yy易游平台：豆荚状铬铁矿：全球4大成矿域中国4省区找矿潜力大
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1中国地质调查局发展研究中心；2新疆尔自治区地质研究院；3内蒙古自治区地质调查研究院；4中国地质科学院地质研究所；5中国地质调查局天津地质调查中心(华北地质科技创新中心)；6新疆尔自治区地质局塔城地质大队；7河北地质大学
作者简介：袁建国，博士，高级工程师，主要是做矿物学、岩石学、矿床学研究。
通信作者：张万益，博士，教授级高工，主要是做地质调查战略研究、基础地质研究与地质找矿工作。
铬铁矿作为一种重要的战略性关键金属矿产，在全世界内分布极不均衡，主要集中于津巴布韦、哈萨克斯坦、南非、印度和土耳其等国家。当前，我国铬铁矿资源严重紧缺，探明储量仅占全球总量的2.3%（据2017年统计），长期依赖进口供应。
铬铁矿可分为层状和豆荚状两种成因类型。全球豆荚状铬铁矿主要分布在特提斯、古亚洲洋、环太平洋及冈瓦纳四大成矿域中，其中与我国相关的特提斯和古亚洲洋成矿域尤为关键。境外相同构造带已发现多处大型—超大型豆荚状铬铁矿床；尽管我国境内也产出豆荚状铬铁矿床，但其规模较小、分布分散。
本文基于全球视野与国家资源安全双重考量，通过对比全球典型铬铁矿床的特征，认为我国铬铁矿资源潜力尚未得到充分发掘。
研究表明，我国新疆萨尔托海地区、西藏雅鲁藏布江与班公湖—怒江缝合带、内蒙古二连浩特—贺根山一带、甘肃大道尔吉等区域具备良好的铬铁矿找矿前景。建议进一步坚定找矿信心，创新找矿思路，优化勘查技术方法，并快速推进钻探验证工作。本文针对豆荚状铬铁矿的勘查提出了具体建议。通过这一些举措，有望逐步扭转我国铬铁矿长期几乎完全依赖进口的现状。
铬铁矿是自然界中最重要的含铬矿物，化学式为FeCr2O4，作为战略性关键矿产资源的代表，其价值已超越其他单一工业矿种，成为国家安全、高端制造和科技竞争的核心要素，被美国、中国、欧盟等国家和地区列为战略性关键矿产清单。铬铁矿因重要的物理化学属性，90%以上应用于冶金工业中生产不锈钢及特种钢材，支撑着航天航空、国防军工、轨道交通等国家战略产业的需求;5%用来生产耐火材料行业，构筑起冶金、能源等基础工业的高温防线%则用于生产铬盐和化工催化剂等。然而，铬矿成矿条件苛刻，富集系数高达272，这也是其比较稀少的原因，尤其是我国铬铁矿的资源储量相对全球来说占比很小。本文基于全球视野与国家安全双重维度，通过与全球知名的铬铁矿矿床特征的对比研究，揭示我国铬铁矿资源赋存规律与找矿方向，为破解我国资源困局、构建立足国内的供应基地提供科学支撑。
全球铬铁矿资源总量丰富，但分布极不均。截至2024年，全球铬铁矿(Cr2O3)储量超过12亿t，主要分布在津巴布韦、哈萨克斯坦、南非、印度和土耳其等国(图1)。其中，津巴布韦占据首位，储量为5.4亿t，占全球的45%;哈萨克斯坦储量为3.2亿t，占全球的26.7%;南非储量为2.0亿t，占比约为16.7%;印度和土耳其储量分别为7 900万t(占比为6.6%)和2 700万t(占比为2.3%)。这5个国家合计占全球铬铁矿储量的97.3%，而芬兰和巴西储量分别为830万t(占比为0.7%)和660万t(占比为0.6%)。2017年中国储量约为1 220.24万t，只占全球的2.3%。近10多年来，全球铬铁矿产量呈波动增长趋势，2024年全球总产量达4 400万t，其中南非产量始终处于全球首位(表1)。
原生的铬铁矿矿床，根据产出构造环境的不同分为两类，即层状铬铁矿矿床和豆荚状铬铁矿矿床，它们均赋存于镁铁-超镁铁质岩类中，呈现“区”或“带”的产出特征。从定义能够准确的看出，两类铬铁矿矿床的赋存位置存在很明显差异。图2中展示了典型铬铁矿矿床的产出特征以及两类铬铁矿的产出部位。
层状铬铁矿矿床指产于大型层状镁铁-超镁铁质侵入杂岩体内，具有层状分布特征的铬铁矿矿床。层状铬铁矿矿床多赋存于稳定的、大陆中央非造山带的内部或边缘的大型层状基性-超基性岩体底部，与围岩往往属于同源岩浆。含层状铬铁矿的镁铁-超镁铁质岩体大多为圆形或漏斗形，呈岩床或岩墙状产出，岩体厚度较大，一般超过2 km。例如，布什维尔德杂岩体总层厚达5 km，铬铁矿矿层厚为1.5～1.7 km。超镁铁质岩体通常可划分为下部的纯橄岩序列和上部的辉石岩序列。纯橄岩序列的底部产出铬铁矿矿层，上部为纯橄岩。辉石岩序列中，岩浆韵律单元底部为纯橄岩层，上部为方辉橄榄岩和橄榄古铜辉石岩，顶部为较厚的古铜辉石岩层。该序列中发育的铬铁矿矿层厚度较前者小。
