金宝山铂-钯矿和力马河镍矿的硫同位素组成特征及地质意义

金宝山铂钯矿和四川力马河镍矿是峨眉山大火成岩省内两个重要的Ni-Cu-PGE硫化物矿床,但二者矿化特征明显不同,前者贫铜、镍,富铂、钯,硫化物含量低,呈浸染状;后者贫铂族元素,富含硫化物,矿石以陨铁状或块状为主.本文以两矿床成矿元素组成的变化和矿石结构类型的显著差异为出发点,系统分析了硫化物的硫同位素,发现金宝山铂-钯矿的硫化物δ34S值(0.6‰～2.8‰)略高于地幔硫(0±2‰),显示有微弱的地壳物质混染,而力马河镍矿的硫化物δ34S值(2.4‰～5.4‰)显著高于金宝山铂-钯矿,反映受地壳混染程度较高;指出成矿岩浆演化过程中地壳混染程度上的差异,可能是造成峨眉山大火成岩省岩浆Ni-Cu-PGE矿床矿化类型不同的重要原因.通讯作者     

四川会理小关河地区岩浆硫化物矿床的类型和成因的PGE示踪

峨眉山大火成岩省产出的铜镍铂族元素矿床在成矿元素组成上差异很大。有以铂族元素为主的矿床,如金宝山铂钯矿(Tao et al.,2007);有铂族元素含量非常低的铜镍硫化物矿床,如力马河镍矿(陶琰等,2007)和白马寨镍矿(WangCY et al.,2005,2006;陶琰等,2004);也有含铂     

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     

云南金宝山铂钯矿Pd赋存状态的补充研究

金宝山铂钯矿是峨眉山大火成岩省已知最大的铂族元素矿床,矿化产出在金宝山岩体超镁铁岩相中,矿石含浸染状硫化物.对矿石样品中硫化物进行电子探针分析发现镍黄铁矿及针镍矿中含有较高的钯,含量分别达到 500×10-6～1700×10-6和 1100×10-6～1900×10-6.结合全岩分析结果进行质量平衡计算,表明其矿石中钯主要以非独立矿物形式赋存在镍黄铁矿和针镍矿中.     

四川力马河镁铁-超镁铁质岩体的地球化学特征及成岩成矿分析

四川会理力马河镍矿是峨眉山大火成岩省最重要的岩浆硫化物矿床之一,成矿岩体为一小型锾铁-超镁铁岩侵入体,由含斜长石的超镁铁岩(包括舍长辉石橄榄岩和斜长橄榄辉石岩)和辉长岩类的镬铁质岩组成.矿床富含硫化物,成矿元素组合为铜、镍,铂族元素含量很低,没有铂族元素的工业富集,是蛾眉山大火成岩省中富铜镍贫铂族元素的代表性岩浆硫化物矿床.本文对力马河镍矿成矿岩体的镁铁、超镁铁岩及矿床中各种硫化物矿石进行了主量元素、微量元素及铂族元素含量分析.分析结果表明,力马河岩体的镁铁、超镁铁岩属拉斑玄武岩成因系列,岩石特征微量元素比值大致与高钛的峨眉山玄武岩相当、与低钛的峨眉山玄武岩有明显区分,但估计原始岩浆强不相容微量元素绝对含量大大低于高钛玄武岩,因此,其成矿岩体不是与一般的低钛或高钛峨眉山玄武岩(不包括苦橄岩在内)直接对应的深成相.岩体超镁铁岩及矿石铂族元素组成特征表现为无钌亏损的型式,钯/铱比值较小、在5左右,也显著不同于一般的峨眉山玄武岩,而类似于峨眉山大火成岩省苦橄岩的铂族元素组成.运用岩石地球化学研究方法计算,原始岩浆为苦橄质成分:MgO含量约17%、SiO2含量约48%.估计原始岩浆形成于130公里左右的深度,由类似于洋岛玄武岩岩浆源区成分的地幔经19%左右的部分熔融形成.超镁铁岩及硫化物矿石铂族元素含量一般在10-9～10-8暑级,铂族元素相对铜镍强烈亏损,铜/钯比值高于原始地幔10～100倍,铜镍铂族元素组成的原始地幔标准化曲线呈铂族元素显著亏损的“U“型.模式分析说明,导致铂族元素亏损的原因是岩浆成矿演化过程中多阶段硫化物熔离作用造成的,早期熔离出来的硫化物被丢失并造成岩浆中铂族元素亏损,其铂族元素亏损后的岩浆(第)二次硫化物熔离富集形成铂族元素亏损的矿石.     

