应用电子探针技术研究北京密云放马峪铬铁矿床成因——来自含铬尖晶石矿物化学的证据

李立兴; 朱明玉; 方同明; 李厚民

doi:10.15898/j.cnki.11-2131/td.2015.05.017

应用电子探针技术研究北京密云放马峪铬铁矿床成因——来自含铬尖晶石矿物化学的证据

1.
国土资源部成矿作用与资源评价重点实验室, 中国地质科学院矿产资源研究所, 北京 100037
2.
北京市地质调查研究院, 北京 100195

基金项目:

国家自然科学基金资助项目(41402067);中国地质科学院矿产资源研究所基本科研业务费项目(K1410)

详细信息

作者简介:
李立兴, 博士, 从事黑色金属矿床研究工作. E-mail: lilixing1984@sina.com.

中图分类号: P597.3;P618.4;P575.1
计量
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出版历程
- 收稿日期: 2015-02-26
- 修回日期: 2015-08-20
- 录用日期: 2015-09-05
- 发布日期: 2015-05-24

Origin of the Fangmayu Chromite Deposit, Miyun, Beijing: Constraints from Electron Microprobe Analyses of Cr-Spinel

1.
Key Laboratory of Metallogeny and Mineral Assessment, Ministry of Land and Resources, Institute of Mineral Resources, Chinese Academy of Geological Sciences, Beijing 100037, China
2.
Beijing Institute of Geological Survey, Beijing 100195, China

摘要

摘要: 似层状铬铁矿床长期以来被认为是岩浆分异成因, 但近年来有学者提出其中个别产在蛇绿岩中。本文选择北京放马峪似层状铬铁矿床中纯橄岩、辉橄岩和辉石岩中不同类型的含铬尖晶石进行了电子探针分析。研究表明, 岩浆早期的纯橄岩和辉橄岩中的铬尖晶石富铬(Cr₂O₃平均43.32%), 而岩浆晚期辉石的结晶消耗了大量的Cr³⁺, 由于氧逸度的升高, 在辉石岩的单斜辉石中出溶贫铬的铬磁铁矿(Cr₂O₃平均10.32%)和富铝尖晶石(Cr₂O₃平均15.77%)。与世界上不同类型铬尖晶石的矿物化学特征进行对比, 可以认为放马峪铬铁矿床是产在阿拉斯加型岩体中的早期岩浆矿床, 而与蛇绿岩无关。本文对放马峪铬铁矿床成因和成矿专属性的限定, 为这类镁铁-超镁铁岩体的铬、铜镍、铂族元素的找矿勘查提供了依据。
- 放马峪 /
- 铬铁矿床 /
- 铬尖晶石 /
- 超镁铁岩 /
- 阿拉斯加型岩体 /
- 电子探针
Abstract: Stratiform chromite deposits in China have long been considered to form by fractional crystallization of mafic magma. However, some researchers recently proposed that some chromite deposits are also hosted in ophiolite. In this study, Cr-spinels of the dunites, wehrlites and clinopyroxenites from the Fangmayu chromite deposit in Beijing are analyzed by EPMA. Results show that Cr-spinels of dunites and wehrlites at the early stage of magma differentiation are rich in Cr with an average Cr₂O₃ content of 43.32%. At the late stage of magma differentiation, the crystallization of clinopyroxenites consumed large amounts of Cr³⁺ and elevated the oxygen fugacity, leading to the Cr-rich magnetite and Al-rich spinel with average Cr₂O₃ contents of 10.32% and 15.77%, respectively. By comparing with the chemical composition of different types of Cr-spinels from the world, the suggestion is that Fangmayu chromite deposit was a magmatic deposit hosted in Alaskan-type intrusion, and was not related to ophiolite. The constraints on the genesis and metallogenic specialization provide evidence for mineral prospecting of Cr, Cu-Ni and PGE deposits hosted in mafic-ultramafic intrusions.
- Fangmayu /
- chromite deposit /
- Cr-spinel /
- ultramafic rocks /
- Alaskan-type intrusion /
- Electron Microprobe

HTML全文

图 1 北京密云放马峪铬铁矿床矿区地质图(改编自姚培慧，1996^[16])

Figure 1. Geological map of the Fangmayu chromite deposit, Miyun, Beijing (Modified from Yao, 1996^[16])

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图 2 北京密云放马峪铬铁矿床中典型岩矿石显微特征照片

a—富铬纯橄岩，正交偏光；b—富铬辉橄岩，正交偏光；c—辉石岩，正交偏光；d—浸染状铬铁矿石，反射光。Chr—铬尖晶石；Cpx—单斜辉石；Ol—橄榄石；Srp—蛇纹石。

Figure 2. Photomicrographs of (a) Cr-rich dunite, (b) Cr-rich wehrlite, (c) clinopyroxenite and (d) disseminated chromite ore of the Fangmayu chromite deposit, Miyun, Beijing