豆荚状铬铁矿赋存于地幔橄榄岩中，矿体形态呈透镜状、扁豆状或不规则状，在构造上铬铁矿主要呈豆状、豆荚状、浸染状、反豆荚状、条带状和致密块状。几乎所有的豆荚状铬铁矿矿床都与地幔难熔残余成因橄榄岩存在成因联系，常常赋存于蛇绿岩套底部的壳幔边界地幔橄榄岩或超镁铁质堆晶岩中(图3)，也称蛇绿岩型铬铁矿。产出铬铁矿的地幔橄榄岩常表现出垂向分层现象，从底部到顶部依次为二辉橄榄岩、方辉橄榄岩和纯橄岩，铬铁矿产于后两类岩石中。与层状铬铁矿不同的是，已发现的大型豆荚状铬铁矿矿体都赋存于俯冲带蛇绿岩套中难熔的方辉橄榄岩内，而二辉橄榄岩(如残余洋脊、岛弧根部)中很少发育或发育小规模的铬铁矿矿体。
统计分析表明，层状铬铁矿占全球铬铁矿储量总量的70%～80%，而豆荚状铬铁矿占比为20%～30%。但豆荚状铬铁矿产量占世界总产量的40%。考虑到我国铬铁矿类型主要为豆荚状铬铁矿，本文重点讨论豆荚状铬铁矿矿床。
豆荚状铬铁矿具有独特的豆状或球状结构，同时也具有层状或条带状、条纹状、透镜状、豆状、岩墙状和不规则状构造。部分矿体还受到次级构造的控制，弯曲成透镜体或碟形。次生形态变化往往伴随着蛇纹石化，从而经历更为复杂的成矿作用。
豆荚状铬铁矿矿体规模、产状、矿石特征等变化较大，人们对矿床成因模式的认识还存在比较大差异。一般认为，尖晶石相地幔橄榄岩中的副矿物铬尖晶石和单斜辉石、斜方辉石是铬铁矿铬元素的大多数来自，深部地幔岩石和矿物也存在理论上的可能性。而对于豆荚状铬铁矿成矿机制的认识，目前主要有7种不同的观点:早期分离结晶+晚期热液作用、地幔高度部分熔融残余、熔体-残留地幔橄榄岩相互反应模式、地幔柱模式、俯冲板片回撤模式、俯冲板片断离模式、流体不混溶模式等。其中，熔体-残留地幔橄榄岩相互反应模式可以很好地解释方辉橄榄岩-纯橄岩-铬铁矿矿体的紧密共生现象，获得多数学者的认可。然而，前3种成因模式主要基于一种共同的假设条件，即铬铁矿的形成仅限于浅部地幔深度，因此无法解释位于壳幔过渡带之下残余地幔中的铬铁矿的成因。
近年来，随着铬铁矿中超高压矿物金刚石、柯石英、碳硅石等的陆续发现，地幔柱模式(即俯冲物质深地幔循环模式)获得了广泛关注。该模式认为，铬铁矿被上升地幔流带至洋中脊浅部或俯冲带上盘环境，少量被地幔柱带至大陆。较高的Fe3+/∑Fe值，位错蠕变引起的晶体塑性变形以及铬铁矿和橄榄石包裹体明显一致的取向都表明铬铁矿的深部地幔来源性质。这一性质对于探索早期板块构造和大洋岩石圈演化也具备极其重大意义。
史仁灯等通过对比研究全球铬铁矿岩(包括铬铁矿石、围岩和不含矿地幔橄榄岩)Re-Os同位素数据提出“熔体与古老大陆岩石圈地幔反应成矿”模式，并提出缝合带中只有存在古老大陆块体的区域才有利于成矿。铬铁矿岩Re-Os同位素体系所记录的壳幔分异事件与陆壳增生存在耦合关系，据此推测豆荚状铬铁矿成矿元素铬经过壳幔分异作用的预富集，随后俯冲带存在的大量流体和熔体进一步促进铬的活化和迁移，进而富集成矿。我国铬铁矿的地质特征均支持该认识，如东巧铬铁矿矿床附近的安多微陆块;丁青铬铁矿矿床附近的八宿微陆块以及罗布莎铬铁矿周边都会存在的中—新元古代的片麻岩、变粒岩和大理岩也指示古老大陆岩石圈的残留。然而这一认识并未涉及成矿动力学机制问题，还需要对成矿元素铬在源区的赋存状态和富集机制开展深入研究。
豆荚状铬铁矿的赋矿围岩主要为纯橄岩和方辉橄榄岩。纯橄岩多呈岩壳形式包裹铬铁矿矿体，共同分布在方辉橄榄岩体内。有学者觉得围岩地幔橄榄岩-岩浆反应和随后的岩浆混合可能对豆荚状铬铁矿及其纯橄岩壳的形成起到至关重要的作用。铬铁矿在纯橄岩内部形成豆荚状的矿体，铬铁矿和纯橄岩壳形成于围岩地幔橄榄岩之后。其形成的基本顺序为:橄榄岩-岩浆反应形成相对富硅的次级岩浆并形成纯橄岩;富硅岩浆与随后补给的原始岩浆(橄榄石铬铁矿共晶)混合可形成铬铁矿过饱和岩浆，岩浆析出铬铁矿形成铬铁矿矿体。因此，一般大量出露二辉橄榄岩时，基本不会形成铬铁矿。因此，部分熔融程度增加，地幔岩会以二辉橄榄岩→方辉橄榄岩→纯橄岩方式转变。原始地幔二辉橄榄岩中，铬主要赋存在单斜辉石内，在地幔部分熔融过程中，单斜辉石熔融释放出铬，形成铬尖晶石。铬铁矿往往与方辉橄榄岩和纯橄岩岩相组合伴生，这也是判别成矿潜力的基本指标。近年来，有学者针对包壳纯橄岩的产出特征提出熔体-流体流模型，不但可以解释包壳纯橄岩的成因，对铬铁矿的成因也有一定的启示作用。
铬铁矿中相关矿物(橄榄石、铬尖晶石、辉石等)的地球化学特征对于揭示其源区性质、成矿物质来源等具备极其重大的意义。本文对各成矿域中典型铬铁矿矿床的地球化学特征开展系统的对比分析，以探索铬铁矿成矿潜力的判别标志。
本文系统搜集了全球主要铬铁矿成矿域中重要矿床的地球化学数据(表2)，统计表明，不同成矿域中含铬铁矿的岩体均具有高MgO含量，低CaO、K2O、TiO2、Al2O3、Na2O和P2O5含量特征(图3)。其中，环太平洋成矿域MgO含量变化较大，其他成矿域则相对集中，含量为35%～45%。这些元素的变化与成矿过程有关。有学者尝试利用主量元素判别基性-超基性岩的铬铁矿成矿性，并获得一定的认识。
