丹巴杨柳坪铜镍铂矿床中铂族元素赋存状态

徐金沙，王凤玉

丹巴杨柳坪铜镍铂矿床中铂族元素赋存状态

徐金沙，王凤玉

（中国地质调查局成都地质调查中心，成都610081）

丹巴杨柳坪铜镍铂族矿床成矿期与国内最大的独立铂族金宝山矿床同属海西期。矿床中Pt、Pd较为富集，其次为Ir、R h、Os、R u；Pt含量0.05g/t～4.01g/t。矿床中以独立矿物存在的铂族矿物主要有砷铂矿、碲锑钯矿、锑钯矿等，粒度较小，在0.2μm～100μm间，在矿石中零星分布。独立铂族矿物的载体主要是磁黄铁矿、镍磁黄铁矿、黄铁矿、黄铜矿等金属矿物及碳酸盐、硅酸盐矿物。其次，铂族元素之间的类质同象也是较为重要的一种赋存形式。

铂族矿床；赋存状态；杨柳坪

铂（PGE）及其合金具有稳定的物理化学特性，被广泛应用于化学、石油等工业领域[2]，随着现代工业的不断发展其需求日益增加。因此，寻找铂族矿产是地质找矿的热点之一[10]，而铂族元素矿物赋存状态研究是找矿重要手段。铂族矿物颗粒细小，一般在微米级甚至纳米级范围，在传统光学显微镜下无法观察。通过日立S-4800型扫描电子显微镜对铂族矿物的赋存状态进行观察，再结合horiba特征X射线能谱仪定性分析数据，能准确的对丹巴杨柳坪地区铂族矿物碲锑钯矿、砷铂矿、碲钯矿、硫锑钯矿、硫砷铑矿、铋碲钯矿、自然铂、硫砷铱矿、硫铑铱矿进行观察，从而为丹巴杨柳坪地区铂族矿床的研究、矿石的选冶及矿床的资源评估提供依据。

表1　砷铂矿特征X射线能谱分析结果

表2　碲锑钯矿能谱分析结果

1　区域地质概况

杨柳坪铜镍铂矿床位于四川丹巴县，处于峨眉大火成岩省北部，大地构造位置属于扬子准地台西缘，松潘—甘孜地槽褶皱系巴颜喀拉冒地槽褶皱带的丹巴—茂汶地背斜南西部，康滇地轴南北向构造带北端［8］。中晚元古代以来，矿区经历了不同期次、阶段的构造运动、岩浆活动和沉积、变质作用等事件的叠加与改造，为铂族元素提供了良好的成矿背景。矿区50余件样品中400余粒铂族矿物的统计分析为，碲锑钯矿占40.62%，砷铂矿占42.91%，锑钯矿9.37%，铋碲钯矿占5.09%，四碲锑钯矿0.27%，硫砷铑矿占0.2%，自然铂占0.54%，硫砷铱矿占0.37%，硫砷铑矿占0.14%，锇～钌与硫形成的矿物占0.48%。区内地层有上元古界～第四系，最古老的岩石为中晚元古代混合片麻岩和花岗岩，震旦系片岩和大理岩仅分布于格宗岩体的边缘。古生代地层包括奥陶系、志留系、泥盆系、石炭系和二叠系，已变质为一套角闪岩相～绿片岩相的变质岩系[10]。泥盆系危关组(Dwg)和二叠系的大石包组（P2d）是矿区的主要赋矿层位，含矿岩体围绕杨柳坪穹状构造分布，其中矿石矿物以硫化物为主，硫砷化物次之，少量氧化物、氢氧化物等，主要金属矿物有：磁黄铁矿、镍黄铁矿、黄铜矿、紫硫镍矿；次要矿物有：辉砷钴矿、磁铁矿、黄铁矿、黄铜矿、白铁矿等。

