金川铜镍硫化物矿床亲铜元素全岩地球化学特征及其相关性分析

金川Cu-Ni硫化物矿床地处龙首山隆起带内,是中国最大、世界第三的Cu-Ni硫化物矿床。半金属元素（Te、As、Bi、Sb、Se,TABS）作为形成铂族元素矿物（PGM）的重要元素,其分布过程的控制以及对矿石成因的指示作用缺乏研究。采用全岩亲铜元素分析、背散射观测等实验方法,对各矿区不同类型的矿石进行研究。结果显示：可利用亲铜元素比值与R因子（硅酸盐岩浆/硫化物）模拟金川Cu-Ni硫化物矿床硫化物的熔离过程,定量模拟示踪金川矿石的成矿作用,Cu/Te-Te与Bi/Pd-Bi模拟结果与Cu/Pd-Pd模拟结果一致。半金属元素如Te、Bi等也可用于铜镍硫化物矿床硫化物熔离过程的模拟;半金属元素也可以指示矿石成因,R因子定量模拟分析发现浸染状矿石由硫化物熔体较快速冷凝形成,网状矿石的形成经历了硫化物深部部分熔离作用,富铜矿石由富Bi、Cu的残余硫化物熔体经冷凝结晶作用形成。     

金川铜镍矿床58号矿体亲铜和亲铁元素特征及其地质意义

通过对金川铜镍硫化物矿床中58号矿体地质特征、亲铜和亲铁元素地球化学特征等方面的研究,发现其具有不同于24号矿体、1号矿体和2号矿体的地质和地球化学特征。58号矿体产于Ⅲ号岩体上盘围岩中,矿体总体走向为NNE,倾向NW。与金川矿床其他几个矿体比较,该矿体具较高的Cu、Ni和PGE含量。研究独立的58号矿体对全面理解整个金川超基性岩体的成矿规律,指导今后找矿工作具有重要意义。笔者认为58号矿体的硫化物是从PGE微弱亏损的苦橄质岩浆中熔离出来的,其硫化物熔体具有不同的分异演化过程。     

金川超大型铜镍硫化物矿床的铂族元素地球化学特征

对金川超大型铜镍岩浆硫化物矿床岩石、矿石的铂族元素地球化学特征研究表明 ,金川岩体的平均Cu/Pd值远大于原生地幔岩浆的Cu/Pd值 ,说明其岩石为因硫化物析离而失去Pd的岩浆所结晶 ;且岩石的PGE具有部分熔融趋势 ,与地幔橄榄岩接近 ,这些均指示存在岩浆熔离作用。该矿床岩石、矿石的PGE球粒陨石标准化分布模式比较对应 ,均可分为两种类型 ,反映了岩浆多次侵入、熔离分异同时成岩成矿的特征。另外 ,PGE S关系分析表明其成岩成矿过程中有少量地壳物质混染。PGE地球化学特征参数还指示了其高镁拉斑玄武质母岩浆的性质。     

喀拉通克铜镍矿床铂族元素地球化学特征及其成矿作用意义

喀拉通克铜镍矿床位于准噶尔板块北缘,矿区主要矿体赋存于Y1-Y3号岩体中。矿石构造类型为致密块状和浸染状两大类,其中前者与后者呈贯入接触,不同浸染状类型之间为过渡关系。岩石和矿石的PGE总量偏低,且以PPGE为主,IPGE含量较低。整体上岩石中的PGE含量显示随基性程度降低而变小。矿石中的PGE含量随硫化物含量增加增大,显示PGE主要分布于硫化物熔离形成的物相中。100%硫化物计算后,矿石PGE含量平均仅为573×10^-9。各岩体中浸染状矿石PGE组成并无明显差异;岩石和矿石具有相似的PGE分配模式,均属于Pt-Pd配分型。岩石Ni/Cu-Pd/Ir关系以及岩石地球化学资料显示,形成喀拉通克岩体的初始岩浆为MgO含量较高的玄武质岩浆,属于PGE不亏损的岩浆。基于PGE不亏损的大陆拉斑玄武岩初始岩浆推算,喀拉通克矿床母岩浆明显亏损PGE,而深部硫化物熔离可能是导致母岩浆PGE亏损的主要原因。岩石和矿石Pd/Pt比值总体特征,岩石Cr与Ni、Ir、Ru和Rh相关性,以及硫同位素和岩石学资料分析表明,初始岩浆在地壳深部发生的橄榄石、铬铁矿等矿物的分离结晶作用,可能是促使硫过饱和与深部熔离的主要因素。IPGE与PPGE分异特征及其相关分析,结合矿床宏观地质特征,推断该矿床浸染状矿的成矿作用经历了初始岩浆（PGE不亏损）→橄榄石等矿物分离结晶→硫化物深部熔离→成矿母岩浆（PGE亏损）→上侵并结晶分异的成矿过程。块状矿则可能是这一过程中PGE亏损的成矿母岩浆相对滞后熔离形成的硫化物熔体贯入的结果。     