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图 3 北京密云放马峪铬铁矿床中铬尖晶石(Chr)、铬磁铁矿(CM)和富铝尖晶石(AS)显微结构特征(背散射图片)

Figure 3. BSE photomicrographs showing three types of Cr-bearing spinels of the Fangmayu chromite deposit, Miyun, Beijing. Chromian spinel (Chr), Cr-magnetite (CM), and Al-rich spinel (AS)

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图 4 北京密云放马峪铬铁矿床中含铬尖晶石的Fe³⁺/(Fe³⁺+Al+Cr)-Fe²⁺/(Fe²⁺+Mg)图解(a)、Al-Cr-Fe³⁺图解(b)和Cr/(Cr+Al)-Fe²⁺/(Fe²⁺+Mg)图解(c)。层状侵入体和蛇绿岩中铬铁矿石中铬尖晶石成分范围引自Barnes等^[11]，阿拉斯加型岩体中铬铁矿石中铬尖晶石数据引自Krause等(2011)^[28]、Himmelberg等(1995)^[32]和Scheel(2007)^[33]

Figure 4. Fe³⁺/(Fe³⁺+Al+Cr)-Fe²⁺/(Fe²⁺+Mg), Al-Cr-Fe³⁺ and Cr/(Cr+Al)-Fe²⁺/(Fe²⁺+Mg) diagrams of the Cr-bearing spinels of the Fangmayu chromite deposit, Miyun, Beijing

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表 1 北京密云放马峪铬铁矿床纯橄岩、辉橄岩和辉石岩中含铬尖晶石的电子探针分析结果

Table 1 Compositions of the Cr-bearing spinels in the dunites, wehrlites and clinopyroxenites of the Fangmayu chromite deposit, Miyun, Beijing

