西藏双湖县达威地区沉积型铬铁矿的发现及其找矿指示意义

Graphical abstract

铬铁矿是战略性关键金属资源，也是金属铬的主要来源，广泛应用于冶金、耐火材料和化工等领域，是国防工业与高端制造业不可或缺的关键材料（袁建国等，2025）. 然而，我国铬铁矿资源极度短缺，对外依存度高达90% 以上. 这种高度依赖进口的局面，使铬铁矿成为我国最紧缺的战略性矿产之一，对国家经济安全和国防安全构成潜在威胁（翟明国等，2019）. 铬铁矿床主要有两种成因类型：一种是与基性‒超基性层状侵入体有关的层状矿床；另一种是与蛇绿岩密切相关，赋存于地幔橄榄岩或纯橄岩中的豆荚状矿床，即蛇绿岩型铬铁矿，是我国铬铁矿的主要类型（王希斌和鲍佩声，1987；鲍佩声，2009；杨经绥等，2010；Yang et al.， 2021；熊盛青等，2024；Xiong et al.， 2026）.

长期以来，找矿勘探工作主要聚焦于原生蛇绿岩型铬铁矿，而对次生铬铁矿，尤其是沉积型铬铁矿关注明显不足. 沉积型铬铁矿是由蛇绿岩遭受风化剥蚀后，经搬运和再沉积作用富集而成的外生矿床. 该类矿床常赋存于沉积地层中，具有层位稳定、分布范围较广、易于勘查和开发等特点，有望成为铬铁矿新的找矿突破方向.2025 年，研究团队在班公湖‒怒江缝合带达威‒东巧地区开展航空物探调查及地面异常查证工作，新发现了沉积型铬铁矿含矿层. 值得注意的是，东巧地区新近报道的沉积型铬铁矿（曾罡等，2026）与达威地区同处班公湖‒怒江缝合带中段，二者空间上紧密相邻.达威地区的新发现进一步表明，班公湖‒怒江缝合带内与蛇绿岩相关的风化剥蚀体系及其近源沉积地层，具备形成和富集沉积型铬铁矿的良好条件，可能构成区域铬铁矿找矿的重要新领域. 因此，加强沉积型铬铁矿的调查评价，推动原生矿床与次生矿床的协同勘查，对于拓展铬铁矿找矿空间和缓解我国铬铁矿资源短缺问题，具有重要的现实意义.

1 区域地质背景

青藏高原是由一系列从冈瓦纳大陆北缘裂解出的块体或者微陆块拼贴到欧亚大陆南缘而形成，经历了原特提斯、古特提斯、中特提斯和新特提斯等洋盆的诞生和消亡等有关的多阶段的大陆裂解、洋盆扩张、大洋俯冲和陆（弧）‒陆碰撞等板块构造过程.班公湖‒怒江缝合带（简称班怒带）作为拉萨和羌塘地块的构造分界线，是班公湖‒怒江特提斯洋（中特提斯洋）闭合后的遗迹（图1） （Yin and Harrison， 2000； Pan et al.， 2012）.沿班怒带出露众多蛇绿岩体，主要包括班公湖、改则、尼玛、东巧、安多、丁青等（Shi et al.， 2008，2012； Zhou et al.， 2004； Wang et al.， 2016）.该缝合带自西向东可划分为三个部分，包括西段的班公湖‒改则‒洞错，中段的东巧‒安多及东段的丁青‒怒江三段，向东延入缅甸境内（王希斌和鲍佩声，1987；Pan et al.， 2012）.在班公湖、改则和东巧出露了较完整的蛇绿岩剖面，包括纯橄岩、方辉橄榄岩、堆晶辉长岩、席状岩墙、枕状玄武岩和硅质岩（Shi， 2007； Shi et al.， 2012； Wang et al.， 2016）.这些蛇绿岩的年龄争议较大，从二叠纪到早白垩世的结晶年龄均有报道（Zhang et al.， 2014；Wang et al.， 2016）.班怒带的蛇绿岩内发育铬铁矿，以东巧和丁青铬铁矿最为典型.近年来，除已开采枯竭的东巧东风矿外，带内又相继发现了多处铬铁矿矿（化）点，提供了重要的找矿线索（Shi et al.， 2008，2012；李观龙等，2019；曹楚奇等，2022；Zhai et al.， 2024；谢慧丹等，2025；Xiong et al.， 2026；翟庆国等，2026）.

