磁铁矿中微量元素和铂族元素的组成特征

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1、万方数据第29卷第3期2014年9月：417—423地质找矿论丛ContributionstoGeologyandMineralResourcesResearchV01．29No．3Sep．2014：417—423doi：10．6053／j．issn．1001—1412．2014．03．016磁铁矿中微量元素和铂族元素的组成特征0引言王敏芳1’2，郭晓南1，陈梦婷1(1．中国地质大学(武汉)资源学院，武汉430074；2．地质过程与矿产资源国家重点实验室，中国地质大学(武汉)，武汉430074)摘要：文章分析了磁铁矿

2、中铂族元素(PGE)含量的特征，发现磁铁矿中铂族元素富集为10_9级，主要为PPGE(即Pd，Pt，Rh)。富集PPGE的主要原因是其在热液活动的晚期阶段可以被轻微的再分配和富集，其含量的高低严格受岩浆结晶过程中氧逸度的控制。磁铁矿的结晶程度直接影响岩浆体系的氧逸度，控制了PGE的含量分布，进而影响成矿。关键词：磁铁矿；微量元素；LA—ICP—MS；PGE中图分类号：P578．46文献标识码：A磁铁矿广泛存在于各类岩石中，利用磁铁矿的微量元素组成可以帮助解决矿床成因问题。通过精准的微量元素测试数据，利用前人的成因判别

3、图解，可以快速有效地判别矿床成因类型。近年来，随着LA—ICP—MS等测试技术的快速发展，为磁铁矿的微区微量元素研究提供了一条途径。不同成因磁铁矿的化学成分和物理性质均具有其特征。人们很早就注意到磁铁矿的标型特征并展开研究，以期解决矿床的成因问题[1。21

4、，或通过总结归纳大量磁铁矿分析数据，研究不同类型磁铁矿在化学成分、晶体结构等方面的差异、演化规律及形成机理，这些对于找矿勘探和评价工作都有重要的意义。1磁铁矿的地球化学特征磁铁矿属尖晶石族，成分相对复杂，其晶格中可赋存有Cr，V，Ca，Co，Ni，Sn，Cu，Zn

5、，Ga，Se，Te，Au，Ag等20多种元素，磁铁矿地球化学成分的变化可以反映其形成的环境。1．1主量元素特征20世纪80年代，徐国风等[2]通过分析大量地球化学数据，总结了不同成因类型铁矿床铁矿石中磁铁矿的主量元素组成特征(表1)，为判断不同铁矿床的成因类型提供了地球化学方面的主量元素数据范围[2]。但这种数据并不能直观地反映出磁铁矿的成因类型。林师整[5]、陈光远等凹]、王顺金[1叩通过统计磁铁矿化学成分数据，根据主量元素Ti0。，Al。O。，M90，MnO含量的变化，以三角图的形式对磁铁矿进行了成因划分，且划分

6、成因类型的考虑角度不尽相同。林师整将磁铁矿成因划分为6种：侵入岩中副矿物型、岩浆熔离钛磁铁矿型、火山岩型、接触交代型、夕卡岩型和沉积变质型(图1a)；陈光远等根据磁铁矿赋存岩体的酸碱度不同，划分为沉积变质一接触交代磁铁矿、超基性一基性一中性岩浆磁铁矿、酸性一碱性岩浆磁铁矿(图1b)；相对而言，王顺金的三角图划分方案更为详细，被广泛用于磁铁矿成因类型的判别(图1c)。1．2微量元素特征随着地球科学的快速发展，越来越重视矿物中收稿日期：2013—06—26；责任编辑：赵庆基金项目：国家自然科学基金(面上)项目(编号：41

7、272097)、地质过程与矿产资源国家重点实验室开放课题(编号：GPMR201006)、中央高校基本科研业务费专项资金(编号：cuGl20702)资助。作者简介：王敏芳(1980一)，女，副教授，博士，矿床学专业，主要从事矿床成因研究。通信地址：湖北省武汉市洪山区鲁磨路388号，中国地质大学资源学院；邮政编码：430074；E—mail：wang—minfang@163．com万方数据418地质找矿论丛微量元素的组成特征。早在20世纪60年代就开始用X射线发射光谱来测定，但由于检测限的制约，仅能测出含量>1×10_6

8、的元素瞳2。24]，如V，Mg，Cu，Co和Ti，主要用于研究美国密苏里州各种铁矿床。随后，Nystrom等、Banvill利用ICP—MS分别对智利Kiruna(基努纳)型铁矿床[25]和瑞典Os—borne铜金矿床瞳61中的磁铁矿进行微量元素分析，与早期X射线发射光谱方法相比较，ICP—MS方法的精度更高，且可检测元素种类也增多，如V，Cr，Ti，Al，Mg，Mn，Ni，Co，Zn，Cu。随着分析精度的不断提高，磁铁矿或赤铁矿中的微量元素被广泛地用来反映流体的组成、物理化学条件(pH值、温度及氧化还原性质等)，以

9、及追踪元素在矿物和流体相之间的分配特性等。但利用LA—ICP—MS对热液矿床中磁铁矿或赤铁矿的研究较少，这将是今后重要的发展方向。表1不同成因类型铁矿床铁矿石中磁铁矿的化学组分特征ⅢTablelChemicalcompositionofmagnetiteinvariousgeneticironores区域变质矿床绿色片岩相铁矿石一68．77O．