晚太古代斜长岩型铬铁矿的成因新解：来自格陵兰Fisken?sset与印度Sittampundi的地球化学证据

本研究针对晚太古代（2900–2500 Ma）斜长岩型铬铁矿（anorthositic chromitites）的成因难题，通过LA-ICP-MS（激光剥蚀电感耦合等离子体质谱）首次系统分析了格陵兰Fisken?sset和印度Sittampundi两地铬铁矿的微量元素特征，结合主量元素数据，揭示了角闪石分异（amphibole fractionation）对铬铁矿成分的控制作用，提出母岩浆中水的存在是铬铁矿结晶的关键因素，为理解太古宙构造-岩浆过程提供了新视角。

　　

晚太古代斜长岩型铬铁矿是一种罕见的岩石组合，由高钙斜长石（>An₉₀）、钙质角闪石和富铁铬铁矿组成，仅局限于2900–2500 Ma的地质记录中。与科马提岩、洋壳和层状侵入体中的铬铁矿相比，其成因长期存在争议。格陵兰Fisken?sset和印度Sittampundi的斜长岩型铬铁矿因其独特的成分和时代背景，成为研究太古宙地壳演化的关键窗口。然而，关于其母岩浆性质（含水vs无水）及分异过程的认识仍存在分歧。

为解决这一问题，中国某研究机构联合国际团队对两地铬铁矿开展了系统的地球化学分析。研究首次报道了Fisken?sset和Sittampundi铬铁矿的微量元素数据，结合主量元素分析，揭示了角闪石分异对铬铁矿成分的控制机制。论文发表于《Precambrian Research》，为理解太古宙岩浆-构造耦合过程提供了关键证据。

关键技术包括：激光剥蚀电感耦合等离子体质谱（LA-ICP-MS）分析微量元素，电子探针微区分析（EPMA）测定主量元素，以及Cr#（Cr/(Cr+Al)）与Fe#（Fe²⁺/(Fe²⁺+Mg)）成分图解建模。样品来自Fisken?sset和Sittampundi的11个铬铁矿层，并辅以布什维尔德杂岩体样品作为数据质量控制参照。

主要结果

1. 主量元素组成：Fisken?sset铬铁矿的Fe#（0.740–0.861）和Cr#（0.397–0.566）范围宽于Sittampundi（Fe# 0.593–0.683，Cr# 0.430–0.500），但两地铬铁矿均显示Ti和Sc亏损，与角闪石分异的熔体结晶特征一致。
2. 微量元素特征：UG2布什维尔德铬铁矿标准化图谱显示两地铬铁矿的Ti-Sc负异常，进一步支持角闪石分异模型。Fisken?sset铬铁矿含更高Mn、V、Ga，而Sittampundi富集Ti、Ni、Zn、Co，反映母岩浆局部差异。
3. 变质作用影响：尽管经历角闪岩相-麻粒岩相变质，铬铁矿仍保留原生岩浆成分，Sittampundi的斜长石-角闪石组合被解释为太古宙原生成因。

结论与意义
研究提出斜长岩型铬铁矿的形成需含水母岩浆，角闪石结晶导致熔体水含量降低，触发铬铁矿沉淀。这一模型挑战了前人关于无水母岩浆或岩浆混合的假说，强调了水在太古宙铬铁矿成矿中的核心作用。其时代专属性（2900–2500 Ma）可能指示太古宙特定的构造体制（如弧环境），为探索早期地球动力学过程提供了地球化学标尺。

作者贡献
S. Veni（第一作者）负责数据采集、分析与论文撰写；Hugh Rollinson指导研究设计；Pierre Burckel和Stephen Eggins参与数据验证；已故的Brian F. Windley为研究提供了关键学术支持。研究受印度学术促进计划（SPARC）资助。