基性-超基性岩的镁铁比值(M/F)一直被用作评价成矿潜力的重要指标。孙鼐和彭亚鸣通过祁连山有关矿床的研究提出M/F值为6.5～14的基性-超基性岩具有成铬铁矿的潜力。代俊峰等进一步缩小了比值范围，提出铬铁矿矿床成矿判别条件为在w(SiO2)≤45%的前提下(超基性岩范围)，M/F值为7.83～10.13。有必要注意一下的是，主量元素在划分铬铁矿成矿性方面仍存在一定的不确定性。
铂族元素有着非常明显的母岩浆继承性特点，矿石中的铂族元素(platinum group element，PGE)地球化学特征是揭示矿床成因的又一重要地球化学指标。PGE的地球化学行为既有共性又有差异性。在高温条件下，在大多数地球化学过程中铂族元素表现出一致的地球化学行为。PGE根据其在硅酸盐中不同溶解度可大致分为两组:IPEG(Os、Ir、Ru)和PPEG(Rh、Pt、Pd)，前者比后者具有更强的耐火性和相容性。根据PGE的这种特征，可以把w(Pd)/w(Ir)值作为其分异的指示剂。
在软流圈同一层位中，未分异的物质w(Pd)/w(Ir)值理论上接近1。这种比值会随着部分熔融的程度增加而降低，随着岩浆分异程度的增加而增加。含铬铁矿基性-超基性岩具有低的w(Pd)/w(Ir)值(一般1)，以及较低的w(PPGE)/w(IPGE)=0.000 4～20.34(平均值为0.55)。也就是说，可以用w(Pd)/w(Ir)值来判别岩浆来源结晶分异或地幔残留物质的部分熔融程度，进而用来指示基性-超基性岩的含矿性。
Economou-Eliopoulos也提出一个蛇绿岩含铬铁矿的判别标志，如果其PGE显示不相容元素与相容元素w(Pd)/w(Ir)值低，则认为该矿床是具有经济价值的，这种PGE特征表明富Cr的铬铁矿是从亏损地幔的岩浆中结晶形成的，该岩浆在上升过程中未达到硫饱和。统计分析表明，肯皮尔赛(Kempirsay)岩体、布尔齐泽(Bulqiza)岩体、罗布莎岩体和东巧岩体的w(Pd)/w(Ir)值都小于1.5。
Cr#值是铬铁矿等矿物中铬与铬铝总量的比值(Cr#=Cr/(Cr+Al))，用以研究矿物成分特征及其形成环境。目前，Cr#值对蛇绿岩含矿性的指示作用仍未有明确结论。
一种观点是Cr#值能指示岩体含矿性。邹海波等在总结国内外蛇绿岩地球化学数据基础上提出含铬铁矿方辉橄榄岩中副矿物铬尖晶石的Cr#值0.6。Arai和Miura认为方辉橄榄岩中副矿物铬尖晶石的Cr#值对于决定豆荚状铬铁矿的规模具有一定作用，认为含有小部分单斜辉石和铬尖晶石Cr#值为0.4～0.6的中等亏损程度的方辉橄榄岩是形成大矿的围岩，二辉橄榄岩因Cr#值偏小不成矿，而方辉橄榄岩Cr#值过高也形成不了大矿。
另一种观点是Cr#值大小与含矿性关系不大。刘婷等通过对比分析全球9个含铬铁矿蛇绿岩和4个不含铬铁矿的蛇绿岩体中方辉橄榄岩的副矿物铬尖晶石成分，认为副矿物铬尖晶石的Cr#值大小与蛇绿岩的含矿性并不存在非常明显的相关性。例如，阿尔巴尼亚布尔齐泽铬铁矿矿床和哈萨克斯坦肯皮尔赛铬铁矿矿床均为超大型矿床，但Cr#值差异较大，分别为0.63～0.67和0.79～0.83。
正常情况下，超基性围岩与铬铁矿具有相近的磁化率，但是由于超基性围岩蚀变作用形成次生磁铁矿，而表现出高的磁异常。例如，铬铁矿磁化率为(300～12 000)×10-5SI，橄榄岩磁化率为(9 600～20 000)×10-5SI。这是利用磁法圈定超基性岩体的基础。然而，在真实的情况中铬铁矿的磁性特征并不稳定，如我国西藏地区依拉山6号矿体就具有重磁异常特征，而东巧105矿体的铬铁矿矿体磁异常则不明显。单独矿区的磁异常也是如此，北祁连铬铁矿的磁化率为(24～1 520)×10-5SI，这给利用磁法勘查铬铁矿造成了困扰。
在电阻率方面，铬铁矿和围岩(方辉橄榄岩、纯橄岩)的电阻率的关系一般为新鲜的方辉橄榄岩电阻率大于铬铁矿石，而蛇纹石化的围岩电阻率最低。例如，祁连山地区块状铬铁矿电阻率为89～34 773 Ω·m，超基性岩的电阻率为96～50 051 Ω·m。但是每种岩性的电阻率变化范围都较大，受蚀变影响通常可以相差几个数量级。例如，苏丹因加萨纳(Ingasana)超镁铁质-镁铁质杂岩中铬铁矿的电阻率为20～200 Ω·m，而蛇纹石化方辉橄榄岩的电阻率则超过500 Ω·m。
豆荚状铬铁矿的成矿时代具有非常明显的多期成矿特征，以显生宙为主(表2，图4)，大致上可以分为前寒武纪、古生代和中新生代3个阶段。新元古代和中—新元古代均有蛇绿岩的存在，但前者较少，仅见于加拿大地盾的史密斯角带(Cape Smith Belt)中的普鲁托尼克(Prutuniq)蛇绿岩(地质年代为2.05～2.0 Ga)和芬兰芬诺斯堪的纳维亚(Fennoscandian)地盾的奥托昆普(Outokumpu)和约尔穆阿(Jormua)蛇绿岩(地质年代为1.97～1.96 Ga)，而中—新元古代的蛇绿岩则见于世界许多地区，如埃及东部沙漠区(地质年代为750 Ma)和非洲东北部地区(地质年代为900～800 Ma)等。中—新元古代的铬铁矿主要与东北非造山带阿拉伯—努比亚地盾的演化过程息息相关，埃及东部沙漠地区豆荚状铬铁矿时代为790 Ma。
