中国西部典型岩浆铂族元素矿床超常富集成矿机制

中国西部探明了一系列与新元古代以来幔源岩浆有关的镍铜铂族元素(platinum group elements, PGE)岩浆矿床,华北克拉通新元古代金川镍铜铂族硫化物矿床、峨眉山二叠纪大火成岩省金宝山铂族元素矿床等记录了不同构造环境幔源岩浆PGE超常富集成矿过程。亲铁性的铂族元素高度富集于地核,深部地幔起源、高程度部分熔融形成的镁铁质岩浆中PGE含量较高,地幔岩浆系统不同条件下铂族元素以纳米态元素簇、合金、硫化物熔体或超临界流体运移-聚集成矿,在阶段性岩浆房多阶段、多途径富集,成矿作用类型丰富。华北-华南克拉通岩石圈地幔PGE含量均略高于原始地幔值;华北克拉通岩石圈地幔PGE含量从古生代到中新生代略有降低,表明存在PGE抽取岩浆事件。中国西部新元古代以来的幔源岩浆源区PGE不亏损、岩浆活动时间长、岩浆-硫化物相互作用PGE多阶段富集及地幔柱岩浆动力学背景是PGE超常富集成矿的有利地质条件,其控制因素及动力学背景的认识对查明PGE成矿潜力和拓展资源储量具有重要意义。     

试论与布什维尔德杂岩体有关的铂族元素-铬铁矿矿床成矿系列及其对中国西南部的意义

布什维尔德杂岩体中铂族元素成矿作用具有多样性的特点,既有主岩体岩浆结晶分异形成的UG2和Merensky层,有晚期小岩体结晶分异产生的块状铜镍硫化物矿石中伴生的铂族元素矿床（如Nkomati）,也有岩体侵入过程中产于接触带的热液成因硫化物-铂族元素矿床（如Potgietersrust）,以及岩筒型矿床（如Mooihoek和Driekop）、剪切带热液型硫化物矿床（如TweefonteinHill）和石英脉型铂族元素矿床.这些矿床虽然产出部位不同（矿体可以分布在岩体内部也可以出现在接触带甚至远离岩体）,矿石类型也不同（有的是铬铁矿型,有的是硫化物型,有的是硅酸盐型,甚至还有石英脉型）,但铂族元素的富集都与布什维尔德基性超基性岩杂岩体密切有关,实际上构成一个完整的由布什维尔德地幔柱形成的矿床成矿系列。类似的矿床成矿系列在深受峨眉地幔柱影响的我国西南部地区也存在,这对于在我国寻找多种类型的铂族元素矿床无疑具有重要的启示意义.除了金宝山和杨柳坪等地的岩浆型铂矿外,近年来在杨柳坪、大岩子等地也先后发现了热液型铂族元素矿床.     

高碳黑色页岩型铂族元素矿床性探讨

简析了高碳黑色页岩型铂族元素矿床（PGED）的研究现状，并根据矿床的特征初步将该类矿床划分为中层状黑色页岩，薄层状黑色页岩和高碳构造岩型3类；并从形成环境，成因等方面对PGED形成进行了剖析，强调了源区供给，有机迁移和热液叠加作用的差异是导臻形成不同类型黑色含碳页岩型铂族元素矿床的根源，指出了我国贵州－湖南高碳黑色页岩型铂族元素成矿性较差与层薄和叠加温度低有关。     

铂族元素矿床研究的某些新进展及其对于四川找铂的启示

近年来由于市场需要，国内外都开始新一轮的铂族元素矿床找矿工作并取得了新进展。这些进展突出地表现为在世界各地都有新的矿床、矿点发现，其中特提斯—喜马拉雅成矿带有可能成为一条新的铂族元素成矿带。在成矿理论方面，铂族元素的热液成矿机制和铂族元素在相对低温条件下通过热液作用的活化转移、重新成矿机制受到普遍关注。我国西南部地区的铂族元素矿床具有点多面广、类型多、时代多的特点，尤其是后期构造—热事件对于前期含矿构造层的影响非常明显，这一方面可能破坏了原有的含矿岩体使之支离破碎，但也因此可能形成富矿体。以PGE找铂的地球化学方法在使用时应考虑到具体的地质情况，高异常不见得有矿，低异常也不见得无矿。     