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。     

煎茶岭与金川硫化镍矿床的铂族元素地球化学特征对比及其意义

采用ICP—MS方法分析了煎茶岭和金川硫化镍矿床岩石、矿石的铂族元素含量,煎茶岭岩体蛇纹岩的Cu／Pd比值低于原生地幔岩浆,说明岩浆熔离作用较弱,矿石的Pd／Ir比值较小,指示其多数矿石属于岩浆型,以岩浆成矿作用为主;而金川岩体的平均Cu／Pd比值远大于原生地幔岩浆,表明岩浆熔离作用强,矿石的Pd／Ir比值较大,体现了钯族元素矿化及成矿物质以幔源为主的特征。煎茶岭在成矿过程中有壳源物质的混染,整体上岩石、矿石铂族元素含量较低,这与岩浆熔离作用弱、铂族元素成矿作用不发育等因素有关;金川在成岩成矿过程中也有少量地壳物质的混染,但岩石、矿石铂族元素含量较高,反映了以岩浆深部熔离成矿作用为主的特征。     

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.     

金川铜镍矿床铂族元素成矿作用探讨

金川铜镍硫化物矿床含有丰富的铂族元素,是我国最大的铂族元素原料基地。经1989—1990年对铂族元素矿产资源建设保证程度研究表明,其铂族元素储量约占我国探明保有储量的60％,而铂族金属生产量则占我国生产量的88％以上。     

红旗岭矿床茶尖矿区铂族元素地球化学特征及其意义

以红旗岭铜镍硫化物矿床茶尖矿区1号和9号岩体为研究对象,进行了岩石化学特征分析、微量元素分析和稀土元素（REE）分析,重点研究了其铂族元素（PGE）地球化学特征。REE分析结果表明,岩石富集轻稀土元素,且有微弱的铕负异常。PGE富集在硫化物含量高的岩石中,与硫化物含量呈正相关关系。岩石中PGE分异明显,富集Rh、Pt和Pd。推测该区的基性-超基性岩形成于硫不饱和玄武质岩浆的演化,岩浆有地壳物质混染的特征,其成矿物质来源于上地幔,主要成矿机制为深部熔离-贯入作用。     

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。     

东天山圪塔山口铜镍矿床铂族元素特征及对成矿过程的约束

圪塔山口铜镍矿床位于东天山黄山-镜儿泉-图拉尔根铜镍矿带东段,目前,规模已达小型,以星点状和稀疏浸染状矿石为主.矿石中Ni含量为0.16%~1.39%,Cu含量为0.02%~1.21%,Ni/Cu值为1.15~7.01.铂族元素总量含量较低,为13.11×10-9~828.09×10-9,矿石Pd/Ir值为13.9~20.8,表明成矿后热液活动对铂族元素影响较小.铂族元素原始地幔标准化配分曲线呈明显的左倾型,PPGE含量略高于IPGE.在Ni/Cu-Pd/Ir图解上,圪塔山口矿床母岩浆成分落入高镁玄武岩区域,与国内其他典型铜镍矿床成矿母岩浆性质一致.深部岩浆房内少量硫化物的熔离是导致矿石中PGE亏损的主要原因.铂族元素之间呈较好的正相关性,表明硫化物熔离后未发生明显的分离结晶作用.     

