膏盐层在Ni-Cu-PGE硫化物矿床成矿中的作用——以俄罗斯诺里尔斯克矿床为例

与基性-超基性侵入体有关的Ni-Cu-PGE硫化物矿床是镍-铜-铂族元素矿床的最重要类型。传统观点认为,Ni-Cu-PGE硫化物矿床是由成矿岩浆分异演化、熔离形成的,与围岩性质关系不大。实际上,大部分基性-超基性岩浆是硫化物不饱和的,在岩浆自身演化过程中难以聚集大量硫化物而形成有经济价值的大型高品位Ni-Cu-PGE硫化物矿床。因此,壳源硫的加入是基性-超基性岩浆中硫化物浓度达到过饱和,熔离形成Ni-Cu-PGE硫化物矿床的关键。膏盐层是富含石膏等硫酸盐(SO4^2-)的蒸发沉积建造,除SO4^2-外,还富含Cl^-、CO3^2-、Na^+、K+等盐类物质,在自然界分布广、面积大,是地壳中重要的硫源层和氧化障。但膏盐层在Ni-Cu-PGE硫化物矿床中的作用长期被忽视,制约了Ni-Cu-PGE硫化物矿床成矿找矿理论的发展。文章以世界最大的俄罗斯诺里尔斯克Ni-Cu-PGE硫化物矿床为例,介绍了膏盐层与矿床分布的空间关系、石膏等硫酸盐矿物在矿床和蚀变围岩中的分布、成矿元素和硫同位素组成特征及变化规律,阐明了膏盐层在成矿中的作用和控矿机理。膏盐(SO4^2-)的加入,可以大幅度提高成矿系统的氧逸度,将成矿岩浆中Fe^2+氧化成Fe^3+,形成铁氧化物,SO4^2-自身被还原,向成矿系统提供还原硫S^2-,与Cu^+、Ni^2+等结合,形成铜镍硫化物等,使基性-超基性成矿岩浆由硫化物不饱和变为过饱和,形成硫化物小液滴,在岩浆房经聚集-熔离-富集,形成岩浆型Ni-Cu-PGE硫化物矿床。除膏盐层外,富含硫化物的地层也是形成Ni-Cu-PGE硫化物矿床的重要硫源层。

黑龙江金厂斑岩型富钴矿床钴赋存状态和富集规律研究

斑岩型矿床作为典型的岩浆热液型矿床,为我国及世界提供了大量的铜、钼、金,以及铼、硒、碲等关键矿产。然而目前尚无典型富钴斑岩型矿床的报道。黑龙江金厂矿床为一大型斑岩型金矿,探明金资源量76t,伴生铜资源量4683t。金厂矿化类型可分为隐爆角砾岩筒型、裂控型和细脉浸染型,前期研究揭示角砾岩型矿化伴生钴的富集。手持X射线荧光分析结果显示金厂矿床J0角砾岩型矿石中存在明显的钴富集,钴含量为237×10^(-6)~5256×10^(-6)。扫描电镜和电子探针分析揭示钴主要以类质同象形式在黄铁矿中富集,其次赋存在硫镍钴矿和辉砷钴矿中。根据黄铁矿产状与共生矿物组合,将黄铁矿分为三种不同的类型:Ⅰ型、Ⅱ型和Ⅲ型黄铁矿。Ⅰ型黄铁矿为早期生成的与磁铁矿共生的自形黄铁矿,并可进一步分为钴均匀富集型(I-1)和核部富钴型(I-2)两个亚类。Ⅱ型黄铁矿为晚期生成的半自形-自形黄铁矿,多被黄铜矿、石英、碳酸盐矿物包裹,可进一步分为边部富钴型(Ⅱ-1)、幔部富钴型(Ⅱ-2)和具有复杂钴环带型(Ⅱ-3)三个亚类。Ⅲ型黄铁矿为晚期石英-黄铁矿脉中的半自形-自形黄铁矿,内含石英或硅酸盐矿物包裹体。含Ⅰ型黄铁矿的样品钴含量最高(约1800×10^(-6)~5200×10^(-6)),含Ⅱ型黄铁矿的样品钴含量中等(约800×10^(-6)~1600×10^(-6)),而含Ⅲ型黄铁矿的样品中钴含量相对较低(约240×10^(-6)~360×10^(-6))。早期形成的样品具有较高的钴含量,说明钴的富集可能主要发生在矿床形成的早期。值得注意的是含有Ⅰ型黄铁矿的矿石最具钴资源开发潜力,选矿过程中应留意此类型矿石。通过总结前人发表的金厂矿床硫、氢-氧、铅、铼-锇和氦同位素数据,作者提出金厂矿床中的钴极有可能来源于深部的幔源岩浆。本文对金厂矿床富钴特征的研究将为斑岩型富钴矿床提供范例。