峨眉火成岩省内带岩浆硫化物含矿岩体橄榄石的成因意义

岩浆镍-铜-铂族元素(PGE)硫化物矿床是峨眉火成岩省地幔柱活动形成的两个重要的成矿系列之一[1～3].目前已发现的与峨眉火成岩省相关的40余个镍-铜-铂族元素硫化物矿床(或矿点)中,多数分布在内带[3,4].它们可分为:1)富Ni、Cu而贫PGE的Ni-Cu型(如力马河和清水河);2)富Ni,Cu且PGE中等的Ni-Cu-PGE型(如清矿山和黄草坪);3)贫Ni、Cu富PGE的PGE型(如金宝山和杨合武).     

云南金宝山铂钯矿Sr-Nd-Os同位素组成:岩浆成因及演化分析

金宝山铂钯矿是峨眉山大火成岩省具有典型意义的岩浆Ni-Cu-PGE矿床,成矿岩体岩矿石Rb-Sr,Sm-Nd,Re-Os同位素特征表明:成矿岩浆为地幔柱成因并受到岩石圈地幔和地壳混染作用的影响。εNd(260 Ma)=-1.78~+0.81,介于地幔柱与岩石圈地幔之间但明显靠近地幔柱的同位素组成。γOs(260 Ma)=20~60,高于任何端元类型的地幔储集库,体现地壳混染作用的效果。模式分析认为,成矿岩浆形成演化过程中大约有10%的岩石圈地幔熔体混合并受到5%左右的下地壳混染。     

云南金宝山铂钯矿Nd-Os同位素特征及成因意义

金宝山铂钯矿是峨眉山大火成岩省具有典型意义的岩浆Ni-Cu-PGE矿床,成矿岩体岩矿石Sm-Nd、Re-Os同位素特征表明为地幔柱成因并受到岩石圈地幔和地壳混染作用的影响.∈Nda=+0.01～+0.89,显著高于大陆岩石圈地幔,而低于软流圈地幔,介于地幔柱与岩石圈地幔之间但明显靠近地幔柱的同位素组成.γOs=20～60,高于任何端员类型的地幔储集库,反映地壳混染作用.混合模型分析表明,成矿岩浆演化经历了10%左右的大陆岩石圈地幔熔体混合并受到下地壳5%～10%的混染.     

云南金宝山铂钯矿床铂族元素地球化学及找矿意义

金宝山是中国目前发现的最大的独立铂钯矿床,该岩体基性程度高,主要由橄榄石、单斜辉石组成,含大量铬铁矿〔w(Cr)约为0.5%〕。铂钯矿石呈稀疏浸染状,硫化物含量少,高铂族元素、低铜镍含量。矿体与超基性围岩界线不明显,且二者具有相似的微量、稀土元素参数和微量、稀土、铂族元素标准化配分模式,表明两者的原始岩浆具有相似的性质。超基性围岩具有高的Pd/Ir、Ni/Cu比值和Pb负异常,相反,铂钯矿石显示为低的Pd/Ir、Ni/Cu比值和Pb正异常,两者具有相似的Cu/Pd、Cu/Pt比值(≤原始地幔值),表明铂钯矿石形成于地幔柱S低度饱和环境,超基性围岩可能形成于S饱和/不饱和的地球化学界面。铂族元素地球化学的差异表明含少量富铂族元素的硫化物的含矿岩浆可能注入于稍前侵入的、且未完全固结的超基性围岩中,形成似层状矿体。峨眉地幔柱早期硫低度饱和、融离出少量硫化物以及铂族元素在硫化物/硅酸盐相中极高的分配系数是导致金宝山矿石富铂钯、贫铜镍的根本原因。金宝山是极少有的全岩体Cu/Pd、Cu/Pt值均小于原始地幔值的矿床,表明该岩体的岩浆经历了硫化物富集铂族元素的过程,推测靠近峨眉地幔柱喷发中心的基性-超基性岩体是寻找铂族元素矿床最佳远景区之一。     

