Question

铂族元素矿化特征

Answer 1

PGE是杨柳坪矿床中最具经济价值的伴生组分，矿区内已探明的伴生铂族金属储量达到大型以上规模。主要产于铜镍矿体的块状铜镍矿石中，但由于工作程度所限，以往工作未能单独圈出铂族元素矿体。

1.铂族元素矿化富集特征

对于杨柳坪矿区不同类型矿石的PGE含量进行过多次的分析，其结果见表4-16。矿床内PGE矿化总体反映出与Ni密切相关，且无论是岩浆型矿石还是热液型矿石中的PGE均与Ni呈正相关关系。Cu与PGE的关系除了热液型矿石有一定的负相关性之外，岩浆熔离型矿石中Cu与PGE的关系不确定，当PGE从0到2.5g/t左右升高时，Cu也从近于0升高到1.34%，二者具正相关，当PGE含量继续升高时Cu含量却又趋近于0（图4-25）。由此可见，在没有明显铜矿化的样品中不见得没有铂族元素矿化。这对于地质找矿是有启示的，即采样不能只局限于铜矿化地区。

表4-16 柳坪矿区Cu、Ni及PGE分析结果　（w_B/10^-9）

图4-25 杨柳坪矿床铂族元素矿化与Cu、Ni含量相关图

图4-26 杨柳坪矿床矿石PGE球粒陨石标准化模式图

从表4-16可以看出，具工业意义的铂族元素矿化主要产于富镍矿石中。不同类型的矿石中，从浸染状矿石→脉状热液矿石→斑杂状矿石→块状矿石，PGE的含量依次递增，呈有规律的变化。这一现象在矿床范围很特征，反映了铂族元素矿化与镍矿化紧密相关。铂族元素以Pd、Pt为主，Ru、Ir、Ru、Os含量低，其含量的相对高低与Ni的富集程度有关。

不同类型样品的球粒陨石标准化曲线比较好地体现了铂族元素的矿化特征。如：①典型热液型矿石（铜镍铂族元素矿化发生在蚀变围岩中）的球粒陨石标准化曲线具有Ru富集Pt亏损的特点；②岩浆型矿石（矿化的滑石化或次闪石化基性超基性岩）则呈典型的“左倾”标准化曲线；③从热液型矿石中挑选出的磁黄铁矿（其中含镍黄铁矿，YLP-19和YLP-Ni）显示一定的Pt、Pd亏损的特点，而黄铜矿（YLP-Cul和YLP-Cu2）显示与岩浆型矿石相似的特点，但其绝对含量比热液型矿石要高一个数量级；④岩浆－热液型矿石（系李云泉等采样）则呈现比较复杂的配分曲线（图4-26）。

总体上看，①杨柳坪矿区的辉绿岩与矿区外围铜炉房的玄武岩具有非常一致的PGE含量和配分特征，表明二者可能具有成因上的联系；②岩浆熔离型矿石中PGE的球粒陨石标准化曲线与辉绿岩一致，但含量高一个数量级；③围岩中热液型矿石的PGE配分曲线与岩浆型矿石明显不同，总体含量比岩浆型矿石又高一个数量级，但Ir和Pt的含量几乎不变；④热液型矿石中矿石矿物（黄铜矿和磁黄铁矿）的PGE含量总体上又比热液型矿石高一个数量级，比岩浆型矿石高二个数量级，其球粒陨石标准化曲线与岩浆型矿石相似，而与热液型矿石不同，表明热液型矿石中可能存在独立铂矿物。热液型矿石中富集的Ru、Rh、Pd在元素周期表中位于第5周期，原子量小，称为轻铂族元素，而第6周期的重铂族元素（Os、Ir、Pt）则在热液型矿石中含量低（与岩浆型矿石一致）。这表明热液成矿过程中，轻铂族元素活动性更强烈而易于富集。

