云南金宝山和白马寨铜镍硫化物矿床铂族元素(PGE)地球化学的差异及其成因意义

金宝山和白马寨铜镍硫化物矿床均主要赋存在峨眉山大火山岩省中,但其矿化特征存在许多不同。本文着重对比了金宝山铂钯矿床和白马寨铜镍矿床的铂族元素(PGE)地球化学特征,发现前者表现为高ΣPGE及低的(Cu Ni)、Pd/Ir(3.84~26.49)、Cu/Pd(46.91~1309.58)值和Au/Pd值,相反,后者表现为低ΣPGE、高(Cu Ni)、Pd/Ir(4.72~297.2)、Cu/Pd(10875.13~974788.55)值和较高的Au/Pd值。金宝山和白马寨PGE原始地幔标准化配分模式均主要表现为左倾型,但二者表现为镜像关系。金宝山较白马寨的PGE间相关性好,可能说明白马寨母岩浆经历了较为复杂的地质过程,其铂族元素体系因此受到较大的扰动。结合前人有关杨柳坪铜镍铂族元素矿床的铂族元素数据,认为峨眉地幔柱形成铜镍铂族元素矿床大致可以分成3个阶段:1金宝山阶段:即为S的低度饱和阶段,为峨嵋地幔柱上升初期,吸收少量壳源物质,由于PGE在硫化物中很高的分配系数,导致少量硫化物熔体从硅酸盐中萃取大量PGE和少量Cu-Ni熔离出来,与铬铁矿、橄榄石和辉石等,于高温下结晶分异堆积而成金宝山岩体,形成独立铂钯矿床。...     

哀牢山—金沙江构造带白马寨铜镍硫化物矿床Ⅰ号含矿岩体铂族元素地球化学特征及其构造意义

白马寨I号岩体是哀牢山—金沙江构造带白马寨Cu-Ni矿区内最大的一个含矿基性—超基性岩体,从中心向边缘依次由含矿橄榄岩、矿化辉石岩和辉长岩3个相带组成环状体。从中心相到边缘相,岩石中SiO2、TiO2、Al2O3、CaO、Na2O和K2O含量逐渐增加,TFe、MgO含量降低;稀土元素中w(∑REE)、w(LREE)/w(HREE)逐渐增加,δEu由负异常到正异常演变;微量元素具有大离子亲石元素和高场强元素逐渐增加、强亲岩浆元素逐渐降低的演变特征。铂族元素配分模式为Pt-Pd型,w(Pt)/w(Pd)比值为0.32~0.68,介于富硫化物拉斑玄武岩(0.38)和原始上地幔(1.36)之间,以及稀土元素配分模式、微量元素蛛网图和铂族元素配分模式中不同岩石配分曲线的相似性揭示3个相带不同岩石之间的高度一致性,展示基性—超基性岩形成于玄武质岩浆演化、熔离及岩浆一次性侵入、分异成岩成矿的特征。矿区内地层层序稳定,岩体与沉积岩之间的侵入接触关系及w(Zr)-w(Y)-w(Nb)图解说明白马寨岩体形成于陆内环境。岩体的低Ti含量、Th强烈正异常和含矿橄榄岩负Eu异常,以及w(Th)/w(Ta)比值、w(Th)/w(Nb)比值和w(Pd)/w(Pt)比值及Ir族元素配分曲线明显不同于峨眉山玄武岩和典型的地幔柱玄武岩,而与大陆裂谷玄武岩非常相近,说明白马寨I号岩体形成于大陆裂谷环境。     

云南白马寨铜镍硫化物矿床铂族元素地球化学及其对矿床成因的制约

采用镍硫火试金ICP-MS法分析了白马寨铜镍硫化物矿床矿石及其主要围岩铂族元素(PGE)含量,结果表明铂族元素总量(ΣPGE)普遍较低,且ΣPGE由矿床核部的块状矿石(78.15×10-9~555.92×10-9)向外围矿化橄榄岩(6.77×10-9~70.95×10-9)至辉长岩(3.02×10-9)逐步降低。煌斑岩脉岩的ΣPGE也较低,为6.86×10-9~17.03×10-9。ΣPGE与Ni含量呈明显的正相关。不同种类岩石和矿石的PGE原始地幔配分模式明显不同,块状矿石为Pt-Pd配分型,Ir较明显亏损;矿化橄榄岩配分曲线较平坦,IPGE和PPGE分异不明显,但均出现Ru正异常。辉长岩样品和煌斑岩PGE配分模式几乎一致,也均出现明显的Ru正异常。矿石和围岩的Cu/Pd值远高于原始地幔,表明原生岩浆发生了较强的硫化物熔离作用。块状富镍矿石的(Pt+Pd)/(Os+Ir+Ru)和Pd/Ir分别为138.24和24.7,指示其母岩浆为演化较为彻底的玄武质岩浆,而矿化橄榄岩的相应值分别为3.02和16.09,具有科马提质岩浆的特征参数,因此白马寨块状矿石和矿化橄榄岩之间可能没有成因联系。块状硫化物熔体侵位前,其母岩浆经历过长时间强烈的硫化物熔离作用,硫化物熔浆作为独立的侵入相而侵入于III号岩体核部。这个过程反映了峨眉山地幔柱尾部岩浆演化和成矿可能经历过高度的S饱和过程。白马寨矿床形成过程中可能受到地壳物质的混染。     

