2017年4月3日-14日，国际地球科学研究计划“金刚石与地幔再循环”项目（IGCP-649）在中美洲古巴举办了第三届蛇绿岩国际研讨会，并组织了对古巴Mayarí-Baracoa蛇绿岩及铬铁矿的野外考察。研讨会作为第VII届古巴地球科学大会（ VII Cuba Earth Science Convention ）的专题会议之一，由IGCP-649项目和古巴地质调查局联合举办，会议的主题为探讨目前学术界关于大洋岩石圈地幔演化、蛇绿岩及铬铁矿的前沿问题。会议宗旨是结合以上前沿问题，以古巴Mayarí-Baracoa蛇绿岩及铬铁矿为典型代表，给新的蛇绿岩和现代洋壳研究者提供一个交流和学习的平台。尤其希望我国的年轻地质科学家，在对比研究中国的蛇绿岩和铬铁矿矿床的同时，结合蛇绿岩中发现金刚石深部矿物等一系列新的科学问题，用现代的科学理念和先进的研究手段，开创蛇绿岩研究新篇章，并为我国铬铁矿找矿勘探提供新的思路。
来自中国、美国、德国、加拿大、俄罗斯、土耳其、埃及和古巴等国近100名科学家与会，其中40名科学家参加了会后考察。其中，中方参团单位及人员组成包括：中国地质科学院地质研究所 （杨经绥研究员，朱祥坤研究员，陈松永副研究员，张聪副研究员，牛晓露副研究员，冯光英副研究员，易志宇副研究员，申婷婷助理研究员，马绪宣助理研究员，孙剑助理研究员，邱添博士后。 出访任务批件：国土资出字[2017]052号）、吉林大学（郑常青教授、徐学纯教授、孙德有教授）、北京大学（郭召杰教授、吴朝东教授）、中国地质大学（武汉）（马昌前教授、张晓西教授、陈能松教授、连东洋博士生）、香港大学（张鹏飞博士生）。杨经绥研究员和古巴地质调查局Angelica Isabel Llanes Castro博士组织了会议以及野外考察全过程。
研讨会上，各国科学家为参会人员展示了来自世界多个地区不同构造背景蛇绿岩及铬铁矿的最新研究现状及成果，并介绍了蛇绿岩及铬铁矿研究过程中可以使用的先进实验分析技术。参会科学家就目前全球蛇绿岩及铬铁矿研究过程中存在的问题和研究方向进行了讨论，为世界各地年轻的蛇绿岩铬铁矿学者提供了难能可贵的学习交流机会。古巴地质调查局Manuel Iturralde Vinent研究员系统介绍了古巴的地质演化及蛇绿岩概况，为会后Mayarí-Baracoa蛇绿岩及铬铁矿的野外考察的顺利展开奠定了基础。
第三届IGCP649蛇绿岩研讨会于2017年4月在古巴举办，古巴地质学会主席Kenya E. Núñez Cambra致欢迎词
第三届IGCP649蛇绿岩研讨会会议现场(1)
第三届IGCP649蛇绿岩研讨会会议现场(2)
古巴地质调查局和ICDP-649项目负责人及中方参会代表座谈
杨经绥研究员等访问莫阿矿业大学并做学术报告
会后考察分为两部分， 从哈瓦那出发, 途径圣地亚哥、马亚里、莫阿、圣克拉拉等地区。对该区域的蛇绿岩结构及其动力学过程进行了探讨。对古巴蛇绿岩带中出露的超基性岩体、辉长岩、枕状熔岩，上部沉积地层，高压变质岩石以及出露的各类铬铁矿床进行了地质考察，并系统取样。使我们对古巴蛇绿岩的经典剖面有了一个全面的了解。很多典型的地质现象给我们留下了深刻的印象。
第三届IGCP649蛇绿岩研讨会参会同行野外地质考察
图 1. 古巴地质简图（ Iturralde-Vinent, 1998 ）