2.铂族元素的赋存状态

同其他铂族元素矿床一样，杨柳坪矿床中的铂族矿物有两种赋存状态，一为矿物相，呈各种碲、砷、铋、锑等化合物及自然元素状态存在；二是呈类质同象状态分散在硫化物及其他矿物中。其中矿物相是最主要的赋存状态，所占比例极大，类质同象则次要。

铂：目前所见主要呈矿物相产出。铂矿物主要是砷铂矿，占90%以上，次为呈类质同象存在于含钯化合物及铅锑铋矿、辉砷镍矿中，并有微量的自然铂产出。

钯：80%以上呈矿物相产出，在浸染状矿石、脉状矿石、斑杂状矿石及块状矿石中主要与碲、碲铋、碲锑、砷形成化合物，少量呈类质同象产于辉硫镍矿及黄铜矿、黄铁矿中，出现微量自然钯。

锇：含量极少，目前所见为矿物相产出，主要的锇矿物为峨眉矿（Os As₂），次为铋铑砷锇铱矿。

铱：可能主要呈细小的包裹体及类质同象存在于硫化物中，见有含铱的铋铑砷锇铱矿。

铑：含量极微，可能主要呈类质同象存在于硫化物或其他化合物中，少量赋存于含铑的铋铑砷锇铱矿中。

钌：目前未见有含钌的矿物存在，可能主要呈类质同象产于其他化合物中。

金、银：据已有的资料（四川省地矿局402地质队），主要呈自然金、银及银金矿状态存在，少量呈类质同象存在于铅锑铋矿、银镍黄铁矿、辉砷镍矿、黄铁矿、黄铜矿、磁黄铁矿及方铅矿中。

3.铂族元素的矿化阶段

前已述及，硫化铜镍矿床中的铂族元素矿化与铜镍硫化物紧密相伴，且矿床中的铂族元素主要呈矿物相存在，其次是分散于金属硫化物及其他化合物中。

大量的研究表明，PGE具有强烈的亲硫性，在岩浆熔离阶段，它们容易在所产生的硫化物矿浆中大量地聚集，随着硫化物熔体的结晶而析出。PGE在硫化铜镍矿床成矿过程中相当活跃，从岩浆期至热液期均可富集成矿。

杨柳坪矿床的岩浆作用阶段是铂族元素的主要矿化期，并形成了主要的铂－镍富集体，具较大的工业价值；一部分铂族元素持续到了热液作用阶段，并有一定的富集现象，但由于以往钻探局限在岩体之内，对岩体之外的此类矿化知之甚少。铂族元素矿化特征也显示出以铂、钯为主，锇、钌、铟、铑矿化相对较弱，且锇、钌、铟、铑主要在岩浆阶段成矿，热液阶段矿化相对较弱。

据镜下观察，铂、钯的砷化物、碲铋化物、锑化物等结晶时间通常比较晚。它们主要产于磁黄铁矿粒间、磁黄铁矿与镍黄铁矿、紫硫镍矿、黄铁矿粒间，个别产于镍黄铁矿及紫硫镍矿内部，均具一定的晶形，并可穿插其他硫化物，说明铂、钯矿物的析出时间应在磁黄铁矿、镍黄铁矿等矿物大量晶出以后。

4.铂族元素的矿化特征

上述内容表明，杨柳坪铂族元素矿化的母岩为铁质超基性岩。铁质超基性岩贫镁，较富铁、硫，因而铂族元素的成矿作用以富含低熔点铂族元素Pd、Pt（Pd> Pt）为特征，并与砷、碲、铋、锑等构成化合物，其矿物相也以砷、碲、铋、锑化合物为主，显示了其岩浆成因特点。

不同岩石及不同矿石中PGE的球粒陨石标准化模式见图4-26。虽然不同类型岩矿石的PGE含量存在差异，但其球粒陨石配分曲线近似，均属于铂－钯组合类型。图4-26中ZPD4-1、ZPD4-2为热液型矿石，ZPD4-7为斑杂状矿石，相对较富集铟、钌、铑（可能与热液富集作用有关），其他不同类型矿石的配分模式近似一致，也反映了其成因上的联系。