攀西地区铂族元素矿床研究新进展

中国西南都峨眉山玄武岩分布地区由于受到了古生代峨眉地幔柱的强烈影响而具有良好的寻找铂族元素矿床的成矿条件,以往曾经勘探了四川的杨柳坪和云南的金宝山两个大型铂族元素矿床。近年来又发现了许多铂族元素矿化点和矿点。最近,笔者在承担地质大调查项目(“铂钯等新类型矿产资源勘查技术方法、成矿规律与资源潜力研究”)及国土     

东天山白鑫滩铜镍硫化物矿床矿石铂族元素特征及其矿床成因讨论

笔者等针对矿床不同的矿石类型中PGE的含量进行了综合分析和理论计算和研究。该理论对于通过铂族元素可以精细刻画出岩浆结晶分异过程中元素的迁移、富集规律,示踪成矿母岩浆的物质来源。通过本次研究对于寻找与镁铁—超镁铁岩有关的铜镍矿床中综合评价铂族元素提供了一定的方向和借鉴,能够进一步指导和推动铜镍矿中伴生铂族元素的评价和利用。新疆白鑫滩铜镍硫化物矿床是近年来东天山新发现的镍矿床,矿床规模镍已达到中型,铜为小型矿床。矿床矿石以海绵陨铁状结构为主,且矿床中铜矿石资源量大于镍矿石资源量。本次工作针对矿区东西部两个最大的矿体系统地采集了样品,并分析了矿体中铂族元素含量,根据大量铂族数据的统计与模拟计算,获得了白鑫滩矿床母岩浆的PGE组成：Os＝0. 335×10-9,Ir＝0. 267×10-9,Ru＝0. 277×10-9,Rh＝0. 144×10-9,Pt＝4. 94×10-9,Pd＝2. 32×10-9,Ni＝338×10-6,Cu＝174×10-6。通过R因子与硫化物分异结晶过程模拟,白鑫滩铜镍硫化物矿床的R因子为115。综合分析对比不同矿床矿石铂族元素特征,表明白鑫滩成矿岩体为地幔物质来源,成矿作用主要受母岩浆的结晶分异作用控制。     

中国西部典型铜镍矿床亲铜元素特征对比

通过对喀拉通克、黄山东、金川和白马寨4个铜镍矿床亲铜元素特征进行比较,结果发现所有矿床具有相似的左倾原始地幔标准化配分模式和铂族元素明显亏损的共同特点;其亲铜元素质量分数却明显不同,铂族元素质量分数最高的金川铜镍矿床以Ni为主,喀拉通克矿床则表现为Cu占优势;矿床的初始岩浆为铂族元素不亏损的玄武质岩浆,应是地幔岩石较高程度部分熔融的产物;少量硫化物预先熔离是造成中国铜镍矿床成矿母岩浆亏损铂族元素和w（Cu）/w（Pd）远大于原始地幔（w（Cu）/w（Pd））的控制因素;不同程度（量）的硫化物熔离导致母岩浆中亲铜元素质量分数不同,R值低不是主要原因;早期发生硫饱和可能是铜镍矿床成矿的必要条件,成矿的关键可能在于新鲜岩浆的不断补给;少量硫化物预先熔离结合不含矿岩石亏损铂族元素,暗示这些矿区深部具有找矿潜力。     

中国铬铁矿的铂族元素分布特征

用NiS溶解和Te沉淀方法富集铂族元素（PGE），制成镍扣，再溶解于浓HCl中，使PGE和Te一起沉淀。制备的样品溶液在ELAN－5000型电感耦合等离子质谱仪（ICP－MS）上分析PGE。中国铬铁矿矿石，包括蛇绿岩套中的豆荚状铬铁矿床、非层状侵入体铬铁矿，计13个矿床（化）样品，其PGE模式表明，主要呈RU正异常模式，个别不同模式是由母岩不同以及铂族元素矿化叠加引起的。铬铁矿的PGE模式不取决于铬铁矿的化学成分，而取决于其母岩性质以及形成温度和铂族元素的熔点。     