金川铜镍硫化物矿床成矿物质深部预富集过程探讨

金川矿床为世界第三大在采铜镍硫化物矿床,该矿床赋矿岩体出露面积仅为1.34km2,主要由超镁铁质岩石组成,岩体矿化率高达47%.不同岩相和矿石类型之间呈明显的突变接触关系.这些典型特征暗示成矿物质在侵入现存空间之前发生了明显的预富集.成矿物质的深部预富集过程主要探讨深部岩浆房内硫化物的熔离机制、硫化物熔离的相对时限及熔离量的大小、硫化物熔离后的迁移聚集及分离结晶过程.金川岩体不同岩石类型中橄榄石Fo变化范围小(Fo=80.11～85.68),暗示深部岩浆房是开放的岩浆系统,存在多期次后续新鲜岩浆的贯入.依据橄榄石-液相平衡原理,计算得到金川岩体母岩浆MgO含量为10.8%～12.6%,为高Mg拉斑玄武质岩浆,表明岩浆源区发生了较高程度的部分熔融,其为硫化物的大量熔离提供了丰富的成矿元素.金川岩体Sr-Nd-Os同位素和微量元素地球化学特征表明,金川岩体原生岩浆遭受明显的地壳物质混染,混染程度约为5%～10%,Th-Ta、Th-Nb和(Th/Ta)PM-(La/Nb)PM图解表明,部分混染物为下地壳组分,下地壳物质的混染可能是导致深部岩浆房内硫化物熔离的主要机制.金川矿床赋矿岩石类型主要为二辉橄榄岩和纯橄岩,为金川岩体中基性程度最高的岩石类型,同时"Melts"模拟计算也表明,硫化物的熔离发生在岩浆演化的早期阶段,并随着后续新鲜岩浆的持续贯入熔离出的硫化物含量不断增加.熔离后的硫化物在重力作用下下沉至岩浆房底部或中下部,形成矿浆和富矿岩浆.金川矿床中块状矿石相对富集IPGE,富Cu矿体中则相对富集Cu和PPGE.这种成矿元素的分异现象表明,随着温度的降低,硫化物在深部岩浆房内发生了明显的分离结晶作用.同时研究表明,硫化物分离结晶程度与硫化物之间的连通性呈正相关关系.     

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.     

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。     

云南白马寨Cu-Ni硫化物矿微量和铂族元素地球化学和矿床成因意义

利用锍镍试金富集-等离子体质谱(ICP-MS)测定法较系统分析了云南白马寨主要Cu-Ni硫化物矿石和主要围岩的PGE、Au、Cu和Ni含量,发现PGE含量均较低,其中块状硫化物矿石的∑PGE为78.2×10-9～556×10-9,橄榄辉石岩为0.472×10-9～67.0 ×10-9,辉长岩为0.847×10-9,二辉岩为0.76×10-9～0.809 ×10-9.后期煌斑岩的PGE也很低(2.98×10-9～4.07×10-9).各类矿石和围岩中∑PGE与Au, Ni与Cu之间呈明显的正相关关系.各类矿石的PGE原始地幔标准化曲线和Pt/Pd和Cu/Pd值与其各主要围岩非常相似,说明该矿Cu-Ni硫化物矿石为岩浆成因,且与围岩有成因上的联系.矿石和围岩较高的Pt/Pd值(平均0.83)显示其主要形成于单独的硫化物饱和事件,矿石中较高的Ir (0.77×10-9～5.52×10-9, 平均2.35×10-9)和Pd/Ir值 (4.76～296,平均138)显示硫化物矿石可能受到后期强烈的热液蚀变.白马寨硫化物矿石较高的187Os/188Os 初始值(0.456± 0.026)显示地壳物质的加入是成矿的重要因素.计算显示该矿硫化物矿石中地壳来源Os超过30%.     

含矿岩浆通道对于岩浆铜镍硫化物矿床找矿工作的意义

“深部熔离-贯入式”岩浆铜镍硫化物矿床具有矿化比例极高、岩体岩相分带及矿体产状与原地分异、熔离机制不协调的特征.我国对这类矿床深部勘探策略和方法的研究相对滞后,尚未开展深部找矿工作.本文以金川矿床为重点,系统总结和归纳其地质特征和成矿有利部位,对比了与之成因类似的加拿大Voisey＇s Bay超大型岩浆Gu-Ni-Co硫化物矿床的成功勘探经验,阐述了这类矿床沿岩浆通道找矿的前景和巨大潜力.以金川矿床为实例,提出了这类矿床沿含矿岩浆通道开展深部找矿的策略和方法.     

铂族元素的表生地球化学研究进展

基性-超基性岩及黑色页岩等风化过程中铂族元素发生了活化和迁移。铂族元素在岩体附近土壤、植物和水体等表生介质中的迁移富集特征可以用来寻找岩浆型铂族元素矿床。黑色页岩风化过程中，Os的表生迁移对海洋^187Os／^188Os值上升有重要意义。此外，作为重金属元素，机动车铂族元素催化剂在环境中的释放，也会带来潜在的生态环境和人体健康问题。     

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。...