本次試驗所用樣品均采自大坪金礦的主要金礦礦脈(如3號、5號、6號和8號礦脈)及其主要圍巖:閃長巖和煌斑巖。其中,煌斑巖具有明顯的斑狀結構。顯微鏡下,斑晶主要為金雲母,基質主要由金雲母、鈉長石和透輝石組成。局部煌斑巖脈也受到韌性變形的影響而變成片狀,其中大多數礦物被蝕變成綠泥石和絹雲母。金礦石的礦物組成見表4-3。
圖4-4墨江金鎳礦主要礦石和超基性巖的Pd/Ir和Pt/Pt?畫
(根據加魯蒂等人的文章1997改編)
圖4-4墨江礦床礦石和超鎂鐵質侵入體的Pd/Ir vs.Pt/Pt?圖
圖例與圖4-2相同。
對於全巖樣品,在清洗和幹燥後,根據巖性研磨和粉碎至75μm粒徑,以盡量減少相互汙染。對於單礦物樣品,它們都被粉碎至粒度為0.1 ~ 0.25厘米,在雙筒望遠鏡下手工挑選至純度為99.9%以上,並在瑪瑙研缽中研磨至粒度為75微米。
樣品測試在國家地質實驗測試中心進行。具體分析流程如下:將200目待測樣品與壹定比例的碳酸鈉、硼酸鈉、硼砂、玻璃粉、硫磺和面粉混合,倒入坩堝中,在1150℃的高溫爐中用適量鋨稀釋劑熔化,將溶液倒入鐵模中冷卻後取出。Te共沈澱,放置過夜,濾出不溶物質。濾渣用王水溶解在密閉的樣品溶解器中,用電感耦合等離子體質譜法(ICP-MS)測定Os、Ir、Ru、Rh、Pt和Pd。金和銀分別取樣,王水分解,原子吸收光譜法測定。ICP-MS的精密度RSD≤6.5,測試標準樣品為GDP-3和GDP-4,測量值的比較結果如表4-2所示,表明測量值與推薦值相當壹致。
表4-2 PGE分析中使用的標準樣品的標準值和測量值的比較表4-2標準樣品中PGE含量的推薦值和測量值的比較
註:單位為10-9。
二、測試結果及討論
大坪主金礦脈及圍巖中PGE、銅、鎳、部分樣品中金、銀含量及PGE主要參數見表4-3。可以看出:①各類金礦脈的總PGE ∑PGE較低,為(3.91 ~ 61.64)×10-9,平均值為25.93×10-9,是煌斑巖的22.19倍。②大多數金礦石樣品富含PPGE(銠+鉑+鈀)而缺乏IPGE(鋨+銥+釕),PPGE/IPGE比值大多高於1,範圍為0.98-29.08,平均值為5.27,與金礦脈中黃鐵礦和白鎢礦的比值相似。③金礦脈的其他主要PGE參數如Pt/Ir、Pd/Ir和Pt/Pd與煌斑巖較為相似,但與閃長巖圍巖有很大差異。④大坪金礦脈Pt/Pt?均在1以下,範圍為0.01 ~ 0.9,平均值為0.249,與煌斑巖的0.45相近,但遠低於閃長巖圍巖的1.38 ~ 1.57。
表4-3大坪金礦主要礦石類型、圍巖中鉑族元素(PGE)、鎳、銅、金、銀含量及相關參數①表4-3大坪金礦礦石及圍巖中PGE、鎳、銅含量及相關參數。
繼續選項卡。
①①PGE、金和銀的單位為10-9,鎳和銅的單位為10-6。“-”表示未測量;②礦物代號:py-黃鐵礦;CP-黃銅礦;鎵方鉛礦;sc-白鎢礦;問-應時。
大坪金礦不同類型金礦及圍巖的PGE測量值是經過原始地幔標準化後繪制的(圖4-5),從中可以看出,金礦及其中黃鐵礦和白鎢礦樣品的PGE分布曲線相當壹致,大多數樣品具有Pt和Ir的負異常以及Ru和Rh的正異常,呈明顯的M型分布模式,這與煌斑巖脈的PGE分布模式非常相似。然而,它與閃長巖圍巖的PGE配分模式有很大不同,後者具有明顯的負Rh異常,表明大坪金礦床的成因和物質來源與喜馬拉雅煌斑巖脈有關,而與閃長巖體無關。
