金川铜镍硫化物矿床中铂族矿物的主要类型和产出特征:热液蚀变过程中铂族元素的富集机理

金川铜镍硫化物矿床是我国最主要的铂族元素(PGE)资源产地,其矿石受热液蚀变作用影响明显,并产出多种铂族矿物(PGM)。岩浆演化和热液蚀变过程中PGE的迁移富集机制和PGM的成因,一直是研究PGE地球化学行为非常关注的问题。本文对金川铜镍硫化物矿床中PGM的研究发现,其主要类型包括含PGE的硫砷化物(硫砷铱矿)和砷化物(砷铂矿),Pd的铋化物、碲化物和硒化物,以及少量其他铂族矿物。其中,硫砷铱矿可包裹于各种贱金属硫化物(镍黄铁矿、磁黄铁矿和黄铜矿)中,表明硫砷铱矿可能结晶于早期的含As硫化物熔体,随后被包裹于硫化物熔体冷凝分异产生的单硫化物固溶体(MSS)和中间硫化物固溶体(ISS)中。硫化物熔体中的As可能主要通过地壳混染作用加入幔源岩浆。大量铋钯矿(PdBi)呈微细乳滴状包裹于黄铜矿中,为晚期ISS冷凝形成黄铜矿过程中出溶的产物。少量铋钯矿(PdBi_2)呈不规则状充填于矿物裂隙,与次生磁铁矿脉紧密共生,并随矿石的蚀变程度增加,铋钯矿的化学成分由PdBi逐渐向PdBi_2转变,表明这部分铋钯矿为后期热液蚀变产物。铋碲钯矿和钯的硒化物则主要产出于镍黄铁矿裂隙且与次生磁铁矿紧密共生,指示明显的热液成因。钯的硒化物的出现表明,岩浆期后酸性、高盐度、高氧逸度的富Cl~-流体对金川铜镍硫化物矿床中Pd的迁移和富集起到了关键控制作用。     

金川岩浆铜镍硫化物矿床中的镍钴分布规律及其控制因素

幔源岩浆形成与演化过程中镍(Ni)、钴(Co)具有相似的地球化学行为。金川岩浆铜镍硫化物矿床以Ni、铜(Cu)为主要矿种,Co为伴生,Ni、Co在金川矿床中的空间分布规律同步变化,然而其Ni/Co比值(36.7)远高于地幔值(18.2)。这表明在金川矿床形成过程中Ni-Co发生了共生分离,但Ni-Co分布特征尚不清楚、其控制因素尚不明确。本文对该矿床中主要矿石矿物的Ni、Co含量及分布进行了系统总结,并与脉石矿物进行对比。结果表明矿石矿物镍黄铁矿是最重要的含Ni、Co矿物相,其Ni、Co含量均远高于磁黄铁矿、黄铜矿及脉石矿物。对于脉石矿物,Ni在橄榄石、磁铁矿、铬铁矿内的含量依次降低,在斜方辉石与单斜辉石中含量最低。Co则在铬铁矿、橄榄石内含量依次降低,在斜方辉石、单斜辉石、磁铁矿中含量最低。在硫化物熔离过程中,Ni在硫化物熔体内相容性更强,更加倾向于进入硫化物熔体,使Ni显著富集于硫化物熔体内,而Co则相对富集于硅酸盐熔体内,由此导致Ni-Co解耦。硫化物冷却结晶过程中,Ni、Co倾向于进入最早结晶的单硫化物固溶体(MSS),并在随后分解作用中集中进入镍黄铁矿内,使镍黄铁矿成为金川矿...     

金川超大型铜镍矿床钴的赋存状态与富集过程研究

金川矿床位于龙首山隆起带东段，是中国最大的岩浆镍钴（铂族元素）矿床。该矿床中最重要的金属硫化物组合是磁黄铁矿、镍黄铁矿和黄铜矿，仅局部含有微量的辉钴矿等独立钴矿物。全岩成矿元素分析显示：矿石中Co与S、Ni之间呈良好的正相关性，与As相关性较差，Co/Ni随硫化物含量的增加而降低。电子探针分析结果表明：镍黄铁矿中Co含量较高，其含量为0.32%～1.93%，平均为0.81%；磁黄铁矿和黄铜矿（方黄铜矿）中Co的含量较低，变化范围分别为0.02%～0.11%和0.01%～0.08%。元素面扫描结果表明：Co含量较高的部位与镍黄铁矿范围完全一致，说明Co主要赋存于镍黄铁矿中。金川矿床整体Co/Ni平均值为0.042，与全球典型橄榄岩相地幔Co/Ni值（0.055）相似，表明其岩浆源区主要为橄榄岩相。高程度的部分熔融可能是导致其母岩浆中Co绝对含量较高，但Co/Ni值相对较低的原因之一。硫化物熔离时，Co更倾向于进入硫化物；但相对于Ni，进入硫化物的Co较少，导致不同矿石类型之间S含量与Co/Ni值之间呈明显的负相关性。硫化物分离结晶作用进一步促使Co向镍黄铁矿中富集。     