古巴大安第列斯群岛在加勒比板块的北部边 缘（图1）， 为一条 从中生代到第三纪，包括洋壳蛇绿岩，洋内火山岩以及大陆沉积组成的 造山带。 该造山带属于 北美和加勒比板块的碎片， 是一系列复杂的洋壳增生、变质，连续的火山弧生长，以及 洋壳片体侵位的结果（Iturralde-Vinent, 1998）。该带主要可以识别出两个主要构造层 ： 上构造层是变形较弱的始新统-第四系盖层；下构造层为变形强度差异较大的老岩层（Iturralde- Vinent et al . , 2006; Cobiella-Reguuera, 2000）。基底包括两个部分：1）前新生代基底；2）早第三级褶皱带。其中前新生代基底又包括三个不同岩层： 北部蛇绿岩带（NOB） 、 白垩纪火山弧岩层（KVT）以及南部变质岩（SMT），而这些岩层在白垩纪共生于北美大陆边缘（Cobiella-Reguuera，2000）。
也有学者根据古巴群岛地层特征，将古巴推覆构造带及其周边划分为尤卡坦、巴哈马、中部火山岛弧及南部火山岛弧四个区域（图2）。尤卡坦构造单元为古陆残留盆地，以侏罗纪陆相沉积为特征,巴哈马构造单元属于被动陆缘，以侏罗纪碳酸盐岩台地沉积为特征,中部火山岛弧为白垩纪火山岛弧，由拉斑玄武岩–钙碱性玄武岩、喷出岩及火山碎屑岩组成，南部火山岛弧为古近纪火山岛弧，以古近系火山岩地层为主。古巴的四个地层分区起源于不同的古板块位置，分别位于北美板块边缘及古加勒比弧，其中尤卡坦构造单元起源于尤卡坦台地，巴哈马构造单元起源于巴哈马台地，中部火山岛弧构造单元起源于古加勒比弧白垩纪岛弧部分，南部火山岛弧构造单元起源于古加勒比弧古近纪岛弧部分（陈榕等，2014）。
图2. 古巴构造单元划分（陈榕修改自 Iturralde-Vinent, 1994，2014 ）
北部蛇绿岩带（NOB）在古巴北部延伸长达1000km左右，其岩块主要由蛇绿岩套组分组成，其中一些块体经历了高压变质作用（Kerr等，1999；Garcia Casco等，2002）。自西向东出露的蛇绿岩体有Cajálbana, Mariel-La Habana-Matanzas, Las Villas, Camagüey, Holguín, Mayarí and Moa-Baracoa等岩体（图1，Iturralde-Vinent,1996, 1998）。整个带曾被认为是一条统一的蛇绿岩代，但近些年也有学者提出，东部的Mayari和Moa-Baracoa可能是一个独立的蛇绿岩单元（Iturralde-Vinent et al ., 2006）。
在古巴中部和西部，NOB岩石逆冲于北美大陆边缘中生界沉积岩以及发育在古大陆边缘的下第三系前陆盆地之上。古巴东部岩块（图3）位于Cauto-Nipe左旋断层以东，该微型板块处于大安第列群岛造山带中，其地质构造属性，是目前研究中比较有争议的问题。这个地区最新的白垩纪变形可能与加勒比板块和北美板块碰撞有关（Iturralde-Vinent, 2003）。而该区域的火山弧活动、区域变质作用可能与蛇绿岩的侵位相关。
北部蛇绿岩带超基性岩（蛇纹石化）以及堆积杂岩（超镁铁岩和辉长岩）出露最为广泛，而玄武岩和沉积岩出露较差。超基性岩主要为蛇纹石化的方辉橄榄岩，伴随少部分纯橄岩。蛇绿岩层序包括层状辉长岩 、 辉绿岩、玄武岩和远洋沉积物。该区域还出露大量铬铁矿点（Somin and Millán, 1981; Fonseca et al., 1985; Iturralde-Vinent, 1989; Millán, 1996; Iturralde-Vinent, 1996；Kerr et al., 1999; Proenza et al., 1999, 2003; Marchesi et al.,2011; Llanes and Danyer, 2013; Angélica I. et al., 2015）。
