大坪金矿铂族元素地球化学

一、样品和分析方法

本次测试所用样品均采自大坪金矿主要金矿脉（如三号，五号，六号和八号脉）及其主要围岩：闪长岩和煌斑岩。其中煌斑岩具明显的斑状构造，镜下观察斑晶主要为金云母，而基质主要组成矿物为金云母，钠长石和透辉石等。局部煌斑岩脉体也受到韧性变形影响而出现片理化，其中矿物大多数蚀变为绿泥石和绢云母等。金矿石的矿物组成详见表4-3。

图4-4 墨江金镍矿主要矿石和超基性岩体Pd/Ir和Pt/Pt^∗图

（据Garuti et al.，1997，经改编）

Fig.4-4 Pd/Ir vs.Pt/Pt^∗diagram of ores and ultramafi intrusions from Mojiang deposit

图例与图4-2同

对全岩样品，在洗净和烘干后，按照岩性分别球磨粉碎至75μm粒度，以尽量降低相互污染；对单矿物样品，均破碎到粒径0.1～0.25cm，双目镜下手工挑选至纯度99.9%以上，并在玛瑙研钵中研磨至75μm粒度。

样品测试工作在国家地质实验测试中心进行，具体分析流程如下：将200目待测样品与一定比例碳酸钠、硼酸钠、硼砂、玻璃粉、硫磺、面粉混合，倒入坩埚中，加人适当量锇稀释剂在1150℃高温炉内熔融1h，把溶体倒入铁模中冷却后取出镍扣，用6 mol/L的盐酸溶解镍扣，Te共沉淀，放置过夜，抽滤出不溶物，在封闭溶样器中用王水溶解滤渣，用电感耦合等离子体质谱仪（ICP-MS）测定 Os，Ir，Ru，Rh，Pt 和 Pd。Au，Ag为单独取样，王水分解，AAS法（原子吸收法）测定。ICP-MS测定精度RSD≤6.5 ，测试标样为GDP-3和GDP-4 ，测定值对比结果见表4-2 ，可见测定值与推荐值相当吻合。

表4-2 PGE分析采用的标样标准值和测定值对比　Table4-2 Comparison between the recommended and the measured PGE contents in the standard samples

注：单位为10^-9。

二、测试结果和讨论

大坪主要金矿脉和围岩的PGE，Cu，Ni和部分样品的Au，Ag含量及PGE的主要参数见表 4-3。从中可见：①各类金矿脉的 PGE 总量∑PGE 均较低，为（3.91～61.64）×10^-9，平均25.93×10^-9，与煌斑岩的22.19×10^-9相当，而高于闪长岩围岩的（2.79～4.75）×10^-9，黄铁矿的10.85×10^-9和白钨矿的（2.97～3.88）×10^-9。②绝大多数金矿石样品 PPGE（Rh +Pt +Pd）富集而 IPGE（Os +Ir +Ru）亏损型，PPGE/IPGE多数高于1 ，为0.98～29.08 ，平均5.27 ，相似于金矿脉中黄铁矿的1.62和白钨矿的1.13～1.74 ，此值相似于煌斑岩的5.54 ，而远高于于闪长岩围岩的相应值（0.07～0.14）。③金矿脉的其他主要PGE参数如Pt/Ir，Pd/Ir和Pt/Pd均相对近似煌斑岩，而与闪长岩围岩区别较大。④大坪金矿脉的Pt/Pt^∗均低于1 ，为0.01～0.9 ，平均0.249 ，相似于煌斑岩的0.45 ，而远低于闪长岩围岩的1.38～1.57。

表4-3 大坪金矿主要矿石类型和围岩铂族元素（PGE），Ni，Cu，Au和Ag含量及相关参数^①　Table4-3 PGE，Ni and Cu contents and relative parameters of ores and around rocks from Daping Au deposit

续表　Continues Tab.

①PGE和Au、Ag的单位为10^-9，Ni和Cu的单位为10^-6.“-”示未测；②矿物代号：Py—黄铁矿；Cp—黄铜矿；Ga—方铅矿；Sc—白钨矿；Q—石英。

对大坪金矿不同类型金矿石和围岩样品的 PGE 测定值进行原始地幔标准化后作图（图4-5），从中可见：各金矿石及其中黄铁矿和白钨矿样品的PGE配分曲线相当一致，绝大多数样品出现Pt和Ir的负异常和Ru与Rh的正异常，呈较明显的M型配分模式，与煌斑岩岩脉的PGE现配分模式很相似，而与闪长岩围岩的PGE配分模式有很大的区别，后者出现明显的Rh负异常，显示大坪金矿的成因和物质来源与喜马拉雅期煌斑岩岩脉具有亲缘关系，而与闪长岩岩体关系不大。