铂族元素矿床的主要类型、成矿作用及研究展望

铂族元素(PGE)矿床的研究在过去几十年取得了重要的进展.它可以赋存于不同的岩石类型、形成于不同的时代.内生PGE矿床与不同的岩浆类型及热液活动有关.由于铂族元素特殊的化学性质,比较稳定且难熔于普通的酸、碱等,故铂族元素成矿具有特殊性.PGE矿床可划分为岩浆型、热液型、火山块状硫化物型(VMS)和外生型四大类型.岩浆型又可分为铜镍硫化物型、铬铁矿型和磁铁矿型,热液型主要有斑岩型和夕卡岩型,外生型包括黑色页岩型和砂铂矿型.本文讨论了各岩浆演化过程中:(i)硅酸盐和氧化物的分异,(ii)富Fe矿物(橄榄石、辉石、磁铁矿、铬铁矿)的分异,(iii)岩浆的混染,(iv)不同成分、硫不饱和的岩浆的混合等,都可以导致岩浆中硫达到饱和,一旦形成不混熔硫化物熔体,硫化物富集,将形成有经济价值的PGE矿床.同时,成矿还受温度、Ni和Cu含量、体系中其它组分和硫逸度的控制.岩浆后期的热液蚀变会改变PGE的含量和品位,但典型的铂矿床一般没有遭受热液蚀变作用的显著影响.本文指出了铂族元素矿床研究存在的主要问题.如PGE矿床的物质来源、PGE演化过程中的分配规律、铂族元素矿物(PGM)的赋存状态,并对以后的发展前景做了展望,指出西藏(蛇绿岩套铬铁矿亚类和俯冲增生弧斑岩型Cu-Au矿)和新疆(碰撞后二叠纪岩浆Cu-Nj硫化物型和黑色页岩型)是我国寻找PGE矿床的最有利地区.     

中国铂族元素矿床类型和地质特征

根据成矿地质环境、容矿岩石类型、元素共生组合、矿床地质特征和成矿作用性质，将我国的铂族元素矿床划分为岩浆型、热液弄才外生型三大类型和九个亚类，而赋存于基性超基性岩体中的铜镍型铂族元素矿床是我国最重要的铂族元素矿床。     

PGE的地球化学性质及其分配系数的实验研究进展

随着现代化仪器的发展和分析方法的改进,对PGE的分析技术已经取得突破。PGE已经成为岩石学、矿床学和地球化学的一个重要研究领域。本文系统综述了PGE和Au元素的分配系数实验的研究进展,区分和总结了适用于岩浆硫化物矿床的实验数据。根据此实验数据发现仅用硫化物液相不混熔模型难以解释岩浆硫化物矿床的高PGE_Au含量,提出应该增加考虑岩浆后期的熔体或流体活动对PGE_Au元素的再富集过程。同时介绍一些关于PGE数据处理的常用方法及其应用。     

Metal sources for the polymetallic Ni–Mo–PGE mineralization in the black shales of the Lower Cambrian Niutitang Formation,South China

Total organic carbon content (TOC), trace element and platinum-group element (PGE) concentrations were determined in the black shales of the Lower Cambrian Niutitang Formation in the Nayong area, Guizhou Province, South China, in order to study the polymetallic Ni–Mo–PGE mineralization. The results demonstrate that numerous elements are enriched in the polymetallic ores compared to those of the nearby black shale, particularly Ni, Mo, Zn, TOC and total PGE, which can reach up to 7.03 wt.%, 8.49 wt.%, 11.7 wt.%, 11.5 wt.% and 943 ppb, respectively. The elemental enrichment distribution patterns are similar to those in the Zunyi and Zhangjiajie areas except that the Nayong location is exceptionally enriched in Zn. Whereas positive correlations are observed between the ore elements of the polymetallic ores, no such correlations are observed in the black shale. These positively correlated metallic elements are classified into three groups: Co–Ni–Cu–PGE, Zn–Cd–Pb and Mo–Tl–TOC. The geological and geochemical features of these elements suggest that Proterozoic and Early Palaeozoic mafic and ultramafic rocks, dolomites and/or Pb–Zn deposits of the Neoproterozoic Dengying Formation and seawater could be the principal sources for Co–Ni–Cu–PGE, Zn–Cd–Pb, and Mo–Tl–TOC, respectively. Furthermore, the chondrite-normalized patterns of PGEs with Pd/Pt, Pd/Ir and Pt/Ir indicate that PGE enrichment of the polymetallic ores is most likely related to hydrothermal processes associated with the mafic rocks. In contrast, PGE enrichment in the black shale resembles that of the marine oil shale with terrigenous and seawater contributions. Our investigations of TOC, trace elements and PGE geochemistry suggest that multiple sources along with submarine hydrothermal and biological contributions might be responsible for the formation of the polymetallic Ni–Mo–PGE mineralization in the black shales of the Lower Cambrian Niutitang Formation across southern China.     