表3　硫砷铱、硫砷铑矿能谱分析结果

2　铂族元素赋存状态

2.1铂元素赋存状态

杨柳坪铜镍铂族矿床中铂含量在0.02～1.67g/t，主要以砷化物形式存在。铂矿以各种不规则独立矿物出现在黄铁矿、磁黄铁矿、镍磁黄铁矿颗粒内部及边界，少部分以包裹体的形式赋存于黄铁矿等载体矿物中，粒径为0.2～60μm。磁黄铁矿、黄铁矿中的砷铂矿，常穿切数个磁黄铁矿颗粒，部分延伸到蛇纹石或碳酸盐矿物中，少量砷铂矿被蛇纹石包裹(图1、表1)。其次以类质同象的状态赋存于其他铂族矿物中。以类质同象形式存在的铂元素，主要赋存于碲锑钯、硫铑铱、硫铱铑等铂族矿物中。砷铂矿在矿石中主要呈零星状分布在载体矿物黄铁矿、磁黄铁矿、镍磁黄铁矿、黄铜矿、蛇纹石、碳酸盐中，但是局部地方砷铂矿呈集中分布。此外，由于砷铂矿呈不规则外形，常穿插于载体矿物中，因此铂元素矿物的形成晚于载体矿物。

图1　砷铂矿背散射电子图像及特征X射线谱图

2.2钯元素赋存状态

钯（Pd）是矿床中富集的铂族元素之一。研究区内钯含量为0.03～4.01g/t，粒径0.3～100µm。与砷铂矿相比，碲锑钯矿等含钯元素矿物分布较少，但单颗矿物的粒径较砷铂矿大，含钯元素的矿物种类较多。钯元素的赋存状态主要是以碲化物的形式存在，其次以锑化物及铋化物的形式存在，碲锑钯、六方碲锑钯矿、锑钯矿、铋锑钯矿由于受到磁黄铁矿、黄铁矿、黄铜矿等载体矿物的裂隙及颗粒内部孔隙形态的控制，呈各种不规则形状出现在载体矿物的裂隙、边缘及载体矿物孔隙中，少量碲锑钯矿赋存于蛇纹石中（图2、表2）。部分钯元素以类质同象的形式赋存在砷铂矿、硫铑铱等铂族矿物中。含钯元素矿物较砷铂矿在矿石中分布更为分散，呈零星状分布。

2.3铱、铑元素赋存状态

铱（Ir）为铂族元素之一，地壳中元素丰度值为0.003×10-9，因此地壳中含铱的矿物较为稀少。矿区内铱元素的含量在0.69× 10-9～12×10-9，粒径为0.5～2µm。铱元素的赋存状态主要以硫砷铱矿的形式存在。硫砷铱矿颗粒呈六边形及纺锤状位于载体矿物辉砷钴矿颗粒内部。研究区内硫砷铱矿与硫砷铑矿常形成环带状结构，硫砷铑矿呈近等厚环边围绕在硫砷铱矿颗粒外部。其次铱元素以类质同象的形式赋存在硫砷铑矿、砷铂矿、碲锑钯矿等铂族矿物中。研究区铑（Rh）元素的含量在15.9×10-9～20.1× 10-9，粒径为0.2µm～2µm。铑元素的赋存状态主要以硫砷铑矿的形式存在。硫砷铑矿物除了以近等厚环边的形式围绕硫砷铱矿物（图3、表3），还呈单矿物的形式被硅酸盐矿物包裹。其次铑元素还以类质同象的形式赋存与硫砷铱、砷铂矿等铂族矿物中。

图2　碲锑钯矿、锑钯矿背散射电子图像及特征X射线谱图

2.4锇、钌元素赋存状态

锇（Os）、钌（Ru）在地壳中丰度值均较低，由于两种元素的化学性质相似，锇与钌常密切共生。研究区内锇元素含量低于0.05g/t、钌元素含量低于0.1g/t，含锇、钌元素的硫化物粒径为1～7μm。锇、钌两种元素的赋存状态主要以类质同象的形式赋存于硫砷铱、硫砷铑及砷铂矿等铂族矿物中。其次锇、钌元素赋存状态以单矿物的形式存在，锇、钌与硫元素形成独立的硫化物，该硫化物常出现在硅酸盐矿物中（图4、表4）。研究区内由于锇、钌元素分布非常不均匀，仅在少量的样品中零星分布。

