田 滔，苗国文，郝亚青，沈 骁，邱 瑜

(青海省第五地质矿产勘查院，青海 西宁 810028)

0 前 言

黑色岩系是一类重要的容矿岩石和矿源岩石，被誉为“多元素富集层”，国内外已发现许多具有经济价值的与黑色岩系有关的重要矿床，其中包括V、Mo、Ni、U、Cu、Au、Ag、Pb、Zn、Se、P和重晶石等重要矿产，新世纪以来还发现有铂族等稀散元素的富集现象[1-4]。近些年来，黑色岩系中的铂族元素找矿工作取得了一些重要进展，如在我国南方湘黔地区下寒武统黑色岩系中发现了大面积富集Ni-Mo-PGE的含矿层[5]，使得黑色岩系成为继镁铁—超镁铁质岩外又一寻找铂族金属资源的重要目标。

通过近4年的野外工作，在青藏高原东昆仑地区纳赤台群哈拉巴依沟组地层中首次发现了富含铂族元素的黑色岩系，本文将通过研究该地区黑色岩系中铂族元素的地球化学特征，进一步讨论该地区铂族元素找矿前景。

1 区域地质背景

东昆仑南坡发育一套典型的俯冲增生杂岩楔，其背部以昆中断裂为界与东昆仑岩浆弧毗邻，南部以昆南断裂为界与木孜塔格—西大滩—布青山蛇绿混杂岩带、玛多—马沁增生楔接壤，是青藏高原北部一条重要的巨型结合带(图1)[6-7]。纳赤台群是构成该俯冲增生杂岩楔的主要地质体，《青海省岩石地层》厘定自下而上由水泥厂组、石灰沟组、哈拉巴依沟组并为纳赤台群，指分布于昆仑山东段布尔汗布达山一带，整合于石灰厂组之上一套以千枚岩、变砂岩、板岩为主夹云母片岩及薄层灰岩，底部为砾岩，区域上夹有火山熔岩、火山碎屑岩的地层序列，底以砾岩、砂质砾岩的始现与石灰厂组分界，顶界不明。

γδT3晚三叠世花岗闪长岩；Pt2-3W 中—新元古代万宝沟群；OSN 奥陶—志留纪纳赤台群；T1-2h 早—中三叠世红水川组；T2x 中三叠世西里科特组；T3bb 晚三叠世八宝山组；J1-2y 早—中侏罗世羊曲组；E3y 渐新世雅西措组

图1纳赤台群地层分布及大地构造略图(图据文献[6])

根据近年来的野外工作，结合哈拉巴依沟组地层的岩性组合特征、变质变形作用，认为哈拉巴依沟组(OSh)为一套灰色钙质板岩、黑色碳质板岩，变质长石石英变砂岩、板岩、砾岩及硅质岩、火山岩等的地层序列。

2 采样区地质概况

大干沟口钒钼矿床位于青海省柴达木盆地南缘，东昆仑中段昆仑山南坡。东昆仑褶皱造山带是青藏高原北部的重要地质单元，大干沟口地区位于该造山带内的雪山峰—布尔汗布达造山亚带上，在造山期构造层主导的背景环境下，包容了由断裂控制边界的前造山期古陆块体，主要由纳赤台群、万保沟群及沿昆中深断裂广泛产出的镁铁—超镁铁质岩组成。矿区内主要出露古生代奥陶纪纳赤台群哈拉巴依沟组及少量中新元古代万宝沟群地层(图2)。

Qh 第四系全新世；Qp3第四系更新世；N1w 早新近纪五道梁组；K2k 中白垩系昆仑桥组；J1-2dm 早—中侏罗系大煤沟组；T3bb 晚三叠系八宝山组；T2x 中三叠系西里科特组；T1-2n 早—中三叠系闹仓坚沟组；T1h 早三叠系红水川组；P1-2dc 早—中二叠系打柴沟组；C1d 早石炭系大干沟组；D3m3晚泥盆系牦牛山组；OSh 奥陶—志留系哈拉巴依沟组；Ptw2元古界万宝沟群；1 脉体；2 地质界线；3 角度不整合地质界线；4 逆断层；5 正断层；6 性质不明断层；7 向斜构造；8 采样点；9 矿区范围