用于铂族元素分析的中外地质标准物质

标准物质作为地质分析的计量标准,在分析质量监控、仪器校准、方法评价和仲裁分析中发挥着重要作用。铂族元素分析一直是地质材料分析中最棘手的任务之一,铂族元素标准物质研制困难,数量少,严重影响了对铂族元素分析方法的评价和分析数据的质量监控,成为铂族金属矿产资源勘查、评价和相关研究工作的瓶颈。收集了中国及国际上现有的34个铂族元素标准物质和52个其他地球化学标准物质中的101个铂族元素定值数据。为便于使用也收集了这些标准物质中其他元素的含量信息,给出了铂族各元素按含量大小排列的信息简表以方便选择。充分利用这些标准物质对促进铂族元素分析方法研究,保证铂族元素分析数据质量,提高中国和世界铂族金属矿产资源勘查、评价及研究水平具有重要意义。     

西秦岭寒武系层控金矿床中成矿元素富集规律

产于西秦岭南亚带寒武系硅岩建造中的金矿床, 是我国境内发现的一种与海底喷流作用有关的、具有独特地质特征的层控金矿床。成矿元素富集规律研究表明, 矿床中富集的元素种类十分丰富, 不仅含有具基性、超基性特征的元素群, 而且含有具酸性特征的元素群, 元素组合相当复杂。除Ａｕ 外, Ｃｕ、Ｕ、Ｍｏ、Ｓｂ、Ｖ、Ｚｎ等在局部地段亦可圈出独立的矿体。尤为重要的是, 矿床中铂族元素（ＰＧＥ）、分散元素（Ｓｅ、Ｉｎ） 的富集程度达到了综合利用的程度, 从而构成特殊的Ａｕ－Ｃｕ－Ｕ－Ｍｏ－Ｓｅ－ＰＧＥ建造矿床。     

铜、镍、铂族元素地球化学性质及其在幔源岩浆起源、演化和岩浆硫化物矿床研究中的意义

Ni、Cu和PGE具有不同于其他微量元素的特殊的地球化学性质,这些特殊的性质使得它们在幔源岩浆起源和演化以及岩浆硫化物矿床的成因研究中具有不可替代的作用。在S不饱和的条件下,Ni、Os、Ir和Ru具有相容元素的特性,而Cu和Pd是强不相容元素,因此,它们在玄武岩浆分离结晶过程中常常发生分异。一旦体系达到S饱和,这些元素则会强烈地进入硫化物熔浆,特别是PGE具有极高的硫化物熔浆/硅酸盐熔浆分配系数,极微量的硫化物熔离便可导致残余岩浆中PGE的显著亏损,因此,PGE是玄武岩浆硫化物熔离作用最敏感的示踪元素。硫化物熔离和成矿实质上是幔源岩浆特殊演化过程的结果,所以,Ni,Cu和PGE的特殊性质可用来探讨岩浆硫化物成矿的关键控制因素。Ni、Cu和PGE具有不同的单硫化物固溶体/硫化物熔浆分配系数,因此,它们也是硫化物熔浆结晶分异的重要示踪元素。本文试图从Ni、Cu和PGE地球化学性质和行为入手,并借助一些研究实例,对它们在幔源岩浆起源和演化以及岩浆硫化物矿床成因研究中的示踪意义进行系统介绍。     