胶东三山岛金矿床黄铁矿As富集机制及其对金成矿作用的指示

胶东是中国最大的金矿集区,其金矿成因目前还存在较大争议.作为最重要的载金矿物,黄铁矿显微结构及元素-同位素组成能够很好地示踪成矿物质来源和成矿过程.利用SEM、EPMA和LA-ICP-MS微区原位分析方法对胶东代表性蚀变岩型金矿—三山岛金矿的黄铁矿开展详细的BSE显微结构以及As含量和S同位素耦合关系研究,发现矿区至少存在3种不同结构和As含量的黄铁矿:①含金石英-黄铁矿细脉中具交代残余结构的低As黄铁矿(Py-1),在BSE图像中显示暗色的核部(Py-1a)和亮色的边部(Py-1b),Py-1a和Py-1b的w(As)分别为48×10-6～524×10-6和183×10-6～1134×10-6,δ34S值分别为10.4‰～10.8‰和11.6‰～11.9‰;②含金石英-黄铁矿细脉中具韵律环带结构的高As黄铁矿(Py-2),在BSE图像中显示富含矿物包裹体并多孔的核部(Py-2a)以及很少含矿物包裹体的"干净"边部(Py-2b),Py-2a和Py-2b的w(As)分别为0.14％～0.31％和0.47％～0.97％;③含金石英-多金属硫化物细脉中具核边结构且As含量变化大的黄铁矿(Py-3),其核部Py-3a富含黄铜矿、闪锌矿等矿物包裹体并贫As,w(As)仅为1×10-6～10×10-6,δ34S值为4.2％～5.8‰,边部Py-3b几乎不含矿物包裹体但富As,w(As)为8877×10-6～17839×10-6,δ34S值为7.7％～10.1‰.上述黄铁矿中,从Py-1a到Py-1b,w(As)和δ34S值缓慢升高,可能主要受水岩相互作用的控制;Py-2具韵律环带且核部多孔、多矿物包裹体,指示了较为剧烈的流体沸腾作用;Py-3a和Py-3b具有截然不同的w(As)和δ34S值,指示了外来富As流体的加入.这些过程有利于As和Au的进一步富集,多种形式的富As和Au机制表明胶东金矿存在复杂的矿化过程和物质来源,特别是流体在迁移过程中萃取围岩中的成矿物质不可忽视.     

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。     

安徽新桥矿床矿相学与Fe同位素特征及其对矿床成因的制约

对安徽新桥矿床进行系统的野外地质调查和矿相学研究发现,层状矿体中的胶状黄铁矿交代矽卡岩磁铁矿矿体,为探讨层状硫化物矿床是早期沉积成因还是岩浆热液成因提供了新的地质约束。对铜陵矿集区内的新桥矿床层状菱铁矿矿体和凤凰山矽卡岩型矿体中的菱铁矿开展了Fe同位素组成的对比研究,结果显示：新桥矿床菱铁矿与典型低温热液脉型矿床和沉积铁矿中的菱铁矿在Fe同位素组成特征上有所不同,而与凤凰山矽卡岩型矿床中的菱铁矿更为接近;新桥矿床中胶状黄铁矿和菱铁矿相对于磁铁矿富集Fe的轻同位素,表明磁铁矿不是过去认为的由胶状黄铁矿和菱铁矿矿胚层经热液改造形成,而是与典型的岩浆热液有关。新桥矿区层状硫化物矿体和矽卡岩型矿体中,近岩体矽卡岩和最早形成的金属矿物磁铁矿比岩体更为富集Fe的轻同位素,而赋矿围岩比岩体更为富集Fe的重同位素。同时,不同矿化阶段形成的含铁矿物和不同空间位置的硫化物中的Fe同位素组成呈现出时空分带现象,Fe同位素组成的时空演化特征与流体出溶、流体演化非常一致,并且符合同位素分馏的基本理论,表明层状硫化物矿体和矽卡岩型矿体具有相同的成矿物质来源,为同一流体体系演化的产物。新桥矿区岩相学的研究结果和Fe同位素组成特征均表明,新桥层状硫化物矿床不是海西期喷流沉积成矿作用的产物,而是燕山期热液成矿作用的产物,为一个典型的热液成因矿床。     

