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。     

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。     

内蒙古固阳县文圪乞镁铁质—超镁铁质岩体中铂族金属矿物的特征及成因

在内蒙古固阳县文圪乞镁铁质—超镁铁质岩体中发现了砷铂矿、砷锑钯矿和黄碲钯矿等铂族金属矿物。野外观察和室内电子探针分析发现,砷铂矿与磁铁矿、绿泥石共生,砷锑钯矿和黄碲钯矿与黄铁矿共生。铂族金属主要赋存在二辉石岩中,且在镁铁质—超镁铁质杂岩体中呈脉状产出。文圪乞铂族金属的分布、产状及特征显示岩浆作用对铂族金属的富集起着关键的控制作用,岩浆期后的热液作用对铂族金属迁移、富集也起着关键作用。     

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。     

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。     

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-电子探针研究四川杨柳坪镍铜硫化物矿床铂钯的赋存状态及沉淀机制

本文利用电子探针和配备能谱分析功能的扫描电镜对四川杨柳坪镍-铜硫化物矿床中铂钯的赋存状态进行了研究。结果表明,铂以独立矿物相砷铂矿和自然铂存在;钯以碲化物、碲铋化物、碲锑化物、锑化物及自然钯独立矿物相存在,也以类质同象形式分布在碲镍矿中(钯含量约10%),另外还以锑铋钯碲矿、六方锑碲钯矿、碲钯矿独立矿物相存,并以类质同象形式分布在Vavrinite(钯含量5%)和砷铂矿(钯含量1%~5%)中。杨柳坪矿床中铂钯元素沉淀与贱金属矿物(BMS)及晚期热液蚀变矿物蛇纹石、方解石密切相关,其沉淀经历了3个阶段:1早期高温阶段(1200~900℃),铂钯元素沉淀并包裹在BMS中;2中期中高温阶段(650~250℃),分离结晶作用使铂钯元素沉淀并分布BMS矿物的边部,同时该阶段热液来源的铂钯元素沉淀于BMS粒间;3晚期热液蚀变阶段(500~300℃),热液蚀变作用引起铂钯元素沉淀在蚀变矿物中或嵌布在BMS裂隙。本文研究成果为认识该矿床及同类型镍-铜硫化物矿床的铂钯成矿过程提供了新的依据。     

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.     

津巴布韦哈特利(Hartley)铂矿床地质特征及成因

文章对产于津巴布韦大岩墙内的哈特利(Hartley)铂矿床的地质特征和成因进行研究。津巴布韦大岩墙于新太古代侵入,在津巴布韦克拉通内形成南北段次级岩浆房格局。哈特利铂矿的铂族元素主要分布在杂岩体的中下部,与硫化物密切相关,主要含矿矿物为铋、碲矿物。在岩浆侵位的过程中发生结晶分异,形成了铂族元素和硫化物的垂向分带。哈特利矿床与中国金川等铂族元素矿床相比,其成岩成矿时代早,矿床特征、成矿元素组合方面均有明显不同。     

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。     

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.     

新疆磁海铁矿床成矿无机化学过程研究

磁海铁矿床位于东疆火山岩区,矿体产于基性次火山岩体内,次火山水热活动导致铁矿床的形成。次火山水热活动有一系列不同类型,并具一定空间分布和时间演化规律的蚀变岩响应,主期成矿作用发生在中高温压硅酸盐蚀变与中低温压硫化物蚀变之过渡阶段。硅酸盐蚀变岩中的“石榴子石-透辉石”组合与传统理解的“夕卡岩”内的相同组合名同实异。可把此矿床定名为次火山水热石榴子石-透辉石-磁铁矿矿床。     