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     

峨眉山大火成岩省Cu-Ni-PGE成矿作用——几个典型矿床岩石地球化学特征的分析

峨眉山大火成岩省岩浆型Cu-Ni-PGE矿化岩体广泛分布,构成峨眉山地幔柱成矿系统中一个非常重要的成矿系列。本文剖析了峨眉山大火成岩省该类矿床的分布及部分典型矿床的地质地球化学特征和矿化特征,揭示了成矿岩体统一的地幔柱成因,阐述了Cu-Ni-PGE成矿作用与峨眉山地幔柱岩浆活动体系的关系,探讨了由于岩浆演化过程及硫化物熔离富集过程的差异所导致的矿化类型变异。指出Cu-Ni-PGE矿床成矿岩体原始岩浆为地幔柱高程度熔融的高镁玄武岩浆,成矿岩体与峨眉山低钛玄武岩同源,矿化岩体主要产于峨眉山地幔柱活动模型的内带低钛玄武岩分布区;金宝山、朱布、力马河、杨柳坪矿床分别代表峨眉山地幔柱Cu-Ni-PGE成矿作用不同成矿机制的端员类型。     

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。     

峨眉山玄武岩铂族元素地球化学类型探讨

铂族元素是探讨幔源岩浆形成、演化的重要示踪元素.我们通过对峨眉山大火成岩省包括宾川、丽江、攀枝花、米易、六盘水、峨眉山等地的玄武岩及苦橄岩中铂族元素含量的系统分析,对铂族元素组成特征变化进行了成因区分,探讨了铂族元素在地幔部分熔融过程中的地球化学行为.结合峨眉山大火成岩省典型镁铁-超镁铁岩成矿岩体铂族元素组成,分析了不同矿化类型成矿岩体与峨眉山玄武岩不同铂族元素地球化学类型的成因联系.     

云南金平白马寨铜镍(铂族)矿床地质特征、Ar-Ar定年及矿床成因研究

白马寨镍铜(铂族)硫化物矿床赋存于二叠纪峨眉山大火成岩省内的基性-超基性侵入岩体之中。矿床地质特征表明矿床可能遭受了二叠纪后的区域构造及热事件的改造作用,这些特征主要有:含矿岩体中部分硫化物与热液蚀变矿物如黑云母、蚀变成因角闪石和绿泥石等紧密共生;硫化矿石相对富集Cu、Pd和Au;含矿岩石的Ar-Ar法同位素坪年龄值为160～170Ma,晚于峨眉山大火成岩省的年龄等。本文提出了两种可能的改造成矿模式:①后期热液沿变形的块状硫化矿的角砾化边缘带入,对原生矿石、岩石产生改造作用形成新的硫化物;②块状-浸染状原生矿石产生变形时,热液流体优先渗入到浸染状矿石中,从而对原生矿石产生改造作用。     

金宝山铂钯矿与国外大型层状岩体中的铂钯矿床对比

金宝山铂钯矿床是我国目前发现的最大的独立铂钯矿床,而世界上著名的铂族元素矿床主要有Bushveld和Stillwater等矿床。笔者总结了金宝山与Bushveld和Stillwater矿床在构造背景、岩体类型、岩石组合、地球化学等方面的异同:金宝山矿床(260Ma)的产出构造背景是峨眉山大火成岩省,Bushveld产于克拉通区(2.06Ga),Stillwater(2.70)产于陆内裂谷,总体而言,均产于较稳定的构造环境。但金宝山矿床形成时代新,构造环境的稳定程度较二者差一些,这种差异在岩体规模上反映出来,虽然三者的岩体类型都属层状岩体,但金宝山岩体出露面积不到3km2,远小于Bushveld(65 000km2)和Stillwater(376km2)岩体。金宝山岩体的岩石类型较为简单,岩石类型主要为单辉橄榄岩,以及少量橄榄辉石岩和辉石岩,而形成Bushveld和Stillwater岩体母岩浆的种类多,分异彻底,岩石类型十分丰富。与Bushveld和Stillwater岩体相比,金宝山岩体的橄榄石、辉石成分变化较小;地球化学以贫Si、富Mg为特征。金宝山矿床的赋矿层位和含矿岩性与Bushveld的Platreef层相似,金宝山矿床PGE最高品位为1.5×10-6,低于Stillwater的J-M层(20×10-6)、Bushveld的Platreef(5×10-6)和Merensky(5×10-6~7×10-6)。岩体规模、岩浆分异程度、熔离作用等的差异致使金宝山矿床的规模远不及Bushveld和Stillwater矿床。     

