本网讯 近日，中南大学地球科学与信息物理学院陈儒军副教授课题组对来自巴基斯坦北部的Dargai Complex Heru-Shah地区铬铁矿石及其相关围岩样品开展了岩石物理实验研究。题为“基于实验研究的豆荚状铬铁矿及其围岩的频谱激电刻画与岩石物理性质（Spectral Induced Polarization Characterization and Petrophysical Properties of Podiform Chromite Deposits and Their Host Rocks Electrical Response: An Experimental Study）”的论文发表于国际权威学术期刊《自然资源研究》 （Natural Resources Research）。陈儒军为本文通讯作者，苏丹籍博士研究生Ashraf Mohamed（伊丁）为第一作者。巴基斯坦阿卜杜勒·瓦利汗大学、中国科学院地质与地球物理研究所等单位合作参与研究。

铬铁矿矿床是铬的重要来源。快速的工业化和现代化显著增加了对铬和黑色金属的需求。铬和黑色金属在冶金、化工和耐火材料工业中有广泛的应用，如钢铁、涂料和镍铬合金工业。由于矿体不表现出显著的地球物理异常，因此对浸染状铬铁矿矿床的地球物理勘探一直具有挑战性。了解岩石的物理参数可以使地球物理数据的解释更加准确。对铬铁矿床开展岩石物理研究则有助于理解铬铁矿矿床及其围岩的电性和岩石物理参数。

陈儒军团队使用自研的岩矿石阻抗分析仪测量了低频范围（0.01-1 kHz）内铬铁矿石及其相关围岩的频谱激电（SIP）响应，分析了密度和磁化率与SIP响应中的极化率和弛豫时间的相关性，建立了SIP数据库，以便于对豆荚状铬铁矿及其围岩的地球物理勘探数据进行解释。研究结果显示，岩石学和地球化学分析揭示了关键的蚀变过程，即铬铁矿转变为铁铬铁矿，同时铬含量和矿物结构发生变化；铁铬铁矿（蚀变铬铁矿）表现出最高的电阻率（约500,000Ω·m）和强电容行为，其极化率（0.61）和弛豫时间（2.42 s）值与围岩（如方辉橄榄岩、纯橄榄岩和蛇纹岩）明显不同；蛇纹岩化岩石显示出最高的磁化率，平均值为（3.5×10⁻³SI），这是由于蚀变过程中磁铁矿的形成，其次是方辉橄榄岩（2.93×10⁻³SI）、铁铬铁矿（2.6×10⁻³SI）和纯橄榄岩（0.96×10⁻³SI）。因此，铁铬铁矿被认为是极化响应的主要载体，频谱激电（SIP）响应可以有效地理解岩石样品的电性特性，这为频谱激电（SIP）与岩石物理和岩石学相结合的研究提供了新的思路，对进一步缩小勘探区域具有重要意义。此外，中国作为全球最大的不锈钢生产国和消费国，铬铁矿对外依存度高达90%以上。通过加强国内铬铁矿勘探，可显著降低对进口资源的依赖，保障国家战略性矿产资源安全。

图1 铁铬铁矿的极化效应

图2 围岩样品复电阻率响应

图3 不同铬铁矿品位和蚀变强度与极化率和弛豫时间的关系

（一审：何美琴 二审：唐潇珺 三审：李殷）