宁夏小松山铬铁矿床中铂族元素矿化特征及成因探讨

本文简述了宁夏小松山超基性岩体的地质概况,重点讨论了其岩体中铂族元素的矿化特征和成因机制,对铂族元素的因子分析、源区岩石及原始岩浆性质、岩浆演化过程中的物理化学条件等问题进行了研究。指出铂族元素的富集与铬铁矿化有密切的成因联系,铂族元素的矿化类型受原始地幔岩中铂族元素的类型控制。     

峨眉山玄武岩分布区内铂族元素异常分析及其找矿远景预测

区域地球化学填图成果表明，在中国西南川-滇-黔交界地区存在一个与产出规模巨大的峨眉山玄武岩分布范围相吻合的Pt，Pd地球化学巨省。作为地幔热柱成因的峨眉山玄武岩的铂族元素丰度虽略有偏高，但玄武岩中铂族元素很难形成可以利用的铂族矿物，故该异常是“非找矿异常”。在该区内寻找铂族元素矿床应在基性岩-超基性岩体出露较多的中岩区南段，注意沿循已知的矿床、矿化或较小型基性岩侵入体，将矿区(或岩体)的整体地质特征、地球化学特征等与典型的岩浆型铂族元素矿床相比较，进而研究、预测本矿区或本岩体的铂族元素成矿的可能性及远景规模等，寻找岩浆型铂族元素矿床，而在岩浆型矿床的周边地质体内注意寻找热液型铂族元素矿床。     

煎茶岭与金川硫化镍矿床的铂族元素地球化学特征对比及其意义

采用ICP—MS方法分析了煎茶岭和金川硫化镍矿床岩石、矿石的铂族元素含量,煎茶岭岩体蛇纹岩的Cu／Pd比值低于原生地幔岩浆,说明岩浆熔离作用较弱,矿石的Pd／Ir比值较小,指示其多数矿石属于岩浆型,以岩浆成矿作用为主;而金川岩体的平均Cu／Pd比值远大于原生地幔岩浆,表明岩浆熔离作用强,矿石的Pd／Ir比值较大,体现了钯族元素矿化及成矿物质以幔源为主的特征。煎茶岭在成矿过程中有壳源物质的混染,整体上岩石、矿石铂族元素含量较低,这与岩浆熔离作用弱、铂族元素成矿作用不发育等因素有关;金川在成岩成矿过程中也有少量地壳物质的混染,但岩石、矿石铂族元素含量较高,反映了以岩浆深部熔离成矿作用为主的特征。     

煎茶岭硫化镍矿床的铂族元素地球化学特征及其意义

采用ICP-MS分析方法对煎茶岭硫化镍矿床岩石及矿石的铂族元素地球化学研究表明,煎茶岭矿床蛇纹岩的Cu/Pd值低于原生地幔岩浆的Cu/Pd值,说明岩浆熔离作用较弱,其Au/Pd值反映存在后期变质热液成矿作用镍矿石的Pd/Ir比值变化较小,指示其多数矿石属于岩浆型,尽管岩浆活动弱,但以岩浆成矿作用为主。该硫化镍矿床的铂族元素特征参数(Pt/(Pt Pd)、(Pt Pd)/(Ru Ir Os)、Pd/Ir及Cu/(Ni Cu)等)具有过渡特征,这与其处于过渡的构造环境、特殊的岩浆性质和复杂的成矿作用有关煎茶岭镍矿床成矿过程中有壳源物质的混染,整体上岩、矿石铂族元素含量较低,这与其岩浆熔离作用弱,PGE成矿作用不发育等因素有关     

杨柳坪铜-镍-铂族元素矿床的矿化类型及意义

铜镍硫化物及铂族元素矿床一般属于岩浆结晶分异成因,很少有热液交代成因产出。Hulbert指出,世界范围内热液型矿床对于铂族元素的贡献甚微。在我国开采的铜镍硫化物矿床中也很少有独立的热液交代型矿体,只在一些矽卡岩型矿床(主要是铜矿)中伴生有Ni和PGE。但在四川杨柳坪矿区,新近发现的独立的、完全由热液形成的铜-镍-铂族元素矿体提供了新的热液成矿实例,该矿体赋存在基性超基性岩体之外的灰岩-片岩中,与基性-超基性岩没有直接关系,矿石品位很高。     

铂族元素的表生地球化学研究进展

基性-超基性岩及黑色页岩等风化过程中铂族元素发生了活化和迁移。铂族元素在岩体附近土壤、植物和水体等表生介质中的迁移富集特征可以用来寻找岩浆型铂族元素矿床。黑色页岩风化过程中，Os的表生迁移对海洋^187Os／^188Os值上升有重要意义。此外，作为重金属元素，机动车铂族元素催化剂在环境中的释放，也会带来潜在的生态环境和人体健康问题。     

