皖南伏川蛇绿岩位于江南造山带北东段,为华南最古老的蛇绿岩之一,其中赋存有一小型豆荚状铬铁矿床,由于该矿床储量较少,研究程度非常低。为查明该蛇绿岩及铬铁矿床的成因,并为江南造山带的构造演化提供新的依据,本研究开展了详细的野外地质调查和室内综合研究,对伏川蛇绿岩和不同类型铬铁矿石中铬铁矿及其共生矿物的主、微量元素,蛇绿岩和铬铁矿石的主、微量和铂族元素等进行深入研究,主要取得以下进展和认识:(1)伏川方辉橄榄岩形成于弧后扩张脊并受SSZ流体地幔交代作用的影响。方辉橄榄岩中橄榄石Fo值为90.65~92.17,斜方辉石Mg^#为91.43~92.17。其成岩成矿环境为低氧逸度(-0.86至+0.68log QFM),并具有从MORB向SSZ过渡的特征。伏川方辉橄榄岩LREE和LILE相对富集,REE配分型式呈“U”型,为橄榄岩与俯冲带流体或熔体反应的结果。(2)伏川铬铁矿石母岩浆为MORB。铬铁矿母岩浆(Al₂O₃)_melt、(Ti O₂)_melt和(Fe O/Mg O)_melt平均为15.08wt.%、0.69wt.%和1.05,和MORB基本一致。铬铁矿石中铬铁矿主量-微量元素蛛网图显示其配分曲线也与MORB相似,表明成矿与MORB熔体有关。(3)伏川铬铁矿为高铝型铬铁矿,大多发育裂隙结构,在颗粒边缘或裂隙处部分蚀变为铁铬铁矿。对铬铁矿核部未蚀变部分进行研究,得出方辉橄榄岩中铬尖晶石的Cr^#为54.12~64.40,Mg^#为36.21~55.20,铬铁矿石中铬铁矿Cr^#为53.97~62.59,Mg^#为58.10~69.13。而铬铁矿蚀变为铁铬铁矿后Mg^#下降,Cr^#升高,Fe^3+#升高,形成高Cr、Fe²⁺的铁铬铁矿。(4)伏川蛇绿岩和铬铁矿床的形成过程为江南造山带构造演化提供依据:(1)1.0Ga-880Ma,洋壳俯冲,形成岛弧;(2)890-860Ma,板片断裂后撤,大量的软流圈物质进入弧后扩张脊的岩浆房中,MORB岩浆与地幔橄榄岩发生大规模岩石/熔体反应形成铬铁矿;俯冲流体作用下,伏川方辉橄榄岩具深海橄榄岩和SSZ橄榄岩双重性质;(3)~820Ma,扬子和华夏板块在伏川地区最终拼贴,伏川蛇绿岩随洋壳仰冲发生构造侵位。(5)方辉橄榄岩中副矿物铬尖晶石Cr^#值在50左右、铬铁矿石中铬铁矿Cr/Fe值高(>2.3)、铬铁矿石的Pd/Ir值低(<2.0)以及方辉橄榄岩中等程度部分熔融等地球化学特征可作为大中型豆荚状铬铁矿床成矿地球化学指标。利用上述指标特征,结合伏川地区勘查资料,推测伏川铬铁矿床应该不具备大中型铬铁矿床的成矿潜力。以上指标的建立也为江南造山带乃至全国的蛇绿岩型豆荚状铬铁矿的找矿部署提供依据。