噴發(fā)(侵入),為馬達加斯加帶來了豐富的成礦物質來源。
2. 馬達加斯加鉻鐵礦的分布特征
馬達加斯加大部分鉻鐵礦點均產出于Tsaratanana綠巖帶,從成因類型看屬于綠巖型鉻鐵礦床,也叫作阿爾卑斯型鉻鐵礦床。礦體主要呈扁豆狀、似層狀和不規(guī)則狀,豆莢狀產于前寒武系基性——超基性雜巖體中心部位或其邊緣,個別礦體直接產于片麻巖——混合巖中或片麻巖——混合巖與輝長巖的接觸帶。產出的大地構造位置位于板塊縫合,韌性剪切帶較為發(fā)育;容礦圍巖為純橄欖巖和方輝輝橄巖;礦體沿NNW向構造帶呈帶、呈群出現,分段集中;礦石類型主要為致密塊狀及浸染狀,其中浸染狀礦石品位較低,多分布于礦體上部和邊部,致密塊狀礦石品位高,為富礦石,多分布于礦體底板和深部;礦體與近礦圍巖接觸關系明顯,說明礦體與圍巖不具有漸變過渡那種原始巖漿分異現象,礦體可能是異地來源的再就位產物。圍巖蝕變主要有蛇紋石化、滑石化、綠泥石化、陽起石化和透閃石化。高鉻鐵比的礦床與低比值的礦床一般沒有明顯的分界線,高低鉻鐵比的礦床相鄰而生。鉻鐵礦床通常是整塊的。鉻鐵礦體中礦物雜質的缺乏,影響了它的相對硬度,再加上鉻鐵礦結晶一般為小透鏡體狀,這就為提高鉻鐵礦粉的品位提供了有利條件。目前已探明儲量達大型礦床的同類型礦床主要有:Andriamena鉻礦床和Ankazotaolana~Bemanevika鉻礦床。據前人工作的物理特性顯示:當區(qū)內有磁鐵礦存在時,在高磁異常中的次高磁區(qū)去尋找鉻礦,在低值磁異常區(qū)內存在鉻礦體。
3. 馬達加斯加鉻鐵礦的成因
經過對比分析,筆者認為馬國豆莢狀型鉻鐵礦的成因模式與國內羅布莎鉻鐵礦成因模式類同,是在地幔方輝橄欖巖的底劈條件下演化而成,形成于下地幔,主要經歷了兩個成礦階段。第一成礦階段原生鉻鐵礦的形成是在過渡帶(400km~670km)深部。由于地幔熔融底辟上升,并破壞鉻鐵礦層,將鉻鐵礦塊帶至上地幔淺部。鉻鐵礦塊局部熔化形成豆狀礦石,并含有過渡帶高壓礦物。第二成礦階段鉻鐵礦形成于巖漿房,由結晶分凝作用形成了浸染狀礦石。當地幔底辟繼續(xù)上升到達上地幔頂部或殼——幔過渡帶時,形成巖漿房,由于減壓升溫而增強了熔融程度,形成了一個強熔融帶,巖石由地幔橄欖巖演化成方輝橄巖或純橄巖。第一階段原生鉻鐵礦和第二階段堆晶鉻鐵礦共存于蛇綠巖不同部位。在地幔巖漿塑性流變和剪切力的作用下,礦體呈群分布呈帶集中。
馬達加斯加地質工作程度比較低,這給了地勘單位很好的契機。在已發(fā)現的鉻鐵礦成礦帶上,對比已發(fā)現的鉻鐵礦床的地質特征,參考鉻鐵礦的成礦模式,尋找豆莢狀型鉻鐵礦,有非常好的前景。
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