铂族元素在地壳中的富集:以布什维尔德杂岩为例

地幔是地壳铂族元素富集的主要源库。铂族元素迁移主要有两个途径:(1)地幔部分熔融物质侵入地壳;(2)地幔板片就位于俯冲/碰撞带。前一途径比后一途径重要得多。地幔物质进入地壳造成铂族元素富集并成为可供开采的主矿产而非副产品,这一过程可包含许多成矿作用机制:(i)基性侵入体中Ni-Cu硫化物矿浆的发育,岩浆冷却与分离结晶作用导致富含Cu,Pt,Pd的硫化物矿浆的形成;(ii)层状侵入体一定层位形成高品位的铂族元素硫化物层,伴生或不伴生铬铁岩;(iii)富铂族元素及硫化物的岩浆沿着层状侵入体的边缘就位;(iv)直至层状侵入体结晶分异作用晚期的硫化物不混溶滞后分离;(v)不发育硫化物不混溶作用的铬铁矿结晶作用;(vi)低程度硫化物浸染带中的热液作用与铂族元素富集;(vii)乌拉尔-阿拉斯加型侵入体重结晶过程中的铂族元素与铬铁矿的次生富集作用,岩体在风化过程中形成砂矿床;(viii)黑色页岩形成过程中Pt的富集。南非布什维尔德火成杂岩蕴藏世界Pt资源的75%,Pd资源的54%,Rh资源的82%,并具有(ii)、(iii)、(iv)、(v)、(vi)成矿作用的实例。在这些作用中,作用(ii)形成的现有经济储量和资源量占90%,作用(iii)占9%。Merensky矿层(占总资源量30%)是一个铂族元素富集层位,它含1~3铬铁矿薄层,在可采宽度内硫化物平均含量为1%~3%(质量分数)。硫化物一般被认为是铂族元素的主要聚集体。该矿层由两个或两个以上含硫化物的基性热岩浆上升汇聚而成。这些岩浆的汇聚造成超镁铁质堆晶岩的厚度(主要是斜方辉石岩,某些地区包括橄榄岩)变化于50cm至数米之间。开采通常集中在厚度不到1m的地带。矿层的成因至今仍存在争议,一些观点认为铂族元素来自下部上升的热液流体,另一些观点认为铂族元素来自上部岩浆的硫化物沉降作用,并形成了Merensky辉石岩。已经知道矿层上覆的辉石岩、苏长岩和斜长岩中矿物来自两种岩浆类型:一种富含MgO(12%,质量分数)和Cr,而贫Al2O3(12%);另一种含典型的粒玄岩成分。UG-2铬铁岩含有全部经济资源量的58%,由一0.6~1m厚的铬铁岩层(有时见辉石岩夹层)和上覆的1~3层由铬铁矿所构成的薄层。虽然硫化物被认为至少是某些情况下对铂族元素的富集起作用,但UG-2的硫化物含量(0.5%~1.5%)显著低于Merensky矿层。UG-2层之下共有13个铬铁岩层位,所有的都含铂族元素,虽然铂族元素总含量和(Pt+Pd)/(Ru+Ir+Os)比值远低于UG-2。UG-2内所含的辉石岩"夹层"具高的87Sr/86Sr比值,说明与顶部熔融岩石的混合促进了铬铁岩和硫化物的形成。作用(iii)的主要实例是Platreef。目前它占总资源量的9%。不过,沿该带正积极开展找矿勘探工作,这一比例将来还会提高。这一矿层的厚度比Merensky和UG-2都要大,目前开采厚度达50多米。Platreef呈带状,上部为斜方辉石岩的堆晶岩;下部为辉石岩、长石辉石岩和苏长岩,它们与页岩、铁矿层和白云岩强烈相互作用,直接形成了底盘岩石。笔者认为Platreef是不同期次岩浆作用的结果,这些作用形成了不同的单元产物,包括布什维尔德主岩浆房的UG-2和Merensky矿层。新的岩浆进入主岩浆房会造成先存岩浆移位、岩浆错动并会冲破岩浆房的壁。圆筒状、带状岩管中的超镁铁岩含极高的Pt品位,在布什维尔德杂岩的下部切穿堆晶层,被认为是热液再活化的产物。它们现在未被开采,只是构成存封的铂族元素资源,对整个杂岩体资源没有重要的贡献。     