样品编号	F4-1	F4-2	F4-3	F4-4	F1-1	F1-2	F1-3	F1-4	F2-1	F2-2	F2-3	F2-4	F3-1	F3-2	F3-3	F3-4	F3-5
样品特征	C	C	C	C	C	C	C	C	C	C	C	C	C	C	C	C	C
SiO₂	0.06	0.07	0.22	0.05	0.07	0.02	0.01	0.03	0.01	0.02	0.03	0.05	0.05	0.06	0.04	0.06	0.01
TiO₂	1.28	1.15	1.19	1.29	2.00	0.04	0.11	0.03	1.84	1.61	2.09	0.87	1.56	0.10	1.70	1.39	1.52
Al₂O₃	1.77	1.50	0.96	2.03	3.53	45.30	44.63	45.41	3.45	3.85	3.20	3.55	3.56	44.99	3.24	3.47	3.70
Cr₂O₃	6.00	5.58	5.34	5.86	12.47	15.51	15.11	15.81	12.69	13.14	9.95	12.75	13.15	16.65	12.37	12.25	12.65
V₂O₃	0.46	0.46	0.49	0.51	0.29	0.09	0.10	0.03	0.29	0.27	0.27	0.28	0.23	0.06	0.24	0.37	0.25
Fe₂O₃	56.24	58.04	58.22	57.30	48.67	7.87	7.25	7.61	49.58	48.58	51.74	51.08	49.28	6.75	50.29	50.55	49.37
FeO	30.72	31.38	31.14	29.39	29.66	17.73	17.19	17.72	30.06	29.70	29.95	29.98	30.14	17.53	30.10	29.87	29.50
MnO	0.34	0.27	0.27	0.30	0.30	0.16	0.16	0.18	0.25	0.27	0.20	0.21	0.23	0.23	0.32	0.23	0.21
MgO	0.51	0.26	0.31	1.59	2.37	13.90	13.73	13.91	2.19	2.18	2.24	1.75	1.98	14.00	2.01	2.04	2.21
CaO	0.00	0.11	0.19	0.00	0.00	0.00	0.00	0.00	0.00	0.00	0.00	0.00	0.00	0.00	0.00	0.00	0.00
ZnO	0.08	0.01	0.10	0.15	0.00	0.32	0.35	0.39	0.00	0.00	0.07	0.03	0.02	0.28	0.04	0.07	0.04
小计	97.45	98.82	98.43	98.45	99.36	100.94	98.64	101.12	100.35	99.61	99.74	100.55	100.18	100.64	100.33	100.29	99.48
Si	0.02	0.02	0.07	0.01	0.02	0.00	0.00	0.01	0.00	0.01	0.01	0.02	0.01	0.01	0.01	0.02	0.00
Ti	0.30	0.27	0.28	0.29	0.45	0.01	0.02	0.00	0.41	0.36	0.47	0.19	0.34	0.02	0.38	0.31	0.34
Al	0.65	0.54	0.35	0.73	1.23	11.91	11.98	11.91	1.20	1.34	1.12	1.23	1.23	11.85	1.13	1.21	1.29
Cr	1.47	1.36	1.30	1.41	2.92	2.74	2.72	2.78	2.95	3.07	2.33	2.97	3.06	2.94	2.88	2.85	2.96
V	0.11	0.11	0.12	0.12	0.07	0.02	0.02	0.01	0.07	0.06	0.06	0.07	0.05	0.01	0.06	0.09	0.06
Fe(Ⅲ)	13.13	13.42	13.54	13.12	10.85	1.32	1.24	1.27	10.97	10.80	11.54	11.32	10.93	1.13	11.16	11.21	11.00
Fe(Ⅱ)	7.97	8.06	8.05	7.48	7.35	3.31	3.27	3.30	7.39	7.34	7.42	7.38	7.43	3.28	7.42	7.36	7.30
Mn	0.09	0.07	0.07	0.08	0.08	0.03	0.03	0.03	0.06	0.07	0.05	0.05	0.06	0.04	0.08	0.06	0.05
Mg	0.23	0.12	0.14	0.72	1.04	4.62	4.66	4.62	0.96	0.96	0.99	0.77	0.87	4.66	0.88	0.89	0.98
Ca	0.00	0.04	0.06	0.00	0.00	0.00	0.00	0.00	0.00	0.00	0.00	0.00	0.00	0.00	0.00	0.00	0.00
Zn	0.02	0.00	0.02	0.03	0.00	0.05	0.06	0.06	0.00	0.00	0.02	0.01	0.00	0.05	0.01	0.02	0.01
Fe²⁺/(Fe²⁺+Mg)	0.99	0.99	0.99	0.97	0.95	0.50	0.49	0.50	0.95	0.95	0.95	0.96	0.95	0.49	0.95	0.95	0.95
Cr/(Cr+Al)	0.69	0.71	0.79	0.66	0.70	0.19	0.19	0.19	0.71	0.70	0.68	0.71	0.71	0.20	0.72	0.70	0.70
Fe³⁺/(Fe³⁺+Cr+Al)	0.86	0.88	0.89	0.86	0.72	0.08	0.08	0.08	0.73	0.71	0.77	0.73	0.72	0.07	0.74	0.73	0.72
样品编号	F7-1	F7-2	F7-3	F7-4	F6-1	F6-2	F6-3	F6-4	F9-1	F9-2	F9-3	F8-1	F8-2	F8-3	F8-4
样品特征	W	W	W	W	W	W	W	W	D	D	D	D	D	D	D
SiO₂	0.04	0.04	0.05	0.02	0.04	0.03	0.07	0.03	0.00	0.01	0.06	0.02	0.05	0.07	0.05
TiO₂	0.51	0.53	0.50	0.58	0.60	0.53	0.38	0.46	0.64	0.55	0.55	0.60	0.76	0.50	0.61
Al₂O₃	10.76	10.68	10.89	10.85	10.83	10.80	10.61	10.70	9.72	9.85	10.45	10.03	9.90	9.95	9.30
Cr₂O₃	45.19	43.77	44.57	43.87	45.06	43.95	44.86	44.70	42.33	42.25	42.14	42.23	42.31	42.17	40.37
V₂O₃	0.13	0.23	0.25	0.24	0.14	0.21	0.23	0.19	0.18	0.25	0.19	0.18	0.23	0.18	0.19
Fe₂O₃	13.94	14.66	14.30	14.24	13.32	13.73	13.79	15.10	17.75	17.53	16.65	17.38	17.40	17.04	16.32
FeO	20.63	21.26	20.60	20.28	20.54	20.95	20.64	21.18	21.92	21.82	20.90	21.93	22.25	21.50	21.45
MnO	0.38	0.37	0.34	0.37	0.33	0.29	0.27	0.37	0.36	0.40	0.29	0.45	0.34	0.43	0.33
MgO	8.57	8.03	8.54	8.52	8.57	8.11	8.38	8.33	7.68	7.68	8.29	7.67	7.68	7.69	7.02
CaO	0.00	0.00	0.00	0.01	0.00	0.00	0.00	0.00	0.00	0.00	0.00	0.00	0.00	0.00	0.00
ZnO	0.00	0.04	0.16	0.16	0.00	0.00	0.00	0.05	0.13	0.02	0.03	0.00	0.13	0.14	0.00
小计	100.16	99.61	100.18	99.15	99.42	98.59	99.22	101.10	100.70	100.33	99.56	100.49	101.05	99.66	95.64
Si	0.01	0.01	0.01	0.01	0.01	0.01	0.02	0.01	0.00	0.00	0.02	0.00	0.01	0.02	0.02
Ti	0.10	0.11	0.10	0.12	0.12	0.11	0.08	0.09	0.13	0.11	0.11	0.12	0.15	0.10	0.13
Al	3.39	3.40	3.43	3.45	3.43	3.46	3.38	3.35	3.09	3.14	3.33	3.19	3.13	3.19	3.11
Cr	9.55	9.34	9.42	9.36	9.58	9.45	9.58	9.39	9.02	9.02	8.99	9.00	8.97	9.05	9.07
V	0.03	0.05	0.05	0.05	0.03	0.05	0.05	0.04	0.04	0.05	0.04	0.04	0.05	0.04	0.04
Fe(Ⅲ)	2.80	2.98	2.87	2.89	2.70	2.81	2.80	3.02	3.60	3.56	3.38	3.53	3.51	3.48	3.49
Fe(Ⅱ)	4.61	4.80	4.60	4.58	4.62	4.76	4.66	4.71	4.94	4.93	4.72	4.94	4.99	4.88	5.09
Mn	0.09	0.08	0.08	0.09	0.07	0.07	0.06	0.08	0.08	0.09	0.07	0.10	0.08	0.10	0.08
Mg	3.42	3.23	3.40	3.43	3.44	3.29	3.37	3.30	3.08	3.09	3.34	3.08	3.07	3.11	2.97
Ca	0.00	0.00	0.00	0.00	0.00	0.00	0.00	0.00	0.00	0.00	0.00	0.00	0.00	0.00	0.00
Zn	0.00	0.01	0.03	0.03	0.00	0.00	0.00	0.01	0.03	0.00	0.01	0.00	0.03	0.03	0.00
小计	24.00	24.00	24.00	24.00	24.00	24.00	24.00	24.00	24.00	24.00	24.00	24.00	24.00	24.00	24.00
Fe²⁺/(Fe²⁺+Mg)	0.68	0.71	0.69	0.69	0.68	0.70	0.69	0.70	0.73	0.73	0.71	0.73	0.73	0.73	0.74
Cr/(Cr+Al)	0.74	0.73	0.73	0.73	0.74	0.73	0.74	0.74	0.74	0.74	0.73	0.74	0.74	0.74	0.74
Fe³⁺/(Fe³⁺+Cr+Al)	0.18	0.19	0.18	0.18	0.17	0.18	0.18	0.19	0.23	0.23	0.22	0.22	0.22	0.22	0.22
注：C=辉石岩(clinopyroxenite)；W=辉橄岩(wehrlite)；D=纯橄岩(dunite)。