图4 全球主要豆荚状铬铁矿形成时代和资源储量分布图(纵坐标数值为示意值)
特提斯成矿域内的豆荚状铬铁矿主要形成于中生代侏罗纪—白垩纪，矿床数量多，资源储量高，尤其是西段的阿尔巴尼亚布尔齐泽蛇绿岩铬铁矿矿床，储量可达2 000万t。中东段的我国境内，无论是矿床数量还是矿床规模都较小，如罗布莎、东巧等。
古亚洲洋成矿域内的铬铁矿矿床主要形成于早中古生代，西缘和南缘已发现的矿床差异显著。西缘以哈萨克斯坦肯皮尔赛铬铁矿最为典型，其次是俄罗斯拉伊兹蛇绿岩铬铁矿矿床，资源储量为2 390万t，均属于超大型矿床。而主于我国境内的南缘矿床多为中、小型矿床，如萨尔托海、贺根山、索伦等。
全球豆荚状铬铁矿矿床主要分布在特提斯、古亚洲洋、环太平洋、冈瓦纳等成矿域中(图1，表2)，豆荚状铬铁矿矿床与蛇绿岩带的分布基本一致，成矿与蛇绿岩带的地幔橄榄岩关系密切。
特提斯成矿域位于欧亚大陆与冈瓦纳大陆的交汇部位，是欧亚大陆南部一条全球性东西展布的构造带，也是地球上最年轻的造山带。它是在晚古生代—新生代，历经原、古和新特提斯洋盆从萌生、扩展、萎缩、消亡到汇聚造山的整个演化过程，以中—新生代地质演化为主，并形成全球顶级规模的纬向蛇绿岩带，断续延伸数千千米。该带由西段阿尔卑斯蛇绿岩带、中段中东蛇绿岩带和东段青藏高原蛇绿岩带组成。大部分重要的铬铁矿矿床发育在以上蛇绿岩带内的中生代蛇绿岩中。按照产出国家划分，自西向东依次为阿尔巴尼亚、希腊、土耳其、伊朗、巴基斯坦、阿富汗、中国和越南等。重要的豆荚状铬铁矿矿床包括:阿尔巴尼亚布尔齐泽—巴特(Bulqiza-Bater);希腊克塞罗利瓦多—斯库姆察(Xerolivado-Skoumtsa);土耳其古莱曼(Guleman)和伊斯拉希耶(Islahiye);伊朗扎格罗斯(Zagros);巴基斯坦巴赫(Muslim Bagh)、阿富汗洛加尔(Logar)和中国罗布莎等。
阿尔巴尼亚蛇绿岩带位于新特提斯洋缝合带最西端，包含4个超镁铁质地块，分别为特罗波亚(Tropoja)、库克斯(Kukesi)、布尔齐泽(Bulqiza)、舍贝尼克(Shebenik)，其中布尔齐泽岩体面积最大，超过352 km2，发育多达370个矿化点，其中有6个矿床具有经济价值(图5)，总资源储量达2 000万t，达到超大型规模。布尔齐泽岩体主要由方辉橄榄岩、纯橄岩组成，少见橄长岩、辉石岩和辉长岩。具有经济价值的矿体多位于含透镜状纯橄岩质方辉橄榄岩中和纯橄岩转换带内。矿体边部的纯橄岩围岩普遍具有蛇纹石化，风化程度高。铬铁矿矿体多呈透镜状或豆荚状产出，与蛇纹石化纯橄岩围岩的接触边界清晰。矿石主要为致密块状、浸染状，平均品位为45%(Cr2O3)。块状表现为典型的不连续层状，厚为0.5～1 m，局部地区厚达20 m。浸染状矿体变化大，通常形成不规则树枝状，宽数厘米至数米。有时出现在块状矿体边缘。浸染状矿石大部分被宽0.01～1 m的纯橄岩壳包裹，纯橄岩壳主要由粒状橄榄石和少数相对较大的似变形虫状铬尖晶石颗粒组成，但它们通常随辉石的增加而渐变成寄主橄榄岩。
(a)—阿尔巴尼亚蛇绿岩带分布;(b)—布尔齐泽超镁铁质地块及豆荚状铬铁矿分布图。
古亚洲洋成矿域形成于新元古代—古生代古亚洲洋演化和拼合过程以及随后西伯利亚、塔里木、华北克拉通、哈萨克斯坦和前寒武纪微陆块的碰撞过程中。经过一系列碰撞过程最终形成现今的主要造山带和蛇绿岩，主要分布在俄罗斯、哈萨克斯坦、蒙古、中国境内。古亚洲洋成矿域由西缘乌拉尔造山带和南缘的天山—兴蒙造山带组成，在空间展布上呈“L”形。其中，西缘乌拉尔造山带沿东经60°线 km，带内蛇绿岩广泛分布，蕴含全球最大的豆荚状铬铁矿矿床，如俄罗斯的拉伊兹，哈萨克斯坦的肯皮尔赛。南缘天山—兴蒙造山带多位于我国境内，带内蛇绿岩也较发育，从目前的工作成果看，已发现的铬铁矿矿床比较零星，规模多为中小型以下，如新疆萨尔托海，内蒙古贺根山3 756等矿床。