金川铜镍硫化物矿床中富铜矿石铂族元素特征及矿床成因

金川铜镍硫化物矿床是世界单个矿体最大的镍矿床,镍资源储量居世界第三.矿床以海绵陨铁状矿石为主,富Cu矿石在矿床中呈"鸡窝状"产出.基于富Cu矿石的空间分布、矿石结构、硫化物组合、铂族元素地球化学的研究,提出了富Cu矿石的成因:硫化物发生单硫化物固溶体结晶,在重力分异或构造扰动下,富Cu、Pt、Pd的残余硫化物在局部聚集成矿.根据大量铂族数据的统计与模拟计算,获得了金川矿床母岩浆的PGE组成:Os=0.355×10-9,Ir=0.265×10-9,Ru=0.277×10-9,Rh=0.144×10-9,Pt=4.91×10-9,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,金川铜镍硫化物矿床的R因子为300～1000,平均为567,R因子值在1号与24号矿体中明显大于2号矿体.     

新疆东天山土墩铜镍硫化物矿床岩石地球化学和铂族元素特征及其对成矿的指示意义

为了探讨土墩铜镍硫化物矿床的成矿岩浆来源、岩浆演化过程以及硫化物熔离成矿作用,文章对土墩矿区内不同类型的岩石进行了岩石地球化学特征的研究,认为该矿床的成矿岩浆属于拉斑玄武岩浆系列。岩浆在岩浆房和/或侵位过程中存在着分离结晶作用,并且,在其上升演化过程中可能经历了同化混染作用。首次对该矿区内岩石和矿石的铂族元素地球化学特征开展了研究,发现其岩石及矿石具有一致的物质来源;岩石及矿石的PGE总量都较低,配分模式都为左倾富集PPGE的Pt-Pd型。根据Ni/Cu-Pd/Ir图解和地球化学特征,认为土墩岩体的原始岩浆应是低程度地幔部分熔融岩浆,是MgO含量较高的PGE不亏损的玄武质岩浆。根据Cu/Pd值较高,可以推断土墩矿床的成矿母岩浆在演化过程中经历了深部硫化物部分熔离的过程,这可能是导致该矿床PGE明显亏损的原因之一。同时,根据Cr与PGE和Ni的相关关系,认为其母岩浆可能经历了铬铁矿的分离结晶作用,这也许是导致该矿床硫化物发生熔离作用的重要因素。结合Ti/Y-Zr/Y相关图解及东天山区域地质演化史,笔者认为,土墩矿区的成矿镁铁质-超镁铁质岩体是形成于碰撞后的拉张环境。     

金川铜镍硫化物矿床铂族元素的赋存状态及分布规律

金川铜硫化物矿床铂族元素球粒陨石标准化型式属于Ｐｔ－Ｐｄ配分类型,Ｐｔ、ｐｄ〉Ｏｓ、Ｉｒ、Ｒｕ、Ｒｈ,存在３种不同形式的图形;ＰＧＥ（铂族元素）在熔离和深熔－－贯入型岩矿体中,ＰＧＥ含量从非含矿岩石→ＳＮ－Ｂ→ＳＮ－Ａ２→ＳＮ－Ａ１依次增加,显示与金属硫化物含量具有正消长关系;矿石中８０％以上的铂和７０Ｔ以上的钯呈矿物相存在;ＰＧＥ富集体主要分布在富矿体膨大处的中、下部。     

