云南金宝山铂钯矿床铂族元素地球化学及找矿意义

金宝山是中国目前发现的最大的独立铂钯矿床,该岩体基性程度高,主要由橄榄石、单斜辉石组成,含大量铬铁矿〔w(Cr)约为0.5%〕。铂钯矿石呈稀疏浸染状,硫化物含量少,高铂族元素、低铜镍含量。矿体与超基性围岩界线不明显,且二者具有相似的微量、稀土元素参数和微量、稀土、铂族元素标准化配分模式,表明两者的原始岩浆具有相似的性质。超基性围岩具有高的Pd/Ir、Ni/Cu比值和Pb负异常,相反,铂钯矿石显示为低的Pd/Ir、Ni/Cu比值和Pb正异常,两者具有相似的Cu/Pd、Cu/Pt比值(≤原始地幔值),表明铂钯矿石形成于地幔柱S低度饱和环境,超基性围岩可能形成于S饱和/不饱和的地球化学界面。铂族元素地球化学的差异表明含少量富铂族元素的硫化物的含矿岩浆可能注入于稍前侵入的、且未完全固结的超基性围岩中,形成似层状矿体。峨眉地幔柱早期硫低度饱和、融离出少量硫化物以及铂族元素在硫化物/硅酸盐相中极高的分配系数是导致金宝山矿石富铂钯、贫铜镍的根本原因。金宝山是极少有的全岩体Cu/Pd、Cu/Pt值均小于原始地幔值的矿床,表明该岩体的岩浆经历了硫化物富集铂族元素的过程,推测靠近峨眉地幔柱喷发中心的基性-超基性岩体是寻找铂族元素矿床最佳远景区之一。     

滇西金宝山铂钯矿床S-Os同位素特征及其对成矿过程的制约

金宝山铂钯矿床位于扬子板块西缘,毗邻哀牢山造山带北段,是三江成矿带唯一的大型岩浆型铂族元素矿床。以往的研究中,金宝山岩体是否经历地壳混染存在较大争议,制约了对硫饱和机制和矿床成因的认识。前人对矿石中硫化物的S同位素的研究发现绝大部分δ~(34)S值位于1‰~2‰,表现为幔源特征,显示少量或无明显地壳混染作用。本文对含非常规硫化物组合(紫硫镍矿-黄铁矿-黄铜矿)的矿石展开了同位素研究,结合最新研究数据,利用质量平衡原理定量建立了R值(硅酸盐岩浆/硫化物)、百分百硫化物PGE含量和δ~(34)S之间的关系。富PGE矿石具有较高的R值(2000~10000)和PGE含量(如Ir百分百硫化物:2429×10~(-9)~10738×10~(-9)),并具有地幔特征的δ~(34)S范围(1‰~2‰),而贫PGE(如Ir百分百硫化物:449×10~(-9)~2017×10~(-9))的矿石R值较低(500~2000),表现出显著的地壳S同位素的特征(4.4‰~6.7‰)。此外,Re-Os同位素研究表明金宝山铂钯矿床相比一些富硫化物铜镍矿床(如力马河和杨柳坪)具有较低的γOs(21.9~60.5)和较高R值,是大量岩浆与硫化物反应导致的结果,表明其矿石γOs的高低并不能直接反应岩体的地壳混染程度。因此我们在利用S-Os同位素在研究岩浆型铜镍铂族元素矿床时需特别注意,虽然δ~(34)S和γOs的大小通常作为研究地壳混染作用的指示剂,但它们却往往受到矿床类型(铂钯矿床、铜镍矿床)以及矿石类型(富PGE矿石、贫PGE矿石)的影响。特别是对于高R值的铂族元素矿床,矿石呈现出接近幔源特征的δ~(34)S和γOs同位素值并不能排除其在形成的过程中没有地壳物质的加入,而应综合SrNd同位素以及微量元素地球化学特征综合判断是否发生了明显的地壳混染作用。     

云南金宝山铂钯矿床成矿机制探讨

金宝山铂钯矿位于云南省弥渡县与南华县交界的礼社江河谷两岸,大地构造位置处于滇中台拗边缘、红河断裂东侧。发现于70年代初期,已查证为一大型铂族元素矿床。本文主要根据矿床勘查的部分成果,讨论其成矿机制。     