金宝山铂钯矿矿石的矿物成分及嵌布特征

金宝山铂钯矿属于中国最大的独立铂族金属矿床,铂钯矿石的成分十分复杂,已发现73种矿物,其中有贵金属矿物25种、铂族矿物21种。矿石结构复杂,铂族金属矿物粒度很细,主要为10~80μm,其中20~40μm者占58.18%。贵金属矿物主要分布在蛇纹石中,占46.67%,有25.03%的贵金属矿物分布在黄铜矿中,其他载体矿物有镍硫化物、黄铁矿和磁铁矿等。矿石属于微细粒难选矿石。     

新疆喀拉通克铜镍硫化物矿床铂族矿物特征、成因及其形成过程

通过矿相学和电子探针研究发现,新疆喀拉通克矿床铂族矿物以Pt、Pd、Ni的碲化物、铋化物固溶体系列矿物为主,矿物分布不均匀,主要分布在块状矿石的磁黄铁矿、镍黄铁矿、黄铜矿等硫化物中,粒径多为3～5μm。矿物组合和相图分析显示,多数铂族矿物为岩浆熔离成因,个别矿物颗粒可能为热液叠加成矿的产物。岩浆中S不饱和时,PGE可能形成铂铑合金,局部氧逸度升高导致铬铁矿、磁铁矿等氧化物结晶,合金被早期结晶的硅酸盐矿物和氧化物包裹。硫化物熔离大量的PGE进入硫化物熔体,伴随硫化物熔体的分异,部分铂族矿物被包裹在单硫化物固溶体中;高温条件下结晶的Pd(+Pt,Ni)-Bi-Te固溶体系列矿物不稳定,随着温度的降低,Pd(+Pt,Ni)-Bi-Te固溶体出溶形成上述铂族矿物组合,MSS裂解铂族矿物被排出,岩浆热液可能形成少量具热液成因特征的铂族矿物。     

大兴安岭南段黄岗矽卡岩型铁锡多金属矿床蚀变矿化特征及其成因

大兴安岭南段黄岗铁锡多金属矿床具有明显的蚀变-矿化特征,对于研究矽卡岩型矿床的成矿过程具有重要的意义.因此对该矿床中具有代表性的蚀变矿物以及金属矿物开展电子探针研究,结果指示研究区的热液演化经历了4个阶段:在进变质矽卡岩阶段（Ⅰ）,矿物以含有钙铁榴石GrtⅠ核的钙铝榴石GrtⅡ和钙铁辉石为主;在退变质矽卡岩阶段（Ⅱ）,矿物以富铁榴石GrtⅢ、浸染状磁铁矿以及含水矿物为代表;氧化物阶段（Ⅲ）的矿物以大量磁铁矿、锡石以及少量钙铁榴石GrtⅣ和透辉石为主;在硫化物阶段（Ⅳ）,磁铁矿逐渐被硫化物交代,最后形成毒砂、黄铁矿、黄铜矿、铁闪锌矿、浅色闪锌矿-黄铜矿-方黝锡矿固溶体、锑黝铜矿等,表明黄岗铁多金属矿床的流体来源从岩浆水、交代流体最后演化为大气降水的加入,流体成分变化复杂,流体演化具体表现为温度逐渐降低,水岩比值逐渐升高,具有还原性→氧化性→还原性等特点.      

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。     

以元素富集度优选异常并定量评估异常的找矿意义

以黑龙江省塔河县二十一站河矿区为例,采用元素富集度优选土壤异常,在此基础上定量评估异常找矿意义.矿区内随地质构造背景的变化,元素次生晕异常呈现出规律性的分布,元素的富集度也具有明显的规律性变化.因此可根据物化探综合异常分区的地表原岩金属量,统计其元素富集度,通过绝对富集度和相对富集度的排序,优选出寻找金矿的最有利异常,并通过与已知矿异常的比较,定量地解释推断异常见矿可能性.     

