核-幔物质晶体化学、矿物学及矿床学初探

摘要

大量的高温、高压实验表明随着温度和压力的增加,地幔氧化物及硅酸盐的晶体结构会发生与其温度和压力相适应的多型转变, 并导致元素金属性的增加,即氧离子半径的缩小以及硅和其他阳离子半径的增大. 来自地核部分物质的晶体化学及晶体物理目前还很少涉及,根据其物质组成,可能具有金属及金属互化物的性质,即原子呈等大球最紧密堆积,具有高熔点、难溶性等特征.在地球形成时作为地核物质是最先凝聚的,并由于重力分异沉入地核,上升至浅部时不与其他元素化合,保持了零价状态;等大球最紧密堆积使其在地球各层圈中晶体结构保持恒定.地幔热柱使核、幔物质上升至地球浅部成为可能,并形成矿物及矿床.以西藏罗布莎铬铁矿床为例,已经发现了多达50种的铂族元素矿物、铁族元素矿物及其金属互化物, 包括成分复杂多变的Os-Ir,Os-Ir-Ru,Pt-Fe,Ir-Fe-Ni,Fe-Ni-Cr及Fe-Co等矿物,它们还与来自核-幔边界的Si,Fe,FexSiy,FeO和SiO2矿物共生,其中铂属矿物及其金属互化物矿物应视为来自E层的地核矿物;探讨了该区矿物与陨石矿物在共生组合方面的相似性,地核矿物的聚集可能会形成新型的金属元素矿床.