非洲铂族金属矿产资源禀赋特征、成矿潜力及开发利用

铂族元素（Platinum group elements,PGEs）作为地壳最稀缺的一类金属元素,是重要的战略性矿产资源,与金一样,具有经济和科技双重的功能。非洲铂族金属矿产资源丰富且高度集中,占世界资源量> 80 %,主要集中在南非和津巴布韦。本文在前人研究基础上,对非洲PGEs矿床主要成矿类型、时空分布特点和开发利用现状进行了总结,研究认为：（1）非洲大型-超大型PGEs矿床成因类型主要为岩浆型,在时空上与世界级铁质-镁铁质大火成岩省（南非布什维尔德和津巴布韦大岩墙）密切相关,可细化分为脉状铜镍硫化物型、整合接触型铜镍硫化物型、脉状铬铁矿型和钒钛磁铁矿型。依据区域构造演化及其所产出的矿化特征,认为以铁质-镁铁质岩有关的岩浆型矿床仍具有较大的找矿潜力。(2)非洲铂族金属矿产勘查开发程度相对较高,近十年是全球勘查资金投入最多的地区,同时也是世界第一大Pt生产地和第二大Pd生产地。从事勘查开发的主要为世界顶级PGEs矿业寡头。（3）非洲是全球一次性铂族金属矿产品主要供应国,主要出口至美国、日本、中国、德国和英国。加强与南非、津巴布韦等国家之间的合作,保障PGEs资源供应的安全对我国尤为重要。     

Platinum-group minerals and tellurides from the PGE-bearing Xinjie layered intrusion in the Emeishan Large Igneous Province, SW China

The Xinjie layered intrusion is one of a number of major ultramafic-mafic bodies hosting Fe-Ti-V deposits and Cu-Ni-PGE sulfide deposits in the Pan-Xi (Panzhihua-Xichang) area of the Sichuan Province, SW China. The Xinjie ultramafic-mafic layered intrusion, genetically related to the Permian plume-related Emeishan flood basalts, consists of three lithological cycles, each representing a sequence from ultramafic to mafic-felsic composition. The basal part of the intrusion is composed of three lithological units, namely, the Marginal Unit (MU), Peridotite Unit (PeU) and Pyroxenite Unit (PyU). In the present study, three major PGE-mineralised Cu-Ni sulfide layers were discovered within the Marginal and Pyroxenite Units. The major base-metal sulfides (BMS) comprise chalcopyrite, pyrrhotite, and pentlandite. Detailed microscopic and microprobe analyses revealed the presence of the sperrylite and Pd-Pt-Bi-Te minerals (merenskyite, moncheite, and michenerite). These PGMs are commonly associated with the BMS, or magnetite coexisting with BMS in the PGE-enriched layers. The 1:1 substitution between Pt and Pd, as well as between Te and Bi, confirms the complete solid-solution series between moncheite and merenskyite. The textural association of the PGMs with BMS and Fe-Ti oxides (magnetite) suggests that the PGMs may have crystallised slightly later than the hosting magnetite and BMS. The formation of magnetite may have played an important role in producing the sulfur-saturated melt and the PGEs thus concentrated in the sulfide liquid during the crystallisation history. It is therefore suggested that the Cu-Ni-PGE-bearing layers in the basal part of the Xinjie intrusion were generated by magma evolution processes.     

Silicate melt removal and sulfide liquid retention in ultramafic rocks of the Duke Island Complex,Southeastern Alaska

Magmatic Ni-Cu-PGE sulfide mineralization occurs within olivine clinopyroxenite, hornblende-bearing clinopyroxenite, and magnetite-hornblende-rich rocks in the Ural-Alaskan-Type Duke Island Complex in Southeast Alaska. The addition of large amounts of sulfur from country rocks occurred during fractional crystallization of the parental magma when clinopyroxene was becoming a liquidus mineral. Textural interfaces between sulfide and silicate minerals are strongly interlobate, and differ significantly from net-textures that are developed in many Ni-Cu-PGE deposits. Sulfide-free olivine clinopyroxenite is an adcumulate; residual liquid was efficiently expelled from the accumulating crystal pile. A significant interstitial liquid component is observable only in the form of interstitial sulfide in the S-rich rocks. Rounded sulfide inclusions and blebby to vermicular sulfide-silicate intergrowths indicate that silicate crystallization occurred under conditions of sulfide saturation. The presence of dense sulfide liquid inhibited the growth of silicate minerals and led to the development of interlobate grain boundaries. Strong, localized wetting of sulfide liquids on crystallizing silicates, and downward percolation of sulfide liquid through a crystallizing mush may have contributed to the evolution of these textures. Residual silicate liquid was removed from the system due to a combination of buoyant advection and compaction, but dense sulfide liquid remained.     