滇西金宝山富铂钯岩体岩浆源区研究：铂族元素和Sr-Nd同位素约束

金宝山杂岩体位于扬子板块西缘,毗邻哀牢山造山带北段,岩体中蕴含丰富的铂钯资源,是峨眉山大火成岩省(ELIP)中大型岩浆型铂族元素矿床。岩体的主要组成为辉石橄榄岩,矿体以似层状、透镜状产出于辉石橄榄岩中。地幔是镍矿床和铂族元素矿床最重要的源区,因而对Ni、Cu及PGE等元素行为的研究,是剖析岩浆型Ni-Cu-PGE矿床源区特征的一个重要研究方向。该研究获得金宝山岩体中辉橄岩铂族元素及Sr-Nd同位素数据,结合前人对ELIP中不同类型岩石系列PGE成分研究及Ni、Cu、PGE等元素在岩浆和硫化物中的分配系数,半定量模拟得到金宝山原始岩浆的形成源于地幔中高度部分熔融(25%~40%)形成的富PGE岩浆(含12.8×10-9 Pd,9.8×10-9 Pt,0.6×10-9 Rh和0.7×10-9 Ir),其铂族元素成分与ELIP苦橄岩成分相当,并且岩浆在演化的过程中遭受了10%~20%地壳混染作用。利用批式部分熔融公式及各铂族元素在硅酸盐矿物和熔体之间的分配系数反演计算得到产生金宝山熔体的地幔约含有5.3×10-9 Pd,7.5×10-9 Pt,0.75×10-9 Rh和1.5×10-9 Ir,相比原始地幔而言并没有表现出明显富集PGE的特征。这表明地幔中高度部分熔融+大量岩浆与硫化物的充分反应是形成大型岩浆型铂族元素矿床的一种可具备的条件。     

金宝山铂-钯矿和力马河镍矿的硫同位素组成特征及地质意义

金宝山铂钯矿和四川力马河镍矿是峨眉山大火成岩省内两个重要的Ni-Cu-PGE硫化物矿床,但二者矿化特征明显不同,前者贫铜、镍,富铂、钯,硫化物含量低,呈浸染状;后者贫铂族元素,富含硫化物,矿石以陨铁状或块状为主.本文以两矿床成矿元素组成的变化和矿石结构类型的显著差异为出发点,系统分析了硫化物的硫同位素,发现金宝山铂-钯矿的硫化物δ34S值(0.6‰～2.8‰)略高于地幔硫(0±2‰),显示有微弱的地壳物质混染,而力马河镍矿的硫化物δ34S值(2.4‰～5.4‰)显著高于金宝山铂-钯矿,反映受地壳混染程度较高;指出成矿岩浆演化过程中地壳混染程度上的差异,可能是造成峨眉山大火成岩省岩浆Ni-Cu-PGE矿床矿化类型不同的重要原因.通讯作者     

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。...     

云南金宝山铂钯矿床含矿岩体蚀变特征

金宝山铂钯矿位于云南省弥渡县,是目前国内已发现的最大的与超基性岩侵入体有关的独立铂族金属矿床。自70年代该矿床被发现以来,前人已在岩石学、岩石地球化学、矿床学及工艺矿物学特征等方面做了大量工作(陶琰,2002;马言胜,2007;刘敏,2002),但其中有关期后热液蚀变的论述十分有限。因成矿岩体已经受了强     

河北红石砬铂矿床铂、钯地球化学异常特征

红石砬铂矿地球化学异常组分简单,仅发育Ｐｔ和Ｐｄ的强异常,部分伴生Ａｕ异常,不伴生Ｃｒ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｖ、Ａｓ、Ｓｂ、Ａｇ、Ｐｂ等元素异常。岩石、土壤、水系沉积物中Ｐｔ、Ｐｄ的分布和异常模式与铂族矿化特征、矿体剥蚀程度及其表生地球化学行为等有关。矿体出露地表时,Ｐｔ、Ｐｄ呈强异常分布,异常的ｗ（Ｐｔ）／ｗ（Ｐｄ）比值与矿石中ｗ（Ｐｔ）／ｗ（Ｐｄ）比率基本一致;隐伏矿体上方,Ｐｄ有明显的浓集,ｗ（Ｐｔ）／ｗ（Ｐｄ）比值小于地表矿体。表生环境中,Ｐｔ、Ｐｄ可以呈矿物碎屑、可溶态等多种形式迁移,在疏松沉积物中形成异常。因此,以Ｐｔ、Ｐｄ作为直接指示元素,进行地球化学勘查,可以发现这种类型的铂族矿床。     

弥渡金宝山铂钯矿床超基性岩浆演化与成矿

早期深部硫化物熔离是成矿主导控制因素,岩浆晚期高温流体活动阶段普遍遭受蛇纹石化.金属硫化物的富集部位也就是铂钯矿化部位.金属硫化物是在铁质超基性岩中寻找铂钯矿体的间接标志.     

