金川铜镍硫化物矿床2号矿体铂族及亲铜元素地球化学特征

系统分析了金川Ⅱ号岩体中2号矿体西端、中部和东端的硫化物矿石中的铂族元素(PGE)和亲铜元素地球化学特征,以期探讨这些元素的空间变化规律及其成因,以及对金川矿床成矿过程的指示意义。研究结果表明:100%硫化物中,PGE(Ir、Ru、Rh、Pt、Pd)总体从西端到东端逐渐降低,且浸染状矿石和海绵陨铁状矿石的100%硫化物中PGE和亲铜元素含量的变化特征相似。表明金川2号矿体硫化物矿石的PGE和亲铜元素的含量主要受硫化物熔离作用的约束,硫化物熔体分离结晶和后期热液蚀变影响不明显。2号矿体浸染状矿石的100%硫化物中,PGE和亲铜元素含量总体低于1号矿体浸染状矿石的含量,但是前者西端的样品与后者东端的样品,上述元素特征相似,暗示二者是同一岩浆通道系统中硫化物熔离的产物,并且硫化物熔离形成2号矿体时具有比1号矿体低的R值,这也暗示了含矿岩浆是自1号矿体向2号矿体流动的。     

四川会理大岩子铂钯矿的地质地球化学特征及找矿前景浅析

四川会理县大岩子铂钯矿床是目前国内品位最高的独立铂族元素矿床之一,也是一个独特的热液成因矿床。矿区及区域上的镁铁质岩浆岩可能是铂族元素的初始来源,震旦系白云岩是其有利的容矿围岩,构造控制下的热液活动促使了铂族元素的迁移富集。地表氧化带蓝铜矿化白云岩矿石的PGE含量最高可达27.13×10-6,坑道中相对新鲜橄辉岩的PGE含量为1.068×10-6,强烈蚀变橄辉岩含PGE0.528×10-6,地表蚀变后橄辉岩的PGE含量为0.435×10-6,表明铂族元素可能发生了活化转移。整个攀西地区基性超基性岩发育,后期构造活动强烈,有利的围岩广泛分布,因而具备形成热液型铂族元素矿床的条件,找矿前景看好。     

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.     

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。     

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。     

东太平洋CC区多金属结核铂族元素(PGE)地球化学及其意义

文章采用火试金分离富集法和等离子发射光谱(ICP_MS)测定了东太平洋CC区多金属结核中PGE和Au元素的含量,结果显示:结核中PGE相对于洋壳明显富集,尤其是Pt含量较高,wPt平均值为100.90×10-9。各种类型的多金属结核PGE和Au的球粒陨石配分曲线及有关参数非常一致,均表现为Pt正异常和Pd负异常,显示其中PGE和Au具有相似的来源。多金属结核与海底海山富钴结壳PGE配分模式及特征元素比值对比表明,两者PGE可能具有相同的来源,可能主要来源于海底玄武岩的水岩反应,部分来源于铁陨石,而并非主要来自海底热液及正常海水。     

磁铁矿中微量元素和铂族元素的组成特征

文章分析了磁铁矿中铂族元素(PGE)含量的特征,发现磁铁矿中铂族元素富集为10-9级,主要为PPGE(即Pd,Pt,Rh)。富集PPGE的主要原因是其在热液活动的晚期阶段可以被轻微的再分配和富集,其含量的高低严格受岩浆结晶过程中氧逸度的控制。磁铁矿的结晶程度直接影响岩浆体系的氧逸度,控制了PGE的含量分布,进而影响成矿。     

有效实用的锍试金富集等离子体质谱测定铂族元素方法研究

铂族元素(PGE)位于周期表中第八族,包括钌(Ru)、铑(Rh)、钯(Pd)、锇(Os)、铱(h)、铂(Pt).因为PGE具有独特的物理化学特性,工业应用价值非常高,世界各国均十分关注PGE找矿及其矿床的储量评估.此外,PGE的物理化学特性有许多共同点,所以它们具有重要的地球化学示踪意义.但是,在自然界中,PGE的含量非常低,而且往往以金属原子态存在,造成分布不均匀(即块金效应),所以取样具有代表性一直是PGE分析的关注点.通常,PGE分析要求10 g以上的样品量,如此大的用样量,首先导致样品有效分解非常困难.当前,最行之有效、适合大量样品分解的技术是火试金熔融.传统的火试金技术是指铅试金和锍试金,其优点是样品在分解过程中,PGE不仅被富集,同时也达到了与样品基体的有效分离.     

