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。     

铂族元素矿床特征及成因分类探讨

在收集国内外铂族元素矿床地质特征的基础上,审视了国内外不同学者对铂族元素矿床的分类方案,综合矿床容矿岩石类型、共生元素组合、矿化类型和矿床类型并结合形成环境,对铂族元素矿床进行了系统的总结和分类,划分为四类十二亚类。同时重点论述了具有开发前景的典型铂族元素矿床的基本特征、成矿物质来源和形成环境及成矿的关键问题。     

铂族元素矿床热液流体成矿模型探讨

世界上所有的铂族金属矿床都有热液流体活动的迹象。影响铂族元素(PGE)成矿的流体主要有两类:堆晶体后期流体(>500℃)和岩浆后期流体(<500℃)。低温热液(<500℃)中,PGE可能主要以氯络合物及氢硫基络合物的形式运移;高温热液(>500℃)中,PGE可能主要以氯络合物的形式运移。在详细论述不同温度、压力条件下的热液流体中PGE溶解性质的基础上,分析了PGE在流体中的溶解、迁移、富集及可能的沉淀机制,为探寻PGE矿床的成因提供一个突破口。     

中国铂族元素矿床类型和地质特征

根据成矿地质环境、容矿岩石类型、元素共生组合、矿床地质特征和成矿作用性质，将我国的铂族元素矿床划分为岩浆型、热液弄才外生型三大类型和九个亚类，而赋存于基性超基性岩体中的铜镍型铂族元素矿床是我国最重要的铂族元素矿床。     

中国铂族金属矿床找矿方向初探

根据２０世纪９０年代铂族金属矿床勘查的新发现,提出铂族金属矿床成因分类,探计中国铂族金属找矿方向,提出“以绿找铂”、“以黄找铂”和“以黑找铂”的找矿原则,即在蛇绿混杂岩或基性一超基性岩分布区寻找基性－超基性岩浆岩型、岩浆热液型铂金属矿以及与之有关的砂铂矿床,在金矿中寻找伴生铂族金属矿床,在黑色面岩分布区寻找黑色页岩型铂族金属矿床。     

广东从化石岭碱性杂岩的岩石学特征及其地质意义

对广东从化石岭碱性杂岩体进行了１：１万地质调查和填图,并进行了详细的岩石力学研究。其结果表明：杂岩体由霞石角闪石正长岩、角闪石正长岩、墨云母正长岩等岩性组成,为Ａ－型花岗岩的分异结晶作用所形成,产于板内引张构造环境,与深大断裂有关。岩体本身已构成霞石正长岩矿床,具有较高的工业利用和经济价值。     

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     

安远北部碛肚山S型火山——侵入杂岩的演化及铍铅锌矿床地质特征

碛肚山Ｓ型火山－侵入杂岩及其有关矿产，位于武夷山南段高位构造－岩浆－稀有、有色金属成矿带。该成矿带受石城－寻邬断裂制约；火山－侵入杂岩直接受黄地火山盆地控制，该盆地曾发生多次喷发－侵入活动，伴随形成独具特色的锡，银，铜，铍，铅，锌矿床。     

大庙斜长岩杂岩体的岩石学特征

斜长岩产出可分为两类：层状型和岩体型。前者不形威独立岩体，而为层状基性-超基性杂岩中的斜长岩层。这种杂岩体具韵律性，层状构造发育，造岩矿物成分随层位有规律变化，它是基性岩浆重力结晶分异的产物，时代不限。岩体型斜长岩只产于前寒武纪，呈巨大岩体，多见于地台和地质的边缘，常与环斑花岗岩共生。它在大陆壳的分布虽不广，但其产出的构造位置、侵入的围岩、形成时代、岩性及与之共生岩石和含矿性等都有明显的共性。     

新疆索尔库都克类夕卡岩铜（钼）矿床地质特征及矿床成因

索尔库都克矿床是近年来新疆境内探明的中型铜（钼）矿床。对其成矿地质环境、矿床地质特征、夕卡岩其分带的研究表明，该矿床之夕卡岩与Д．Ｃ．柯尔仁斯基所划分的类夕卡岩相类似。该夕卡岩是由凝灰砂岩、安山玢岩等变质形成的。流体包裹体和稳定同位素的研究表明，该矿床是我国特殊的层状夕卡岩矿床，与接触交代夕卡岩矿床明显不同。     

康定杂岩时代及成因探讨

康定杂岩是康滇地轴上一套复杂岩系，由紫苏辉长质暗色杂岩、英云闪长质浅色杂岩及复成分混合杂岩构成。岩石结构构构造，铀、钍及稀土特表明，主体为岩浆杂岩，包含大量具层状痕迹的变质杂岩。大量的锆石Ｕ－Ｐｂ年龄及其它同位素年龄表明，岩浆岩属晋宁－澄江期。变质杂岩时代与河口群相当。     

金宝山铂族元素矿床铂族元素的热液活动研究

金宝山铂族元素矿床是典型的岩浆型矿床，但矿体中广泛发育热液脉状矿石，脉体有较高的铂族元素含量，特别是硫化物细脉为铂族元素的重要载体，反映铂族元素的热液活动。根据岩体主要蚀变类型，区分出岩浆晚期高温流体活动阶段、岩浆期后蛇纹石化阶段和低温碳酸盐化阶段。各阶段热液性质、流体来源及铂族元素热液活动性分析表明，蛇蚊石化阶段铂族元素热液活动最强烈，主要表现为就地改造；热液活动未造成矿体形态、产状的根本变化。     

云南金宝山铂族元素矿床初步研究

云南弥渡县金宝山铂族元素矿床是我国迄今规模最大的铂族元素独立矿床,位于扬子地块西南缘康滇地轴西侧的宁蒗-弥渡铁质基性．超基性岩带中的金宝山基性-超基性复合岩体内。该岩体侵位于金宝山短轴背斜轴部的泥盆系金宝山组第三段互层的板岩、变质砂岩、结晶灰岩中,由基性岩和超基性岩组成。基性岩先侵入,由辉绿岩、辉绿辉长岩和辉长岩组成;     

中国铂族金属矿床找矿方向初探

根据 2 0世纪 90年代铂族金属矿床勘查的新发现 ,提出铂族金属矿床成因分类 ,探讨中国铂族金属找矿方向 ,提出“以绿找铂”、“以黄找铂”和“以黑找铂”的找矿原则 ,即在蛇绿混杂岩或基性—超基性岩分布区寻找基性—超基性岩浆岩型、岩浆热液型铂族金属矿以及与之有关的砂铂矿床 ,在金矿田中寻找伴生铂族金属矿床 ,在黑色页岩分布区寻找黑色页岩型铂族金属矿床。     

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。