中国PGE矿床类型分析

中国PGE(铂族元素 )矿床类型分析 ,PGE(铂族元素 )矿床包括Pt、Pd、Rh、Ru、Os、Ir 6种元素 ,它们有着很强的亲“S”性和亲“Fe”族元素性 ,同时和Mo、Te、As、Sb、Bi等元素也有亲缘关系。这些相关元素在不同介质中 ,组成不同的元素组合 ,叫做元素“序列” ,共有 7个序列 ,它们对PGE形成有选择性的萃取和捕获能力 ,叫“萃捕剂”作用 ,再加上PGE自身的地球化学差异性 ,就可能形成多种不同的PGE矿床类型。列举了 6个矿床实例 ,提出了成矿五要素 ,分析了中国PGE矿床前景 ,认为成矿和地幔岩初始岩浆密切相关。

PGE矿床勘探新类型—兼论黑色岩系的综合利用

黑色岩系所含的PGE资源价值是PGE矿床工业指标更新的驱动力,先进的综合利用技术是这类矿床的核心竞争力。黑色岩系的综合利用是一套全面研究、整体开发及安全利用多种技术组合的产业链条,涉及地质勘探、选冶、材料及环境保护等领域。由于目前黑色岩系PGE矿床无勘探规范,并且其矿床工业品位指标急需更新,因此建议把黑色岩系的PGE矿床单列为一种新的矿床类型,设置"外生铂族矿床",以推动黑色岩系相关矿床的勘探进程。

岩浆型Cu-Ni-PGE硫化物矿床研究的几个问题探讨

文章简述了岩浆型Cu_Ni_PGE硫化物矿床的主要特点和研究现状,探讨了矿床的成矿机制,认为其成矿的首要条件是岩浆中硫达到饱和而使硅酸盐岩浆与硫化物熔体发生熔离。综述了如何利用同位素方法确定其成矿物质来源,介绍了如何判别硫饱和度的方法。

金川岩浆铜镍(铂)硫化物矿床铂族金属富集过程及富集机制

金川岩浆铜镍(铂)硫化物矿床是我国最主要的铂族等战略性关键金属宝库。金川矿床中铂族金属的富集过程和富集机制还存在很多争论。本文通过详细的矿物学及矿床学研究,厘定了金川矿床成矿阶段。成矿阶段可划分为硫化物矿浆结晶阶段、挥发分流体作用阶段及热液改造阶段。其中硫化物矿浆结晶阶段的主要矿物组合为镍黄铁矿(Pn-a)-磁黄铁矿(Po-a)-黄铜矿(Ccp-a);挥发分流体作用阶段的主要矿物组合为镍黄铁矿(Pn-b)-磁黄铁矿(Po-b)-黄铜矿(Ccp-b)-黄铁矿(Py-Ⅰ)-磁铁矿(Mag-Ⅰ)-菱铁矿-叶蛇纹石-磷灰石-铬铁矿-白云石-方解石(Cal-Ⅰ)-金云母。热液改造阶段的矿物组合为透闪石-绿泥石-蛇纹石-方解石(Cal-Ⅱ)-磁铁矿(Mag-Ⅱ)。高倍电子探针镜下发现,金川矿床铂族矿物与磁铁矿(Mag-Ⅰ)、黄铁矿(Py-Ⅰ)、铬铁矿、磷灰石、黄铜矿、磁黄铁矿、镍黄铁矿及菱铁矿等共生。金川铜镍硫化物矿床中铂族元素(PGM)矿物主要包括硫砷铱矿(IrAsS)、钯的铋化物、碲化物和硒化物、钯的金属互化物(PdAu_(2))、砷铂矿(PtAs_(2))、铂单质以及铂的金属合金(Pt-Fe)。其中大量的PGM分布于镍黄铁矿的裂隙中,或产于镍黄铁矿、磁黄铁矿及蛇纹石裂隙中。与磁铁矿、菱铁矿、铬铁矿、黄铜矿、磷灰石以及叶蛇纹石等矿物共生,指示PGE富集与氧化性流体加入密切相关。金川矿石镍黄铁矿(Pn-b)、磁黄铁矿(Pob)、黄铜矿(Ccp-b)、黄铁矿(Py-Ⅰ)、磁铁矿(Mag-Ⅰ)以及菱铁矿中高Co含量,表明流体在Co的超常富集过程中也起到了决定性作用。金川矿石中大量碳酸盐矿物、叶蛇纹石、金云母、磁铁矿、黄铁矿、铬铁矿以及富Cl磷灰石的出现;S、Mg元素呈网脉状分布于蚀变橄榄石和硫化物中,推测流体组分可能是一种富C富Cl的富含挥发分的高氧逸度流体。金川铬铁矿、磁铁矿(Ⅰ)、菱铁矿等矿物中高Ti、高Nb含量和高Nb/Ta比值,暗示此流体可能是一种高温的超临界流体。以上特征综合表明该特征流体对金川铜镍硫化物矿床中铂族元素等关键金属的超常富集起到了关键控制作用。当挥发分流体与残余硫化物矿浆相互作用及改造先存硫化物及橄榄石时,不仅会促使Os、Ir、Ru、Rh、Pt、Pd进一步活化、富集,还会导致流体中PGE强烈富集,使得流体中的Pd、Se、Te、Bi、Pt含量不断提高,最终形成大量的PGM。综上所述,本文认为在岩浆演化晚期可能存在一种高氧逸度的富Cl富C的深源流体注入岩浆房,该深源挥发分流体对PGE及Co的迁移和超常富集起到了关键控制作用。