云南哀牢山金矿带墨江金镍矿床铂族元素(PGE)地球化学及其对矿床成因的制约

文章系统地测定了墨江金镍矿床中的金镍矿和镍矿矿石中的PGE含量,结果均较低,∑PGE为(2.58～109.66)×10-9,与超基性岩的∑PGE〔(14.58～50.48)×10-9〕相差不大,且矿石与超基性围岩PGE Au的球粒陨石标准化模式基本一致,均为Pt和Ir相对亏损和Ru及Rh相对富集的M型,显示墨江金镍矿PGE来源较为一致,主要来自超基性岩体;墨江金镍矿Pd/Ir比值为0.18～10.0,远低于典型热液型镍矿的Pd/Ir值(>100),而与岩浆型镍矿相近,说明其中的镍主要为岩浆成因,后期热液改造并不是Ni成矿的主导因素,因此墨江应为早期岩浆型Ni矿和晚期热液型Au(Ni)矿叠加形成的复合矿床。墨江金镍矿的超基性围岩直接来自地幔,是由经历了基性岩浆抽提和交代作用形成的亏损地幔发生程度不同的部分熔融形成的,其原始岩浆中硫已达到饱和。     

新疆三塘湖盆地中二叠统基性火山岩铂族元素地球化学特征及地质意义

报道了新疆三塘湖地区中二叠统基性火山岩的铂族元素(PGE)地球化学特征。采用镍锍火试金法结合ICP-MS测定了样品的PGE含量。三塘湖火山岩的PGE总含量低,其PGE原始地幔标准化曲线均向左倾斜,Pt呈正异常。整体上岩石的PGE含量随基性程度降低而减少。样品的Pd/Ir比值(5.8~15.5)、Cu/Pd比值(236×103~1 790×103)和Ni/Cu-Pd/Ir关系以及岩石地球化学特征显示,形成三塘湖中二叠统岩浆岩的初始岩浆为MgO含量较高、PGE无亏损的玄武质岩浆,并在源区发生硫化物熔离作用,促进硫饱和的机制为地壳物质的加入。三塘湖火山岩的各铂族元素含量之间均呈正相关,指示其经历过深部硫化物熔离的残余岩浆在进一步的演化过程中,发生了硫化物的分异作用,同时Pd/Ir与Ni/Cu呈负相关关系,表明残余岩浆还存在橄榄石的分离结晶作用。由于初始岩浆中的PGE在源区就随硫化物熔离出来,故三塘湖地区PGE成矿前景不大。     

西藏达巴—休古嘎布绿岩带铂族元素的分布特征

区内各岩体的地幔橄榄岩中PGE含量及分布型式有所差异.相对于原始地幔,拉昂错和东坡岩体的PGE含量没有显著异常,标准化分布曲线大致平坦,PPGE与IPGE之间分馏不明显,总体特征与中国日喀则地区以及阿尔卑斯和东地中海地区的地幔橄榄岩相似.而当穷岩体的PPGE含量变化范围较大,出现IPGE与PPGE强分馏.单斜辉石岩脉的PGE含量及分布型式与地幔橄榄岩不同:Os、Ir、Ru、Rh亏损而Pt、Pd富集,模式曲线向左倾斜,可能反映其较高程度部分熔融作用和熔体分离作用的产物.铬铁矿石的PGE含量较高,而且变化幅度大(19.7×10-9～5526×10-9),各样品∑PGE平均值(729.33×10-9)是原始地幔的25.6倍.与原始地幔相比,Os、Ir、Ru、Rh总体上表现为较强富集,Pt、Pd富集与亏损并存.其标准化模式曲线较分散,曲线向右倾斜,IPGE与PPGE分馏较强,多数样品呈现Pt负异常.这些特点与中国罗布莎、希腊、南斯拉夫以及塞浦路斯等世界各地蛇绿岩中的铬铁矿床类似.铬铁矿石的PGE含量与相应样品的BMS含量无相关性,PGE不是主要赋存于BMs内.推测PGE主要以PGM的形式存在,具体矿物名称有待进一步发现与研究.     

铂族元素流体活动性

铂族元素(简称PGE)通常被认为是不活动性元素,可以用来示踪地幔源区和镁铁-超镁铁质岩浆的演化过程。然而,越来越多的野外地质证据和实验研究表明,PGE具有热液活动性,其活动性在指示岩石和矿床成因、地幔交代作用等方面具有重要意义。本文在回顾实际样品中PGE流体活动性的基础上,重点收集和整理了前人有关PGE流体活动性的实验研究和模型计算。大量地质记录显示岩浆活动常常伴随着热液事件发生,并且铂族元素的富集常与岩浆后期热液叠加作用以及大洋或盆地的热液事件有密切联系。溶解度实验结果表明,PGE在富Cl~-流体中的溶解度最高可达100n×10~(-6),而在富HS~-流体中则低几个数量级,仅有n×10~(-12)级别。高温高压实验及模拟计算显示,PGE通常以络合物形式在流体中进行迁移和富集,涉及的主要无机配位阴离子有Cl~-、HS~-、OH~-以及NH_3。这些PGE络合物或络合阴离子团的稳定性受流体的温度、氧逸度、离子浓度、pH等诸多因素的制约。其中,PGE-Cl络合物种型在PGE的浅部迁移中可能贡献最大,其稳定条件为中低温(300℃)、高盐度、高氧逸度、高Cl~-浓度、酸性的地质流体环境。而在还原、碱性、高S~(2-)浓度、相对中低温的流体条件下,PGE-HS种型则占主导。当流体环境为高温和碱性条件时,PGE-OH络合物种型则较为常见。相对其他几种络合物形式,PGE-NH_3对于PGE迁移的贡献较小,其最佳稳定条件为相对中低温、中碱性、相对低氧逸度的地质环境。最后,本文探讨了前人工作的不足以及未来亟需解决的问题。     

