《豆莢狀鉻鐵礦床的Mg和Fe同位素組成及意義》是依託香港大學深圳研究院，由周美夫擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：豆莢狀鉻鐵礦床的Mg和Fe同位素組成及意義
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：周美夫
- 依託單位：香港大學深圳研究院
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
豆莢狀鉻鐵礦床中尖晶石可以從高鉻變化到高鋁類型。針對它們的成分控制因素和起源已有大量的研究。此類礦床被認為形成於與俯衝相關的環境中，是較深部起源的岩漿與上地幔近頂部橄欖岩反應使鉻飽和所致。但這種反應只能形成礦體周邊少量純橄岩殼，而形成大規模的鉻鐵礦體需要大量岩漿。該類礦床的鉻尖晶石中常包裹有富水礦物和其它殼源礦物、同時也有超高壓和高度還原的礦物。這些不同尋常的特徵亟需一個新的模型來解釋。本項目擬通過代表性豆莢狀鉻鐵礦體及其橄欖岩圍岩的關係、岩相學和微觀特徵的觀察，結合鉻尖晶石的Mg和Fe同位素組成，探討超鎂鐵質岩圍岩和豆莢狀鉻鐵礦床的形成和演化，釐清不同岩石/礦石中鉻尖晶石的Mg和Fe同位素組成差別，查明鉻尖晶石中包裹不同成因礦物的原因並確定岩漿中鉻飽和的時間。檢驗申請者提出的岩漿－板片反應成礦的工作模型，以期深入了解豆莢狀鉻鐵礦床的成礦作用。
結題摘要
本項目以產出於土耳其和西藏境內新特提斯蛇綠岩及其賦存的豆莢狀鉻鐵礦礦床為研究對象，通過系統的岩相觀察、組構分析、Li-Fe-Mg等非傳統穩定同位素分析和數值模擬等手段，對前人有關蛇綠岩起源和豆莢狀鉻鐵礦成礦等相關理論進行了有效地完善。我們的研究結果顯示新特提斯蛇綠岩的地幔層序在Li-Fe-Mg等同位素組成上均存有明顯不均一的現象，這些蛇綠岩在起源上和洋內初始俯衝過程存在密切的聯繫。Li同位素證據支持這些地幔層序先後記錄有早期部分熔融、沉降板片脫水以及地幔再富集和二次部分熔融等多期次熔流體過程。其中，板片後撤及該過程引發的軟流圈上涌是導致地幔再富集和二次部分熔融的重要因素。再次部分熔融過程中產生的岩漿在成分上接近高鈣玻安質或島弧苦橄質，這些岩漿很有可能是高鉻類型鉻鐵礦的母岩漿。Fe-Mg同位素以及岩石組構分析表明鉻鐵礦成礦的過程中確實存在有不同熔體混合的過程，從而導致鉻鐵礦在岩漿中的過飽和並早於橄欖石先結晶堆積成礦。地幔中廣泛存在的塑性剪下變形是形成鉻鐵礦礦體的不規則形態和豆狀結構的重要過程。針對Li-Fe同位素組成進行數值模擬顯示，單一蛇綠岩中鉻鐵礦礦床可能是在數千年內形成的且伴隨有成礦後快速的降溫過程，從鉻鐵礦成礦到整個蛇綠岩仰沖就位的時間尺度可能不超過一百萬年。以上研究結果極大地豐富了超俯衝帶型蛇綠岩形成的過程，並為豆莢狀鉻鐵礦礦床的成礦理論提供了更為清晰的框架，同時為了解蛇綠岩相關上地幔過程進行了合理的量化參考。