滇西宝兴厂斑岩铜钼金矿床成矿流体特征

宝兴厂斑岩铜钼金矿床是三江成矿带上与富碱斑岩有关的典型斑岩型矿床,产出于金沙江-哀牢山深大断裂带中部东侧。宝兴厂矿床铜、钼、金、铁等各类型矿化皆有发育,具有复杂的岩浆活动及热液演化。矿区岩浆岩主要为喜马拉雅期富碱复式岩体,包括正长斑岩、石英二长斑岩、花岗斑岩和斑状花岗岩等,具有多期次侵入特征。铜钼矿体主要分布于花岗斑岩和斑状花岗岩内部,铁金矿体主要分布于岩体内外接触带上,矿体呈脉状、透镜状或似层状。热液蚀变由内向外分带显著,依次为钾硅酸盐化(黑云母化)、绢云母化、青磐岩化(绿泥石-绿帘石化),局部黏土化。本文通过系统的野外观测、详细的岩芯编录以及全面的岩相学观察,依据矿物共生组合、矿化热液脉体穿切关系及蚀变特征,将宝兴厂矿床内主要矿化脉体分为3类:A脉、B脉及D脉。通过对3类脉体内石英中流体包裹体的显微测温工作和成矿流体物理化学条件计算,剖析了成矿流体演化特征,探讨了成矿作用过程与成因机理。A脉与钾长石化和黑云母化蚀变关系密切,多为不规则脉状,宽约1~5mm,矿物组合一般为石英±钾长石±黑云母±少量黄铜矿±少量黄铁矿。石英多呈他形细粒,少量黄铁矿、黄铜矿沿石英颗粒边界呈浸染状产出。脉体中常含有黑云母、钾长石,两侧常见钾长石蚀变晕。A脉中一般没有矿化。B脉宽约15~30mm,矿物组合一般为:石英±辉钼矿±黄铜矿±黄铁矿。靠近脉壁的石英多为他形细粒,向中心转变为长柱状垂直于脉壁对称生长。硫化物呈线状分布于脉体的中心或边缘。B脉一般没有蚀变,偶见少量的绿帘石化-绿泥石化。D脉与绿泥石化-绢云母化关系密切,脉体规则连续,脉体宽度变化范围大,为1~30mm。矿物组合一般为石英±绿泥石±黄铁矿±少量黄铜矿。石英数量较少,多呈半自形-他形粗粒,相对于B脉黄铁矿含量明显增多,黄铜矿含量减少,呈浸染状分布,脉体中钾长石、黑云母常蚀变为绢云母和绿泥石,脉体两侧常具有绿泥石-绢云母蚀变晕。A脉形成于成矿早阶段斑岩尚未固结时,其流体包裹体以含子晶(NaCl子晶为主)多相包裹体和富气相包裹体组合为特点,均一温度为364~550℃,盐度分别集中在45.64%~52.89%NaCleqv(含子晶多相包裹体)和3.3%~16.34%NaCleqv(气液两相包裹体)两个区间内,该阶段流体显示出沸腾、不混溶及发生相分离特征。根据A脉中5个含石盐子晶的包裹体压力估算图,得出宝兴厂矿床A脉中LVH相包裹体被捕获时的最低压力为50~145MPa,按地压梯度27MPa/km换算,A脉形成的深度最少1.8~5.4km。B脉形成于成矿主阶段,石英中发育含子晶多相包裹体(NaCl子晶)和富气相包裹体,均一温度为210~410℃,盐度集中在34.24%~52.04%NaCleqv和5.23%~13.99%NaCleqv两个区间内,该阶段成矿流体发生减压沸腾作用,使得Cu、Mo、Au大量沉淀,根据NaCl-H2O体系P-T相图压力估算,B脉的形成压力大约为15~48MPa,形成深度为0.56~1.78km。D脉形成于成矿晚阶段,石英以发育大量富液相包裹体为特征,均一温度为223~303℃,盐度集中在3.53%~11.71%NaCleqv范围内,该阶段成矿流体以中-低温、低盐度的岩浆热液与大气降水的混合流体为主,流体压力也降低到15MPa,形成深度不超过0.56km。宝兴厂矿床热液流体演化总体趋势为:由早阶段的高温、中-高盐度的岩浆热液向成矿晚阶段中-低温、低盐度的岩浆热液+大气降水混合流体转变。     

