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。     

四川丹巴杨柳坪铜镍硫化物矿床铂族元素赋存状态研究

四川丹巴杨柳坪矿床是峨眉大火成岩省典型铜镍硫化物矿床,此类矿床中蕴藏了丰富的铂族资源。岩矿石光片的扫描电镜与电子探针分析表明,四川丹巴杨柳坪铜镍硫化物矿床中Pt、Pd以独立矿物为主,少量铱族矿物具有成因指示意义,极少量Pt、Pd元素呈类质同象形式赋存于磁黄铁矿、黄铜矿中。Pt主要以独立矿物砷铂矿的形式存在,矿物粒径1～60μm,呈半自形-自形,主要被磁黄铁矿包裹,部分穿切磁黄铁矿、黄铜矿,少量被橄榄石与菱镁矿包裹。Pd以碲锑钯矿的形式存在,矿物自形程度较差,大量赋存于黄铜矿、磁黄铁矿等金属硫化物的裂隙,部分被黄铜矿包裹,少量形成于热液阶段的碲锑钯矿与辉砷钴矿紧密共生充填于裂隙中。铱族矿物呈半自形-自形与高温热液矿物辉砷钴矿紧密共生。     

丹巴杨柳坪铜镍铂矿床中铂族元素赋存状态

丹巴杨柳坪铜镍铂族矿床成矿期与国内最大的独立铂族金宝山矿床同属海西期。矿床中Pt、Pd较为富集,其次为Ir、Rh、Os、Ru;Pt含量0.05g/t⁴.01g/t。矿床中以独立矿物存在的铂族矿物主要有砷铂矿、碲锑钯矿、锑钯矿等,粒度较小,在0.2μm4.01g/t。矿床中以独立矿物存在的铂族矿物主要有砷铂矿、碲锑钯矿、锑钯矿等,粒度较小,在0.2μm¹00μm间,在矿石中零星分布。独立铂族矿物的载体主要是磁黄铁矿、镍磁黄铁矿、黄铁矿、黄铜矿等金属矿物及碳酸盐、硅酸盐矿物。其次,铂族元素之间的类质同象也是较为重要的一种赋存形式。     

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。     

铂族元素矿物共生组合(英文)

由于铂族元素能有效地降低汽车尾气的污染 ,其需求量日益增加 ,对铂族元素矿床的寻找已是当务之急。着重从矿物矿床学角度对铂族元素的矿物共生特点进行了探讨。铂族元素可呈独立矿床产出 ,主要产于基性超基性层状侵入体、蛇绿岩套及阿拉斯加式侵入体中。铂族元素也伴生于铜镍矿床中 ,该类铜镍矿床主要与苏长岩侵入体、溢流玄武岩及科马提岩有关。产于基性超基性层状侵入体中的铂族矿物有铂钯硫化物、铂铁合金、钌硫化物、铑硫化物、铂钯碲化物、钯砷化物及钯的合金。这些铂族矿物可与硫化物矿物共生 ,也可与硅酸盐矿物共生 ,还可与铬铁矿及其他氧化物矿物共生。产于蛇绿岩套中的铂族矿物主要是钌铱锇的矿物 ,而铂钯铑的矿物则较少出现 ,这些铂族矿物可呈合金、硫化物、硫砷化物以及砷化物 4种形式出现。产于阿拉斯加式侵入体中的铂族矿物主要有铂铁合金、锑铂矿、硫铂矿、砷铂矿、硫锇矿及马兰矿等少数几种 ,其中铂铁合金与铬铁矿及与其同时结晶的高温硅酸盐矿物共生 ,而其他的铂族矿物则与后来的变质作用及蛇纹岩化作用中形成的多金属硫化物及砷化物共生。产于铜镍矿床中的铂族矿物主要是铂和钯的矿物。产于基性超基性层状侵入体、蛇绿岩套及阿拉斯加式侵入体中的铂族矿物的共同特点是它们均与铬铁矿?     