图2青海东昆仑大干沟口钒钼矿床区域地质略图

其中万宝沟群地层主要以透镜体的形式出现，主要位于矿区的北部，地表宽约50～500 m，长度约5 km，总体产状北倾，倾角53(°)～77(°)。岩性主要为微晶大理岩及变砂岩组成，大理岩与变砂岩之间为韧性断层接触关系。该岩组整体变质变形强烈，可见糜棱岩、石香肠、鞘褶皱、揉皱等发育；哈拉巴依沟组地层为矿区内的主要地层，同时也是含矿地层，该套地层自下而上分为3个岩性段，其中，下岩段主要为一套碳酸盐岩沉积，岩性主要为浅灰色灰岩，局部片理化十分发育，厚度大于100 m；中岩段下部发育黄褐—灰黑色泥钙质板岩，与下岩段之间呈断层接触关系，上部为薄层状黑色碳质板岩与薄层浅灰色硅质岩互层，局部见薄层灰岩夹层，该岩性段为本文主要研究对象；上岩段主要为泥钙质板岩与灰岩互层，岩段中部见有薄层砂岩出露。

3 样品特征及测试方法

哈拉巴依沟组中的黑色岩系主要由碳质板岩、碳质硅质板岩、泥钙质板岩、硅质岩及灰岩等组成，其中黑色岩系的颜色随着成分的变化，特别是碳质、钙质和硅质成分的变化而呈深黑色—浅灰色。

碳质板岩：深黑色，隐晶质结构，板状构造。地表呈松散黑色粉末状，具明显污手现象。岩石主要由大量碳质粉末(82%)组成，少量绢云母(2%)组成，其次含有后期的细小石英脉体(9%)及金属矿物(7%)。碳质粉末多以隐晶质碳质粉末集合体形式产出，少量绢云母呈细小显微鳞片状集合体，局部零星分布于岩石中。金属矿物主要为黄铁矿，主要呈他形—不规则粒状，有些呈半自形粒状颗粒，多以细粒状集合体产出，浅黄色，均质性，粒度非常细小，一般在0.01～0.20 mm之间，大多数小于0.01 mm，呈针点状产出，主要呈稀疏浸染状或零星散状分布于脉石中。

碳质硅质板岩：灰黑色，隐晶质结构，板状构造。岩石主要由碳质粉末、玉髓(30%)、粘土矿物及金属矿物(8%)组成，其次含有后期石英脉体(5%)。其中碳质粉末+粘土矿物占57%。碳质粉末在岩石中主要呈粉末状、集合状产出，局部呈团块状产出，玉髓呈隐晶质—微粒状集合体不均匀分布于碳质粉末及金属矿物之间，金属矿物呈微粒状，部分程度较高呈四边形断面。后期石英脉体不同方向切穿岩石，部分颗粒结晶相对较粗大，彼此紧密镶嵌接触，脉体宽窄不等。金属矿物主要由石墨、黄铁矿及褐铁矿组成。石墨含量约占1%，呈细小板状分布，粒度在0.04～0.02 mm之间，有些呈针点状产出，多以叶片状或细粒状集合体形式呈浸染状分布于脉体中。黄铁矿含量少，呈自形—半自形立方体或八面体的自形晶，主要以细粒状集合体的形式呈稀疏浸染状或零星散状分布于脉石之中。部分黄铁矿后期被褐铁矿交代，继承黄铁矿晶形，呈黄铁矿假象。褐铁矿含量少，主要呈隐晶质粉末状和胶状集合体，以稀疏浸染状或细脉状分布于脉石之中。

泥钙质板岩：灰色，隐晶质—显微鳞片变晶结构，板状构造。岩石主要由粘土矿物(88%)组成，其次含有少量陆源碎屑(8%)、金属矿物(2%)及后期石英脉体(2%)，岩石原岩为泥钙质板岩，经后期变质重结晶作用形成现在的岩石，主要由粘土矿物组成，局部有揉曲现象。陆源碎屑主要为石英颗粒，呈不均匀散状分布，金属矿物呈微粒状分散状产出。岩石局部伴有强弱程度不一的千枚岩化、片理化。

硅质岩：灰白色，隐晶质结构，块状构造，主要由石英(92%)组成，其次含有少量碳质粉末及金属矿物(8%)。金属矿物以黄铁矿为主，呈星点状或致密浸染状分布。岩石中彼此紧密镶嵌状接触，后期石英脉体沿不同方向切穿岩石。

本次样品主要采集于地表槽探工程中，在哈拉巴依沟组板岩段中按不同的岩性分别进行了样品采集，其中2015年度共采集30件(碳质板岩6件、碳质硅质板岩6件、泥钙质板岩12件、硅质岩6件)，对铂族元素全部进行了分析测试，分析结果见表1。2016年度共采集样品108件(碳质板岩21件、碳质硅质板岩40件、泥钙质板岩36件、硅质岩11件)，由于只有Pt、Pd元素显示出较好的找矿前景，因此2016年度样品只分析测试了Pt、Pd元素，分析结果见表2。

样品的测试分析采用电感耦合等离子体质谱的方法进行，将样品预先在一定温度下灼烧，以除去一部分干扰元素，再利用铅对铂钯等贵金属元素的捕集作用，在溶剂配料中加入Na2O2溶剂，用火试金法进行熔矿。