云南金宝山超镁铁岩原始岩浆成分反演

金宝山岩体赋存有我国最大的铂族元素矿床,位于云南省弥渡县,大地构造位置处于杨子地台西缘南端。岩体是呈似层状(岩席)产出的小型超镁铁岩,侵位于泥盆系金宝山组白云岩、泥灰岩、砂板岩中,由橄榄岩、辉橄岩及微辉岩、辉石岩异离体组成,没有完整的相带分异,缺乏分异堆积特征。但岩体铂族元素成矿以铂钯为特征(Pd/Ir>10),硫化物Ni/Cu比值低(0.5～5),岩石稀土元素富集,配分型式为轻稀土富集型,体现基性岩浆衍生产物的岩石地球化学特点。元素含量的组合变化反映出橄榄石对岩石成分的控制作用,成岩母体可视为橄榄石与熔体两部分组成的混合体系,分析表明岩浆经历了11％的橄榄石结晶和22％左右的斜长石结晶分异,大部分熔体相携带斜长石先期离开岩浆房或被压滤出去,残余熔体携带橄榄石结晶颗粒在构造挤压作用下向上运移侵位成岩。根据岩浆演化过程反演,计算得到金宝山超镁铁岩原始岩浆组成,表明为低钛拉斑玄武岩岩浆,MgO含量为12.93％,其形成可能与裂谷作用早期的地幔热柱作用有关,原始岩浆起源于未亏损地幔的部分熔融。     

云南大平掌铜多金属矿床稀土元素地球化学特征

滇西大平掌铜多金属矿床具典型的“双层结构”。对上部盆地相的块状硫化物和下部通道相的细脉浸染状硫化物的稀土元素分析表明,前者具正Eu异常的球粒陨石标准化配分模式,后者具负Eu异常的配分模式。这种变化与成矿流体演化有关。通过与大西洋中脊TAG热液活动区表层沉积硫化物和黑烟囱流体等的稀土元素配分模式对比,可以认为成矿是火山喷流沉积作用的结果。     

金宝山铂钯矿与国外大型层状岩体中的铂钯矿床对比

金宝山铂钯矿床是我国目前发现的最大的独立铂钯矿床,而世界上著名的铂族元素矿床主要有Bushveld和Stillwater等矿床.笔者总结了金宝山与Bushveld和Stillwater矿床在构造背景、岩体类型、岩石组合、地球化学等方面的异同:金宝山矿床(260Ma)的产出构造背景是峨眉山大火成岩省,Bushveld产于克拉通区(2.06Ga),Stillwater(2.70)产于陆内裂谷,总体而言,均产于较稳定的构造环境.但金宝山矿床形成时代新,构造环境的稳定程度较二者差一些,这种差异在岩体规模上反映出来,虽然三者的岩体类型都属层状岩体,但金宝山岩体出露面积不到3km2,远小于Bushveld(65 000 km2)和Stillwater(376km2)岩体.金宝山岩体的岩石类型较为简单,岩石类型主要为单辉橄榄岩,以及少量橄榄辉石岩和辉石岩,而形成Bushveld和Stillwater岩体母岩浆的种类多,分异彻底,岩石类型十分丰富.与Bushveld和Stillwater岩体相比,金宝山岩体的橄榄石、辉石成分变化较小;地球化学以贫Si、富Mg为特征.金宝山矿床的赋矿层位和含矿岩性与Bushveld的Platreef层相似,金宝山矿床PGE最高品位为1.5×10-6,低于Stillwater的J-M层(20×10-6)、Bushveld的Platreef(5×10-6)和Merensky(5×10-6~7×10-6).岩体规模、岩浆分异程度、熔离作用等的差异致使金宝山矿床的规模远不及Bushveld和Stillwater矿床.     