布什维尔德杂岩体Platreef矿床与金川铜镍硫化矿床微量元素地球化学特征对比及其意义

采用ICP-MS方法分析了布什维尔德杂岩体Platreef矿床含矿岩石的主量及微量元素含量,并与金川铜镍硫化矿床进行对比研究。Platreef矿床含矿岩石与金川二辉橄榄岩的∑REE接近,球粒陨石标准化后的稀土元素(REE)均表现为轻稀土元素(LREE)富集、重稀土元素(HREE)平坦的右倾型配分曲线,但Platreef含矿岩石总体表现为正Eu异常,金川二辉橄榄岩与矿石样品则大部分表现为较强的负Eu异常,二者的差异实质上反映了成岩矿物斜长石与斜方辉石比率细微的变动。Platreef矿床岩(矿)石富集和高度分异不相容元素,Nb、Ta亏损,显示地幔柱岩浆受到地壳混染后,产生与弧苦橄岩相似的微量元素地球化学特征。金川含矿岩石富集Fe和Ti以及强不相容亲石元素,显示铁质玄武岩微量元素分布特征,虽然也可能受到地壳物质混染,但总体表现出含矿岩体母岩浆则可能来自EMI型富集地幔源区。Platreef矿层原始地幔标准化后Pt、Pd、Ru富集,Ir、Rh相对亏损的PGE配分型式以及Cs、Rb、Th、U、LREE等不相容元素和亲铜元素Cu、Ni的富集,暗示布什维尔德杂岩体岩浆源区残留地幔橄榄岩遭受含高度不相容元素的富矿流体的渗透混染即地幔交代,导致幔源岩浆发生PGE分异。

哈密图拉尔根铜镍矿Ⅰ号岩体矿床特征及成矿研究

岩浆型Cu-Ni-PGE硫化物矿床是指与镁铁质-超镁铁质岩浆成矿作用有关的、以硫化物为主的矿床.图拉尔根铜镍矿属于岩浆熔离贯入型矿床,辅有就地熔离、热液叠加成矿多重作用形成的矿床.Ⅰ号岩体以全岩矿化为特征,可分为角闪橄辉岩、角闪辉石岩、橄榄辉石岩和辉长岩4个岩相,块状矿化和海绵陨铁特富矿体主要产在角闪橄辉岩相中.矿石中磁黄铁矿-镍黄铁矿-黄铜矿共生为其主要特征,此外,金属矿物还有磁铁矿及少量钛铁矿.脉石矿物主要有普通角闪石、蛇纹石、透辉石、氟钠透闪石-钙镁闪石及绢云母、白云母、方解石、磷灰石.通过室内大量工作,对本矿床矿石矿物、结构特征及成矿过程进行了总结,研究认为,原始岩浆在深部岩浆房中发生了熔离作用和重力分异,形成矿体和不同岩相.图拉尔根铜镍矿体分异侵位之后产于比重较大的角闪橄辉岩相带内,整个铜镍硫化物矿床的形成存在一个由岩浆到热液的演化系列和不同阶段的富集成矿.