布什维尔德铂族元素矿床:铂族矿物赋存状态及其成因

总结南非布什维尔德杂岩体中Merensky Reef(简称MR矿层)和Platreef(简称PR接触带)两类铂族元素矿床的矿床地质、矿化特征以及铂族元素的赋存状态。MR矿床是典型的层状铂族元素(PGE)矿床,在杂岩体东部和西部发育,PGE总含量稳定,赋存在堆晶间隙硫化物中,常以PGE硫化物的形式产出。PR接触带型矿化集中在杂岩体北段,整体上不连续,各个矿床的具体特征由于底盘岩性的多变而不同,PGE主要赋存在碲化物和砷化物等半金属化合物中,可以脱离硫化物产在硅酸盐矿物中。相关的实验研究显示,PGE在岩浆结晶过程中发生分异,Pd/Ir比值体现了硫化物的分异程度;Pd比Pt更容易被氧化以及在热液中迁移,Pt/Pd比值体现了混染和热液的作用,这些因素造成了PR接触带与MR矿层中PGE赋存状态的差异。岩浆可能在侵入之前已经达到了硫饱和,岩浆房的压力变化和岩浆通道对于PGE的富集有重要意义,热液流体可以对已经形成的PGE矿化进行改造。     

布什维尔德杂岩UG—2铬铁岩层中亲铜元素和铂族元素的分布

绪言 Hiemstra(1985)曾在有关UG—2层的研究中指出,铂族元素浓度的对数值随高度(从铬铁岩底部升高某一距离后的高度)直线下降。铂族元素的这一关系早已由有关元素分馏的瑞利定律所预言。然而,亲铜元素镍和铜的行为并不与此相似,尽管它们与UG—2层和梅林斯基层中的铂族元素通常有着很好的相关关系。这种区分即使存在的话大概也被随后     

福建地壳各岩类铜元素丰度及铜的矿源层（岩）讨论

根据福建省最新岩石测量成果得出的各岩类铜元素丰度,讨论和初步确定了福建铜的矿源层（岩）。提出可按照丰度值高低,铜的初始赋存状态与被解离的难易,有无矿床（点）及具找矿意义的异常产出这３项因素,进一步将矿源层（岩）划分为较可靠的、可能的和潜在的３个级别。     

东秦岭花岗岩类元素丰度及其地质意义

本文报道了东秦岭（东经１０６°３０’─１１３°００’北纬３２°４０＇─３４°３０＇）花岗岩类５１个元素的丰度。花岗岩类总体化学成分特征偏基性，各构造单元花岗岩类的元素丰度存在着明显的差异，基本反映了区域地亮的总体特征和区域地壳组成的不均一性，为区域构造－地球化学分区提供了正确的依据，同时，花岗岩类元素丰度特征较好地阐明了区域成矿作用的特征。     

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.     

南非西布什维尔德杂岩体铂、钯、金区域地球化学测量

利用南非勒斯滕堡地区区域地球化学测量水系沉积物和土壤样品,采用化学光谱法测定Pt、Pd和Au三种元素,对该区布什维尔德杂岩体铂、钯和金进行区域地球化学勘查,发现新的铂族矿(带)异常,在主带上部和上部带底部发现新的Pt、Pd和Au的异常带。     

豫西小秦岭地区太华杂岩中花岗质片麻岩的元素？…

豫西小秦岭地区太华杂岩中花岗质片麻岩为古老侵入岩,主要由黑云斜长片麻岩、黑云钾长片麻岩和黑云二长片麻岩等类型岩石组成,具有ＴＴＧ岩系的组成特征,元素地球化学特征反映其形成于类似现代板块碰撞带的构造环境。     

北祁连山俯冲杂岩带的构造演化

北祁连位位于华北克拉西部阿拉善地块与中祁连－柴达木泛地块之间是我国最具特色的大陆造山带之一。带内发育有震旦纪－中寒武世的裂谷火山岩，晚寒武世－奥陶纪蛇绿岩，中晚奥陶世岛弧火山岩，晚奥陶世弧后拉张盆地火山－沉积岩，志留纪残余海盆相复理石和泥盆纪山间磨粒石等，中间夹两条变质和变形特征不同的加里东期俯冲杂岩带；南带为深层俯冲，北带为浅层俯冲杂岩；这两条杂岩石可能形成于同一俯冲带的不同深度，俯冲杂岩带中岩     