2 达威地区沉积型铬铁矿地质特征

达威地区位于青藏高原中部的双湖县与班戈县交界地区，区内蛇绿岩沿NW⁃SE方向展布，主要由方辉橄榄岩和纯橄岩组成，并普遍发育强烈的蛇纹石化.达威地区地层主要包括中‒下侏罗统加穷岩组、康日埃岩组、东巧组，古新统‒始新统牛堡组及第四系.东巧组分布于含矿蛇绿岩带附近（图1c），以角度不整合覆盖于蛇绿岩地体之上，为一套海陆过渡相沉积，厚度约为120 m.东巧组底部为红色的砾岩和砂岩，含有石英岩、硅质岩和超基性岩等砾石；顶部为灰白色砂岩和灰岩，其中含有的珊瑚、双壳、有孔虫、藻类等指示其沉积时代为晚侏罗世‒早白垩世（汪明洲和程立人， 1980； Girardeau et al.， 1984； Marcoux et al.， 1987； 王希斌和鲍佩声，1987）.最近有学者对东巧组进行了地层学、沉积学和物源综合研究，认为东巧蛇绿岩在晚侏罗世之前仰冲到亲拉萨地体的被动大陆边缘之上（Ma et al.， 2020）.通过野外调查发现，在达威地区发现沉积型铬铁矿层出露于东巧组变质砂岩底部（图2a），出露宽度为10~50 m不等，断续出露约500 m.

铬铁矿矿石在地表呈层状产出，颜色为深黑色，具等粒结构（图2a）.镜下观察显示，碎屑颗粒多呈磨圆状或次磨圆状，分选性较好.碎屑组分主要由尖晶石组成，含有少量石英和硅质岩屑（图2c）.胶结物主要来源于蛇绿岩套风化产物，以硅质矿物和黏土矿物为主.值得注意的是，铬铁矿矿石薄片中可见由碎屑颗粒定向排列显示的水平纹理，表现出清晰的沉积韵律（图3）.同时，与铬铁矿层接触的变质砂岩中也见少量铬铁矿（图2b）.综合野外地质观察与岩相学特征，铬铁矿及其赋存岩石中的尖晶石碎屑经历了搬运和沉积过程，其物质组成与附近蛇绿岩套一致，暗示其物源区为邻区蛇绿岩套基岩；碎屑形态及成分成熟度较低，进一步表明其经历了短距离搬运，属近源沉积成因.

采集的样品地球化学分析结果显示，达威沉积型铬铁矿Cr₂O₃含量为31.49%~46.91%，TFe₂O₃含量为17.69%~27.32%，SiO₂含量为8.14%~16.96%；变质砂岩Cr₂O₃含量为0.68%~0.93%，TFe₂O₃含量为6.06%~9.76%，SiO₂含量为83.97%~90.06%（附表1）.铬铁矿矿石薄片的 TIMA面扫描分析结果显示，其中铬尖晶石碎屑的体积分数为56.03% ，胶结物的体积分数为43.97%（图3）.电子探针成分分析进一步揭示，这些碎屑尖晶石的Cr₂O₃含量为39.59%~63.24%，FeO含量为15.74%~25.13%，Al₂O₃含量为6.24%~26.90%.其Cr#变化范围较大，为50~87（附表2）.值得注意的是，在变质砂岩中，铬尖晶石的化学成分与达威铬尖晶石碎屑相似，Cr₂O₃含量为42.77%~50.72%，FeO含量为18.88%~21.93%，Al₂O₃含量为15.67%~23.35%.其Cr#为55~68（附表2）.根据Cr#值，这些尖晶石可分为高铬型（Cr#>60）与高铝型（Cr#<60）两类，其特征与近期报道的东巧沉积型铬铁矿中的尖晶石成分相似（曾罡等，2026；图4）.此外，达威沉积型铬铁矿碎屑尖晶石成分特征与达威‒东巧蛇绿岩中地幔橄榄岩（包括方辉橄榄岩和纯橄岩）内的尖晶石一致（翟庆国等，2026；Xiong et al.， 2026），暗示其物源主要来自达威‒东巧蛇绿岩中的地幔组分，为弧前橄榄岩地幔源区特征（图4）.

