东天山白鑫滩铜镍硫化物矿床铂族元素地球化学特征及意义

白鑫滩铜镍硫化物矿床位于东天山镁铁-超镁铁质岩带西段,受大草滩深大断裂控制,岩体由辉长岩、橄榄辉石岩、辉石橄榄岩组成。白鑫滩岩体的铂族元素(PGE)含量相对较低,其中IPGE(Os、Ir、Ru)与PPGE(Ru、Pt、Pd)含量相近,PPGE略高于IPGE。岩石∑PGE含量3.82×10~(-9)～5.36×10~(-9),平均4.53×10~(-9)。岩石具相似的原始地幔标准化分布型式,PPGE和IPGE之间分异很弱。通过铂族元素源区示踪分析认为,形成白鑫滩岩体的母岩浆为Mg O含量较高的PGE不亏损的拉斑玄武质岩浆,上升过程中遭地壳物质混染及橄榄石等矿物的分离结晶作用,引起该矿床硫饱和并发生硫化物熔离作用而成矿,深部岩浆通道仍具较好的找矿空间。     

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.     

晚二叠世峨眉山地幔柱岩浆成矿作用

晚二叠世峨眉山地幔柱岩浆作用同时形成了Cu-Ni-PGE硫化物矿床和V-Ti-Fe氧化物矿床等不同类型的岩浆矿床。从硫化物矿床的PGE富集型、Cu-Ni-PGE富集型到Cu-Ni富集型,再到钒钛磁铁矿矿床,成矿基性-超基性岩体中基性岩石比例逐渐增加,PGE含量降低。铜镍铂族硫化物矿床具Nb和Ta负异常,岩浆流体组分含量较高,含有较高的H₂;而钒钛磁铁矿矿床具Nb、Ta和Ti正异常,Zr和Hf负异常,岩浆流体组分含量较低,含有较高的H₂O、CO₂和H₂。两类矿床强不相容元素和轻稀土元素(LREE)富集,Sr-Nd同位素组成与峨眉山玄武岩的演化趋势一致。Sr-Nd-Os-C-He同位素组成揭示岩浆上升过程中经历了不同程度的地壳混染,高钛玄武岩和钒钛磁铁矿矿床成矿岩体的地壳混染程度较低,部分低钛玄武岩和铜镍硫化物矿床存在明显的地壳混染。这两类岩浆矿床的形成与峨眉山地幔柱玄武岩浆有关,岩浆介质环境中H₂含量较高,V-Ti-Fe 氧化物矿床的形成与分离结晶、高含量的水和氧逸度的升高有关,Cu-Ni-(PGE)硫化物矿床的形成与还原性流体介质、结晶分异和地壳混染作用有关。     

氧化性岩浆与斑岩铜金成矿

<正>我们研究发现,高氧逸度和洋壳部分熔融是控制斑岩铜(金)矿床形成的两个关键。作为亲硫元素,铜(金)的性质受还原态的硫(S2-)的控制,而硫的性质受氧逸度的控制:硫酸盐在岩浆中的溶解度是硫化物的十倍。岩浆形成过程中,在ΔFMQ+2以上时,硫主要以硫酸盐形式存在。有利于源区硫化物被破坏,大幅度提高初始岩浆铜金含量高;与此同时,岩浆中硫化物保持不饱和状态,有利于铜金通过岩浆演化进一步富集。在磁铁矿结晶等过程中,岩浆体系的氧逸度降低,硫酸根被还原,还原态的硫(S2-)将岩浆中的     

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。     

北大别白垩纪镁铁－超镁铁岩的铂族元素地球化学研究

采用镍锍火试金法结合ICP-MS分析了12个北大别白垩纪镁铁-超镁铁岩样品的Ir,Ru,Rh,Pt和Pd的含量,结果显示铂族元素（PGE）的含量较低,原始地幔标准化后的PGE分布模式呈正斜率型,PPGE相对原始地幔略微亏损,而IPGE强烈亏损,Pd/Ir值远高于相应的地幔比值。这些镁铁-超镁铁岩中PGE的强烈分异是地幔低程度的部分熔融过程中,PPGE主要受硫化物控制,而Ir则存在于非硫化物相如尖晶石,可能还有合金之中造成的。同时,铂族元素的分布特征表明这些镁铁-超镁铁岩是岩浆结晶分异的产物。     

