铂族元素(PGE)主要存在地幔岩石和铬铁矿之中,可以示踪地幔岩和铬铁矿的形成与演化过程。铬铁矿中Os-Ir、Fe-Ti等金属矿物中分别发现了金刚石、玻安质尖晶石和呈斯石英假象的柯石英,表明这些PGM可以建立起铬铁矿与深部超高压极还原环境之间的联系。铂族矿物(PGM)矿物共生组合和原位显微结构能为我们理解和认识铬铁矿结晶时的物理化学条件提供重要的线索。因此,系统开展铬铁矿中原位PGM研究,有助于我们理解异常矿物在铬铁矿中的保存机制和铬铁矿的形成过程。本文通过显微镜、电子探针等研究手段对西藏、土耳其、阿尔巴尼亚、乌拉尔等地的铬铁矿进行原位PGM研究,对PGM的共生矿物组合、显微结构等进行系统分析,尝试了解这些PGM形成的物理化学条件及演化过程,剖析PGM与铬铁矿之间的成因联系,为讨论蛇绿岩型铬铁矿的深部成因研究提供矿物学线索。主要取得如下认识:(1)查明了研究区各铬铁矿中原位PGM的赋存状态。原位查明了西藏罗布莎、泽当、普兰、东波以及国外的土耳其Pozanti-Karsanti、阿尔巴尼亚Bulqiza、极地乌拉尔Ray-Iz蛇绿岩内铬铁矿的PGM矿物种类和显微产状,发现了包括金属硫化物、合金、硫砷化合物等在内的16种PGM矿物;这些PGM包括单相和组合相包裹体两种产出状态,其中组合相包裹体可划分为PGM±硅酸盐类、PGM+BMM(贱金属矿物)±硅酸盐矿物类类、BMM±硅酸盐组合类三种类型,它们受熔体/岩石反应、结晶分异和熔体混合等过程控制;研究发现不同研究区铬铁矿中的PGM矿物组合和成份都不尽相同,反映PGM与他们的形成环境紧密相关。(2)PGM直接结晶于铬铁矿母熔体中,主要受熔体的硫逸度f(S2)和温度T所控制。早期高温低硫逸度条件下Os-Ir-Ru合金最先晶出,而后形成高Ru的硫钌矿,随着环境硫逸度f(S2)的升高逐渐形成更富Os、Ir的硫钌矿;而后从铬铁矿母熔体结晶出硫锇矿、PGE硫砷化合物以及碱金属硫化物等。Os-Ir合金的结晶一般要求温度T大于1250℃,硫逸度logf(S2)小于-2;硫钌矿形成条件是温度T小于1200℃,硫逸度logf(S2)≈-2到-1;硫锇矿与硫砷化物的晶出条件是温度T≈1100℃,硫逸度logf(S2)≈0;贱金属硫化物的晶出条件是温度T小于1000℃,硫逸度 logf(S2)≈+2。(3)罗布莎矿区的PGM表明铬铁矿母熔体是处在高温、低硫逸度环境,受控于熔体岩石反应和结晶分异作用;康金拉矿区更多反映了铬铁矿母熔体是多源性熔体的混合的结果;香卡山PGM反映了晚期铬铁矿的经受改造的过程,可能与蛇纹石化或热液交代活动有关。西藏泽当、普兰、东波铬铁矿中的PGM主要受熔体/岩石反应和熔体结晶分异作用控制。Pozanti-Karsanti蛇绿岩PGM主要形成于高温条件低硫逸度环境,以熔体结晶分异为主。阿尔巴尼亚和乌拉尔铬铁矿PGM的形成主要受熔体混合作用控制。(4)讨论了 Os-Ir合金矿物与超高压异常矿物之间联系。Os-Ir合金矿物形成于高温低硫逸度环境(一般温度高于1200℃,硫逸度(logf(S2)<-2),从岩石圈浅部至深部的核幔边界都可以形成Os-Ir合金。含有超高压异常矿物的Os-Ir合金的成因模式可能是合金本身直接在超高压极还原环境中结晶,并捕获环境中已结晶出来的超高压、极还原矿物,而后Os-Ir合金又整体被铬铁矿包裹,然后在地幔柱作用下,被深部地幔的富水、挥发份的熔流体运移岩石圈浅部。(5)铬铁矿中PGM研究应结合原位和单矿物分选两种方法,这样既能全面反映铬铁矿中的PGM种类和含量,又能结合PGM的原位结构信息。未来PGM矿物研究应加强PGM矿物本身的精细显微结构研究,原位微区Os同位素、S同位素和微量元素的研究是将来的研究重点。此外,值得指出的是铬铁矿或地幔橄榄岩的全岩Re-Os同位素地质解释时要特别小心,须结合PGM的矿物组合关系和产出状态。