地质学家揭示了地幔中的岩浆如何提供自然宝藏

时间：2021-07-30 14:52:10 来源：

这是Rais Latypov教授在分层铬铁矿层示例之前。威斯大学

南非的历史和经济是建立在其丰富的自然资源中的，这些自然资源中包含许多贵重金属，石头和矿物。

该国的矿藏是通过数亿年的时间仍未完全了解的过程而形成的。

其中一个困扰着科学家和地质学家多年的过程，就是由层状侵入体（我们星球上铬的主要来源）所容纳的铬铁矿层的起源。数十年来，这个过程一直是个谜，因为科学家们试图弄清从地幔中来的岩浆是如何形成纯铬铁矿层的。这些应该富含一种称为橄榄石的矿物质，而不是铬铁矿。

几十年来，威斯大学地球科学学院的Rais Latypov教授及其团队一直在努力寻找一种机制，可以解释浅层地壳室中大型铬铁矿沉积物的形成。他们通过研究南非布什维尔德综合体中的铬铁矿层找到了答案，那里有80％的全球含铂铬铁矿矿床资源可以找到。

“人们普遍认为，来自地幔的岩浆不能直接使铬铁矿结晶，因为正在融化的地幔岩石富含橄榄石，因此这些熔体应该使橄榄石而不是铬铁矿结晶，”南非威特沃特斯兰德大学的地球科学专业，其研究团队于2018年在《自然通讯》上发表了一篇论文。

南非布什维尔德综合体的块状铬铁矿层。在东部布什维尔德综合体的卡梅伦部分工作的露天矿中暴露的aLG6，LG6a和LG6b块状铬铁矿。规模人为〜1.85m.b在与上述相同的露天矿中（LGELA大型铬铁矿的近景）（Cameron区段，East Bushveld Complex）。标尺锤的长度约为50厘米。 Rais Latypov等人，Nature Communications，doi：10.1038 / s41467-017-02773-w

“数十年来，我与一大批同事一直在努力寻找一种机制，可以解释在浅地壳室中这些大铬铁矿沉积物的形成，但事实证明，我们一直在寻找错误的地方。 ”

为了找到这些问题的答案，Latypov和他的团队一直在研究南非Bushveld矿区的铬铁矿层，该矿床可发现全球80％以上的含铂铬铁矿矿床。

他们发现，一些玄武岩岩浆从地幔中穿过地壳上升到地球表面时，减压后会形成铬铁矿。随着岩浆从地幔上升到地壳，压力降低是铬铁矿结晶过程的关键。

“当这些岩浆进入仅位于地球表面以下几公里的浅层岩浆室内时，它们已经在纯铬铁矿中饱和，并且在冷却时可以使层状含铂的块状铬铁矿结晶。”

铬是重要的工业元素，可显着改善钢的物理和化学性能，提高强度并使其耐腐蚀。与这些岩石相关的铂被用于汽车内的催化转化器中，以将有毒废气分解成相对良性的物种。

在此过程中形成的斑马纹的含铬亚铬酸盐彩色层清晰可见于姆普马兰加市Steelpoort附近的Bushveld矿山顶部的山脊中，该山丘由于侵蚀而暴露了数百万年。形成。这些层中的一些层可能厚几米，并延伸数百公里。

布什维尔德综合大楼占地面积100平方公里。它从东部Mpumalanga的Steelpoort延伸到比勒陀利亚，一直延伸到西部的Pilanesberg。从南边的姆普马兰加省伯特利（Bethal）到林波波（Limpopo）的波罗克瓦尼（Polokwane）以北。我们认为，布什维尔德（Bushveld）暗室一定是一个流通系统，岩浆进入其中并沉积其铬铁矿，然后从暗室中流出，并通过现已被侵蚀的火山岩玄武岩喷发， Latypov说。

“看来，在地幔衍生的熔体向地表的转移过程中，岩石静压力的降低在产生行星资源的岩浆形成中起着至关重要的作用，否则，现代人类社会将无法以可持续的方式发展。”

关于世界范围内其他岩浆沉积物（如层状侵入体中的含钒磁铁矿）是否也可能与岩石静压降低有关，目前正在进行进一步的研究。

出版物：Rais Latypov等人，“含铂的铬铁矿层是由岩浆上升过程中的压力降低引起的”，《自然通讯》，第9卷，文章编号：462（2018）doi：10.1038 / s41467-017-02773-w

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