豆荚状铬铁矿中PGM和BMS形成机理研究
批准号:
42072077
项目类别:
面上项目
资助金额:
63.0 万元
负责人:
朱永峰
依托单位:
学科分类:
岩石学
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
朱永峰
中文摘要
豆荚状铬铁矿中PGM(Platinum Group Mineral)、BMS(Base-Metal Sulfide)和铂族元素合金形成机理的研究是前沿科学问题。本项目拟对比研究赋存在与古亚洲洋演化相关蛇绿岩中的新疆萨尔托海和内蒙古贺根山豆荚状铬铁矿。通过研究这两个铬铁矿矿床中PGM、BMS以及铂族元素合金的形成机理,探索豆荚状铬铁矿成矿作用及其地球动力学意义。与萨尔托海铬铁矿中普遍发育PGM的特征不同,贺根山铬铁矿中罕见PGM和铂族元素合金。对比研究贺根山与萨尔托海铬铁矿的地球化学特征以及包体(金云母、辉石、角闪石、PGM等)的矿物学和地球化学特征,探索母岩浆性质及其演化过程,查明PGM、BMS以及铂族元素合金的形成机理,探索豆荚状铬铁矿的成矿作用及其地球动力学意义。
英文摘要
Research regarding forming mechanisms of Platinum Group Mineral (PGM), Base-Metal Sulfide (BMS), and platinum metal alloys in podiform chromitite is frontier scientific issues. This project is going to study podiform chromitites hosted by the Sartohay ophiolitic mélange in north Xinjiang and a similar podiform chromitites hosted by the Hegenshan ophiolitic mélange in east Inner Mongolia. Both chromitites are located in the ophiolitic belts related with the evolution of Paleozoic Central Asian Ocean. Studies on the forming mechanism of PGM, BMS and metal alloys found in these chromitites would provide a window to discuss genesis of podiform chromitites as well as their related ophiolitic mélanges. The Sartohay chromitites contain abundant PGM and metal alloys, which are rarely found in the Hegenshan chromitites. Both the Sartohay and Hegenshan chromitites contain abundant silicate mineral inclusions such as phlogopite, clinopyroxene, orthopyroxene, amphibole, ilmenite etc. Comparably study on mineralogy and geochemistry of these chromitites and their mineral inclusions would greatly promote the research on the evolution of chromitite-related magmas. Deciphering the forming mechanism of PGM, BMS and metal alloys. Combining the forming mechanism of PGM, BMS, and metal alloys and ore-formation processes provides powerful tools to reveal ore-forming processes of podiform chromitites and their geodynamic significance.
本项目研究的萨尔托海和贺根山豆荚状铬铁矿均产在与古亚洲洋演化相关的蛇绿岩带中,对经历深循环过程的铬铁矿开展矿物学和地球化学分析,系统研究铬铁矿中的铂族元素矿物PGM和贱金属硫化物BMS,探索其成因和形成机理,分析母岩浆的性质和演化特征,探讨其对铬铁矿成矿作用的意义。针对项目所设计的关键科学问题,选择代表性地质样品,利用高分辨扫描电子显微镜、透射电镜、激光剥蚀ICP-MS等现代技术方法,开展系统的岩石学、矿物学和地球化学研究,取得的主要进展如下:(a)研究铬尖晶石中的显微矿物包体,论证形成铬铁矿的原始熔体富H2O和Mg,在上升过程中与地幔橄榄岩反应并形成次生熔体,这种次生熔体与原始熔体混合,诱发铬尖晶石不断结晶,最终形成豆荚状铬铁矿矿床。(b)论证贺根山豆荚状铬铁矿经历了深部预富集和浅部富集成矿两个阶段,浅部成矿作用涉及熔体与方辉橄榄岩反应、以及演化的熔体与原始熔体混合过程;(c) 在萨尔托海铬尖晶石中发现了单斜辉石片晶所代表的固溶体分解结构,说明铬铁矿形成后经历了深部地幔过程,并在随后的上升过程中,单斜辉石进一步分解形成斜方辉石出溶片晶,建立了两阶段固溶体分解模型。(d) 铬尖晶石结晶过程受到氧逸度的控制,fO2值在反应界面上的突变则说明,铬尖晶石核部的结晶环境与其边缘的结晶环境截然不同,这种环境巨变最终导致高Al尖晶石转变为高Cr尖晶石。(e) 建立热力学模型解释PGM形成演化过程;在给定pH条件下,与蛇纹石化方辉橄榄岩平衡的流体具有较高的fO2,因此,Sb能够以Sb(OH)3形式在流体中稳定存在,与铬铁矿平衡流体的fO2值相对较低,可以促使Pd和Sb同时结晶并形成锑钯矿。(f) 贺根山铬铁矿原始熔体含水,并且原始熔体与地幔橄榄岩反应形成次生富Si熔体,这种次生熔体与原始熔体混合,促进了铬尖晶石结晶堆积并最终形成豆荚状铬铁矿矿床。
新疆萨尔托海豆荚状铬铁矿矿床成因及其变质改造过程研究
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批准号:41672047
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项目类别:面上项目
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资助金额:72.0万元
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批准年份:2016
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负责人:朱永峰
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依托单位:
新疆萨尔托海石英菱镁岩及相关金矿成因研究
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批准号:41372062
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项目类别:面上项目
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资助金额:93.0万元
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批准年份:2013
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负责人:朱永峰
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依托单位:
西天山碰撞后基性侵入体岩石学和地球化学研究
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批准号:41072041
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项目类别:面上项目
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资助金额:54.0万元
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批准年份:2010
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负责人:朱永峰
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依托单位:
西天山石炭纪火山岩岩石成因研究
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批准号:40572033
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项目类别:面上项目
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资助金额:40.0万元
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批准年份:2005
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负责人:朱永峰
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依托单位:
地球的钾循环问题(预)研究:大陆深俯冲与碰撞后火山岩
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批准号:40342018
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项目类别:专项基金项目
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资助金额:10.0万元
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批准年份:2003
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负责人:朱永峰
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依托单位:
国内基金
海外基金