哈萨克斯坦肯皮尔赛铬铁矿区赋存在肯皮尔赛地块中，该地块由主矿田、拜特姆京斯克、塔格沙赛斯克和斯特普宁斯克4大矿田组成，共发现80余个铬铁矿矿床。肯皮尔赛地块超基性岩体面积约2 000 km2，南北长为90 km，东西宽超过32 km(图6)。肯皮尔赛岩体组合包含完整的蛇绿岩序列:方辉橄榄岩、堆晶岩、席状岩墙群、熔岩流和海底沉积物。南部的主矿区岩层包含纯橄岩、方辉橄榄岩以及含少量二辉橄榄岩层的方辉橄榄岩，总厚度超过16 km。区域主要的构造为NNE-SSW向背斜，枢纽长达22 km，豆荚状铬铁矿矿体通常位于背斜两翼，呈脉状、长条状、扁平状，被不同厚度的纯橄岩壳包裹。其中，西翼主要有顿斯科(Donskoy)、米利翁诺耶(Millionnoe)、戴蒙德珀尔(Diamond Pearl)和20周年(20 Let)等矿床，东翼主要有米尔(Mir)、沃斯克霍德(Voskhod)和40周年(40 Let)等矿床。主矿区含有约3.1亿t铬铁矿石，平均品位为50%(Cr2O3)，其中，莫洛杰日诺耶(Molodezhnoe)矿体长达1.8 km，是最大的矿体;戴蒙德珀尔矿体厚度达230 m。
环太平洋成矿域地跨亚洲、大洋洲、北美洲和南美洲4大洲，环绕太平洋周缘展布。铬铁矿主要分布在西太平洋岛弧带，该岛弧带从日本列岛向北延伸到俄罗斯堪察加半岛，向南延伸到琉球群岛、中国台湾岛、菲律宾群岛和南太平洋群岛。这一中—新生代时期的西太平洋弧-沟系统，包括西部的菲律宾巴拉旺—北婆罗洲、东部的印度尼西亚苏拉威西—巴布亚新几内亚—新喀里多尼亚、北部的俄罗斯的勘察加—日本3个岛弧蛇绿岩带。该带重要的铬铁矿矿床包括菲律宾的阿科杰(Acoje)、科托(Coto)铬铁矿和新喀里多尼亚南部的杜苏多(du Sudo)等。
菲律宾铬铁矿主要富集在迪纳加特岛地区。迪纳加特岛中北部已发现有阿科杰、坎比利奥山(Mount Kanbilio)、科洛民克(Krominco)等7处矿床，中部有瓦可瑞(Velqre)等7处矿床(图7a)，矿床(点)星罗棋布，据初步统计不少于50处，但规模均较小。铬铁矿矿体主要产于纯橄岩与斜方辉石橄榄岩的接触带上，呈脉状，形态复杂，常有分枝复合现象，由多条矿脉组成脉带，品位一般为35%～45%(Cr2O3)。
阿科杰铬铁矿是东南亚最大的冶金级铬矿床，矿区已发现矿体32个(图7b)。矿体主要赋存于中部纯橄岩中，其次赋存于西部方辉橄榄岩中，呈豆荚状、透镜状产出，矿体倾向向西或向东，长10～600 m，厚几厘米至40 m。纯橄岩中的铬铁矿矿体呈板状，具层状、浸染状构造，矿体与围岩产状一致;产在下部变质橄榄岩内的矿体，通常被纯橄岩壳包裹。矿床品位为20%～50%(Cr2O3)，平均品位为25%，目前保有矿石储量为525万t。
东北非造山带包含阿拉伯—努比亚地盾，发育多条新元古代蛇绿岩带，是全球已知元古代地体中蛇绿岩密度最高的地区。该蛇绿岩带在沙特阿拉伯、埃及、苏丹、埃塞俄比亚、乌干达、肯尼亚、索马里、坦桑尼亚等国广泛分布，产出数个重要的铬铁矿矿床，如苏丹的英格萨纳山(Ingessana Hills)以及埃及的索勒哈迈德(Sol Hamed)、吉·迈基姆(G. Meqium)、阿布达尔(Abu Dahr)和吉·阿里斯(G.Aryis)等，铬铁矿的形成与中—新元古代阿拉伯—努比亚地盾的演化以及该区域大洋间岛弧/弧后盆地杂岩和微型陆块在莫桑比克洋封闭时沿缝合带拼接密切相关。
苏丹英格萨纳山铬铁矿出露于英格萨纳山超基性岩体内，该岩体是阿拉伯—努比亚地盾蛇绿岩带南段的一部分，在构造上处于东非莫桑比克造山带北段和东非大裂谷西侧的北北东与北西向两组早期断裂构造的交汇部位，地表呈似圆形，直径约30 km，受后期断裂影响被分为东西两部分(图8)。该岩体内除发育400 km2的超基性岩以外，还包括变辉长岩、变闪长岩、异剥辉石岩、花岗岩和各种脉岩。同位素年龄根据结果得出，超基性岩属前寒武纪晚期至加里东早期的产物。英格萨纳山超基性岩体主要由纯橄岩岩相带和纯橄岩—斜辉辉橄岩杂岩相带组成，MgO含量较高(含量为31%～44%)，属于镁质超基性岩。
英格萨纳山超基性岩体内铬铁矿矿化普遍，已知矿床(点)在100个以上。这些矿床(点)主要分布在西部岩体南段和北段的纯橄岩相带内，南段和中段的纯橄岩和杂岩带相接触界面的两侧以及东部岩体北侧和西北边缘等处也有分布。本区矿体形态复杂，主要有脉状、透镜状，多具膨胀收缩和分枝复合的特点。大部分矿体的产状与其赋存的岩体岩相带或纯橄岩异离体产状一致，与原生流面构造的产状相吻合，并随其产状的变化而变化。单个矿体都不大，一般长为10～50 m，厚为1～3 m，斜深为10～30 m。矿体成群出现，断续成带分布时，矿带一般长为100～300 m，主矿带(加姆矿区)最长达800 m。矿石中Cr2O3含量在全区变化较大(含量为26.20%～60.40%)。矿石的主要化学成分往往随其类型的不同呈规律性变化。从致密块矿石到稀疏浸染状矿石，Cr2O3含量依次降低，Cr2O3/FeO值和Al2O3含量逐渐减小，但SiO2和MgO含量却逐渐增加。
