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地质学家揭示岩浆如何从地幔中提供天然宝藏

2018-05-14
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这是Rais Latypov教授在分层铬铁矿层的例子之前。 Wits University

南非的历史和经济建立在其丰富的自然宝藏中,包括许多贵重金属,石头和矿物。

该国的矿藏已经在数亿年内通过尚未完全了解的过程而创造。

多年来一直困扰着科学家和地质学家的这些过程之一就是分层侵入体 - 这是我们这个星球上主要的铬源 - 所主持的铬铁矿层的起源。这个过程几十年来一直是一个谜,因为科学家们试图弄清楚来自地幔的岩浆是如何形成一层纯铬铁矿的。这些矿物被认为是富含橄榄石的矿物 - 不是铬铁矿。


几十年来,Wits大学地球科学学院的Rais Latypov教授和他的团队一直试图找到一种机制来解释浅层地壳中大型铬铁矿沉积的形成。他们通过研究南非布什维尔德矿区的铬铁矿层找到了答案,在那里可以找到80%以上的含铂铬铁矿矿床全球资源。 / em

“人们普遍认为源自地幔的岩浆不能直接结晶铬铁矿,因为正在熔化的地幔岩石中富含橄榄石,因此这些熔体应该结晶橄榄石而不是铬铁矿,”拉里波夫教授说。南非威特沃特斯兰德大学的地球科学研究小组于2018年在“自然通讯”上发表了一篇论文。

南非Bushveld复合体的大量铬铁矿层。 LG6a,LG6b和LG6b块状铬铁矿暴露在Eastern Bushveld Complex的Cameron部分开采的露天矿中。规模的人是〜1.85米。 b在上述工作的同一露天矿内(东部Bushveld综合体的Cameron部分)仔细观察LG6a块状铬铁矿。刻度锤的长度约为50厘米。 Rais Latypov等,Nature Communications,doi:10.1038 / s41467-017-02773-w

“与我的一大批同事一起,我几十年来一直在努力寻找一种机制来解释浅层地壳中这些大型铬铁矿矿床的形成,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综合体中的铬铁矿层,在该综合体中可以找到超过80%的含铂铬铁矿矿床全球资源。

他们发现,一些玄武质岩浆在减压后会形成铬铁矿,从地幔通过地壳向地球表面上升。随着岩浆从地幔升至地壳,压力降低是铬铁矿结晶过程的关键。

“当这些岩浆到达浅层岩浆房时,它们坐落在地球表面几公里处,它们已经在纯铬铁矿中饱和了,并且在冷却时可以使含铂块状铬铁矿层结晶。”

铬是重要的工业元素,可显着改善钢的物理和化学性能,增加其强度并使其耐腐蚀。与这些岩石相关的铂被用于汽车内的催化转换器,以将有毒废气分解成相对温和的物种。

通过这一过程形成的含铂铬铁矿的斑马条纹彩色层可以清楚地看到,位于姆普马兰加省斯波特堡附近的Bushveld复合体顶部的脊部,在它们经过数百万年的侵蚀后,形成。其中一些层可以有几米厚,并延伸数百公里。

“布什维尔德大楼占地面积为100平方公里。它从东部普马兰加省的Steelpoort延伸,经过比勒陀利亚和西部的匹兰斯堡;并从南部的姆普马兰加市Bethal,到Limpopo的Polokwane以北。我们认为,布什维尔德室必须作为一个流通系统进行操作,岩浆进入和沉积它们的铬铁矿之前,流出室,并通过火山喷出玄武岩,现在已经被腐蚀掉,“Latypov说。

“似乎地幔熔体向地表传递过程中,岩石静压的降低在形成地球资源的岩浆形成过程中起着至关重要的作用,否则现代人类社会无法以可持续的方式发展。”

目前正在进行进一步的研究,探讨世界各地的其他岩浆矿床,例如分层侵入体中的含钒磁铁矿,是否也可能与岩石减压有关。

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造成的”,Nature Communications,第9卷,文章编号:462(2018)doi:10.1038 / s41467-017-02773-w

Source:Schalk Mouton,Wits University