古巴蛇绿岩带形成时代为晚中生代，形成于两种不同的构造背景。晚侏罗世-纽康曼期，北美大陆及其南部大陆漂移形成小洋盆；北美被动大陆边缘与阿普第-阿尔比期火山弧之间形成的俯冲带上部的边缘盆地。其中中生代变质沉积岩中的蛇纹岩块和角闪岩形成于小型洋盆的关闭期间，火山弧岩层的变质基地可能来自于上侏罗-纽康曼阶段洋壳，并在中白垩世火山弧形成期间发生变质。北部蛇绿岩带可能来自上述小盆地，以及俯冲边缘盆地，其在晚白垩世至始新世中期发生多次侵位（Cobiella-Reguuera, 2000）。
目前，古巴蛇绿岩带的年代学研究程度不高。前人根据地层中化石，最早的蛇绿岩时代被限定在晚侏罗纪－早白垩纪，提出提通期、豪特里维期-巴列姆期、阿普第-阿尔必期（Iturralde-Vinent and Morales, 1988; Iturralde-Vinent, 1994, 1996; Llaneset al., 1998）。另外火成岩中K/Ar放射性年龄跨度为126-52Ma，斜长岩（Camaguey地区）的锆石年龄160±24 Ma （Iturralde-Vinent，1996）。目前发表的年代学数据，通常只有上侏罗 世 -下白垩世年龄被认为是代表海洋岩石圈的形成年龄，而上白垩纪 世 -第三纪年龄可能为后期的岩浆或变质事件。
Mayarí 和 Baracoa 是古巴东部两个最大的蛇绿岩体（图3），共同构成了“Mayari-Baracoa 蛇绿岩带” (Proenza et al. 1999; Marchesi et al., 2006)。两个岩体出露面积相当，分别约1200 km2 和1500 km2 ，呈NNE向展布，被推覆到白垩纪火山岩带上（图4），时代为65Ma（Cobiella et al., 1984; Iturralde-Vinent et al., 2006）。Mayarí和Baracoa蛇绿岩地幔岩主要由高度亏损的地幔方辉橄榄岩和纯橄岩组成（Fonseca et al., 1984; Proenza et al. 1999; Marchesi et al. 2006）。地幔岩高度蛇纹石化可能与洋壳超俯冲过程中海水蚀变有关（Proenza et al., 2003; Marchesi, 2006）。其中基性岩石也显示出超俯冲作用的特征（Proenza et al., 2006; Marchesi et al., 2007）。
最近有学者提出东部的Mayari-Baracoa蛇绿岩带不能归入北部蛇绿岩带（Iturralde-Vinent et al., 2006），它们分属不同的洋壳（proto-caribbean和Caribbea）。古巴东部地块构造环境极其复杂，加勒比板块超俯冲包括弧后，弧前以及岛弧各种环境（Andó et al., 1996; Proenza et al., 1999; Zhou et al., 2001; Gervilla et al., 2005; Blanco-Quintero et al., 2011; Lazaro et al., 2013）。一般情况下，Mayari-Baracoa蛇绿岩及其中的铬铁矿被认为形成于弧前构造环境（ Malpas et al., 1997 ； Quintero et al. 2011 ）。但也有学者认为，该地区高Al的铬铁矿可能形成于相对浅的 Aptian-Albian 火山弧或弧后环境（ Zhou et al. 2001 ） 。
图3 . 古巴东部Mayari-Baracoa地质图 (Blanco-Quintero et al., 2011).