与我国贵金属矿床成矿规律相似，我国豆荚状铬铁矿明显受到板块构造环境制约，具有非常明显的成矿空间专属性。王登红等通过开展全国性的资源潜力评价工作，首次全面提出了单矿种成矿区带的概念(如成铬带)，划分出17个成铬带，圈定出13个重要矿集区。熊盛青等利用全国1∶100万航磁数据推断镁铁质-超镁铁质岩的分布，在全国划分了22个蛇绿岩型镁铁质-超镁铁质岩带，其中雅鲁藏布江、班公湖—怒江、金沙江、西昆仑、阿尔金、东昆仑等蛇绿岩带属于特提斯成矿域。东西准噶尔、天山、东天山—北山、二连—贺根山等蛇绿岩带则属于古亚洲洋成矿域。Yan等开展的我国大陆尺度铬元素地球化学分析表明，铬元素地球化学异常的空间分布与超镁铁质侵入岩、铬矿床的分布总体一致，大致受到两大成矿域制约。杨毅恒等对我国铬铁矿开展了资源潜力评价，根据结果得出我国铬铁矿的预测资源量为5 650万t，其中古亚洲洋成矿域的铬铁矿潜在资源量为4 000万t，特提斯成矿域的潜在资源量约为1 400万t，两成矿域资源潜力占比大于90%。
已有的找矿根据结果得出，我国铬铁矿矿床主要分布在特提斯成矿域中东段和古亚洲洋成矿域南缘的蛇绿岩带内，包括特提斯成矿域班公湖—怒江缝合带的西藏东巧蛇绿岩，雅鲁藏布江缝合带的罗布莎蛇绿岩;古亚洲洋成矿域的新疆萨尔托海、内蒙古贺根山蛇绿岩 (表2，图9)。此外，秦祁昆成矿域也发现甘肃大道尔吉和青海玉石沟等。这种分布格局对开展铬铁矿靶区优选具备极其重大的指示意义。
雅鲁藏布江缝合带全长约2 000 km，宽度一般为10～50 km，是新特提斯洋壳残片的典型代表。雅鲁藏布江缝合带沿线分布着众多规模不等的蛇绿岩体，自西向东断续展布包括东坡、普兰、休古嘎布、萨迦、定日、德吉和罗布莎等(图10)。蛇绿岩体岩石类型以方辉橄榄岩和纯橄岩为主，夹少量二辉橄榄岩，普遍遭受蛇纹石化。面积大小不等，其中日喀则岩体的出露面积就达到了约1 000 km2，普兰岩体面积约600 km2，东段罗布莎岩体面积达70 km2。航磁资料显示，缝合带南北两侧岩带的地质构造环境存在差异:北带西段和中段的蛇绿岩体多为隐伏、半隐伏岩体;而南带多直接出露地表。岩体沿雅鲁藏布江南北两侧分布，整体呈近东西向延伸，反映了新特提斯洋壳俯冲消减和板块碰撞的复杂过程。
罗布莎铬铁矿位于雅鲁藏布江缝合带东段，赋存于罗布莎岩体中的方辉橄榄岩中，是典型的豆荚状铬铁矿矿床。罗布莎岩体东西延伸约42 km，最宽处为3.7 km，平面呈反“S”形。铬铁矿矿体以似板状、透镜状为主，Cr2O3含量高达50%～60%，具有成群分布、成带集中的特征。矿床由罗布莎、香卡山和康金拉3个矿区组成。近年来，通过重磁异常圈定了三级找矿靶区:甲级靶区位于矿区西部和南部，乙级靶区包括鲁棍巴和白康，丙级靶区为强巴区域。罗布莎铬铁矿的形成与地幔橄榄岩的熔融分异和构造侵位紧密关联，是研究大洋岩石圈地幔演化的重要实例。
班公湖—怒江缝合带东西延伸超2 000 km，宽度为30～90 km，代表中特提斯洋壳的残余。该带蛇绿岩以不连续残片形式产出，主要分布于东巧、丁青、安多等地区，自西向东沿班公错、改则、东巧、安多、丁青、八宿延伸至中缅边境，整体呈北西西向展布(图11)。蛇绿岩体规模大小不等，多以方辉橄榄岩和纯橄岩为主，局部发育薄层状堆晶岩和基性岩墙群。岩体内发育众多铬铁矿矿化点，如在丁青接近600 km2的东西两个蛇绿岩体发现铬铁矿矿化点176个。
东巧铬铁矿是班公湖—怒江缝合带的代表性矿床，位于缝合带中段，探明储量约200万t，属中型矿床。矿体主要赋存于强蛇纹石化的方辉橄榄岩中，受岩体内部剪切带和熔体通道系统控制，呈北西-南东向带状展布，与区域构造线一致。矿石以块状和稠密浸染状为主，Cr2O3含量为35%～48%，Cr/Fe值为2～3。尽管规模不及罗布莎矿床，但东巧铬铁矿以独特的矿石环带结构和PGE异常为特征，为研究地幔熔体演化提供了关键线索，不排除在蛇绿岩体深部熔体通道系统中存在高品位矿体的可能。
内蒙古累计查明资源量为254万t，预测资源量达878万t。发育二连—贺根山、柯单山等多条大型蛇绿岩带，产出40余个蛇绿岩型铬铁矿矿床(点)(图13a)。贺根山蛇绿岩带地表出露规模较大，已发现中型铬铁矿1处、小型铬铁矿1处和矿点14处。贺根山蛇绿岩主要由强蛇纹石化方辉橄榄岩组成，含有少量纯橄榄岩、块状及气孔杏仁状蚀变拉斑玄武岩和含放射虫硅质岩。通过区域重力、磁法和物性测量圈定了局部重力异常34处，综合研究圈定找矿远景区9处。在二连浩特苏尼特左旗，发现巴彦德勒格日、哈尔哈达、朝日吉音呼日勒、查干德勒等不规则蛇纹石化橄榄岩，发现矿床、矿点、矿化点共计6处。
(a)—贺根山地区区域地质图;(b)—贺根山蛇绿岩地质简图;(c)—贺根山3756号豆荚状铬铁矿矿床剖面图。