大别造山带祝家铺辉长岩的铂族元素特征

采用镍锍火试金法结合ICP-MS分析了祝家铺14个辉长岩样品中的Ir，Ru，Rh，Pt和Pd的含量。结果显示其PGE的含量较低，原始地幔标准化后的PGE分布模式呈正斜率型，PPGE相对原始地幔略微亏损，而IPGE强烈亏损，Pd／Ir值(22—138)远高于相应的地幔比值，表明铂族元素发生了分异。对祝家铺辉长岩的铂族元素研究表明，在其源区发生过硫化物的分异作用，地壳的混入可能促进了硫化物的饱和。祝家铺辉长岩中铂族元素的分异是因为在地幔部分熔融和岩浆演化过程中，PPGE主要受硫化物控制，而Ir则存在于非硫化物相如尖晶石、可能还有合金之中。     

新疆北山地区两个含铜镍镁铁—超镁铁质岩体铂族元素地球化学研究

对北山地区坡一和罗东含铜镍的镁铁-超镁铁质岩体铂族元素研究表明,两个岩体的铂族元素(PGE)总量较低,PPGE较IPGE富集,原始地幔标准化模式呈正斜率,均较原始地幔亏损,具Ir和Rh的弱负异常。较低的Pd/Ir比值表明岩石主要受岩浆作用控制,后期热液作用影响不明显。两个岩体的原生岩浆均为MgO 含量较高的PGE不亏损的拉斑玄武质岩浆,较高的Cu/Pd、Ti/Pd比值表明岩浆在演化过程中发生了硫化物的熔离。罗东岩体早期矿物相（橄榄石、铬铁矿）的分离结晶作用对岩浆中的硫达到饱和具有重要的贡献,而坡一岩体该作用对硫化物熔离的贡献不明显。坡一和罗东岩体的R值表明两岩体均具有达到中型Ni矿床的潜力。     

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。     

云南牟定安益铂钯钛磁铁矿床铂族矿物特征及成因初探

云南牟定安益矿床为一处铂族金属与钛磁铁矿共同产出的大型钛磁铁矿铂族金属矿床。目前对该矿床中铂族元素的赋存状态研究甚少。结合野外宏观地质特征和室内岩矿鉴定,笔者利用TIMA和LA-ICP-MS-Mapping分析方法,对安益矿床中铂族金属矿物学特征进行研究,发现安益矿床中的铂族元素（PGEs）主要以独立矿物的形式存在。铂族矿物（PGMs）多为铂和钯的砷化物、碲化物,如砷铂矿、砷钯矿、黄碲钯矿、碲钯矿等;主要分布于硅酸盐矿物中,其次为硫化物边缘,部分分布于磁铁矿边缘;铂族矿物成因主要有岩浆成因和热液成因2种。岩浆作用形成的铂族矿物分布于硅酸盐矿物中或硫化物边缘,硅酸盐中的铂族矿物是早期PGE与半金属元素形成的纳米团簇颗粒随岩浆演化形成矿物颗粒,被结晶的硅酸盐矿物包裹;分布于硫化物边缘的铂族矿物是残余熔浆结晶的结果。热液作用将PGE以类质同象的形式富集于钛磁铁矿单辉岩的部分矿物中,如热液蚀变较强烈的黄铜矿中含有较高的Rh,这也与铂族矿物集中分布在钛磁铁矿单辉岩中一致。     

Platinum-group Element Geochemistry of Magnetite from Porphyry-Cu-Mo Deposits and their Host Rocks (Siberia,Russia)

The concentrations of platinum-group elements (PGE) have been analyzed in primary magmatic magnetite samples from the Zhireken,Shakhtama and Aksug porphyry Cu-Mo deposits (Siberia,Russia) by laser abla...     