铋的预分离富集

文章就近年来各种预分离富集Bi方法的某些进展作了概述,内容包括氢化物发生法、共沉淀法、萃取法、色谱法和浮选法,收集文献48篇。     

微生物在锰的氧化富集过程中的作用—以广西湖润锰矿为例

以广西靖西县湖润锰矿床为研究基础，考查了矿床的基本地质特征，简要分析了矿床的成因。为了了解近地表氧化锰矿的形成机理，利用从该矿矿坑水中分离出的两种锰的氧化细菌（Metallogenium Symbioticum和Hyphomicrobium Vulgare)进行了一些锰的氧化实验。实验结果表明这两种细菌对锰具有明显的氧化作用，结合矿床的其他方面特征，认为自然界中微生物在锰的氧化富集过程中起着积极的作用，作用表现在两个方面：一方面微生物可以直接对锰进行氧化，使原生碳酸锰矿转变为氧化锰矿；另一方面微生物又可以改变环境的pH值，促进锰的化学氧化。     

中国铝土岩系中伴生钪资源富集规律及富集机制初探

钪(Sc)作为新世纪的重要资源,广泛分布于自然界中,但其分布极为稀散,钪的独立矿物稀少,独立矿床几乎没有。铝土岩系中的钪资源储量巨大,本文统计了中国各铝土矿成矿带Sc数据,在对比山西(断隆)成铝区、华北陆块南缘成铝区、渝南—黔北成铝带、黔中成铝区和滇东南—桂西成铝区的数据基础上,发现滇东南—桂西成铝区的Sc含量最高,含钪铝土岩系形成时代主要为石炭纪和二叠纪。通过对比分析A/S与钪的关系,在A/S小于2.5,钪的含量总体较高,且与A/S正相关,大于2.5后,与A/S负相关。从而得出在铝土岩系中,Sc分布在顶层的黏土岩、中部的铁质铝土矿以及底部的铁质黏土岩、铁质岩,尤其是在含铁铝土岩系中高度富集。通过对比分析铝土岩系各元素含量,发现钪与铁、铌、钒、铬元素成正相关,综合铝土岩系中其他元素的矿物表现形式,推测钪在铝土岩系中的赋存形式可能为:类质同象、离子吸附、和超显微非结构混入物。本文初步探讨总结钪在铝土岩系中可能的赋存形式、时空分布规律及钪的迁移转化机制,为铝土矿中伴生钪资源的综合利用开发提供理论支撑。     

中国铝土岩系中伴生钪资源富集规律及富集机制初探

钪(Sc)作为新世纪的重要资源,广泛分布于自然界中,但其分布极为稀散,钪的独立矿物稀少,独立矿床几乎没有。铝土岩系中的钪资源储量巨大,本文统计了中国各铝土矿成矿带Sc数据,在对比山西(断隆)成铝区、华北陆块南缘成铝区、渝南—黔北成铝带、黔中成铝区和滇东南—桂西成铝区的数据基础上,发现滇东南—桂西成铝区的Sc含量最高,含钪铝土岩系形成时代主要为石炭纪和二叠纪。通过对比分析A/S与钪的关系,在A/S小于2.5,钪的含量总体较高,且与A/S正相关,大于2.5后,与A/S负相关。从而得出在铝土岩系中,Sc分布在顶层的黏土岩、中部的铁质铝土矿以及底部的铁质黏土岩、铁质岩,尤其是在含铁铝土岩系中高度富集。通过对比分析铝土岩系各元素含量,发现钪与铁、铌、钒、铬元素成正相关,综合铝土岩系中其他元素的矿物表现形式,推测钪在铝土岩系中的赋存形式可能为：类质同象、离子吸附、和超显微非结构混入物。本文初步探讨总结钪在铝土岩系中可能的赋存形式、时空分布规律及钪的迁移转化机制,为铝土矿中伴生钪资源的综合利用开发提供理论支撑。     

贵州筲箕湾铅锌矿床硫化物中Tl-Cd-Ga富集机制及地质意义

筲箕湾铅锌矿床位于黔西北铅锌成矿区中部,为该区铅锌矿床中的又一典型代表,其金属资源量（Pb＋Zn）超过20万t。本文利用电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）分析了不同类型矿石中原生矿石硫化物（黄铁矿、闪锌矿和方铅矿）中分散元素含量,结果显示除Cd含量较高外,Ga、In、Se、Tl和Re的富集程度均较低。不同分散元素在硫化物中表现出不同的富集规律,表现为Ga含量在闪锌矿中最高,黄铁矿次之,方铅矿最低;方铅矿中Tl含量高于闪锌矿,黄铁矿最低;Cd在闪锌矿中含量最高,方铅矿次之,黄铁矿最低;从黄铁矿→方铅矿→闪锌矿In含量依次升高;Re含量表现出在闪锌矿中最高,黄铁矿次之,方铅矿最低;Se富集程度从黄铁矿→方铅矿→闪锌矿依次升高。Ga、In和Re在不同颜色闪锌矿中富集程度相似,而Se、Cd和Tl则相对富集在棕色闪锌矿中。统计发现闪锌矿中Zn含量与Cd、Ga含量不呈类质同象的负相关特征,而其中的Fe含量与Cd、Ga含量间表现出曲线相关或负相关特征,暗示Cd、Ga可能是通过替代先进入闪锌矿中的Fe而占据其晶格,这可能是一种新的机制。闪锌矿Ga、Cd、In含量及Ga/In、Zn/Cd比值等参数,指示筲箕湾铅锌矿床形成于中-高温条件,其矿床成因类型与沉积-改造型相似。     