峨眉山大火成岩省朱布铜镍铂族硫化物矿床成矿作用:流体组成和C-Sr-Nd-Hf同位素的制约

<正>峨眉山大火成岩省的朱布镁铁—超镁铁质岩体由通道相边缘带和层状堆晶杂岩体序列组成,赋存有小型岩浆铜镍铂族硫化物矿床。Ni-Cu-PGE矿化主要以浸染状硫化物存在于边缘带及层状杂岩体底部,是认识通道成矿作用与岩浆就地结晶堆晶成矿作用的典型矿床。本研究通过岩浆矿物流体组成、C-Sr-Nd-Hf同     

攀西小关河地区核桃树富铂岩浆硫化物矿床岩石地球化学特征及成矿机制研究

核桃树富铂岩浆硫化物矿床位于四川会理县小关河地区,是峨眉山大火成岩省中含较高铂族元素含量的岩浆硫化物矿床之一。本文通过对核桃树岩体及部分硫化物矿石主量元素、微量元素及铂族元素的系统分析,讨论了该岩体的岩浆源区及母岩浆性质、地幔部分熔融程度,并探讨了其成因机制。研究认为,核桃树含矿岩体属拉斑玄武岩成因系列,具有与峨眉山玄武岩相似的微量元素组成特征,是峨眉山大火成岩省构造-岩浆活动的产物;铂族元素的原始地幔标准化配分型式与金宝山铂钯矿相似,没有PGE相对于Ni和Cu的明显亏损,Pt和Pd相对Os、Ir、Ru和Rh富集,为PPGE富集的左倾型式,Pd/Ir=1.5~13.1,低于一般大陆拉斑玄武岩,与原始地幔接近。通过岩石地球化学及模拟分析表明,成矿母岩浆MgO约为11.93%、SiO_2约为49.88%、FeOT约为13.71%、TiO_2约为2.61%,为高Mg拉斑玄武质岩浆,是由类似于洋岛玄武岩岩浆源区成分的地幔经过较高程度(约20.17%)的部分熔融形成的苦橄质岩浆演化而来。与小关河地区主要的几类岩浆硫化物矿床的镍铜铂族元素组成及硫化物熔离模式对比分析发现,核桃树高的PGE含量和低的Cu/Pd比值说明了该矿床的硫化物是从PGE不亏损的玄武质岩浆中熔离出来的,类似金宝山矿床。成岩成矿机制分析认为,部分熔融形成的苦橄质岩浆在上升的过程中,发生了以橄榄石(约12.7%)为代表的镁铁质矿物堆积,并形成残余髙镁玄武质岩浆;部分残余髙镁玄武质岩浆向浅部运移过程中,由于温度降低、混染等因素的影响,导致岩浆S饱和,触发硫化物熔离作用的发生(R值为2000~50000),熔离出硫化物熔体与岩浆通道内晶出的橄榄石构成含矿"晶粥",在构造挤压作用下,在浅部岩浆房中由于重力影响发生堆积作用形成具有较富PGE的含矿岩体,R值较大变化正好与PGE含量较大变化相对应。     

富林岩体高钛和低钛镁铁质岩石的铂族元素和硫化物分异特征

已有研究表明,峨眉山大火成岩省存在高钛和低钛两个系列的岩浆活动(Xu et al.,2001),区域内广泛发育的钒-钛磁铁矿床和铜-镍硫化物矿床分别与两种类型岩浆密切相关(Zhou et al.,2008).两类岩浆具有不同的岩浆源区并经历了不同阶段的岩浆演化、不同程度的地壳混染和硫化物分异过程.我们利用铂族元素和亲铜元素Cu和Ni的地球化学特征,研究了峨眉山大火成岩省东部富林岩体中两类岩石的成因,探讨岩浆分异过程对铂族元素浓度的影响和硫化物分异对岩石成因的作用.     