幔源岩浆氧化还原状态及对岩浆矿床成矿的制约

岩浆的氧化还原状态是控制许多基本地质过程的关键热动力学参数之一。估算玄武质岩浆和源区岩石氧化还原状态的常用方法主要包括多价元素的价态、多价元素的分配系数、共存矿物对的化学平衡和全岩化学比值。岩石学实验的深入和分析技术手段的快速发展使精确估算岩浆氧逸度成为可能。这有力地促进了对地幔源区成分、岩浆的部分熔融程度和熔融方式与分异演化历史,以及岩浆矿床的成因机制及成矿过程的研究。幔源岩浆的氧化还原状态复杂多变,不仅与构造背景有关,还与地幔深度(压力)、交代作用和部分熔融有着密切联系。而在岩浆到达浅部地壳后,结晶分异、岩浆去气和同化混染等过程也能不同程度地改变岩浆的氧逸度。因此,即使来自同一构造背景的幔源岩浆也呈现出明显的氧逸度不均一性。氧逸度的高低对源区部分熔融过程中金属元素的地球化学行为、岩浆的分异演化趋势、Fe-Ti-V氧化物饱和时间的早晚和S在岩浆中的溶解度具有明显的控制作用。因此,岩浆的氧逸度对钒钛磁铁矿矿床和汇聚板块边缘的岩浆硫化物矿床的成矿过程具有显著的影响。     

新疆西天山备战基性-超基性岩矿物地球化学研究及其对铁成矿作用的制约

文章对备战铁矿区内的基性-超基性岩、中基性岩脉、矿体围岩和铁矿石中的辉石、橄榄石、金云母、铁钛氧化物进行了电子探针分析与显微特征研究。金云母辉石橄榄岩中辉石的化学成分在w(SiO_2)-w(Al_2O_3)图中均落于亚碱性系列区域,在w(Al_2O_3)-w(Na_2O)-w(TiO_2)图中,辉石主要落在拉斑玄武岩系列区域,表明该区岩浆经历了拉斑玄武岩系列演化。备战金云母辉石橄榄岩中橄榄石的w(FeO)较低,介于19.22%～23.79%,w(MgO)较高,介于37.35%～41.30%,Fo变化介于0.74～0.79,属于贵橄榄石。橄榄石中较低的w(FeO)表明其形成于较高的氧逸度环境,而岩浆的拉斑玄武岩系列演化一般发生于低氧逸度条件,综合分析岩浆经历了从低氧逸度到高氧逸度变化的过程。随着岩浆的演化,橄榄石Fo与w(Ni)由负相关变为正相关又变为负相关关系,其中负相关关系表明在岩浆演化过程中橄榄石与粒间硫化物熔浆发生过Ni-Fe交换反应,从另一方面可以认为岩浆中含有丰富的硫,岩浆中的高硫特征很可能是备战磁铁矿为较纯磁铁矿(低Ti)的原因之一。此外,成矿岩浆具有高氧逸度特征,铁钛氧化物固溶体在亚固相条件下的氧化作用使固溶体发生分离以及铁磷络合物的发育等因素是造成矿区磁铁矿为较纯磁铁矿(成分接近分子式Fe_3O_4)的原因。金云母辉石橄榄岩和铁矿石中均发育金云母,表明铁矿与基性-超基性岩的源区都是富含挥发分的。该区铁钛氧化物主要有4种:较纯磁铁矿、含钛铬磁铁矿、铬铁矿、钛铁矿。金云母辉石橄榄岩中的较纯磁铁矿(低Ti),与铁矿石中磁铁矿成分类似,表明两者具有成因联系。结合金云母辉石橄榄岩的显微特征分析,在岩浆阶段曾有一期富铁镁岩浆的加入,这很可能为备战铁矿的形成提供了主要的铁质来源。     

新疆阿尔泰山南缘泥盆纪弧型苦橄岩铂族元素地球化学特征及其地质意义

全球岛弧火山岩的铂族元素数据非常少。本研究对新疆阿尔泰山南缘中泥盆世北塔山组地层中的苦橄岩的铂族元素进行了分析,结果表明:其铂族元素的含量总体变化不大,其原始地幔标准化曲线总体上和已经报道的大西洋Lesser Antilles岛弧的G renada苦橄岩相似,均以富集钯组铂族元素(PPGE)为特征,但总体含量比后者高,而比大火成岩省的苦橄岩低。一些铂族元素的特征比值指示了苦橄岩和富辉玄武岩起源于软流圈地幔,而高的w(Os)/w(Ir)比值则暗示了源区中有深海沉积物的加入。w(Pd)/w(Ir)-w(N i)/w(Cu)图解说明本区的苦橄岩不是原始岩浆,而是原始的高镁玄武岩中有过剩橄榄石的加入,而w(Pd)-w(Cu)图解则说明原始岩浆硫不饱和。IPGE在俯冲带流体中相对稳定,而PPGE在俯冲带流体中的活动性相对较高。     

Oxygen potential and PGE geochemistry of alkaline-ultramafic complexes

At the oxygen fugacity characteristic of meimechite and olivine-bearing rocks of the Maimecha-Kotui province, sulfides are unstable at the magmatic stage, and metallic alloys are the main mode of PGE occurrence in these magmas. The estimated PGE contents in olivine aggregates of meimechite are close to the average PGE composition of dunite in the Guli massif. The nano-sized inclusions of metallic alloy are the most probable mode of PGE occurrence in meimechite. The formation of sufficiently large metallic PGE grains may be a result of mixing of partly fractionated melt with a new portion of primitive magma, as was suggested during interpretation of chromite lodes.     

