铂族元素矿床热液流体成矿模型探讨.pdf

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1、第28卷第3期地质找矿论丛Vo1．28No．32013年9月：335—343Sep．2013：335—343ContributionstoGeologyandMinera1ResourcesResearch铂族元素矿床热液流体成矿模型探讨李瑞鹏，颜建东(中国地质大学(北京)地球科学与资源学院，北京100083)摘要：世界上所有的铂族金属矿床都有热液流体活动的迹象。影响铂族元素(PGE)成矿的流体主要有两类：堆晶体后期流体(>500℃)和岩浆后期流体(<500℃)。低温热液(<500℃)中，PGE可能主要以氯络合物及氢硫基络合物的形

2、式运移；高温热液(>500℃)中，PGE可能主要以氯络合物的形式运移。在详细论述不同温度、压力条件下的热液流体中PGE溶解性质的基础上，分析了PGE在流体中的溶解、迁移、富集及可能的沉淀机制，为探寻PGE矿床的成因提供一个突破口。关键词：铂族元素矿床；热液流体；矿床成因中图分类号：P6l1．5；P618．53文献标识码：A同温度、压力条件下流体中溶解度的测定就已开始。0引言现今认为PGE在流体中可能主要以氯络合物和氢硫基络合物的形式存在。Mountain和Wood[1的研铂族金属以其特殊的物理化学性质被广泛地应究表明，Pd和Pt可

3、以形成稳定的氯、氢氧、氨和硫用于现代工业和尖端技术中，铂市场自2005以来一的络合物，在高氧化的流体中主要以氯络合物的形直处于供不应求的状态①。中国是铂金属消耗大国之式存在，氯络合物的溶解度随流体氧化程度的增加一，科学技术的发展对铂矿的需求使研究、寻找和利而增加。Gammons等[2]在限定条件(t一300℃，P用铂族元素矿床日益迫切。前人关于PGE矿床成因—SWVP(饱和水蒸气压)，CNaCl一0．01～3．0)下测机理的探究，形成2种不同的PGE成因模型：考虑到定Pt和Pd在流体中的溶解度，提供了相对比较可硫化物在PGE成矿过

4、程中的重要性，地质学家提出靠的数据。有关实验认为，在该条件下PdCl~和原生岩浆成因模式；随着研究的深入，世界上几乎所PtC1；-是最主要的2种氯络合物]，在高盐度、强有PGE矿床中都发现了热液流体活动的迹象，由此氧化和强酸性的条件下，氯的络合物能提高Pt和又提出了热液流体成因模式。然而由于缺乏相应证Pd的溶解度。随着流体中cl浓度的增大，流体中据，热液成因模式至今仍然未被引起足够重视。本文Pt的氯络合物主要变成PtCI~一和PtCl~_[引。一般通过对PGE在热液流体中溶解、富集、迁移和沉淀机认为，在25～300℃的流体中，Pd

5、Cl~一和PtC14~为制以及成矿流体作用等问题的探讨，试图揭示热液流最主要的氯络合物，在此温度压力区间、正常氧化态体在PGE矿床成矿过程中的重要性。的情况下，Pt和Pd(包括其他PGE)的主要存在价态为2+[6]，随着氧逸度的增加，PGE稳定价态相应升高，如Pt由2+变为4+；Os由2+变为3+，61PGE在热液流体中的溶解性质+，8+；Ru和Rh由2+变为3+(Mountain和wood，1988；Sassani和Shock，1998)。此外，Pt和2O世纪30年代，对PGE尤其是Pt和Pd在不Pd氢硫基络合物在流体中也具有一

6、定的溶解搬运收稿日期：2O12—11—27；改回日期：2013一O8—09；责任编辑：赵庆基金项目：国家自然科学基金项目(编号：40472051)和中国地质调查局项目(编号：1212010711814)资助。作者简介：李瑞鹏(1984一)，男，硕士研究生，矿物学、岩石学、矿床学专业，岩浆作用与资源环境方向。通信地址：北京市海淀区学院路29号，中国地质大学北五楼104甲室．由B政编码：E—mail：liruipengcugb@126．COITI地质找矿论丛能力_1]，主要以Pd(HS)(Pt(HS)!)和Pd(HS)3由表1可见，P

7、t和Pd均有4和6两种配位数，(Pt(HS))的形式存在于流体中_4(Pan和在热液流体中形成的络合物往往具有八面体和四面Wood，1994，实验条件：一200~350℃，pH一5．9～体的特征，这也是大多数热液体系中PGE的氯络合9．4，S一0．3～2．2m；Gammons和Bloom，1993，实物大多呈PdCl~一和PtCI~的原因。验条件：t一200℃，pH一0．5～8．2，S一0．01～2．1PGE在热液流体中的赋存、迁移及沉淀1．0m)，与氯络合物不同的是，其溶解度的大小主根据软硬酸原理，大多数热液流体(￡<500℃)

8、要受氧化还原条件的控制，而与pH、盐度和温度等环境中[1，PGE离子(2+)趋向于以软刘易斯酸因素关系不大。(Pt>Pd>其他PGE)的形式与软刘易斯基近年来，不少科学家开始研究高温条件(>300(HS一，I一等)形成较强的配合物，也容易和处在边℃