滇西金宝山铂钯矿床S-Os同位素特征及其对成矿过程的制约

金宝山铂钯矿床位于扬子板块西缘,毗邻哀牢山造山带北段,是三江成矿带唯一的大型岩浆型铂族元素矿床。以往的研究中,金宝山岩体是否经历地壳混染存在较大争议,制约了对硫饱和机制和矿床成因的认识。前人对矿石中硫化物的S同位素的研究发现绝大部分δ~(34)S值位于1‰~2‰,表现为幔源特征,显示少量或无明显地壳混染作用。本文对含非常规硫化物组合(紫硫镍矿-黄铁矿-黄铜矿)的矿石展开了同位素研究,结合最新研究数据,利用质量平衡原理定量建立了R值(硅酸盐岩浆/硫化物)、百分百硫化物PGE含量和δ~(34)S之间的关系。富PGE矿石具有较高的R值(2000~10000)和PGE含量(如Ir百分百硫化物:2429×10~(-9)~10738×10~(-9)),并具有地幔特征的δ~(34)S范围(1‰~2‰),而贫PGE(如Ir百分百硫化物:449×10~(-9)~2017×10~(-9))的矿石R值较低(500~2000),表现出显著的地壳S同位素的特征(4.4‰~6.7‰)。此外,Re-Os同位素研究表明金宝山铂钯矿床相比一些富硫化物铜镍矿床(如力马河和杨柳坪)具有较低的γOs(21.9~60.5)和较高R值,是大量岩浆与硫化物反应导致的结果,表明其矿石γOs的高低并不能直接反应岩体的地壳混染程度。因此我们在利用S-Os同位素在研究岩浆型铜镍铂族元素矿床时需特别注意,虽然δ~(34)S和γOs的大小通常作为研究地壳混染作用的指示剂,但它们却往往受到矿床类型(铂钯矿床、铜镍矿床)以及矿石类型(富PGE矿石、贫PGE矿石)的影响。特别是对于高R值的铂族元素矿床,矿石呈现出接近幔源特征的δ~(34)S和γOs同位素值并不能排除其在形成的过程中没有地壳物质的加入,而应综合SrNd同位素以及微量元素地球化学特征综合判断是否发生了明显的地壳混染作用。     

四川省会理县青矿山Ni-Cu-PGE矿床成因机制的Re-Os同位素证据

青矿山Ni-Cu-PGE矿床位于四川会理县小关河地区,是峨眉山大火成岩省中典型含铂岩浆硫化物矿床之一。本文对该矿床开展了Re-Os同位素组成的分析研究。分析结果表明,不同类型岩矿石的初始Os同位素组成具有明显的不均一性,主要区分出三种不同Os同位素组成的岩矿石类型:不含硫化物的橄辉岩具低γOs,变化范围从15.3到40.3;致密块状和浸染状硫化物矿石相近,γOs值在260左右;海绵陨铁状矿石具有最高的放射性Os同位素组成,γOs值在1000左右。分析认为,青矿山Ni-Cu-PGE矿床是多级岩浆房演化的结果,原始岩浆具有苦橄质岩浆的性质,成矿岩体中不含硫化物的橄辉岩具有低的放射性Os同位素组成,其母岩浆不是矿石硫化物的直接母体;致密块状和浸染状硫化物矿石与海绵陨铁状矿石也具有不同的放射性Os同位素组成,是成矿岩浆演化过程中不同期次岩浆硫化物熔离形成的。模式分析认为:(1)原始岩浆在深部岩浆房受到下地壳混染(约1.8%),造成少量Cu、Ni及PGE元素进入熔离硫化物形成PGE适度亏损的成矿母岩浆;(2)海绵陨铁状矿石硫化物是PGE适度亏损的成矿母岩浆受下地壳二次混染形成的具有很高放射性Os同位素组成的岩浆(γOs_(t=260Ma)高达1000)经二次硫化物熔离(R≈1000)所形成;(3)PGE适度亏损的成矿母岩浆受上地壳二次混染(约6.7%),形成具有较高放射性Os同位素组成的岩浆(γOs_(t=260Ma)在260左右)并发生二次硫化物熔离(R≈5000),部分熔离硫化物积聚成矿浆形成块状硫化物矿石,未得到充分积聚的熔离硫化物形成浸染状硫化物矿石。Os同位素组成的不均一性表明青矿山Ni-Cu-PGE矿床为岩浆通道系统成矿,是多级岩浆房演化过程中不同期次含矿岩浆在岩浆通道系统中复合的结果。