尽管达威与东巧沉积型铬铁矿在碎屑尖晶石成分及物源背景方面具有较高相似性，但二者在野外产出特征、矿石结构及品位等方面仍存在一定差异.东巧地区沉积型铬铁矿整体以松散‒半胶结的碎屑粒状结构为主，原始沉积特征保存较好（曾罡等，2026）；而达威地区铬铁矿则表现出更明显的成岩作用，矿石整体胶结程度较高（图2）.同时，达威矿石薄片中可见较清晰的定向排列，显示其后期经历了较强的压实与成岩改造过程（图3）.此外，达威沉积型铬铁矿的Cr₂O₃含量整体高于东巧地区，矿石品位相对更高，表明其可能经历了更强的机械分选与局部富集作用.这些差异可能反映了两地区在沉积环境、搬运距离、埋藏条件及后期构造‒变质改造程度等方面存在差别.

3 对班怒带铬铁矿找矿的指示意义

班怒带是西藏重要的蛇绿岩型铬铁矿成矿远景区，区内广泛发育的超基性岩体不仅赋存丰富的原生铬铁矿资源，近期在达威地区新发现的蛇绿岩型铬铁矿也进一步显示出该区良好的找矿潜力（翟庆国等，2026）.这些广泛出露的蛇绿岩及超基性岩体在长期风化剥蚀作用下，可形成不同规模的风化壳.在表生作用下，铬尖晶石从原生矿石中剥离、迁移并富集，经近源搬运后在碎屑地层中沉积，形成次生沉积型铬铁矿矿床.这类成矿过程揭示，与蛇绿岩伴生的风化壳及其近源沉积地层，构成了铬铁矿找矿新的重要线索和找矿空间.

2025年研究团队已完成的调查表明，班怒带达威沉积型铬铁矿矿石品位达中等以上，矿层层状展布清晰，显示出良好的成矿条件.结合其东面邻近的东巧沉积型铬铁矿的发现（曾罡等，2026），以及达威‒东巧地区已有的蛇绿岩型铬铁矿（Shi et al.， 2012； Xiong et al.， 2026；翟庆国等，2026），证实达威‒东巧地区同时发育蛇绿岩型与沉积型两类铬铁矿成矿类型.因此，沉积型铬铁矿有望成为班怒带继蛇绿岩型之后又一重要的找矿新方向.基于野外露头特征和勘查数据分析，推测达威‒东巧地区具备良好的铬铁矿远景资源潜力.

为进一步拓展找矿突破，后续工作建议如下：（1）在查明班怒带沉积古地理环境的基础上，系统开展对含矿层的探槽揭露和钻探验证，查明含矿层的空间展布与资源储量；（2）通过对沉积型铬铁矿的原生矿源进行示踪，结合地球化学分析与岩相学研究，厘清次生矿与原生矿之间的物源联系及富集机制，为构建区域成矿模型，开展资源潜力评价提供科学依据，推动班怒带铬铁矿找矿实现蛇绿岩型、沉积型两个方向协同勘查的新格局.

附表见https://doi.org/10.3799/dqkx.2026.159.

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基金资助

国家自然科学基金地质联合基金项目(U2344203)

国家自然科学基金地质联合基金项目(U2544216)

中国地质调查局地质调查项目(DD20230101703)

中国地质调查局地质调查项目(DD202601103501)

国家自然科学基金青年科学基金项目(42503038)