岩浆硫化物矿床勘查研究的趋势与小岩体成矿系统

通过2009年西安Ni-Cu(Pt)岩浆矿床国际学术研讨会和近10年来的勘查研究现状,可以看出岩浆硫化物矿床勘查领域的发展趋势为:与大型层状岩体有关的铂族矿床仍然受到关注;Sudbury矿床的特殊性和不可参照性取得了共识;小岩体矿床是勘查研究的主流;通道成矿作用受到重视。以大型层状岩体Bushveld为例,介绍了其中的Merensky矿层、UG-2矿层和北翼接触带的Platreef矿床。由于中国没有发现这种大型层状岩体,因此应当重视那些中小型层状岩体中可能赋存的铂族矿床。迄今为止,除了Sudbury矿床这个特殊的实例之外,国内外所有具有经济意义的Ni-Cu矿床都寄生于小岩体中并自成一个成矿系统。这个小岩体成矿系统包含成矿背景、邻近深大断裂、原始岩浆、先导性岩浆成岩作用、继发性岩浆成矿作用以及深部熔离-分期贯入-终端岩浆房聚集成矿等。近10年的勘查实践进一步说明,这类小岩体矿床仍是中国今后的主要勘查研究方向。最后,介绍了Noril sk-Talnakh和Voisey s Bay矿床的深部熔离-通道成矿机制,这种机制增添了小岩体成矿作用的多样性;但是,其现存空间是开放性岩浆通道还是封闭性终端岩浆房,还有待更多的研究和实践。

我国首例与俄罗斯Noril'sk-Talnakh类似的岩浆铜镍硫化物矿床——四川丹巴杨柳坪矿床

与大陆溢流玄武岩有关的Cu-Ni-(PGE)硫化物矿床,是指形成于与大陆溢流玄武岩同源的镁铁-超镁铁侵入体中的岩浆硫化物矿床,是目前镍和铂族元素最重要的来源之一.典型代表是与俄罗斯西伯利亚暗色岩有关的Noril'sk-Talnakh矿床,其镍储量世界第一,铂族元素储量仅次于南非Bushveld[1].研究表明底部成矿的Noril'sk和Talnakh岩席是岩浆通道,大量硫不饱合的玄武岩浆随着玄武岩浆分离结晶,尤其是围岩硫的混入而逐渐达到硫饱和,从而使Cu、Ni和PGE这些具有很高硫化物熔体/硅酸盐熔体分配系数的元素进入硫化物熔体,并从玄武岩质岩浆中分离出来形成巨大的矿体,残余岩浆喷出形成玄武岩或形成新的不含矿岩体[2].……

新疆若羌县红柳泉铜矿床地质特征

沿阿尔金南缘断裂带两侧分布着七十余个超基性-基性岩体,是新疆超基性-基性岩体主要分布区之一.若羌县红柳泉杂岩体是其中之一,在地质大调查中已在该岩体发现岩浆分异型铜镍(PGE)硫化物矿床,通过对岩体地质、岩石化学,矿(化)体特征等的研究,对阿尔金南缘断裂两侧超基性-基性岩体中岩浆型铜镍(PGE)硫化物矿床的找矿具有重要意义.

云南金宝山铂钯矿Pd赋存状态的补充研究

金宝山铂钯矿是峨眉山大火成岩省已知最大的铂族元素矿床，矿化产出在金宝山岩体超镁铁岩相中，矿石含浸染状硫化物。对矿石样品中硫化物进行电子探针分析发现镍黄铁矿及针镍矿中含有较高的钯，含量分别达到500×10^-6～1700×10^-6和1100×10^-6～1900×10^-6。结合全岩分析结果进行质量平衡计算，表明其矿石中钯主要以非独立矿物形式赋存在镍黄铁矿和针镍矿中。

云南金宝山岩体岩浆起源的微量元素模式分析

金宝山镁铁-超镁铁岩体是峨眉山大火成岩省一个典型的岩浆Cu-Ni-PGE成矿岩体。在根据成岩机制概算原始岩浆微量元素含量的基础上,通过模式计算,表明原始岩浆强不相容元素相对富集型式不可能由现有原始地幔或亏损地幔模型的单一源区熔融或融体混合作用形成,原始岩浆起源于类似OIB源的地幔柱高程度熔融,熔融程度在20%左右。

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NH3。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-NH3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。

晚二叠世峨眉山地幔柱岩浆成矿作用

晚二叠世峨眉山地幔柱岩浆作用同时形成了Cu-N-i PGE硫化物矿床和V-T-i Fe氧化物矿床等不同类型的岩浆矿床。从硫化物矿床的PGE富集型、Cu-N-i PGE富集型到Cu-Ni富集型,再到钒钛磁铁矿矿床,成矿基性-超基性岩体中基性岩石比例逐渐增加,PGE含量降低。铜镍铂族硫化物矿床具Nb和T a负异常,岩浆流体组分含量较高,含有较高的H2;而钒钛磁铁矿矿床具N b、T a和T i正异常,Zr和Hf负异常,岩浆流体组分含量较低,含有较高的H2O、CO2和H2。两类矿床强不相容元素和轻稀土元素(LREE)富集,S-rNd同位素组成与峨眉山玄武岩的演化趋势一致。S-rNd-Os-C-He同位素组成揭示岩浆上升过程中经历了不同程度的地壳混染,高钛玄武岩和钒钛磁铁矿矿床成矿岩体的地壳混染程度较低,部分低钛玄武岩和铜镍硫化物矿床存在明显的地壳混染。这两类岩浆矿床的形成与峨眉山地幔柱玄武岩浆有关,岩浆介质环境中H2含量较高,V-T-i Fe氧化物矿床的形成与分离结晶、高含量的水和氧逸度的升高有关,Cu-N-i(PGE)硫化物矿床的形成与还原性流体介质、结晶分异和地壳混染作用有关。

