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金川铜镍硫化物矿床中铂族矿物的主要类型和产出特征:热液蚀变过程中铂族元素的富集机理*

2021-10-29董宇魏博王焰

岩石学报 2021年9期

董宇 魏博 王焰**

1. 中国科学院矿物学与成矿学重点实验室,中国科学院广州地球化学研究所,广州 510640

2. 中国科学院大学,北京 100049

3. 广东省矿物物理与材料研究开发重点实验室,广州 510640

4. 中国科学院深地科学卓越创新中心,广州 510640

岩浆铜镍硫化物矿床是铂族元素(PGE)的主要来源之一。矿石中的PGE除了形成独立的铂族矿物(PGM),还可进入贱金属硫化物晶格或以纳米级固溶体和矿物颗粒包裹于贱金属硫化物中(Pagéetal., 2012; Helmyetal., 2013; Jungeetal., 2015; González-Jiménezetal., 2020)。铜镍硫化物矿石普遍容易遭受后期热液蚀变作用,在蚀变过程中S、Ni、Co、PGE等元素可以发生活化迁移,影响矿石乃至矿体尺度范围内成矿元素分布的差异(Boudreauetal., 2014; Airdetal., 2017; Keaysetal., 2021)。因此,岩浆期后热液蚀变作用过程中贱金属硫化物中赋存的铂族元素如何迁移并富集,是研究铂族元素地球化学行为最重要的问题之一。

金川铜镍硫化物矿床是我国最大的铜镍硫化物矿床,也是全球第三大在采硫化镍矿床,镍金属量超过550Mt(Tangetal., 2009)。虽然金川矿石的平均PGE品位仅为0.4×10-6,但由于其巨大的矿石量,仍是我国PGE资源最主要的产出地(汤中立和李文渊, 1995)。前人在金川矿石中已发现了多种铂族矿物,包括PdBiSe、PdBiSb、PtAs2、IrAsS(Prichardetal., 2005, 2013)、PtTe2、PdTe2、PdTe、Ag-Pd-Te-Bi(Yangetal., 2006)、PdBi2、(Pt, Pd)BiTe (Suetal., 2008)等,但各类铂族矿物的形成条件及其生成顺序尚不明确。同时,金川矿石普遍遭受热液蚀变作用,不同蚀变程度矿石中铂族矿物的种类、形态、产出位置等,可以指示热液过程中PGE的活化迁移及再沉淀过程。本次工作利用扫描电镜重点研究了金川铜镍硫化物矿床海绵陨铁和块状矿石中铂族矿物的主要类型和产出特征,并对比其它镍矿床中铂族矿物的种类和赋存状态,探讨金川矿床热液蚀变过程中PGE的富集机理。……

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