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。     

陕西毕机沟钒钛磁铁矿床铂族元素地球化学特征及其意义

位于扬子地块北缘的毕机沟钒钛磁铁矿床是我国西北地区主要的岩浆型铁矿床。毕机沟钒钛磁铁矿床岩石及矿石的铂族元素(PGE)化学研究表明,该矿床PGE分异明显,出现铂和钯的轻度富集。推测该区基性-超基性岩形成于硫不饱和拉斑玄武质岩浆的演化,主要成矿作用为熔离分异。但拉斑玄武质岩浆上升侵位过程中,存在岩浆硫饱和,导致硫化物熔离,残余岩浆中PGE亏损,PGE成矿作用不发育。     

滇西金宝山富铂钯岩体岩浆源区研究：铂族元素和Sr-Nd同位素约束

金宝山杂岩体位于扬子板块西缘,毗邻哀牢山造山带北段,岩体中蕴含丰富的铂钯资源,是峨眉山大火成岩省(ELIP)中大型岩浆型铂族元素矿床。岩体的主要组成为辉石橄榄岩,矿体以似层状、透镜状产出于辉石橄榄岩中。地幔是镍矿床和铂族元素矿床最重要的源区,因而对Ni、Cu及PGE等元素行为的研究,是剖析岩浆型Ni-Cu-PGE矿床源区特征的一个重要研究方向。该研究获得金宝山岩体中辉橄岩铂族元素及Sr-Nd同位素数据,结合前人对ELIP中不同类型岩石系列PGE成分研究及Ni、Cu、PGE等元素在岩浆和硫化物中的分配系数,半定量模拟得到金宝山原始岩浆的形成源于地幔中高度部分熔融(25%~40%)形成的富PGE岩浆(含12.8×10-9 Pd,9.8×10-9 Pt,0.6×10-9 Rh和0.7×10-9 Ir),其铂族元素成分与ELIP苦橄岩成分相当,并且岩浆在演化的过程中遭受了10%~20%地壳混染作用。利用批式部分熔融公式及各铂族元素在硅酸盐矿物和熔体之间的分配系数反演计算得到产生金宝山熔体的地幔约含有5.3×10-9 Pd,7.5×10-9 Pt,0.75×10-9 Rh和1.5×10-9 Ir,相比原始地幔而言并没有表现出明显富集PGE的特征。这表明地幔中高度部分熔融+大量岩浆与硫化物的充分反应是形成大型岩浆型铂族元素矿床的一种可具备的条件。     

金宝山铂族元素矿床铂族元素的热液活动研究

金宝山铂族元素矿床是典型的岩浆型矿床，但矿体中广泛发育热液脉状矿石，脉体有较高的铂族元素含量，特别是硫化物细脉为铂族元素的重要载体，反映铂族元素的热液活动。根据岩体主要蚀变类型，区分出岩浆晚期高温流体活动阶段、岩浆期后蛇纹石化阶段和低温碳酸盐化阶段。各阶段热液性质、流体来源及铂族元素热液活动性分析表明，蛇蚊石化阶段铂族元素热液活动最强烈，主要表现为就地改造；热液活动未造成矿体形态、产状的根本变化。     

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.     

八卦庙超大型金矿床的铂族元素地球化学特征

对八卦庙超大型金矿床岩石、矿石的铂族元素地球化学特征研究表明，八卦庙金矿床铂族元素的富集和晚期深部岩浆热液有关，与金的富集具有一定的正消长关系，并指示了西坝岩体对成矿的作用。该区碰撞造山-造山后伸展-岩浆侵位-矿床形成是一个统一的连续过程，在这一岩浆-构造-成矿过程中，铂族元素得到一定富集。     

斑岩型铜矿床中铂族元素的研究现状与存在问题

铂族元素的研究在过去几十年取得了重要的进展.铂族元素可以赋存于不同的岩石类型中,形成于不同的时代.由于铂族元素具有特殊的化学性质,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.作为一种非常规铂族元素矿化类型,富铂族元素的斑岩型铜矿床的研究对研究铂族元素从地幔岩石圈转移进入花岗质岩石及随后从熔体进入流体并在硫化物中富集的机理,具有重要的研究意义.本文从斑岩型铜矿床中铂族元素的分布特征、矿化特征、铂族矿物特征、流体包裹体特征和富集成矿机理方面论述了斑岩型铜矿床中铂族元素的研究现状,并指出目前斑岩型铜矿床中铂族元素研究存在的主要问题,如影响斑岩型铜矿中铂族元素含量高低的影响因素不明确,富PGE斑岩型铜矿中流体包裹体研究不够系统,PGE的富集机理研究还欠深入,并指出今后我国斑岩型铜矿中PGE研究的重点,指出长江中下游地区一系列斑岩型铜矿床是我国斑岩铜矿中铂族元素研究的有利地区.     