贺根山铬铁矿岩体主要有方辉橄榄岩、堆晶岩和基性熔岩。方辉橄榄岩是主体岩性，内部分布有1 600余个纯橄岩豆荚和大量基性岩墙，大量纯橄岩豆荚都伴随铬铁矿矿化，可见纯橄岩豆荚包含透镜状铬铁矿矿体。堆晶岩单元上部为辉长岩，下部为纯橄岩和橄长岩，条带状铬铁矿矿体较少。基性熔岩单元覆盖在堆晶岩单元之上，两者呈断层接触关系(图13b)。目前，贺根山岩体中发现10余条铬铁矿矿体，均为豆荚状铬铁矿，包括3756、基东和B265等矿床，而产在堆晶岩中的属于层状铬铁矿床，包括41和820矿床。其中，3756为该地区最大的铬铁矿矿床，主矿体有6条，长数米至数十米，厚数厘米至数米。围岩为蛇纹石化纯橄岩和方辉橄榄岩，纯橄岩中赋存透镜状矿体，与方辉橄榄岩的叶理方向一致(图13c)。矿石类型包括稀疏浸染状、稠密浸染状和块状，铬含量依次升高。当前已探明资源量达150余万t，已有资料显示，贺根山航磁异常圈定的超基性岩块的面积远大于地表出露面积(超过两倍)，指示该带可能有隐伏超基性岩体，是实现铬铁矿找矿突破的潜力区。
大道尔吉潜力区位于甘肃省西部祁连山西端，与铬铁矿有关的岩体主要为大道尔吉—小道尔吉超基性岩，铬铁矿矿体均产于纯橄榄岩中。大道尔吉铬铁矿区超基性岩体长为8.4 km，宽为0.5～0.9 km，面积约8 km2，已发现工业矿体共338个。
大道尔吉属于岩浆晚期同生矿床，达中型规模，储量为74.40万t，保有资源储量为189.50万t，其富矿石中铬铁矿的Cr2O3含量平均约33.7%。该矿床成矿岩体由北至南可分为两个部分:地幔橄榄岩带和基性-超基性堆晶杂岩带。前者岩性主要为蛇纹石化橄榄岩和蛇纹岩，后者主要由含辉纯橄岩、辉石橄榄岩、辉长岩和透辉石岩组成，二者呈断层接触。其中，堆晶杂岩带发育堆积层理构造，一般可划分出3个堆积旋回。铬铁矿矿体主要赋存于第三旋回底部纯橄岩中。矿体呈长条状、透镜状、扁豆状。含矿岩性主要为纯橄岩，其次为含辉纯橄岩(图14)。大道尔吉累计查明铬资源储量约200万t，预测500 m以浅资源量为227万t，1 000 m以浅资源量为541万t。
我国铬铁矿找矿的思路是一个逐渐深化的过程。20世纪五六十年代，我国将超基性岩中的纯橄岩作为寻找铬铁矿的重点部位。最初重点大多分布在在吉林延边开山屯、宁夏小松山和河北高寺台、大庙一带，但没有重大发现。直到1958年，在铀矿预查时发现了新疆萨尔托海铬铁矿，之后5年内又探获鲸鱼铬铁矿。1964—1966年，原地质部在新疆组织了铬铁矿会战，全力推进新疆地区铬铁矿勘查和开发。1970年鲸鱼矿山建成投产，这是当时我国唯一正规建井开采的铬铁矿矿山。同时，在20世纪60年代初，西藏罗布莎铬铁矿也被发现，使西藏成为中国铬铁矿的主要产地。这一时期，在甘肃肃北发现了大道尔吉铬铁矿，在北京密云和河北陆续发现放马峪、高寺台和毛家厂等小型似层状铬铁矿矿床。
20世纪80年代末，勘查工作基本涵盖我国主要的含铬超基性岩体，但由于找矿技术和找矿思路的限制，整体勘探效果不佳。尤其是全世界内，已探获质量好、品位高、规模较大的铬铁矿矿体，绝大多数不在纯橄岩中，而是在方辉橄榄岩中。随着板块构造理论引入我国并逐渐被广大地质工作者接受，蛇绿岩的研究取得了重要进展，铬铁矿的成因机制也从与岩浆分异相关发展到与深部地幔橄榄岩的演化有关，并逐步在找矿中考虑大地构造背景等控矿因素。
进入21世纪，尤其是2012年，依托地质矿产调查评价专项，在西藏罗布莎取得了较好的找矿效果，发现了Cr-80—89和其他6个铬铁矿盲矿体，提交铬铁矿矿石资源量为201.8万t，其中Cr-80矿体资源量约115万t，成为目前国内发现单体顶级规模的铬铁矿矿体。2024年，在西藏罗布莎和新疆萨尔托海再次取得了新的找矿进展。经过多年的工作，我国已初步查明铬铁矿资源分布格局。
尽管如此，由于我国基性-超基性岩岩体中的铬铁矿品位低、规模小、工业价值不高，再加上一直以来缺乏有提振信心的重大找矿成果，以至于业内认为中国无大型铬铁矿、找矿不如买矿，这些观点成为中国铬铁矿找矿停滞不前的重要原因。
大量研究表明，豆荚状铬铁矿具有极强的成矿时空专属性。在成矿时代上，豆荚状铬铁矿的形成时代取决于古洋的闭合时代。在成矿空间上，豆荚状铬铁矿受蛇绿岩岩性控制，而蛇绿岩又受到大型构造环境控制。我国豆荚状铬铁矿与国外大型豆荚状铬铁矿位于相同构造环境，但资源储量与国外相比存在巨大差距。例如，在特提斯成矿域，同为侏罗纪时期的铬铁矿，希腊和伊朗的资源量高出我国东巧铬铁矿十几倍。同样，在古亚洲洋成矿域的哈萨克斯坦和俄罗斯境内的豆荚状铬铁矿资源储量均达到超大型矿床级别，处于古亚洲洋成矿域内的中国境内，铬铁矿矿床多为中小型。这种资源储量的差异，不能定论为中国境内无大型豆荚状铬铁矿矿床。相反，在同一成矿带，境外已发现丰富资源更会增强境内找矿的信心。
