蛇绿岩型铬铁矿床包壳纯橄榄岩中的流体过程印记:来自西藏雅鲁藏布江缝合带罗布莎和泽当岩体的地质学、岩石学和橄榄石晶体化学证据

摘要

岩浆型矿床一般认为是岩浆分异的产物,因为这类矿床通常缺乏强烈的近矿围岩蚀变.蛇绿岩中的豆荚状铬铁矿被认为是一种典型的岩浆型矿床,流行的成因模型包括岩浆通道模型和熔体-岩石反应模型.深部晶体群的大量发现,表明铬铁矿成矿系统不是一种理想系统,而是至少由两类子系统组成的复杂性动力系统.因此,流行模型不再适用,必须构建能够整合新证据的成因模型.这类矿床的典型地质特征是具有从方辉橄榄岩围岩经包壳纯橄榄岩到铬铁矿石的分带,且包壳纯橄榄岩与铬铁矿之间为渐变接触关系,包壳纯橄榄岩与方辉橄榄岩之间既可以为渐变接触关系,也可以为截然接触关系或侵入接触关系.因此,阐明纯橄榄岩的成因是理解豆荚状铬铁矿形成机制的关键.西藏雅鲁藏布江缝合带中罗布莎和泽当两个代表性超镁铁质杂岩体的新观察揭示:(1)包壳纯橄榄岩的出露宽度变化于厘米级到百米级,但岩石具有均匀的细粒结构,流行模型难以解释;(2)包壳纯橄榄岩可以划分为至少两种构造类型:块状纯橄榄岩和片理化纯橄榄岩,暗示了纯橄榄岩形成过程的多阶段特点;(3)包壳纯橄榄岩主要由变晶橄榄石组成,仅含有少量由熔体或流体析出的橄榄石晶体;(4)与方辉橄榄岩相比,包壳纯橄榄岩中的橄榄石具有高MgO、Cr2O3、CaO和低MnO、Al2O3的特点,展示了矛盾的晶体化学特征;(5)邻近铬铁矿体的纯橄榄岩中常见反豆状结构,类似于多相稀释流体流体制中紊流产生的中尺度结构.上述看似矛盾的证据表明包壳纯橄榄岩的形成过程有大量深部流体的参与,因而流体过程可以作为构建一个新的整合模型的基础.据此,文中提出一个熔体-流体流模型,其基本机制是溶解-沉淀反应Opx+Fluid→Ol±Sp±Cpx±Pl±SiO2 (fluid),而基本前提则是深部还原流体的持续供给和熔体-流体流的快速上升.此外,文中还表明,依据火成岩地质学、岩石学和名义无水矿物晶体化学证据也可以再造岩浆系统的流体过程.