云南中甸地区烂泥塘低温热液型Cu-Au矿床铂族元素(PGE)地球化学特征

采用ICP-MS分析方法研究烂泥塘浅成低温热液型Cu-Au矿床中黄铜矿铂族元素(PGE),结果显示黄铜矿的∑PGE较低,其值为5.46×10-9～19.0×10-9。原始地幔标准化PGE配分模式呈Ru、Pd相对于Ir、Pt富集的趋势。Pd/Ir、Ru/Ir、Pt/Ru、Pd/Pt比值分别变化在2.35～21.9、15.6～42.3、0.02～0.20和4.83～21.8之间。除Pt/Ru比值低于原始地幔外,其他比值均高于原始地幔,这表明黄铜矿的Ir、Ru、Pt和Pd之间发生了分异。黄铜矿中相对高的Ru和Pd含量可能是热液流体对早期矿化斑岩选择淋滤的结果。     

四川冕宁稀土矿床碳酸岩PGE地球化学初步研究

报道了四川冕宁稀土矿床碳酸岩7件样品的PGE和Au含量分析结果,其含量(wB/10-9)范围分别为Ir 0.5～0.78,Ru 1.61～6.75,Rh 0.08～0.14,Pt 2.62～12.15,Pd 1.11～3.65和Au 1.24～8.61.原始地幔标准化的PGE模式呈Ru、Pt、Pd相对富集和Ir、Rh相对亏损的“燕子型“.分析认为,碳酸岩具有一定携带PGE的能力;本区碳酸岩具“燕子型“PGE配分模式可能是其源区地幔PGE配分模式的反演;深源富CO2流体交代作用原始地幔可能是形成其“燕子型“PGE配分模式主要因素.     

Juan de Fuca洋脊Endeavour段热液硫化物稀土元素地球化学特征

用 ICP-MS对取自 Juan de Fuca洋脊 Endeavour段 5块热液硫化物样品的 13个分析样进行了稀土元素(REE)测试.结果显示该区硫化物样品的 REE含量较低(0.35～ 14.8 μ g/g),所有样品的 REE球粒陨石标准化分布模式均表现出 Eu正异常和 LREE富集的特征,表明硫化物中的 REE来自热液.不同喷口硫化物的 REE含量变化较大,同一块状硫化物不同部位的含量也有较大差异,主要是由于硫化物形成过程中,热液和海水的混合不均一性以及不同矿物沉淀和 (或 )溶解的结果.硫化物 REE的分布特征主要受热液的影响,烟囱内外层 Eu正异常的变化主要受矿物组成和物理化学条件的控制.     

南太平洋东劳扩张中心表层沉积物氨基酸组成所揭示的生物地球化学意义

通过对南太平洋劳盆地东劳扩张中心(ELSC)表层沉积物进行水解氨基酸(THAA)分析、氨基酸对映异构体比值(D/L)分析及总有机碳(TOC)分析,对沉积物中氨基酸含量和来源、有机质降解程度和采样区域生物活动性及温度特征等问题进行了探讨。结果表明,ELSC区域样品中有机质含量较低,TOC含量为0.70～2.15 mg/g(干重),THAA含量为30～511μg/g(干重),热液活动区域原位化能合成作用对沉积物中氨基酸的相对富集有较大的贡献。沉积物中THAA含量和生物群落活动状况与分布范围有关,样品矿物组分对氨基酸的保存亦有一定的影响。由于各采样点热液活动、沉积物类型、生物群落的类型及分布均有所不同,样品中个体氨基酸的组成分布特征有较大差异。以TOC中氨基酸态碳所占百分比TAAC%作为指标对样品有机质活性进行了判别,热液喷口区域样品有机质新鲜程度要普遍高于非热液喷口区域样品,高温热液环境对氨基酸降解途径有一定的影响。样品中个体氨基酸D/L比值变化范围较大,天冬氨酸(Asp)为0.08～0.46,谷氨酸(Glu)为0.06～0.19,丝氨酸(Ser)为0.01～0.81,丙氨酸(Ala)为0.10～0.30。根据样品中THAA含量、TAAC%及个体氨基酸的D/L比值可以粗略判断生物活动性的大小及细菌对THAA的相对贡献,但并不能准确地区分热液活动活跃区域和非活跃区域在温度和生物活动性方面的差异。     