一般来说，岩体出露面积大，代表其受到构造破坏程度较低，成矿潜力通常会更好。豆荚状铬铁矿矿体形态不规则、侧向延伸有限、具有独特的瘤状和球状结构。相对层状铬铁矿，豆荚状铬铁矿矿体一般规模较小且变化较大，从数厘米至数十米，如菲律宾阿科杰铬铁矿矿体长为10～600 m，矿体厚数厘米至40 m。全球著名的大型豆荚状铬铁矿矿床多产于规模较大的蛇绿岩体中，未见小岩体成大矿的实例。统计分析研究表明，赋存全球著名的豆荚状铬铁矿矿床的蛇绿岩带，出露面积一般为100 km2至数千平方千米。例如，巴基斯坦的巴赫蛇绿岩带出露面积约3 000 km2，分布有460 km2的萨布兰陀加尔、128 km2的江格陀加尔、102 km2的坎诺赛等几个岩体，产出数百个矿体。哈萨克斯坦的肯皮尔赛岩体面积为2 000 km2，最长矿体为1.8 km，最厚矿体为230 m。俄罗斯拉伊兹蛇绿岩带，出露面积为380 km2，分布铬铁矿矿点有200处。古巴的卡马圭岩体面积为1 000 km2，矿体数量超越100个。阿尔巴尼亚布尔齐泽铬铁矿，在370 km2的蛇绿岩带范围内发育多达370个矿点，具经济意义的大型矿床有4处。
综上，在我国具备寻找大型豆荚状铬铁矿的条件。要寻找大型豆荚状铬铁矿矿体，必须要先找到大型蛇绿岩体。结合豆荚状铬铁矿的成矿专属性，本文认为聚焦特提斯、古亚洲洋两大成矿域，在构造缝合带内找大型蛇绿岩体，在大型蛇绿岩体内找纯橄岩或方辉橄榄岩，在纯橄岩或方辉橄榄岩中找铬铁矿，是适应我国寻找豆荚状铬铁矿的主要思路。
铬铁矿的勘查技术选择与其物理化学性质紧密关联。从地球化学特性来看，铬铁矿在成矿过程中常缺乏显著的元素分散晕，导致传统地球化学方法(如土壤或岩石地球化学测量)对矿体的指示效果较弱，这与其元素迁移惰性和矿床封闭性特征有关。而铬铁矿与围岩之间密度、磁性的差异使地球物理探测成为有效手段，能够最终靠异常区间接圈定矿体空间形态。
综合考虑当前的勘查技术方法，本文提出铬铁矿找矿应以“蛇绿岩控矿”理论为核心，遵循“区域选区—靶区圈定—矿体定位—验证评价”的递进思路，构建多技术融合的勘查组合。
(1)区域选区阶段(大地构造-岩体定位)，开展大地构造背景分析，筛选大型蛇绿岩分布区，结合遥感与地球物理扫面圈定蛇绿岩体三维展布。例如，班公湖—怒江缝合带中的东巧、丁青蛇绿岩，二连浩特苏尼特左旗蛇绿岩等。
(2)靶区圈定阶段(岩相-构造约束)，通过地表专项填图，精细划分蛇绿岩岩相分带(地幔橄榄岩、堆晶岩等)，聚焦方辉橄榄岩-纯橄岩过渡带。重视地区构造研究，分析岩体内断裂、糜棱岩化带等控矿构造特征，结合地化指标(如镁铁比值)筛选有利成矿区。
(4)验证评价阶段(钻探-模型优化)，基于重磁-电磁异常交叉验证，实施定向钻探验证矿体空间形态;融合钻孔岩心数据与物探反演结果，构建矿体三维预测模型，指导储量估算。
聚焦特提斯与古亚洲洋两大全球性铬铁矿成矿域，针对我国境内重点蛇绿岩带开展靶区筛选。
雅鲁藏布江缝合带优选罗布莎、泽当等典型蛇绿岩体，其地幔橄榄岩相带内已发现高铬型矿化(Cr#值60%)，是深部找矿的重点区域。班公湖—怒江缝合带瞄准东巧、丁青等岩体，其超基性岩体规模大、构造肢解程度低，且矿化众多，具备豆荚状矿体赋存潜力。
西准噶尔地区针对萨尔托海、唐巴勒等岩体，该类岩体以高程度部分熔融为特征，与中亚大型铬铁矿成矿背景相似。二连—贺根山蛇绿岩带内重点评价贺根山、乌珠尔等岩体，目前已在地幔橄榄岩中可见浸染状铬铁矿矿化，需结合构造解析厘清成矿期次。
中国豆荚状铬铁矿普遍呈现“小、散、深”等特征，如最大的铬铁矿矿体罗布莎矿体长仅150 m、平均厚度不足10 m。针对这一特征，在我国铬铁矿钻探部署中，应在孔深、孔间距等方面加深、加密，孔间距为20～50 m。
(1)全球铬铁矿以层状和豆荚状铬铁矿为主，资源分布极不均衡。其中，津巴布韦、哈萨克斯坦、南非、印度和土耳其5国合计占全球储量97.2%。豆荚状铬铁矿资源高度集中于特提斯和古亚洲洋成矿域内，如哈萨克斯坦肯皮尔赛超大型矿床。
(2)我国铬铁矿资源以豆荚状为主，矿床规模小，品位中等。但我国与国外大型豆荚状铬铁矿同处特提斯和古亚洲洋成矿域，具备较好的豆荚状铬铁矿成矿地质背景，且大型蛇绿岩体广泛分布，存在重要的铬铁矿找矿潜力。
(3)我国铬铁矿找矿工作应以“蛇绿岩控矿”理论为核心，聚焦特提斯(雅江、班怒带)和古亚洲洋(萨尔托海、二连—贺根山)缝合带内大型蛇绿岩体，优先评价岩相分带(方辉橄榄岩-纯橄岩过渡带)和构造格架。开展技术体系创新，构建“大地构造—岩相填图—综合物探—智能预测—钻探验证”全流程方法体系。
(4)优先靶区验证，近期聚焦新疆萨尔托海，西藏罗布莎、东巧、内蒙古贺根山等地区深边部部署钻探，验证重磁-电磁异常交叉靶区。
感谢河北地质大学李英杰教授，中国地质科学院地质研究所唐跃、李源、赵衡，哈尔滨自然资源综合调查中心徐建鑫，廊坊自然资源综合调查中心刘博等专家的热心指导!感谢审稿人对稿件修改提出的建设性意见!
原文来源：《地学前缘》2025年第6期 pp.473-496返回搜狐，查看更加多
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