利用扫描电镜和能谱技术研究四川会理铂钯矿床中的铂族矿物特征及铂族元素赋存状态

四川会理铂钯矿床是独立的铂族元素矿床,局部地段的铂钯含量已达工业品位,当前迫切需要详细掌握铂族矿物和铂族元素赋存状态。由于原矿铂族元素品位总体较低,采用化学分析方法分析测试只能间接研究铂族元素的赋存状态,所得结论并不全面。本文结合化学分析方法的测试结果,利用扫描电镜及能谱获得了会理铂钯矿床铂族矿物的精细特征。结果表明:该矿床中铂族元素主要是铂和钯;铑、铱、钌、锇含量很低,且未发现这四种元素的独立矿物。铂和钯有单质和与砷、碲、锑、铋形成的化合物;独立铂族矿物有17种,主要是自然铂、砷铂矿、砷钯铂矿或砷铂钯矿、钯铂铜矿或铂钯铜矿,其次可见少量承铂矿及其他铂族矿物。铂族矿物嵌布状态有两种——被包裹和粒间,被包裹占52.39%,粒间占47.62%。绝大多数铂族矿物呈他形粒状,只有少量砷铂矿晶形较好。铂族矿物粒径范围为1.36~32.7μm,大小差异大。有的铂族矿物表面具微孔结构,有的呈葡萄状,有的可见环边现象。接触方式以曲线接触为主,直线接触次之。这些信息为该矿床矿石选冶和铂族资源评价提供了科学依据。     

鄂东南鸡笼山矽卡岩型金铜矿床金、银、碲、铋的赋存状态及其对成矿条件的制约

鸡笼山矽卡岩型金铜矿床是长江中下游成矿带典型的矽卡岩矿床,矿体主要赋存于下三叠统大冶组碳酸盐岩与花岗闪长斑岩接触带内。根据野外观察和镜下鉴定,将成矿过程划分为进矽卡岩阶段、退化蚀变阶段、石英-硫化物阶段和碳酸盐阶段,其中石英-硫化物阶段为金和铜的主要成矿阶段。鸡笼山金铜矿床中不同类型矿石的矿相学观察和电子探针微区成分分析(EPMA)表明,金、银主要以自然金、银金矿、碲银矿、硫银铋矿等形式产出,主要载金矿物为黄铜矿和黄铁矿;同时发现鸡笼山金铜矿床中发育大量碲-铋矿物(如辉碲铋矿、针硫铋铅矿等)。成矿流体物理化学性质研究表明,鸡笼山金铜矿床中金银元素在高温热液中主要以氯络合物的形式运移,随着温度降低和流体进一步的演化,金银元素转变为以硫络合物、碲铋化物熔体等形式运移。在石英-硫化物阶段,由于硫化作用与流体的沸腾作用,流体中硫逸度降低,碲逸度升高;当流体处于黄铁矿-磁黄铁矿氧逸度范围、酸碱性呈中性-弱碱性、碲逸度(logf_(Te2))为-10.7~-8.4、硫逸度(logf_(S_2))为-11.4~-10.6时,金、银、铜元素近于同时沉淀,碲、铋和砷元素对金和银元素运移和富集起到了重要作用,最终形成了鸡笼山矽卡岩型金铜矿床。     

喀拉通克Ⅰ号铜镍硫化物矿床中贵金属元素矿物及其产出特征

从结晶形态、物理性质、光学性质、化学成分以及产出特征等,对喀拉通克Ⅰ号铜镍硫化物矿床中的自然金、银金矿、自然银、银镍黄铁矿、碲银矿、六方碲银矿、碲铋银矿、砷铂矿、碲镍铂钯矿、等轴铋碲钯矿、铋碲钯矿和碲钯矿等12种贵金属元素矿物,作了详细的测试和研究,对其分布和富集规律进行了较深入地探讨.银镍黄铁矿是一种极少见的矿物,然而在Ⅰ号矿床中则是一种重要的工业银矿物,这在国内外尚属罕见.     

扫描电镜-X射线能谱仪在丹巴地区铂族矿物物相特征分析中的应用

丹巴地区铜镍硫化物铂族矿床品位低、铂族矿物颗粒细、铂族元素间的类质同象普遍,此类铂族资源的赋存状态研究及矿石的选冶长期以来都是较为棘手的问题。本文采用扫描电镜-X射线能谱仪器组合,对丹巴铜镍硫化物铂族矿床中含量达到1‰的元素进行快速的定性/定量分析,研究了铂族矿物原位的赋存状态和形貌特征。通过扫描电镜观察到该矿床的铂族矿物主要为砷铂矿、锑钯矿、碲锑钯矿,其次以自然铂、硫砷铑矿、硫砷铱矿,呈椭圆状、纺锤状等形式赋存于黄铁矿、磁黄铁矿及蛇纹石中,部分以类质同象的形式存在,极少量的铂与钯元素呈固溶体形式存在。X射线能谱分析表明该矿床中主要的铂族元素为Pt、Pd,其次为Ru、Rh、Ir、Os; 点分析表明砷铂矿中Pt的含量为52.84%,锑钯矿中Pd的含量为45.15%; 线扫描和面扫描分析表明铂族元素主要分布在含铁的硫化物中,Pt、Pd等铂族元素的含量与铁、镍的含量成正相关关系,反映了丹巴地区铂族元素亲铁、亲镍、亲硫的地球化学特征。     