河南周庵铜镍矿锆石U-Pb年龄及地质意义

通过对周庵岩体岩石化学、年代学和Sr,Nd同位素组成研究,获得以下认识:周庵岩体为贫硅、贫碱、铁质超镁铁岩,岩浆岩属亚碱性拉斑玄武岩系列;其轻、重稀土分馏明显,轻稀土富集,重稀土亏损;微量元素原始地幔标准化显示Rb,Th,U,La富集,Sm,Zr,Hf,Eu,Nd,Ta弱富集的板内拉斑玄武岩特征;同位素组成具有高w(87Sr)/w(86Sr)和低w(143Nd)/w(144Nd)的特点.综合w(Zr)/w(Nb),w(La)/w(Nb),w(Ba)/w(Nb),w(Rb)/w(Nb),w(Th)/w(Nb),w(Th)/w(La),w(Ba)/w(La)特征,周庵岩体岩浆源区为岩石圈地幔,岩浆曾受到地壳物质混染.获得周庵岩体LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为641.2±4.5Ma.岩石化学特征显示其形成的构造环境为大陆板内环境,据橄榄石F0计算和w(Pd)/w(Ir)–w(Ni)/w(Cu)图解推测原生岩浆可能为高镁玄武岩浆.由于周庵岩体位于秦岭与大别山造山带结合部,其构造背景及地幔性质的确认对揭示秦岭大别造山带地幔不均一性同样具有重要意义.

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。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铂生产地和第二大钯生产地。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。

华北板块北缘中段含铜镍铂镁铁-超镁铁岩地球化学特征

内蒙古中部发育一条近东西向的含铜镍铂镁铁超镁铁质岩带,宽30 km,长约400 km。该含铜镍铂镁铁超镁铁质岩带位于华北板块北缘深大断裂两侧,横跨两个构造单元：宝音图岩浆弧和狼山白云鄂博台缘坳陷。研究区所处地理位置相对偏僻,研究程度较浅,近年来发现的多处铜镍矿床（点）均分布在该岩带内,逐渐引起地质学者的关注。本文主要通过分析、总结各含矿岩体地球化学数据,对该含铜镍铂镁铁-超镁铁质岩带开展岩石地球化学特征研究。区内岩体形成时代主要集中在314~269 Ma,应属华力西晚期产物。主量元素化学组成表明,该含铜镍铂镁铁-超镁铁质岩主要为拉斑玄武岩系列,部分为钙碱性系列。辉长岩、辉石岩稀土配分模式分两类：轻、重稀土分馏不明显的相对平坦型和轻稀土相对富集、重稀土比较平坦的右倾型（LaN/YbN 为1.49~20.08）,Eu 为正异常或负异常（δEu 为0.56~1.66）；辉橄岩稀土元素配分呈轻稀土相对富集、重稀土比较平坦的右倾型（LaN/YbN 为5.56~13.57）,Eu 为负异常（δEu 为0.57~0.83）。岩石稀土配分模式总体表现出轻稀土相对富集,重稀土相对平坦的右倾型,稀土总量由辉长岩→辉橄岩呈规律的降低。各类岩石微量元素也各具特色,总体表现出亏损高场强元素 Nb、Ta、Zr。岩浆在演化过程中发生了一定程度的同化混染作用。此外,各岩体表现出高 MgO、低碱的特征,具有较高的Mg#、m/f 比值,显示较好的含矿潜力。

云南金宝山超镁铁岩体锆石SHRIMP年龄

云南金宝山超镁铁岩体蛇纹石化橄榄岩及斜长角闪石岩的锆石SHRIMP年龄分别为(260.6±3.5)和(260.7±5.6)Ma,反映金宝山超镁铁岩体的形成年龄在260Ma左右,与峨眉山大火成岩省其他镁铁-超镁铁岩体的SHRIMP年龄一致并与峨眉山玄武岩同期,从年代学上界定了金宝山岩体为峨眉山大火成岩省岩浆活动的产物,支持峨眉山大火成岩省主要岩浆活动时间发生在260Ma左右。