图4-5 大坪金矿主要矿石和围岩PGE的原始地幔标准化曲线

（原始地幔PGE和Au含量据McDonough et al.，1995）

Fig.4-5 Primitive mantle⁃normalized pattern of PGE in Au ores and major around rocks in Daping gold deposit

值得注意的是，大坪金矿几乎所有样品的PGE配分模式均出现明显的Ru正异常，与西藏等地蛇绿岩套中地幔橄榄岩中的PGE组成相似（喻亨祥等，2000；夏斌等，2001；陈根文等，2002），与同处哀牢山金矿带的墨江金矿也非常相似（孙晓明等，2006b）。前人研究显示：Ru的含量可以用来指示岩浆中S是否达到饱和，因为在PGE中，只有Ru可单独与S形成硫化物RuS₂（Barnes et al.，1985）。大坪金矿中普遍出现的Ru正异常可能暗示其成矿物质来源于S饱和的原始岩浆。

在Pt/Pd-Ir/Pd关系图（图4-6）上，可见大坪金矿样品主要落在地幔线上或附近，显示其中PGE主要来自地幔，而少数样品落入地幔线与地壳线之间，显示其中可能混入了部分壳源PGE。在Pd/Ir-Pt/Pt^∗图（图4-7）上，可见大坪金矿矿石和围岩的落点较为分散，但主要落在部分熔融趋势内，而相对远离结晶分异趋势，显示该矿有关的原始岩浆可能主要是地幔岩部分熔融形成的。

在岩浆结晶分异过程中，IPGE相对于PPGE为相容元素，IPGE优先进入橄榄石等早期晶出的矿物中，而PPGE主要进入残留熔体，在部分熔融过程中，PPGE优先进入熔浆中，而IPGE留在残留体内，使得部分熔融形成的岩浆的原始地幔或球粒陨石配分曲线具有富集PPGE而亏损IPGE 的特点，许多地幔熔岩正具有这种PGE 配分模式（Lorand et al.，1999；Tatsumi，et al.，2000）。大坪金矿中主要金矿石也具有这种配分模式，而加里东期赋矿闪长岩的PGE配分曲线正好相反，具有富集IPGE和亏损PPGE的正斜率型配分模式，与西藏许多蛇绿岩套底部地幔橄榄岩的PGE 配分模式相似（喻亨祥等，2000；夏斌等，2001；陈根文等，2002），说明大坪金矿有关的岩浆岩如煌斑岩等主要由正常地幔岩部分熔融形成，而加里东期闪长岩可能是由经历了基性岩浆抽提和交代作用形成的亏损地幔部分熔融产生的，同时也暗示从加里东期到喜马拉雅期，哀牢山地区的地幔性质发生了很大的改变。

图4-6 大坪金矿主要矿石和围岩Pt/Pd-Ir/Pd关系图

（据Jiang et al.，2003，经改编）

Fig.4-6 Pt/Pd vs.Ir/Pd for ores and around rocks from Daping Au deposit

●闪长岩围岩；■金矿石；

图4-7 大坪金矿主要矿石和围岩Pd/Ir和Pt/Pt^∗图

（据Garuti et al.，1997，经改编）

Fig.4-7 Pd/Ir vs.Pt/Pt^∗diagram of ores and around rocks from Daping gold deposit

图例与图4-6同

三、成矿意义

前人对大坪金矿成因和成矿流体和物质来源进行了不少研究，多数人认为该矿为喜马拉雅早期拉张构造背景下，岩浆热液或深源地幔流体上升，和地壳浅部的大气饱和水混合，混合流体在构造作用下，与加里东期闪长岩围岩发生水/岩反应，并从中或变质基底汲取成矿物质（金世昌等，1994；胡云中等，1995；韩润生等，1997；应汉龙，1998；毕献武等，1996，1999；Burnard et al.，1999），形成的成矿流体由于温压等物理化学条件的改变引起矿石矿物的沉淀。本书的研究结果清楚地显示大坪金矿的成矿主要与地幔熔融形成的煌斑岩有关，其成矿物质主要来自地幔，而不是闪长岩围岩，因此，大坪金矿的形成可能与哀牢山金矿带的强烈的壳幔相互作用有关，其成矿流体可能主要为由与喜马拉雅期煌斑岩成因相关的上地幔部分熔融产生的原始岩浆发生岩浆去气作用所形成的流体，这一结论与黄智龙等（1999）对煌斑岩与老王寨金矿的关系的研究结论类似（黄智龙等，1999b）类似。