图4. 古巴东部构造剖面 (Blanco-Quintero, 2010 )
野外露头图片：
Cayo Guam 方辉橄榄岩
Caledonia 方辉橄榄岩中出露的纯橄岩及其辉石伟晶岩脉
Quemado del Negro 层状辉长岩露头
Cayo Chiquito 枕状熔岩
Yaguaneque 超基性堆晶岩，后期被 后期的辉长辉绿岩切割
Mayarí-Baracoa 中不同规模的铬铁矿矿体出露于Mayarí-Cristal蛇绿岩体的方辉橄榄岩和Moa-Baracoa蛇绿岩壳幔转换带中（Murashkoand Lavandero, 1989; Proenza et al., 1999; Gervilla et al., 2005 ; González-Jiménez et al., 2011）。目前探明储量约6.5百万吨（Murashko and Lavandero 1989; Lavaut et al. 1994）。Proenza et al. (1999) 根据其化学成分把该区域的铬铁矿床分为高Cr（ Cr#=0.60-0.83 ）和高Al （ Cr#= 0.43-0.55 ）两种类型，并划分出三个铬铁矿区：（1） Mayarí高铬型铬铁矿区 ; (2) Sagua de Tánamo高铬和高铝型铬铁矿区; (3) Moa-Baracoa高铝型铬铁矿区（图5）。
图5 a). Mayarí-Cristal 和 Moa-Baracoa 地块蛇绿岩位置图 （ Proenza et al., 1999 ） . b). Mayarí-Cristal 蛇绿岩及其铬铁矿地块地质简图 . c). Moa-Baracoa 蛇绿岩地质简图，附铬铁矿的分布
Mayarí 高铬铬铁矿区 位于Mayarí-Cristal岩体西部 ，主要由中小型富Cr 2 O 3 ( Cr# > 0.69 ) 铬铁矿体组成。规模最大的两个矿床为Caledonia 和 Casimba，已开采矿石超过20万吨，另外还有5个超过10万吨的矿床和32个小矿床（Lavaut et al., 1994）。铬铁矿大部分出露于地幔方辉橄榄岩中，伴生纯橄岩，主要呈豆荚状 ( Proenza et al., 1999; Gervilla et al., 2005 ) 。在橄榄岩中还发育大量的辉长辉绿岩墙，其中部分地区辉长岩墙厚达20ｍ。
Sagua de Tánamo铬铁矿区 出露于Mayarí-Cristal岩体东部，为小型矿体区 ( Proenza et al., 1999, 2006; Marchesi et al., 2006 ) 。该矿区共有35个高Al型铬铁矿床和10个高Cr铬铁矿床（Murashco and Lavandero, 1989）。
Moa-Baracoa 高铝铬铁矿区 出露于Moa-Baracoa 岩体（图 5 c），超过100个高Al型铬铁矿矿床 ( Ostrooumov, 1986 ) ，大多数为小型矿床。但该区的Mercedita矿延伸600ｍ，宽约200-500米，厚度超过20ｍ，是该区最大的铬铁矿床，计算储量超过500万吨。另外，超过10万吨的矿体有4个。这些高Al铬铁矿产于壳幔转换带附近，其形成过程与高Al流体的富集过程有关（Proenza et al., 1999, 2001）。绝大多数铬铁矿区出露辉长岩脉，铬铁矿体局部被伟晶岩脉穿插切割。
此次考察了以下几个矿床：
1、Casimba高Cr铬铁矿床（Mayarí岩体），该矿床产于方辉橄榄岩中，伴生纯橄岩。1959年开采完毕，共开采1.2万吨，矿体厚9ｍ，长宽约15-20ｍ。铬铁矿化学成分：
Cr2O3 =25.94-28.64wt.%; Al2O3 =4.84-13.51 wt.%; FeO=6.74-7.31 wt.%; Fe2O3=0.87-7.18 wt.%; SiO2 =16.08-17.5 wt.%.
Casimba高Cr铬铁矿废弃的矿坑和致密块状的铬铁矿
2、Juanita 高Cr铬铁矿（Mayarí岩体），产于纯橄岩中，宽体规模60*55ｍ，平均厚度厚1.5ｍ，铬铁矿有致密块状 、 浸染状、豆状。铬铁矿化学成分：Cr 2 O 3 = 36.95-47.05 wt.%; Al2O3 =9.71-11.87 wt.%; FeO=0.72-11.23 wt.%; SiO2 =6.38-12.6 wt.%.
Juanita 高Cr铬铁矿及其中豆状铬铁矿矿石
3、Arroyo Seco高Al铬铁矿床产于Mayarí岩体方辉橄榄岩中，伴生纯橄岩。1959年开采完毕，共开采1.2万吨，矿体高厚9ｍ，15-20ｍ宽。铬铁矿化学成分：Cr 2 O 3 =30.42-36.96 wt.%; Al 2 O 3 =21.17-21.65 wt.%; FeO=10.52-12.36 wt.%; Fe 2 O 3 =13.10-14.81 wt.%; SiO 2 =6.90-11.92 wt.%; MgO=20.77-18.27 wt.%; CaO<0.1 wt.%.