应用电子探针技术研究北京密云放马峪铬铁矿床成因——来自含铬尖晶石矿物化学的证据

似层状铬铁矿床长期以来被认为是岩浆分异成因,但近年来有学者提出其中个别产在蛇绿岩中。本文选择北京放马峪似层状铬铁矿床中纯橄岩、辉橄岩和辉石岩中不同类型的含铬尖晶石进行了电子探针分析。研究表明,岩浆早期的纯橄岩和辉橄岩中的铬尖晶石富铬(Cr2O3平均43.32%),而岩浆晚期辉石的结晶消耗了大量Cr3+,由于氧逸度的升高,在辉石岩的单斜辉石中出溶贫铬的铬磁铁矿(Cr2O3平均10.32%)和富铝尖晶石(Cr2O3平均15.77%)。与世界上不同类型铬尖晶石的矿物化学特征进行对比,可以认为放马峪铬铁矿床是产在阿拉斯加型岩体中的早期岩浆矿床,而与蛇绿岩无关。本文对放马峪铬铁矿床成因和成矿专属性的限定,为这类镁铁-超镁铁岩体的铬、铜镍、铂族元素的找矿勘查提供了依据。     

喀拉通克铜镍矿床铂族元素地球化学特征及其成矿作用意义

喀拉通克铜镍矿床位于准噶尔板块北缘,矿区主要矿体赋存于Y1-Y3号岩体中。矿石构造类型为致密块状和浸染状两大类,其中前者与后者呈贯入接触,不同浸染状类型之间为过渡关系。岩石和矿石的PGE总量偏低,且以PPGE为主,IPGE含量较低。整体上岩石中的PGE含量显示随基性程度降低而变小。矿石中的PGE含量随硫化物含量增加增大,显示PGE主要分布于硫化物熔离形成的物相中。100%硫化物计算后,矿石PGE含量平均仅为573×10^-9。各岩体中浸染状矿石PGE组成并无明显差异;岩石和矿石具有相似的PGE分配模式,均属于Pt-Pd配分型。岩石Ni/Cu-Pd/Ir关系以及岩石地球化学资料显示,形成喀拉通克岩体的初始岩浆为MgO含量较高的玄武质岩浆,属于PGE不亏损的岩浆。基于PGE不亏损的大陆拉斑玄武岩初始岩浆推算,喀拉通克矿床母岩浆明显亏损PGE,而深部硫化物熔离可能是导致母岩浆PGE亏损的主要原因。岩石和矿石Pd/Pt比值总体特征,岩石Cr与Ni、Ir、Ru和Rh相关性,以及硫同位素和岩石学资料分析表明,初始岩浆在地壳深部发生的橄榄石、铬铁矿等矿物的分离结晶作用,可能是促使硫过饱和与深部熔离的主要因素。IPGE与PPGE分异特征及其相关分析,结合矿床宏观地质特征,推断该矿床浸染状矿的成矿作用经历了初始岩浆（PGE不亏损）→橄榄石等矿物分离结晶→硫化物深部熔离→成矿母岩浆（PGE亏损）→上侵并结晶分异的成矿过程。块状矿则可能是这一过程中PGE亏损的成矿母岩浆相对滞后熔离形成的硫化物熔体贯入的结果。     

云南鸡街碱性超基性岩铂族元素地球化学特征

本文首次报道了攀西裂谷南段云南省鸡街碱性超基性岩中铂族元素(PGE)的地球化学特征。采用改进的Carius管法测定了霞霓钠辉岩、霓霞岩和磷霞岩中的低含量PGE。PPGE与IPGE呈现强烈分馏,推断幔源岩在低程度部分熔融过程中Pt、Pd表现为相似的不相容性,而Ir、Ru表现为相容性,这种分馏效应随着结晶分异作用的进行而逐渐增强。3种岩石均出现Ru的负异常及Pt、Pd的解耦,说明母岩浆经历了早期的橄榄石晶出,在结晶分异过程中Pd较Pt更不相容。由于岩浆上升过程中的压力减小和结晶分异作用导致的成份变化使岩浆可以达到硫的局部饱和而熔离,表现为部分样品中Cu/Pd远高于原始地幔值。本文通过碱性超基性岩与金伯利岩、煌斑岩和邻区碱性、过碱性玄武岩PGE特征的对比,探讨了其岩浆源区及演化特征。     