四川丹巴地区Cu0—Ni—Pt族元素矿床的矿石矿物特征

四川丹巴地区基性，超基性岩型Cu-Ni-Pt族元素矿床中，含有多种Pt族元素矿物，主要有：（1）碲化物及碲铋化物，碲锑化物类，（2）锑化物类，（3）砷化石类，（4）自然元素类，通过显微镜下的观察鉴定和成分电子探针分析结果，分别计算了矿床中主要矿石矿物的结晶化学式，结果表明，矿床中有7种已知的Pt族元素矿物和6种可能是Pt族元素新矿物或新变种矿物。     

扫描隧道显微镜和原子力显微镜在矿物学研究中的应用现状及前景

作者介绍了扫描隧道显微镜和原子力显微镜的基本原理,并结合自己的工作总结了它们在矿物学研究中的应用情况。基于这两种显微镜的原理和特点,指出了其在未来矿物学研究中一些可能的应用领域,并认为它们有可能成为矿物学研究的强有力工具。     

高分辨扫描电镜和X射线能谱Mapping技术研究碲矿物的成分和形态特征

X射线能谱元素像分析技术(EDS-Mapping)可直接观察岩石光片中目标元素的分布特征。本文采用高分辨扫描电镜及配置的X射线能谱仪综合分析技术,对山东归来庄金矿中碲元素和其他元素的分布特征和组合规律进行研究,定性确定含碲矿物、形态特征及其与其他矿物间的空间关系。结果表明,研究区金矿中含碲矿物有棱角状碲金银矿、碲化铅等,以浸染状形貌他形镶嵌于主矿物他形石英和片状云母之间,颗粒大小从几微米到几百微米极不均匀。对典型含碲矿物的微区成分进一步精确测定,得到碲金银矿和碲化铅的化学式为Ag_(0.85)Au_(2.55)Te_6和Pb_(0.52)Te_(0.48),其中碲金银矿成分明显异常。本文研究为稀散分布微细矿物的成分、形态分布及与围岩关系建立了一套先进实用的表征方法,可为含碲金矿的综合利用提供技术支持。     

ESR定年：一种确定脆性断层活动年龄的方法原理与应用

在浅层低温环境中，脆性断层活动难以生成新的变质矿物，断层的准确活动年龄就难以确定。但在浅层断层活动中，往往伴生有同期生成的石英脉，对石英脉采用热活化电子自旋共振(ESR)测年，能够确定石英脉的生成年龄，从而能提供断层活动的年龄。如果断层带中发育有多期石英脉，通过测定还能提供断层多次活动的年龄。以雪峰山2条断裂带为例，使用ESR定年方法获得了202.3~60.6 Ma的地质年龄，并探讨了2条断裂带的演化与区域构造活动的关系，最后对ESR测年的可信性与使用条件进行了讨论。     

扫描电镜能谱与冷冻传输装置联用测试矿物中流体包裹体固液相成分的方法研究

研究流体包裹体中子矿物种类、化学成分及分布特征,对于确定热液成分和成矿物理化学条件、流体的演化规律和成矿机制等有非常重要的意义。但目前常用的各种测试研究方法存在测试目的物寻找困难、不透明子矿物难鉴定等局限性。本文采用冷冻传输装置首先将流体包裹体冷冻固定并打开,然后用扫描电镜、能谱仪测试矿物中流体包裹体中的子矿物和液相成分,该方法可解决扫描电镜下流体包裹体研究目标物不易寻找,打开流体包裹体后子矿物易散失和碎屑易混入的问题,可有效测试小颗粒(1~2μm)、不透明子矿物及不透明矿物中的流体包裹体固液相成分。用该方法实测山东邹平王家庄铜矿流体包裹体液相中Na+、K+、Cl-组分的质量分数分别为5.85%、3.60%、16.18%,计算的盐度为35.35%,并确定了其中不透明矿物子矿物为黄铜矿,证明了黄铜矿是从高盐度热液中晶出的结论。本方法为矿物中流体包裹体研究提供了一种新的测试手段。     