表4　锇、钌硫化物能谱分析结果

3　总结

1）杨柳坪铜镍铂矿床中主要的铂族元素铂、钯元素的赋存状态主要以砷化物、碲化物、锑化物等独立矿物的形式存在，其次铱、铑元素的赋存状态主要以硫化物的形式存在，锇、钌元素的赋存状态主要以类质同象的形式存在。此外通过铂族矿物与载体矿物间的相关关系，发现铂族矿物与载体矿物形成与不同的成矿期。

2）扫面电子显微镜从铂族矿物层面对矿物的赋存状态进行分析，能谱扫描电子显微镜从铂族元素的层面对赋存状态进行研究，从而为矿石的选冶及矿床资源的评价提供依据。

图3　硫砷铱、硫砷铑矿背散射电子图像及特征X射线能谱图

图4　锇、钌硫化物背散射电子图像及特征X射线谱图

[1] 来雅文，王林根，肖国拾．黔西玄武岩铂族元素赋存状态及地质意义[J]．吉林大学学报（地球科学版），2005，35(5)：608~610．

[2] 陶琰，朱丹，高振敏．云南金宝山铂钯矿Pd赋存状态的补充研究[J]．矿物学报，2007,27（3/4）：262~264．

[3] 来雅文，甘树才．铂族元素和钴、镍的地球化学亲和性与赋存状态研究[J]．地质与勘探，2005,41(3)：50~52．

[4] 杨小斌，杨宝，王晓云．青海果洛龙洼金矿床金的赋存状态研究[J]．地质与勘探，2006，42(5)：57~59．

[5] 杨剑，易发成．黔北下寒武统黑色岩系元素赋存状态及富集模式[J]．矿物学报，2012，32(2)：281~286．

[6] 邢乐才，罗泰义，漆亮．梅树村第五层凝灰岩铂族元素地球化学探讨[J]．矿物学报，2011：1024．

[7] 白梅，钟宏，朱维光，柏中杰．云南宾川苦橄岩和高钛玄武岩的铂族元素（PGE）地球化学特征[J]．矿物学报，2011，增刊，158~159．

[8] 宋谢炎，曹志敏，罗辅勋．四川丹巴杨柳坪铜镍铂族元素硫化物矿床成因初探[J]．成都理工大学学报（自然科学版），2004，31（3）:256~264．

[9] 王荫祥．四川丹巴杨柳坪矿区蚀变超基性岩体原岩恢复[J]．矿物岩石，1983，12(4)：13～1．

[10]宋谢炎，曹志敏，罗辅勋．四川丹巴杨柳坪铜镍铂族元素硫化物矿床成因初探[J]．成都理工大学学报（自然科学版），2004，31（3）：256~264．

Occurrence of PGE in the Yangliuping Cu-Ni-Pt Deposit in Danba

XU Jin-sha WANG Feng-yu
（Chengdu Center， CGS， Chengdu610081）

The Yangliuping Cu-Ni-Pt deposit in Danba was formed in Hercynian Period with 0.05—4.01g/t Pt. PGE minerals are sperrylite， testibiopalladite and stibiopalladinite with grain size of 0.2—100µm. The PGE minerals are associated with pyrrhotite， Ni-bearing pyrrhotite， pyrite， chalcopyrite and carbonate and silicate minerals. PGE occur as isomorphism， too.

PGE deposit； occurrence； Yangliuping

P618.53

A

1006-0995（2015）03-0383-04

10.3969/j.issn.1006-0995.2015.03.016

2014-08-18

徐金沙（1957-），女，四川成都人，教授级高工师，主要从事岩矿鉴定等工作

王凤玉 （1959-），男，四川成都人，工程师，主要从事矿物分析等研究工作