塔什库尔干地区赞坎铁矿矿物学特征与成因

赞坎铁矿石西昆仑成矿带近年来新发现的一处超大型铁矿床,矿区内广泛出露古元古代布伦阔勒变质岩层,矿体主要赋存于布伦阔勒岩群角闪斜长片岩和黑云石英片岩内部,部分产于霏细岩与黑云石英片岩接触带内。矿床由Ⅰ~Ⅶ号矿体组成,其中Ⅰ号和Ⅲ号矿体为主要矿体。根据矿石组构、矿物共生关系等特征,成矿过程可划分为早期沉积期、中期变质期及晚期岩浆热液期3个成矿期,其中,岩浆热液期可进一步划分为矽卡岩阶段、热液改造阶段和硫化物阶段。早期沉积期磁铁矿呈微细粒他形晶结构,被变质期石英颗粒包裹,以较低含量的TFeO、MgO、MnO和较高含量的TiO2、Al2O3为特征;中期变质期磁铁矿分布于条带状矿石内,他形晶粒状结构,与早期相比,TFeO、MgO、MnO等含量相对升高而TiO2、Al2O3等含量相对降低;晚期岩浆热液期矽卡岩阶段磁铁矿分布于块状矿石内,自形晶粒状结构,以相对富TFeO、MgO、MnO而贫TiO2、Al2O3为特征;晚期热液改造阶段磁铁矿分布于浸染状矿石中,半自形-自形粒状结构、交代残余结构为主,TFeO、Al2O3、TiO2、MnO等含量变化较大。认为赞坎铁矿是沉积变质型铁矿床,遭受后期岩浆热液作用交代改造。     

塔里木克拉通东北缘二叠纪镁铁质岩浆氧化物与硫化物成矿条件对比

塔里木克拉通东北缘坡北、磁海等地二叠纪幔源岩浆活动形成了镍钴硫化物矿床和铁钴氧化物矿床，两者赋矿镁铁 超镁铁岩体的年龄相近(290~260 Ma)，主、微量元素和Sr Nd Hf同位素组成相似，分配系数接近的微量元素比值分布于相同趋势线，揭示两者岩浆源区相同，可能为俯冲板片流体交代的亏损地幔或软流圈地幔。两类矿床镁铁 超镁铁质岩中Co与Ni含量正相关，Co主要富集在基性程度高的岩石中；块状硫化物与磁铁矿矿石中Co与Ni相关性差，Co和Ni具有不同的富集机制，Co热液富集作用明显。北山镁铁 超镁铁杂岩体是地幔柱相关软流圈上涌，诱发俯冲板片交代的亏损岩石圈地幔发生部分熔融，形成的高镁母岩浆演化过程中经历壳源混染、硫化物饱和富集镍钴形成铜镍钴硫化物矿床，富铁母岩浆氧逸度高、富水，岩浆分离结晶磁铁矿、叠加热液作用富集钴，形成铁钴氧化物矿床。     

安徽新桥矿床矿相学与Fe同位素特征及其对矿床成因的制约

对安徽新桥矿床进行系统的野外地质调查和矿相学研究发现,层状矿体中的胶状黄铁矿交代矽卡岩磁铁矿矿体,为探讨层状硫化物矿床是早期沉积成因还是岩浆热液成因提供了新的地质约束。对铜陵矿集区内的新桥矿床层状菱铁矿矿体和凤凰山矽卡岩型矿体中的菱铁矿开展了Fe同位素组成的对比研究,结果显示：新桥矿床菱铁矿与典型低温热液脉型矿床和沉积铁矿中的菱铁矿在Fe同位素组成特征上有所不同,而与凤凰山矽卡岩型矿床中的菱铁矿更为接近;新桥矿床中胶状黄铁矿和菱铁矿相对于磁铁矿富集Fe的轻同位素,表明磁铁矿不是过去认为的由胶状黄铁矿和菱铁矿矿胚层经热液改造形成,而是与典型的岩浆热液有关。新桥矿区层状硫化物矿体和矽卡岩型矿体中,近岩体矽卡岩和最早形成的金属矿物磁铁矿比岩体更为富集Fe的轻同位素,而赋矿围岩比岩体更为富集Fe的重同位素。同时,不同矿化阶段形成的含铁矿物和不同空间位置的硫化物中的Fe同位素组成呈现出时空分带现象,Fe同位素组成的时空演化特征与流体出溶、流体演化非常一致,并且符合同位素分馏的基本理论,表明层状硫化物矿体和矽卡岩型矿体具有相同的成矿物质来源,为同一流体体系演化的产物。新桥矿区岩相学的研究结果和Fe同位素组成特征均表明,新桥层状硫化物矿床不是海西期喷流沉积成矿作用的产物,而是燕山期热液成矿作用的产物,为一个典型的热液成因矿床。