利用扫描电镜技术研究纳米Ni-Fe颗粒对四氯化碳快速脱氯的机理

纳米铁具有高的比表面积和高反应活性,能快速将氯代烯烃还原成无毒氯离子、乙烯和乙烷,但对于氯代烷烃的脱氯仍能产生大量的氯代中间或最终产物,可以通过合成制得纳米双金属提高脱氯速率和减少氯代中间产物。本文利用扫描电镜测得实验室制备的纳米Ni-Fe(2%,质量分数)颗粒直径为20~60 nm,通过批实验方式对纳米Ni-Fe降解四氯化碳的反应动力学性质、产物、持久性能和反应机理进行了探讨。结果表明,纳米Ni-Fe体系主要最终产物为42%CH4和17%CH2Cl2。与铸铁屑和纳米铁相比,纳米Ni-Fe由于催化脱氯加氢,显著提高了氯代烃脱氯速率,同时降低了有毒氯代产物的产量,且Ni作为催化剂不会进入水体引起二次污染。纳米Ni-Fe颗粒在空气中具有很好的稳定性,虽然降解四氯化碳的最终产物CH4与纳米Pd-Fe相比少13%,但由于价格便宜,有望在工程上应用于氯代有机化合物水土污染治理。     

X射线荧光光谱-电子探针在中酸性火山岩鉴定中的应用

中酸性火山岩多具斑状结构,基质可见微晶状结构、隐晶状结构、玻璃质结构等,由于基质矿物颗粒多细小,常用的偏光显微镜受放大倍数的限制,很难准确鉴定矿物种属及含量,这类岩石仅依靠偏光显微镜分类命名会存在误差。本文采用X射线荧光光谱(XRF)、电子探针(EMPA)和偏光显微镜下观察相结合的方法,对中酸性火山岩进行鉴定。结果表明:对于基质呈隐晶质、显微晶质的中酸性火山岩,基质特征相似,偏光显微镜下无法确定长石、石英的含量,因此无法对岩石准确命名;再通过XRF进行主量元素分析,并对分析结果进行标准矿物QAPF双三角图解分类、TAS图解分类及李氏火山岩定量分类,对比结果显示三种分类命名方法存在差异;通过电子探针对矿物进行校验显示,QAPF及李氏火山岩定量分类图解与显微镜下鉴定相符,TAS图解与其他分析结果存在一定偏差。因此,对于中酸性火山岩准确命名,应采用多种分析方法相结合的方式,避免测试单一引起的误差。     

场发射扫描电镜及PerGeos系统在安页1井龙马溪组页岩有机质孔隙研究中的联合应用

安页1井是中国地质调查局在我国南方盆地外围武陵山复杂构造区实施并取得页岩气突破的一口地质调查参数井。本文以安页1井龙马溪组富有机质页岩为研究对象,利用场发射扫描电镜,研究了上扬子地区盆地外围龙马溪组富有机质页岩储集空间类型,并将Per Geos数字岩石处理系统引入有机质孔隙定量分析,定量刻画了有机质微纳米孔隙结构及发育特征。研究认为:有机质孔隙是安页1井龙马溪组富有机质页岩最主要的储集空间,形态上表现为填隙于自生硅质中的有机质发育着均匀海绵状孔隙结构,或与黏土矿物交互生长的有机质发育着气泡状孔隙结构,这两类不同赋存形态的有机质的孔隙均极为发育。通过Per Geos数字岩石系统处理,揭示了两类有机质孔隙孔径发育呈现双众数分布,其中海绵状结构的有机质孔隙孔径众数为5~10 nm,气泡状结构的有机质孔隙孔径众数为51~100 nm,有机质孔隙主要介于中孔~宏孔范畴。安页1井龙马溪组有机质孔隙的大量发育,指示了盆地外围的龙马溪组页岩经历了较强烈的生烃过程并具有较好的储集能力,具备良好的开发潜力。     

利用高分辨率3D技术和荧光强度变化精确测量烃类包裹体体积的方法

烃类包裹体气液比的精度对PVT模拟结果可靠性有重要影响,而气液相边界的判断对气液比测定准确性至关重要。本文开发了一种精确测量烃类包裹体体积的方法,即利用高分辨率激光共聚焦显微扫描技术获取烃类包裹体3D图,在透射及荧光模式下用三维坐标标定液相的边界,利用3Dfor LSM软件计算烃类包裹体液相的体积;同时利用激光共聚焦显微荧光技术对横穿气液两相的直线进行线扫描,根据扫描线上荧光强度的突变判断气相边界,多次扫描求平均值作为气相直径。本方法避免了人为判断包裹体气相边界的不可靠性,对气液边界的确定精度可达0.02μm,提高了气液比测试精度,使得利用包裹体恢复古压力结果更加可靠。