黑龙江五星铜镍、铂钯矿床镁铁质杂岩的元素地球化学特征与岩石成因

五星超镁铁质- 镁铁质杂岩的元素地球化学特征研究表明, 其原始岩浆为低钛、高镁的拉斑玄武岩浆, 由以CO2 为主的流体交代亏损地幔所形成的弱亏损地幔部分熔融产生, 其残余矿物相主要为石榴石、尖晶石和金红石。岩浆形成与演化经历了3 个阶段: ① 上升的软流圈与岩石圈地幔接触, 热流体作用导致岩石圈地幔发生高度部分熔融, 形成初始硫饱和的次碱性玄武岩; ②初始岩浆上侵, 在下地壳形成岩浆房, 岩浆结晶作用形成以似层状橄榄石、紫苏辉石、普通辉石和磁铁矿等为主的堆晶岩, 在地壳物质的参与下形成残余辉长质岩浆; ③ 岩浆房破裂, 残余岩浆和含有熔体( < 30% ) 的堆晶岩相先后上侵形成五星原始镁铁质杂岩。就铜镍和铂钯矿化而言, 铜镍硫化物形成于岩浆房分离结晶晚期的熔离作用, 而铂钯矿化则主要在成岩期后流体作用阶段形成。     

东帕米尔变质核杂岩构造的厘定

卡拉库鲁木变质核杂岩是慕土塔格岩体的南缘部分，由长城系片麻岩以及燕山期花岗岩组成，其中长城系片麻岩为一套低角闪岩相的变质侵入岩，主要岩性为（石榴石）黑云二长片麻岩、（石榴石）黑云斜长片麻岩；根据变形程度，将其划分为内带、中带及外带，其中在内带见有燕山期花岗岩。剥离断层沿变质核杂岩边缘呈向南凸出的弧形展布。剥离断层上盘滑脱体由长城系赛图拉岩群高绿片岩－低角闪岩相的变质岩系构成。变质核杂岩构造的形成时代为早－中侏罗世。     

黄山东镁铁超镁铁杂岩中的辉石化学成分研究

通过对黄山东镁铁超镁铁杂岩的辉石化学成分研究，证明辉石的化学成分受寄主岩石类型的制约，从超镁铁岩相到角闪辉长岩相斜方辉石的化学成分由富ＭｇＯ、ＳｉＯ＿２、Ａｌ＿２Ｏ＿３、Ｃｒ＿２Ｏ＿３到富ＦｅＯ、ＴｉＯ＿２、ＣａＯ、ＭｎＯ；单斜辉石化学成分由富Ａｌ＿２Ｏ＿３、Ｃｒ＿２Ｏ＿３、Ｎａ＿２Ｏ、ＭｇＯ到富ＦｅＯ、ＭｎＯ、ＣｏＯ。在同一寄主岩石中，单斜辉石比斜方辉石富ＴｉＯ＿２、Ａｌ＿２Ｏ＿３、Ｃｒ＿２Ｏ＿３、ＣａＯ和Ｎａ＿２Ｏ，贫ＭｇＯ、ＳｉＯ＿２、ＭｎＯ和ＦｅＯ。根据辉石化学成分特征得出黄山东杂岩形成于岛弧环境，为上地幔石榴二辉檄榄岩部分熔融形成的拉斑玄武岩岩浆结晶分异作用的产物。     

拆离断层系统和核杂岩的模拟模式

伸展的脆－韧性地壳内的拆离断层系统的模拟实验表明，韧性层内穹状核杂岩的抬升，要求剪切必须位于一个侧向不均匀的韧性层内的柔软内核之上。盖在韧性硅酮上的侧向均匀砂层模型的重力扩展，形成了掀斜断块的均匀变形。我们的模式系统再现了在自然界观察到的拆离断层的经典特征。伸展系统主要由一个凸面向上的主拆离断层和至少一个犁式调节断层组成，在核杂岩上升期间，该犁式断层促使下盘连续变陡。所有断层在初始都是高角度正断层