Chalcophile element geochemistry of the Baima layered intrusion, Emeishan Large Igneous Province, SW China: implications for sulfur saturation history and genetic relationship with high-Ti basalts

The Permian Baima mafic layered intrusion, believed to be related to the S-undersaturated Emeishan high-Ti basalts, hosts a giant Fe–Ti-V oxide deposit in the lower part of the intrusion. Uniformly high Cu/Pd (1.9 × 10⁶–6.1 × 10⁴) and low Pd/Zr (<0.1) indicate that the Baima parental magma experienced prior sulfide segregation. Mantle-liked δ³⁴S values and low S/Se values indicate negligible external sulfur addition. Primitive mantle-normalized PGE patterns and MELTS calculations indicate that extensive fractional crystallization (~59 %) of chromite, olivine and pyroxene at depth drove the primitive picritic magma to S saturation. Strong positive correlation between IPGE and PPGE and between PGE and V, Cr and S suggest that magmatic sulfide is the dominant mineral controlling the distribution of PGE in the Baima intrusion. A positive correlation between S and Cr, FeO_T + TiO₂ and V content, together with MELTS calculations, indicate that the parental magma of the Baima intrusion reached a second stage of S saturation in the shallower Baima magma chamber, which was likely triggered by decreasing Fe²⁺ accompanying magnetite precipitation. Primitive mantle-normalized PGE patterns for Baima intrusion rocks display similar trends to high-Ti basalts inside the Panxi area, suggesting that they are comagmatic, and following a similar differentiation trend. However, the lavas erupted before they reached sulfide saturation. The more evolved nature of high-Ti basalts outside the Panxi area indicate that they experienced more extensive pre-eruption fractional crystallization. Further fractional crystallization process led these lavas show more PGE fractionated feature.     

寄主岩浆硫化物和氧化物矿床的镁铁质-超镁铁质岩体对比分析与成矿过程评述

镁铁质-超镁铁质岩体是世界上岩浆硫化物(Ni-Cu-PGE)和氧化物(Fe-Ti-V-P)矿床的主要载体.全球主要岩浆硫化物和氧化物矿床均可以产于大火成岩省、克拉通区的裂谷带或伸展环境、褶皱带内的后碰撞伸展环境.寄主岩浆硫化物矿床的岩体规模相差甚大(从6×104km2到＜0.1km2),既有超镁铁质岩石组合也有镁铁质岩石组合,但其原生岩浆主要为拉斑玄武质岩浆.含镍铜的铂族元素矿床主要赋存于规模很大的层状岩体中,而镍铜硫化物矿床主要赋存于小岩体中.寄主钒钛磁铁矿或磁铁矿矿床的岩体主要是以辉长岩为主的层状杂岩体.寄主钛铁矿-磷灰石矿床的岩体均为层状的斜长岩-纹长二长岩-紫苏花岗岩岩体.尽管其岩石组合相差很大,但其原生岩浆均属拉斑玄武质.寄主硫化物矿床的岩体相对富Si、Mg、Cr、Ni,而寄主氧化物矿床的岩体相对富Fe-Ti-P-V,造岩矿物晶体化学也反映了这种差异.对全球主要含矿岩体的对比分析表明,导致这种反差的主要控制因素应该是岩浆生成时的压力状态,源区性质和熔融程度的差异可能只在局部范围内起作用.对岩浆硫化物矿床成矿过程的认识集中体现在金川模式和岩浆通道模式上,对岩浆氧化物矿床成矿过程的认识体现在氧化物和磷灰石是堆晶相还是从不混溶的矿浆中结晶的.对比分析表明,成矿过程具有多样性,试图用一种模式概括所有同类矿床成矿过程的想法未必可取.毫无疑问,适宜的氧化还原环境是形成岩浆矿床的必要务件,伴随岩浆演化及成矿过程的氧速度变化及其诱因问题尚待进一步探索.