贵州遵义黑色页岩铂族金属富集特点及富集模式

文章通过贵州遵义下寒武统牛蹄塘组黑色页岩剖面和矿石的PGE分析以及矿石物相分析，研究了PGE在黑色页岩中的富集特点和富集模式。发现：（1）PGE只在黑色页岩底部Mo-Ni金属层中富集；（2）金属层中PGE富集与Mo、Ni硫化物和黄铁矿呈正相关关系，与总碳（C总）代表的有机质和炭质无关，矿石PGE含量随硫化物总量呈增高的趋势；（3）Mo-Ni-PGE矿石PGE原始地鳗标准化配分曲线呈“W”型，富集高熔点元素Os、Rh和低熔点元素Pt、Pd；黑色页岩和条带状黄铁矿夹层配分曲线略呈Pt、Pd富集型，两者有较明显的差别。因此，Mo-Ni-PGE金属硫化物富集层是黑色页岩沉积早期迅速叠加的一次海底热水喷流沉积作用的结果。     

土壤地球化学测量在三道湾子金矿床的应用

三道湾子金矿位于大兴安岭燕山期成矿带东南部, 是近年来新发现的典型的石英脉型金矿床。通过在该矿床土壤中进行的金元素富集层位及粒度试验, 确定B2层为土壤测量的取样层位和-40目为样品加工粒级, 圈定Au、Ag、As、Sb异常多处, 各元素异常浓集中心与已知金矿体吻合较好。经过对异常验证, 发现了新矿体, 扩大了矿床规模, 土壤测量在该区找矿效果显著。     

西藏玉龙铜矿床次生氧化富集作用机制

作文阐述了西藏玉龙铜矿床成矿过程中的“沉积初步富集期”和“西藏玉龙铜矿床次生氧化成矿作用模式”,这不仅对指导当前生产具有重要的现实意义,而且为在玉龙铜矿带进一步找矿共作劈了新的方向。     

Banded iron formation to high-grade iron ore: a critical review of supergene enrichment models

All the major worldwide direct-shipping iron ore deposits associated with banded iron formations (BIF) are characteristically deeply weathered. They extend to considerable depths below the water table and show well-preserved primary structures and textures, but characteristically most deposits contain no evidence of chert bands being present prior to weathering. Recent studies have found evidence of hydrothermal and/ or metamorphic influences in the development of certain ore deposits and new genesis models such as the supergene-modified hypogene model have been postulated for major high-grade iron ore deposits. Nevertheless, there are many high-grade deposits that show no evidence of hypogene alteration and for which a hypogene or metamorphic genesis is unreasonable that are automatically ascribed to supergene enrichment, commonly erroneously attributed to lateritic weathering in tropical environments. Laterite (sensu lato) is a soil formation in which primary textures are destroyed and is underlain by a pallid zone showing the preservation of chert and the depletion, not enrichment, of iron oxides and thus is totally incompatible with the formation of the high-grade ore deposits. Various theories and models that purported to explain the conditions under which such a uniquely BIF-related dissolution of quartz and residual accumulation of hematite could occur by supergene processes typically conflict with current understanding of groundwater hydrology, chemistry, weathering processes and soil formation.Supergene enrichment of ore is universal in the leaching of gangue minerals such as iron silicates, carbonates and apatite and supergene enrichment of BIF to low-grade ore is common in near surface environments above the water table such as ferrugenised BIF outcrops, detrital ore deposits, and some shallow ore deposits that have been subjected to prolonged exposure to fresh meteoric water. In all cases of supergene enrichment traces of the chert bands are visible and the dissolution or replacement processes for the removal of quartz are clear, in direct contrast to the most important deep saprolite ore deposits that show no trace of chert bands.The widespread acceptance of an inappropriate and untenable supergene enrichment model inhibits search for the true origin of the ore and our ability to predict and find concealed high-grade ore deposits.