四川会理小关河地区岩浆硫化物矿床成矿系统

小关河地区是峨眉山大火成岩省岩浆铜镍铂族元素矿床成矿岩体最重要的集中区之一,是峨眉山大火成岩省成矿作用研究的重要对象。小关河地区出露矿化岩体20余个,以贫铂族元素的岩浆硫化物矿床为主,典型贫铂岩浆硫化物矿化岩体有力马河、小关河岩体等,也有含铂岩浆硫化物矿化岩体青矿山、杨合伍岩体和富铂岩     

铂族元素的地球化学行为及全球主要铂族金属矿床类型

全球铂族金属矿床主要有6种类型,分别为：（1）镁铁质-超镁铁质层状岩体铂族金属矿床;（2）镁铁质-超镁铁质Cu-Ni硫化物矿床伴生的铂族金属矿床;（3）Urals杂岩体型铂族金属矿床;（4）蛇绿岩型铂族金属矿床;（5）与热液相关的铂族金属矿床;(6）外生型铂族金属矿床。除第4类型外其他类型的铂族矿床都具有经济意义。铂族金属矿床的形成主要与幔源岩浆性质及岩浆演化过程密切相关。大规模的幔源岩浆活动及在岩浆演化过程中具有产生硫饱和的条件是形成铂族金属矿床的有利条件,同时岩浆期后的热液作用能使铂族元素迁移并在特定条件下富集,对铂族金属矿床的形成有利。镁铁质-超镁铁质层状侵入体形成铂族金属矿床的有利条件是岩浆分异作用强,并且具有能产生高R因子的环境;镁铁质-超镁铁质Cu-Ni硫化物矿床中形成铂族金属矿床的有利条件是硫化物熔体的结晶分异作用;Urals型杂岩体中,由于岩浆在早期演化过程中硫的不饱和,形成的主要铂族矿物为Pt-Fe、Pt-Ir合金,且主要与铬铁矿共生,在岩浆演化硫饱和阶段可形成富Pd的铂族矿物,且与Cu-Fe-V-Ti-P金属共生;蛇绿岩型杂岩体中,主要形成的铂族矿物为含Ir- 、Os- 、Pt- 的合金或少量硫化物矿物,且主要赋存于铬铁矿中。     

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。     

岩浆铜-镍-铂族元素硫化矿床“深部熔离-贯入”成矿作用与模式——加拿大伏伊希湾和中国金川矿床地质特征对比

通过对金川铜镍矿床地质、矿化特征与加拿大伏伊希湾（Voisey’s Bay）铜-镍-铂族元素硫化物矿床进行系统对比分析,总结出这2个世界级铜镍硫化物矿床形成演化方面的相似性、可比性及其共同特点,即深部岩浆房含矿岩浆沿通道脉动式上侵,到上部表现为“小岩体,成大矿”。成矿作用过程和模式表现为：①含矿岩浆的有序侵位显示岩浆在深部岩浆房停歇过程中曾发生熔离分异,形成岩浆、含矿岩浆、富矿岩浆和矿浆分层结构;②成矿作用是在富有动力的岩浆环境下岩浆不连续（脉动式）上侵过程中发生的,岩浆熔融体富含挥发组分,上侵活动剧烈,围岩角砾化;③含矿岩浆沿相同的通道或越位上侵,在先期侵入岩体下侧或上方不同空间成矿;④岩浆运移过程中与围岩发生相互作用、组分交换和成矿物质的富集。深入阐明了含矿岩浆不连续（脉动式）上侵、后续岩浆补给和混合是镁铁—超镁铁岩体中硫化物被聚集在岩浆流动的通道内形成超大型铜镍硫化物型铂族元素矿床的重要机制。     

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.     

金川铜镍硫化物矿床岩浆通道型矿体地质地球化学特征

金川铜镍硫化物矿床6行富铜（铂族）矿体曾因Cu、Pt、Pd等含量明显高于相邻其它矿体而被认为是岩浆期后热液叠加作用的产物,研究发现,空间上该矿体受断层构造控制,在矿石组构、矿物组成和硫同位素组成方面与相邻岩浆融离型1号矿体一致,显示了该矿体岩浆成矿作用的特征。在元素地球化学方面,6行富铜（铂族）矿体的Cu、Ni、Pt、Pd含量及Cu/Ni比值明显高于1号主矿体,而Os、Ir、Rh、Ru却明显低于后者,同时,前者相对富含LREE,轻、重稀土分异程度高于后者。根据硫化物结晶分异过程中金属元素分配规律及稀土元素特征,阐明了6行富铜（铂族）矿体为岩浆通道型矿体,是岩浆硫化物晚期结晶的产物。矿区中西部存在的Cu、Ni、Pt、Pd、Au等含量高,而Os、Ir、Rh、Ru含量低的部位,是寻找岩浆通道型矿体的有利部位。