金川镍铜铂硫化物矿床矿石成因——来自铂族元素地球化学的证据

对金川镍铜铂硫化物矿床Ⅰ、Ⅱ矿区主矿体典型钻孔中的不同类型矿石进行了系统观察和铂族元素分布特征研究。金川矿床中星点状矿石、网状矿石、块状矿石PGE 总量依次降低,由西至东24 号、1 号、2 号矿体的PGE 总量亦具渐次降低趋势。形成块状矿石的硫化物熔体PGE 分异作用较星点状和网状矿石更充分; 块状矿石铂族元素分布特征显示其受晚期硫化物熔体分离结晶和单硫化物固溶体( MSS) 分离作用控制。研究结果表明: 星点状矿石是岩浆分离结晶过程中较快速度冷凝和就地硫化物熔离的结果; 而网状矿石可能是硫化物熔体经深部熔离但未经充分的硫化物分离结晶作用贯入的产物; 块状矿石成因定量模拟结果排除了R 因子控制作用,不同矿体中块状矿石由不同程度的单硫化物固溶体( MSS) 分离结晶所形成。     

祁连山拉水峡铜镍硫化物矿床矿物学、地球化学及成因

拉水峡中型铜镍矿床几乎全岩矿化。矿石矿物学、矿床地球化学的研究表明,矿石中金属硫化物以紫硫镍铁矿、黄铁矿、黄铜矿为主,热液作用使原生硫化物组合发生了改变,低温热液特征的元素As、Se、Ag、Te富集; 矿石中Ni含量远高于Cu含量,不同类型矿石均属轻稀土富集型,反映了相同的岩浆成因,部分熔融来源特点。热液改造致使块状矿石中Cu/Ni、Ni/Co比值较高,REE分馏程度明显高于原生浸染状矿石;矿石中铂族元素含量平均为2460.5×10-9,具有较高的Ir含量和低的Pd/Ir比值特点,铂族元素与岩浆深部融离作用密切相关,块状矿石Pd/Ir比值和(Pt+Pd)/(Os+Ir+Ru)比值均高于原生浸染状矿石,表明热液作用对Cu、Pt、Pd金属元素富集具有一定作用;岩浆期后流体属中低温度（180～244℃）、中等盐度（8.81～14.67%NaCl）、中等密度（0.86～0.95g/cm3）范围, CH4+N2+CO2成分组合,具有岩浆流体成分特征。综合分析认为,拉水峡矿床主体成因可能仍以岩浆深部曾有过较彻底的硫化物不混熔作用为主,后期经历了热液作用改造。     

云南二叠纪白马寨铜镍硫化物矿床的成因:地壳混染与矿化的关系

云南金平白马寨-营盘街-带的奥陶纪变砂岩和板岩中出露大量小型约260Ma的镁铁-超镁铁质岩体,其中白马寨地区三个岩体具明显铜-镍硫化物矿化：三号岩体有一个中型铜镍硫化物矿床,一号和二号岩体可见微弱矿化。一号岩体的Ni／Cu值为0．7～2．2,二号岩体的Ni／Cu值为1．4～4．0,与三号岩体的比值（Ni／Cu=-0．5～6．7）相近,说明他们的母岩浆成分接近,为富Mg的镁铁质或苦橄质岩浆。三个岩体遭受不同程度的地壳混染,表现为强烈的Nb（Ta）异常,很低的Nb／La值（O．5～O．7）和很负的￡。。（f）值（一5．1～一9．O）。根据全岩的Th／Yb和Nb／Th值估算,一号岩体的地壳混染程度为5％～20％,二号岩体的地壳混染程度为5％～10％,而三号岩体的地壳混染程度高达35％。三个岩体的地壳混染程度与岩体中硫化物的含量呈正相关关系,表明地壳混染是导致白马寨岩体硫化物饱和的主要因素。     

云南硫化物型铜镍和铂族矿床

历经４０多年和各地地质调查和普查勘探,云南硫化物型铜镍和铂族矿产的地质情况已比较清楚,它们绝大多数都产生铁质超镁铁岩中,少数产于镁铁岩中,是一种与铁质超镁铁岩和镁铁岩有密切成因联系的岩浆矿床,岩浆活动时期属华力西期,岩体和矿床是在一种相对比较稳定的张性环境中,由地幔分熔的岩浆,在深部岩浆房中进行分异后,沿深断裂一次或多次上侵至浅部,在上侵过程中和浅部岩浆中又进行了分异岭凝而形成,一般以镁铁质－超镁     

吉林磐石三道岗含铜镍硫化物矿床岩体群年代学意义

吉林省中南部产出系列铜镍硫化物矿床,形成于中生代早期的含矿镁铁-超镁铁质岩体在含矿岩体空间上受断裂构造控制,并且在一定范围内集中出现,构成具有成因联系的含矿岩体群。三道岗含矿岩体主要岩石类型为闪长岩、辉长岩、角闪辉石岩-辉石岩、含长角闪橄榄岩等组合,侵位于下二叠统范家屯组浅变质岩系中。辉长岩中LA-ICP-MS锆石原位定年得到(232.75±0.95)Ma(MSWD=0.87)的岩体结晶年龄,同时,角闪石单矿物40Ar-39Ar法测年得到(121.45±2.52)Ma的蚀变年龄,暗示三道岗含矿岩体群与红旗岭一样形成于印支中亚造山晚期,燕山期岩浆活动产生的热液叠加蚀变对矿床形成产生重要影响。     