Dispersion Pattern of PGE and Ag in Chromiferous Ultramafic Suite of Rocks in Sukinda Valley,India

Potential chromite ore deposits of India are situated in Sukinda, Odisha, which may also be considered as a potential resource for platinum group elements (PGEs). This paper reports on PGE geochemistry in twenty six samples covering chromite ores, chromitites and associated ultramafic rocks of the Sukinda ultramafic complex. Platinum group element contents range from 213 to 487 ppb in the chromite ore body, from 63 to 538 ppb in rocks that have chromite dendrites or dissemination and from 38 to 389 ppb in associated olivine–peridotite, serpentinite, pyroxenite and brecciated rocks. The PGEs are divided into two sub‐groups: IPGE (Ir, Os, and Ru) and PPGE (Pd, Pt, and Rh) based on their chemical behaviour. The IPGE and PPGE in these three litho‐members show a contrasting relationship e.g. average IPGE content decreases from chromite to chromitite and associated rocks while PPGE increases in the same order. Appreciable Ag in chromitite (270–842 ppb) is recorded. Positive correlation between IPGE with Cr₂O₃ and with Al₂O₃ is observed while these are negatively correlated with MgO. Covariant relationships between Au and Mg in rocks devoid of chromite and between Ag and Fe in chromitite sample are observed. Chromite in all seams and some chromitite samples exhibit an IPGE‐enriched chondrite normalized pattern while PPGE are highly fractionated and show a steep negative slope, thereby indicating that PGE in the parental melt fractionates and IPGE‐compatible elements prefer to settle with chromite. The rocks devoid of chromite and rocks containing accessory chromite exhibit a nearly flat pattern in chondrite‐normalized PGE plots and this suggests a limited fractionation of PGE in these rocks. Variation in the distribution pattern of PGE and Ag in three typical litho‐members of the Sukinda Valley may be related to multiple intrusion of ultramafic magma, containing variable volume percentage of chromite.     

GEOCHEMICAL CHARACTERISTICS OF PLATINUM GROUP ELEMENTS IN JINCHUAN SUPER-LARGE SULFIDE COPPER-NICKEL DEPOSIT, JINCHANG CITY, GANSU PROVINCE, CHINA

The platinum-group element geochemistry of rocks and ores from Jinchuan super-large copper-nickel sulfide deposit is systemically studied in this paper. The Cu/Pd mean ratio of Jinchuan intrusion is lower than that of original mantle magma, which indicates that these ultrabasic rocks were crystallized from magma that lost Pd in the form of melting segregation of sulfides. The PGE of the rocks show trend of partial melting, similar to that of mantle peridotite, which shows that magma formation occurs during rock-forming and ore-forming processes. The chondrite normalized PGE patterns of the rocks and ores are well related to each other, which signifies the signatures of multi-episode magmatic intrusion, melting and differentiation in the formation processes of rocks and ores. In addition, analyses about the relation between PGE and S, and study on Re-Os isotopes indicate that few contamination of the crustal substances occurred during the magmatic intrusion and the formation of deposit. However, contamination by crustal substances helps to supply part of the S for the enrichment of PGE. Meanwhile, the hydrothermal process is also advantageous for the enrichment of PGE, especially lbr Pt and Pd, due to deep melting segregation. The characteristic parameters （such as Pt/（Pt＋Pd）, （Pt＋Pd）/（Ru＋Ir＋Os）, Pd/Ir, Cu/（Ni＋Cu）, and so on.） for platinum-group elements for Jinchuan sulfide copper-nickel deposit show the same features as those for sulfide copper-nickel deposit related to basic magma, which also illustrates its original magma property representative of Mg-high tholeiite. Therefore, it is the marie （not ultramafic） magma that resulted in the formation of the superlarge sulfide copper-nickel deposit enriched in Cu and PGE. To sum up, the geochemical characteristics of platinum-group elements in rocks and ores from Jinchuan copper-nickel sulfide deposit are constrained by the continental rift tectonic environment, the parent magma features, the enriched mantel magma source, the complex metallogenesis and PGE geochemical signatures, and this would be rather significant for the study about the genetic mechanism of copper-nickel sulfide deposits.