Arroyo Seco高Al铬铁矿及其原位产出的浸染状铬铁矿和纯橄岩的截然边界
4、Caledonia 高铬铬铁矿是 Mayari 最大的铬铁矿 床 ，于1949年开采完毕，共开采20万吨高品位的矿石。矿石类型主要为块状、浸染状和豆状结构。铬铁矿化学成分：Cr 2 O 3 = 31.94-48.03 wt.%; Al 2 O 3 =8.04-11.06 wt.%; FeO=9.81 wt.%; SiO 2 =9.01-15.0 wt.%; MgO=20.0 wt.%; CaO= 1.04 wt.%.
Caledonia 高铬铬铁矿露头及其豆状铬铁矿矿石
5、Cayo Guam-Cromita高Al铬铁矿是Moa-Baracoa最大的铬铁矿床，铬铁矿呈致密块状，豆状和条带状。从1941-1980年共开采约161万吨。铬铁矿成分：Cr 2 O 3 = 40% wt.%; FeO = 11% wt.%; Fe 2 O 3 = 3% wt.%; NiO = 2% wt.%; MgO= 16% wt.%; Al 2 O 3 = 27% wt.%; TiO 2 = 0,3% wt.%; MnO= 0,1% wt.%。另外该矿区发育巨晶辉石岩、辉长岩脉，穿切方辉橄榄岩、纯橄岩和铬铁矿矿体。
Cayo Guam-Cromita高Al铬铁矿矿区方辉橄榄岩、铬铁矿矿体被伟晶辉长岩穿切。伟晶辉长岩脉中常胶结铬铁矿矿体碎片。
古巴蛇绿岩中高压岩石的报道始于上个世纪80年代（Somin and Millán, 1981; Vinent, 1989, 1996, 1998）。古巴蛇绿混杂岩中高压变质杂岩体记录了加勒比板块北部边缘中生代构造演化历史。古巴中、西部北端的蛇绿岩带中，这些变质杂岩体的存在证明大洋岩石圈冷俯冲作用。古巴中部高岩岩石年龄数据（118-103 Ma，Schneider, 2000; García-Casco et al., 2002）表明俯冲发生在阿普第阶之前，并在阿普第阶-阿尔必阶期间抬升就位形成混杂岩。抬升折返期间形成相对热的地热梯度以及顺时针P-T演化轨迹（例如阿尔卑斯型），指示折返是由俯冲之后拆顶作用导致，其峰期温压条件：556 ± 107ºC, 11.5 ± 3.1 kbar（A. GARCÍA-CASCO et al. , 2006）。在古巴东部，杂岩体变质作用（Boiteau et al., 1972; Cobiella et al., 1977; Somin and Millán, 1981; Millán et al., 1985）发生在晚白垩纪（75 ± 5 Ma，Somin et al., 1992），热俯冲的峰期条件为750 ℃ , 15-18kbar（A. GARCÍA-CASCO et al. , 2006），然后发生近于等压的冷却作用（逆时针方向的P-T轨迹）。两个区域中的变质杂岩体具有相反的岩石学演化特征，指示古巴东部和中-西部混杂岩的关系很复杂。
热俯冲变质杂岩体的时代和构造背景还不确定，但已有的数据支持形成于阿普第阶-阿尔必阶。此外，Escambray杂岩体中（古巴中部）构造堆积的超高压蛇绿混杂岩单元和俯冲的变质沉积物在相对冷的地热梯度下经历减压作用(“Franciscan-type” P-T paths)，表明在晚白垩纪发生同俯冲的折返事件。古巴境内蛇绿混杂岩中高压杂岩体具有多样的P-T轨迹、年龄和构造背景，指示中生代以来，加勒比板块北部边缘经历了持久的俯冲作用（A. GARCÍA-CASCO et al., 2006）。
古巴中部圣克拉拉地区蛇绿岩中产出高压变质榴辉岩
