南非Bushveld岩体水平延伸超过400km，厚度可达7-9km，是陆地上出露规模最大的层状岩体，岩体上部含多个磁铁矿层，基本以磁铁矿为主（含量在90-95%以上），部分矿层厚度可达1-2m以上，产出了世界上规模最大、品位最高的钒钛磁铁矿石。由于Cr元素在磁铁矿中有很高的分配系数（100-300），因此早期结晶磁铁矿具有较高Cr含量，而随着熔体中Cr消耗，后续晶体中Cr含量迅速降低，因此磁铁矿层中Cr含量的垂向变化跟结晶分异过程有着极其密切的联系。但已有的岩浆结晶模型长期无法解释野外测量所得磁铁矿层中Cr含量的变化规律。磁铁矿晶粥形成之初，粒间熔体的比例高达50%左右，触发强烈的堆晶压实作用，使得底部晶粥层孔隙率在几十年的时间内快速降至15%。而上部晶粥层受堆晶压实作用影响较小，仍有着相对高的孔隙率，伴随着少量高密度磁铁矿的晶出，驱动粒间熔体与上方的岩浆主体发生快速的成分对流，使得上部晶粥中粒间熔体Cr含量始终与主体岩浆保持一致，导致上部磁铁矿Cr含量基本保持不变。磁铁矿下覆的斜长岩层显示其曾被更原始的熔体渗滤，这一富Cr熔体渗滤磁铁矿晶粥层则显著提高晶粥底部磁铁矿的Cr含量，使其显示出Cr快速降低的趋势。上述晶粥阶段发生的粒间熔体对流和熔体渗滤过程对磁铁矿Cr含量的改造能够很好解释实测磁铁矿Cr剖面。针对磁铁矿Cr含量的水平起伏特征，我们开展了熔体渗滤晶粥的二维有限元模拟工作。如果晶粥形成时岩浆房底部不甚平坦，或者其它因素的影响，会很容易形成磁铁矿晶粥层底部孔隙率的非均匀分布，存在部分节点有较高的孔隙率，那么后续的渗滤熔体则会更偏爱通过这些区域，使得相应位置的磁铁矿颗粒能够与更多的熔体反应和平衡，导致其Cr含量显著升高，表现出富Cr磁铁矿核的特征。这一效应随着熔体渗滤而向上延伸，最终表现为磁铁矿Cr含量在水平方向上的波浪状起伏，与野外观测的2维扫面结果相一致。如果晶粥中混入部分同源的斜长岩捕虏体，那么周缘的矿物堆积结构会被打乱，使得捕虏体周缘具有很高的孔隙率，更多的富Cr熔体会优先途经该区域而向上渗滤，导致周围磁铁矿含有较高的Cr含量，与野外的观测结果相吻合。

渗滤作用,晶粥过程,磁铁矿层