Question

贵州铂族元素找矿方向的思考

Answer 1

1.可能出现的矿床类型

1）热液型。在贵州地区，研究热液型铂族元素矿床的成矿条件具有重要的理论意义和现实意义。贵州的大规模岩浆活动表面上不太发育，地表出露的岩浆岩比较少，这给寻找铂族元素矿床带来了困难。但是，贵州的热液型矿床尤其是浅成低温热液型矿床非常发育，类型很多，分布很广，汞、锑、砷、铊等矿种在国内外均有重要地位。这些矿床主要分布在远离峨眉山玄武岩出露地区，表面上与峨眉地幔柱没有联系。但是，Hg、Sb、As等金属元素与Cu、Pb、Zn等成矿元素不同，其活动性更强，气相搬运的可能性更大，而且Hg、As、Sb本身还存在有搬运其他金属的可能性。因此，尽管它们不容易在高温条件下稳定地堆积成矿，但不见得在其深部没有岩浆作用。Hg、Sb、As都可以和铂族元素形成铂族矿物，如汞钯矿（Polarite,Pd Hg）、碲汞钯矿（Pd₃Hg Te₃）、砷钯矿（Arsenopalladinite,Pd₈（As,Sb）₃）、砷铂矿（Pt As₂）、峨眉矿（Os As）、六方锑钯矿（Sudburyite,Pd Sb）、等轴锑铂矿（Geversite,Pt Sb₂）等至少40多种矿物。因此，在贵州优势矿种汞、砷、锑成矿区还不能放弃对铂族元素成矿的研究和探索。

2）煤岩型。煤是PGE的重要容矿围岩，煤中的PGE可能是煤矿形成之后吸附的，但也可能是煤矿成矿过程中富集的。对于煤中PGE的富集机制还不是太清楚，但俄罗斯某含煤洼地中PGE的发现充分证明，煤中的PGE可能是很重要的。李生盛等（2002）已经报道了黔西南煤中PGE的富集情况，目前迫切需要调查和研究的是，哪些地区、哪个时代（层位）、哪种类型的煤含PGE，含PGE的煤在时空分布上与峨眉山玄武岩的分布有没有联系，这对于开拓找矿思路是有意义的。在美国—加拿大交界的阿帕拉契亚造山带的寒武系—奥陶系灰岩地层及其前寒武纪基底地层中曾经发现过多处产于沥青中的自然铂。贵州地区的一些油气区尤其是一些可能已经被破坏的油气藏（包括沥青）中是否有PGE的富集，也是一个崭新的课题。

3）非正常沉积岩型。非正常沉积岩是指在正常沉积过程受到了意外事件的干扰而形成的沉积岩，意外的事件包括陨石撞击、火山喷发及派生的其他地质作用，如与海底火山喷发有关的喷气作用、缺氧事件。含矿的黑色岩系可能属于此列，世界上已经发现很多地区的黑色岩系含有铂族元素，其中俄罗斯的干谷金—铂族元素矿床已经证实至少有1000t铂族元素赋存在黑色岩系中。贵州分布比较广泛的寒武系黑色岩系也可能属于非正常沉积岩，遵义附近的黄家湾镍－钼矿床就含有PGE。对于贵州等地寒武系底部黑色岩系中超常富集的PGE的来源，李胜荣等（2000）根据湘黔地区该富集层Au、Ag、PGE的丰度及其比值、元素的相关性、元素分布模式和配分模式认为这些成矿元素主要不是地外物质直接提供的，也不是从正常海水中沉积的，而可能主要与海底热水喷流作用有关，即由海底热水通过深循环汲取元古宙武陵期基性－超基性岩物质所形成。据王砚耕高级工程师介绍，最近在含矿黑色岩系的底板发现了碱性的岩浆碳酸岩，因此，不排除岩浆活动提供成矿物质的可能性。

2.可能出现的地区和成矿时代

遵义黄家湾镍－钼－铂族元素矿床已经证实形成于寒武纪，赋存在寒武系底部，属于黑色页岩型镍钼铂族元素矿床，毛景文等（2001）利用负离子热表面电离质谱对矿石进行了Re-Os同位素年龄精测，获得（541.3±16）Ma（2σ）的等时线年龄，表明黄家湾矿床是华南寒武纪黑色页岩多金属成矿带的一个组成部分。但是，贵州的铂族元素成矿时代肯定不局限于此，其他可能出现的时代和地区包括：

1）贵州东北部梵净山地区曾经发现过科马提岩，因此需要调查是否存在元古宙科马提岩型铂族元素矿床。梵净山的科马提岩还有不少问题需要查明，但桂北宝坛地区形成有可能与元古宙类科马提岩有关的大坡岭含铂铜镍矿床，可以作为一个信息。高振敏等（1998）、李胜荣等（2000）、毛景文等（2001）、张光弟等（2002）均提出了寒武系黑色页岩中的铂族元素可能来自于元古宙武陵期基性－超基性岩的看法，果真如此的话，那么，武陵期基性－超基性岩本身是否含矿呢？