四川冕宁稀土矿床碳酸岩PGE地球化学初步研究

报道了四川冕宁稀土矿床碳酸岩7件样品的PGE和Au含量分析结果,其含量（WB／10^-9）范围分别为Ir0．5～0．78,Ru 1．61～6．75,Rh 0．08～0．14,Pt 2．62～12．15,Pd 1．11γ3．65和Au1．24～8．61。原始地幔标准化的PGE模式呈Ru、Pt、Pd相对富集和Ir、Rh相对亏损的“燕子型”。分析认为,碳酸岩具有一定携带PGE的能力;本区碳酸岩具“燕子型”PGE配分模式可能是其源区地幔PGE配分模式的反演;深源富CO2流体交代作用原始地幔可能是形成其“燕子型”PGE配分模式主要因素。     

云南中旬地区烂泥塘低温热液型Cu-Au矿床铂族元素(PGE)地球化学特征

采用ICP-MS分析方法研究烂泥塘浅成低温热液型Cu-Au矿床中黄铜矿铂族元素(PGE),结果显示黄铜矿的∑PCE较低,其值为5.46×109～19.0×10-9.原始地幔标准化PGE配分模式呈Ru、Pd相对于Ir、Pt富集的趋势.Pd/Ir、Ru/Ir、Pt/Ru、Pd/Pt比值分别变化在2.35～21.9、15.6～42.3、0.02～0.20和4.83～21.8之间.除Pt/Ru比值低于原始地幔外,其他比值均高于原始地幔,这表明黄铜矿的Ir、Ru、Pt和Pd之间发生了分异.黄铜矿中相对高的Ru和Pd含量可能是热液流体对早期矿化斑岩选择淋滤的结果.     

攀西裂谷地区层状镁铁岩的PGE矿化作用

攀西裂谷位于四川西部,裂谷经历了元古宙和海西期二次地幔柱活动,形成多处穹窿构造和层状镁铁质岩体的侵入。后一期的层状岩体赋存著名的超大型钒钛磁铁矿床。中国和南非合作研究认为,层状岩体PGE矿化应进一步研究。以新街岩体为代表,经钻探工程建立了岩体剖面;岩石学、矿物学和地球化学研究证实,岩体有三个岩浆旋回和许多韵律层,层厚仅2~3cm。自上而下岩相为辉长岩、橄辉岩、辉石岩和橄榄岩,造岩矿物为贵橄榄石、普通辉石、钛普通辉石和中长石。岩体下部旋回,硫化物较富集,多在高镁质岩相。硅酸盐、氧化物和硫化物三系列矿物共生而不混熔。硫化物呈浸染状,主要有三层,产在橄榄岩、辉石岩和下辉长岩内。铂族矿物有砷铂矿、自然铂、硫锇矿、铋碲钯矿、碲铋矿、碲银矿、自然银等。PGE富集可能有三个阶段:岩浆早期,岩浆中"S"不饱和,PGE易进入硅酸盐;岩浆晚期"S"逸度增高,硫化物富集,为PGE富集阶段;热液阶段PGE再分配富集。PGE和Ni、Cu、S为正相关关系,和Fe、Ti相辅相成,无明显关系。岩石中PGE背景值为(0.166~0.411)×10-6,PGE矿化体的品位变化较大,为(0.94~0.976)×10-6。有的钻孔样品Pt+Pd含量大于1×10-6,可做进一步找矿的依据。     

西南印度洋洋中脊表层沉积物地球化学特征及其热液活动指示意义

洋中脊热液硫化物勘探技术的滞后,严重制约了对海底热液硫化物资源的勘探开发。以我国西南印度洋硫化物勘探合同区域采集的25个表层沉积物样品为研究对象,基于主量、微量和稀土元素检测数据,采用元素含量特征、相关性分析、元素对比值、特征元素三角图解,以及稀土元素分馏特征值等手段,开展沉积物热液信息研究。结果表明:样品所代表的大部分研究区域内主要为钙质生物沉积,部分样品元素地球化学特征受沉积物中玄武岩风化碎屑的影响,龙旂热液区的部分样品中表现出一定的热液迹象,稀土元素分馏特征和配分模式、（Al+K）?Mg?（Fe+Mn）三角图解可较好地指示热液活动。研究不仅为我国在西南印度洋的硫化物勘探提供基础数据参考,同时也是对海底热液硫化物勘探的沉积物地球化学找矿理论和方法的初步探索。