表1 大干沟钒矿床铂族元素分析数据 ×10-9

表2 大干沟口钒矿床铂钯元素分析数据特征一览 ×10-9

4 元素地球化学特征

从哈拉巴依沟组黑色岩系不同岩石类型中铂族元素的含量(表1及表2)可看出具有以下特点。

从岩石类型来看，碳质板岩是铂族元素富集的首选层位，碳质硅质板岩的铂族元素含量位居其后，而泥钙质板岩、硅质岩中铂族元素基本无异常显示。富集程度最高的是Pd、Pt，这一规律在含量变化图(图3)上表现的更为直观。

图3 黑色岩系不同岩石类型中铂族元素含量变化

从铂族相对黎彤地壳丰度的浓集系数[8]来看(图3)，在碳质板岩及碳质硅质板岩中，除元素Ir和Rh外，其余元素均表现不同程度的富集，且浓集系数按Ru、Pd、Os、Pt、Ir、Rh的次序递减。在泥钙质板岩及硅质岩中，除元素Ru外，其余元素均表现出不同程度的亏损，特别是碳质板岩显示出Pd和Pt的异常富集，为铂钯富集型。

碳质板岩中碳质粉末占82%左右，黄铁矿占7%左右，其中Pd含量在11～221 ng/g之间，平均值63.71 ng/g，Pt含量在6.2～60.6 ng/g之间，平均值21.52 ng/g；碳质硅质板岩中碳质粉末与粘土矿物总和占57%左右，黄铁矿占8%左右，其中Pd含量在11.6～50.7 ng/g之间，平均值24.66 ng/g，Pt含量在6.2～60.6 ng/g之间，平均值10.06 ng/g；泥钙质板岩中粘土矿物占88%左右，黄铁矿占2%左右，其中Pd含量在3.16～9.52 ng/g之间，平均值5.82 ng/g，Pt含量在0.87～14.7 ng/g之间，平均值2.79 ng/g；硅质岩中黄铁矿占8%左右，其中Pd含量在1.66～6.45 ng/g之间，平均值3.46 ng/g，Pt含量在0.76～6.96 ng/g之间，平均值2.78 ng/g。

碳质球粒陨石可作为地外物质的代表，其w(Pd)/w(Pt)=0.57，w(Pt+Pd)/w(Os+Ru+Ir)=0.86[9]，而对本区主要铂族元素富集层碳质板岩样品中的数据进行分析对比(表3)显示w(Pd)/w(Pt)比值在2.99～4.81之间，w(Pt+Pd)/w(Os+Ru+Ir)比值在12.15～14.85之间，与球粒陨石中的结果不具可比性，因此可以排除铂族元素为地外物质来源的可能性。Pd/Ir比值通常用来指示矿床成因，由于Pd和Ir在岩浆和热液流体中具有不同的地球化学行为，Ir在热液流体中不易被迁移，因此热液硫化物具有较低的w(Ir)和较高的w(Pd)/w(Ir)值，而岩浆硫化物矿石具有相对较低的w(Pd)/w(Ir)值[10-11]，对区内6件碳质板岩样品中的铂族元素进行了分析对比，其中Ir含量在0.08～0.57 ng/g，而w(Pd)/w(Ir)比值在18.01～293.30 ng/g之间，变化范围较大，具有明显的热液成因特征。

表3 碳质板岩中铂族元素含量

5 结 语

1)黑色岩系中铂族元素均表现出不同程度的富集，其中Pd、Pt的富集程度最高，而又以碳质板岩中的富集程度作为强烈，显示出在碳质板岩中具有寻找铂钯的良好前景。

2)铂钯的富集程度与岩石中的碳质粉末的含量呈正相关，与粘土矿物的含量呈负相关，而与黄铁矿的含量无明显的相关性。

3)早古生代东昆仑地区经历了一个从陆块裂开到闭合的完整过程，奥陶—志留纪，东昆仑地区经历了东昆中洋向西域板块(塔里木地块)俯冲消减的过程，海底富氧层中的浮游生物大量繁殖，随着海底洋流的作用将这些生物带到半深海环境的贫氧层中，藻类浮游生物在该部位死亡并逐渐沉淀下来，同时期海底热水活动带上来大量其他成矿元素(PGE…)，在成岩阶段，泥质粘土矿物对元素进行进一步的吸附富集，后期昆仑造山构造运动中发生不同程度的区域变质作用，经区域地质变形和后期强烈韧—脆性剪切构造作用叠加与改造，上述粘土矿物中的金属元素再度活化富集，最终富集成矿，因此初步分析研究认为区内的铂族元素成因为热水沉积所形成，区内的碳质板岩为寻找铂族元素富集的有利成矿地段。

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