甘肃省金川超大型铜镍硫化物矿床富铂钯矿石成因研究

金川铜镍硫化物矿床的成因及侵位机制尤其是块状矿石和铂钯富集体成因一直存在较大争议,本文通过对金川矿石的空间关系、地球化学特征研究,指出金川矿床遭受构造及热液蚀变作用影响明显,块状矿石相对富集Os、Ir、Ru、Rh,铂钯富集体相对富集Pt、Pd、Au、Cu.研究认为,块状矿石是晚期纯硫化物矿浆上升贯入后经单硫化物固溶体结晶堆积而成,残余熔浆形成初始铂族矿物,后期矿体遭受热液蚀变及构造剪切-热液作用,使Pt、Pd、Cu、Au迸一步富集形成铂钯富集体,并在有利于成矿的空间聚集成矿.块状矿石与铂钯富集体关系密切,据此推测2 #矿体、24#矿体深边部裂隙中具有良好的勘探前景.     

金川铜镍矿床龙首矿区半金属元素与铂族元素地球化学特征及成因意义

岩浆硫化物矿床中的铂族元素矿物主要是与半金属元素的化合物,但有关这些半金属元素在岩浆系统中的行为的研究却甚少。对金川龙首矿区不同类型矿石的Cu、Ni、铂族元素和半金属元素的分析研究发现,在熔离过程中这些半金属元素会与铂族元素一起进入硫化物熔浆中,在硫化物熔浆分离结晶过程中倾向于在残余熔体中富集,在单硫化物固溶体分离过程中部分半金属元素趋于进入镍黄铁矿中。由于半金属元素与铂族元素(PGE),特别是Pt和Pd,具有很强的亲和力,所以在半金属元素达到铂族矿物结晶所需要的饱和浓度前,其存在会阻碍PGE进入金属硫化物(BMS)中。此外,金川矿床S/Se值的变化不仅受同化混染作用及硫化物熔离强度的影响,还受后期热液蚀变作用的影响。     

Genesis of the Permian Baimazhai magmatic Ni–Cu–(PGE) sulfide deposit, Yunnan, SW China

The ~260 Ma-old Baimazhai Ni–Cu–(PGE) sulfide deposit in the Jinping region, Yunnan, SW China, is hosted in a small mafic–ultramafic intrusion, which intruded Ordovician sandstone and slate. The intrusion is concentric with lens shape, about 530 m long, 190 m wide and 24 to 64 m thick, trends 296°, and dips 22°NE. The massive sulfide ore body forms the core of the intrusion and is surrounded by variably mineralized orthopyroxenite, websterite and barren gabbro. The proportion of gabbro, websterite, orthopyroxenite and massive ore is approximately 30, 30, 20 and 20 vol.%, respectively. Magmatic pyrrhotite, pentlandite and chalcopyrite make up more than 90% of the massive ores. The massive ores contain high Ni (1.6 to 4.2 wt%) and Cu (0.4 to 6.5 wt%) and low ∑PGE contents (85 to 524 ppb). They have Pd/Ir ratios ranging from 6.7 to 530, Pd/Pt ratios from 0.7 to 2.6 and Cu/(Pd×1,000) ratios from 31 to 400, which are comparable with those of the silicate rocks [Pd/Ir = 4 to 183, Pd/Pt = 0.7 to 3.5, and Cu/(Pd×1,000) = 100 to 400]. Similar Pd/Pt and Cu/Pd ratios of the silicate rocks and massive ores throughout the intrusion indicate a single sulfide segregation event. Excess sulfide melt segregation resulted from intensive crustal contamination that formed Si-rich and Mg-rich basaltic magmas in a deep-seated staging chamber before magma emplacement. The immiscible sulfide melts and the silicate melts were eventually evacuated from the staging magma chamber by compressive forces. Flow differentiation under high velocity concentrated the sulfide melts toward the middle of the magma flow, and consequently, formed a massive sulfide ore body in the central part of the intrusion. Low concentrations of PGEs and general absence of platinum-group minerals in the massive ores may have resulted from a relatively large mass fraction of the sulfide melts (e.g. R-factor = ~70) in Baimazhai compared with other intrusions elsewhere, such as Noril’sk-Talnakh with a R-factor of >10,000.     

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。