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参考文献(38)

doi: 10.1007/BF03326400

http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-DIZI201004030.htm

http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-DIZI201304002.htm

http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-DZKX201403023.htm

http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-BJDZ200302012.htm

http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-DXQY200401027.htm

http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-DXQY200304016.htm

doi: 10.1016/j.epsl.2006.12.007

doi: 10.1139/e65-046

doi: 10.1093/petrology/42.12.2279

doi: 10.2475/ajs.304.1.67

doi: 10.2138/am.2009.3082

doi: 10.1080/00206814.2010.543009

doi: 10.1016/j.gr.2011.07.009

doi: 10.1007/s00410-009-0404-7

http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-YSXB201211026.htm

http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-YKCS201205027.htm

doi: 10.2138/am.2014.4473

doi: 10.1016/0016-7037(75)90044-7

http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-DXQY200806040.htm

doi: 10.1007/BF01163133

doi: 10.1016/j.lithos.2006.07.018

doi: 10.1007/s00410-010-0530-2

doi: 10.1007/BF00372258

doi: 10.1016/j.lithos.2011.08.013

Scheel J E. Age and Origin of the Turnagain Alaskan Type Intrusion and Associated Ni-Sulphide Mineralization, North-Central British Columbia, Canada [D]. Vancouve: University of British Columbia, 2007: 160-162.

Taylor H P. The Zoned Ultramafic Complexes of South-eastern Alaska[M]//Wyllie P J. Ultramafic and Related Rocks. New York: Wiley Press, 1967: 97-121.

http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-DXQY200702012.htm

doi: 10.1007/s00126-003-0348-1

施引文献(5)

期刊类型引用(3)

1.	黄建国，陈廷方，李文杰，朱余银. 西昆仑北缘库科西力克钼矿床地质特征及矿床成因浅析. 西南科技大学学报. 2023(01): 47-53 . 百度学术
2.	应立娟，王阔，王开建. 西藏驱龙—甲玛—邦铺铜矿集区铅同位素地球化学示踪研究. 岩矿测试. 2016(03): 320-328 . 本站查看
3.	松权衡，邢树文，张勇，李超，王岩，于城. 吉林长安堡钼(铜)矿床成矿时代及物质来源:来自辉钼矿Re-Os同位素证据. 岩矿测试. 2016(05): 550-557 . 本站查看