滇西红牛矽卡岩型铜矿床石榴子石特征

红牛矽卡岩型铜矿床是义敦岛弧南段格咱火山-岩浆弧新探明的铜矿床之一,目前探明铜金属资源量已达大型规模。与由侵入岩和大理岩直接接触形成的典型矽卡岩矿床不同,红牛铜矿床是隐伏岩体远程矽卡岩化的产物,其矽卡岩矿体与地层产状基本一致,通常相间排列,且距离岩体较远,大理岩中可见粗粒石榴子石和硅灰石,矽卡岩中常见大理岩捕掳体。根据矽卡岩矿物组合可将该矿床矽卡岩类型划分为石榴子石矽卡岩、石榴子石透辉石(或透辉石石榴子石)矽卡岩、透辉石矽卡岩、符山石-石榴子石矽卡岩、硅灰石-石榴子石矽卡岩、绿帘石-石榴子石矽卡岩、阳起石-绿帘石矽卡岩、硅灰石矽卡岩和绿帘石矽卡岩,其中以石榴子石矽卡岩、透辉石矽卡岩和硅灰石矽卡岩为主。石榴子石是最重要的矽卡岩矿物,分布广泛、颜色变化大,且石榴子石矽卡岩中黄铜矿、黄铁矿、磁黄铁矿化最好。本文通过对0ZK10、3ZK11和7ZK16钻孔岩芯的地质编录,查明石榴子石在红牛铜矿床的空间分布和矿化特征,采集该矿区新鲜的石榴子石矽卡岩、矽卡岩化大理岩和角岩磨制成光薄片,开展详细的显微镜下鉴定工作,观察石榴子石的颜色、粒度、结构、光性等岩相学特征,并通过电子探针分析其化学成分。红牛铜矿床石榴子石集中产出于矽卡岩中,少量产出于矽卡岩化大理岩和角岩中,具有明显的两期。早期石榴子石分布广泛,多呈褐色-红褐色,非均质性,异常干涉色,粒径一般在0.2~4mm之间,半自形-自形中细粒结构,韵律环带发育。SiO2含量变化范围为35.18%~37.69%、CaO为33.34%~36.35%、Al2O3为3.64%~13.69%、FeO为11.90%~24.18%、MgO为0.00%~0.08%,FeO和Al2O3含量变化呈负相关,SiO2和CaO含量变化整体呈正相关。石榴子石端员组分总体以钙铁榴石(36.88%~82.36%)为主,其次为钙铝榴石(16.59%~60.75%),还有少量的镁铝榴石、铁铝榴石和锰铝榴石,属于钙铁榴石-钙铝榴石系列(And37-82Gro17-61Spe+Pyr+Alm0.33-3.71)。晚期石榴子石呈浅褐色-浅红色,多发育于矽卡岩化角岩和大理岩中,少量发育于矽卡岩中,半自形-他形粒状结构,均质性,全消光,常具有溶蚀结构。SiO2含量变化范围为35.06%~36.27%、CaO为33.07%~33.77%、Al2O3为0.04%~1.05%、FeO为27.38%~28.18%、MgO为0.00%~0.04%,属于钙铁榴石(94.42%~98.46%)。早期石榴子石韵律环带发育,其主量元素含量变化显示出一定的规律性,由核部向边缘,SiO2和CaO基本保持不变,FeO含量增加,Al2O3含量减少,钙铁榴石含量增加,钙铝榴石含量减少,反映在石榴子石形成早期,成岩环境为低氧逸度、酸性还原环境;形成过程中氧逸度增加,成矿溶液由酸性向弱碱性演化。黄铜矿、磁黄铁矿、辉钼矿等金属硫化物多呈他形充填于石榴子石颗粒之间,或在石榴子石的裂隙中形成细脉,或沿石榴子石生长环带面交代,表明石榴子石形成于矽卡岩早期、早于铜矿化,并为金属硫化物的沉淀富集提供了空间。     

REE and Trace Element Geochemistry of Yinachang Fe-Cu-REE Deposit, Yunnan Province, China

1IntroductionThebehaviorsoftherare earthelements (REE)duringmagmatism ,metamorphismandmeta somationareofgreatgeologicalinterestbecauseoftheirapplicationsingeochronologyandgeochemi caltracing (e .g .reviewsbyFaure ,1 986;LipinandMckay ,1 989) .Becauseoftheirsimilargeo chemicalbehaviorsandlowsolubilitiesinwater,theREEshaveprovedthemselvestobeapowerfultoolforthecharacterizationofprovenanceswhenappliedtosedimentaryrocks (McDanieletal.,1 994) .Althoughtheirbehaviorsunderhydrothermalconditionsar…     

云南白牛厂银多金属矿床成因

对云南白牛厂超大型银多金属矿床的地质、地球化学特征及矿床形成的长期性及多阶段性的研究认为:白牛厂银多金属矿床是热水沉积—叠生成因矿床,早期呈现寒武纪的热水同生沉积成矿作用,晚期为燕山期花岗岩浆热液成矿作用。该矿床是热水沉积成矿作用与岩浆热液成矿作用叠加成矿的产物。