2）寒武系黑色岩系分布广泛，不局限于遵义附近，靠近湖南等地的寒武系同样值得注意，瓮安、织金等地的早寒武纪黑色页岩也含有贵金属（张爱云等，1987）。

3）峨眉山玄武岩分布区可能出现多种类型的热液型铂族元素矿床，包括煤岩型、构造控制的热液型、玄武岩型自然铜矿床中的伴生铂族元素矿床等；其成矿时代可能从二叠纪末期延续到新生代。后期构造事件及其有关的区域性热对流系统是否存在，对于玄武岩中赋存的PGE活化、转移、成矿具有关键意义，是寻找后期热液型铂族元素矿床过程中必须考虑的。越来越多的研究表明，PGE的活动性是明显的，甚至在低温下就可能发生明显的转移。

4）峨眉山玄武岩分布区外围浅成低温热液型矿床中伴生的铂族元素矿床，包括滇黔桂金三角的卡林型金矿床，其成矿时代可能主要是中生代。作者曾经从地幔柱的角度探讨了胶东和滇黔桂两个金矿成矿集中区的成因（王登红，1998），目前看来，地幔柱（不只是二叠纪的峨眉地幔柱）制约金矿成矿集中区形成的认识仍然不过时，尽管对于美国内华达卡林型金矿成矿集中区是否与热点有关的争论始终没有停止。苏文超等（2001）利用ICP-MS测定了烂泥沟和丫他两个卡林型金矿床不同成矿阶段石英流体包裹体的成分，结果表明其中Co、Ni、Cu、Pb和Zn的含量较高，而且在这两个金矿床主成矿期的石英流体包裹体中都检测出了高含量的Pt。这一发现不但有助于证实基性－超基性火成岩可能是黔西南地区卡林型金矿床成矿物质重要来源的看法，而且为在卡林型金矿分布区寻找铂矿提供了重要信息。

5）红土型金矿、风化壳型铝土矿及玄武岩风化壳中的砂铂矿及其他未识别出来的铂族元素矿床类型，等等。

3.成矿后构造的影响

贵州虽然离青藏高原比较远，但新生代的构造运动仍然很明显（秦守荣等，1998）。新生代不是铂族元素成矿的主要时期，但对新生代构造运动的研究将有助于开拓找矿思路。根据作者的观察与研究，目前已知的与古生代峨眉地幔柱成因暗色岩系有关的几个铂族元素矿床，在空间上主要分布在西部和中部，东部至今还少有发现（但不排除这种可能性）；在时间上可能主要与峨眉山玄武岩的喷发基本同时期，但要考虑其复杂性。目前作者已经利用R Oes同-位素定年方法测得云南白马寨铜镍矿床的成矿年龄为249Ma，云南金宝山的确切成矿时代还不清楚，但可能也是海西期的（据《云南省区域矿产总结》，金宝山橄榄岩中黑云母的K-Ar年龄为304Ma,Rb-Sr年龄为322Ma。如果此年龄确实并代表了成岩成矿的时代，则金宝山铂族元素矿床可能与250Ma前后活动的峨眉地幔柱没有直接的联系，属于另一个地质事件的产物）；而利用⁴⁰Ar/³⁹Ar法测定的四川杨柳坪热液型铜－镍－铂族元素矿石中石英的同位素年龄变化很大，从242.59Ma到11.38Ma（王登红等，2003）均有，反映了成矿后构造的多期次影响。这种构造影响表现为：①杨柳坪矿区处于丹巴热穹窿地区，正是不断上升的热穹窿构造将含矿岩体抬升到地表（并导致了多期的热液改造成矿），才使人们能够发现它；②金宝山矿区正好被红河上游的礼社江切割，矿体及含矿岩体产状近水平，却恰好被水系深切割而出露；③白马寨含矿岩体则是由于新生代的强烈剪切作用而被推上来的。因此，如果没有新生代的构造活动（类型可以不同，如金宝山的水系切割下蚀、白马寨的剪切上推、杨柳坪的热穹窿拱升），这些矿体都将深埋于地下而难以被人们发现。

根据地幔柱成矿的思路，铂族元素矿床主要赋存在地幔柱的尾部而不是头部（王登红，1998）。事实上，对应于地幔柱头部的玄武岩或科马提岩本身含矿性并不是最好的。玄武岩中可能出现PGE的高含量，但迄今为止还没有发现成型矿床；科马提岩中也常常出现PGE的高含量，但大型矿床和富矿床不多。南非布什维尔德的地幔柱由于从元古宙以来的长期剥蚀，代表地幔柱头部产物的玄武岩已经被剥蚀，而对应于地幔柱中下部的基性－超基性岩杂岩体及一系列岩筒被剥蚀出露，含铂族元素的铬铁矿层及其他类型的铂矿床也处于近地表的位置，正好为人们易于发现。因此，在西南部地区寻找与峨眉地幔柱有成因联系的铂族元素矿床，必须考虑新生代构造运动和剥蚀条件。