圖4-5大坪金礦主礦及圍巖中PGE原始地幔標準化曲線
(原始地幔中的PGE和金含量基於McDonough等人,1995)。
圖4-5原始地幔?大坪金礦床金礦石及主要圍巖中PGE的歸壹化模式
值得註意的是,大坪金礦幾乎所有樣品都有明顯的Ru正異常,與西藏等地蛇綠巖套中地幔橄欖巖的PGE成分相似(余恒祥等,2000;夏斌等人,2001;陳根文等,2002),這也與哀牢山金礦帶的墨江金礦非常相似(孫小明等,2006b)。先前的研究表明,釕的含量可以用來指示巖漿中的硫是否飽和,因為在PGE,只有釕可以單獨與硫形成硫化物RUS 2(Barnes等人,1985)。大坪金礦床普遍的Ru正異常可能表明其成礦物質來自硫飽和的原始巖漿。
在Pt/Pd-Ir/Pd圖上(圖4-6),可以看出大坪金礦的樣品主要落在地幔線上或地幔線附近,表明PGE主要來自地幔,少數樣品落在地幔線和地殼線之間,表明其中可能混有殼源PGE。在Pd/Ir-Pt/Pt中?從圖中(圖4-7)可以看出,大坪金礦的礦石和圍巖是分散的,但主要處於部分熔融趨勢,與結晶分異趨勢相對較遠,表明與該礦有關的原始巖漿可能主要由地幔巖部分熔融形成。
在巖漿結晶分異過程中,IPGE是相對於PPGE的相容元素,IPGE優先進入早期結晶的礦物,如橄欖石,而PPGE主要進入殘余熔體。在部分熔融過程中,PPGE優先進入熔融漿體,而IPGE留在殘余體中,這使得部分熔融巖漿的原始地幔或球粒隕石配分曲線具有富集PPGE和損失IPGE的特征。許多地幔熔巖具有這種PGE分割模型(羅蘭等人,辰巳等人,2000年)。大坪金礦的主要金礦石也具有這種分布模式,而加裏東期含礦閃長巖的PGE分布曲線正好相反,具有富集IPGE、損失PPGE的正斜率分布模式,這與西藏許多蛇綠巖套底部地幔橄欖巖的PGE分布模式相似(余恒祥等,2000;夏斌等人,2001;陳根文等,2002),這表明與大坪金礦有關的巖漿巖(如煌斑巖)主要是由正常地幔巖部分熔融形成的,而加裏東期閃長巖可能是由基性巖漿提取和交代形成的虧損地幔部分熔融產生的,這也暗示哀牢山地區的地幔性質從加裏東期到喜馬拉雅期發生了巨大變化。
圖4-6大坪金礦主礦石與圍巖Pt/Pd-Ir/Pd關系圖
(根據蔣等著,2003年改編)
圖4-6大坪金礦床礦石及圍巖的鉑鈀vs.Ir/Pd
●閃長巖圍巖;■金礦;煌斑巖脈;◆白鎢礦;黃鐵礦
圖4-7大坪金礦主要礦石及圍巖的Pd/Ir和Pt/Pt?畫
(根據加魯蒂等人的文章1997改編)
圖4-7大坪金礦床礦石及圍巖的Pd/Ir vs.Pt/Pt?圖
圖例與圖4-6相同。
第三,成礦的意義
人們對大坪金礦的成因、成礦流體和物質來源進行了大量研究。多數人認為該礦是由巖漿熱液或深部地幔流體在構造作用下上升並與地殼淺部大氣飽和水混合而成,混合流體與加裏東期閃長巖圍巖發生反應並從中間或變質基底汲取成礦物質所致(金世昌等,1994;胡雲忠等,1995;韓潤生等,1997;應漢龍,1998;畢等人,1996,1999;Burnard et al .,1999),形成的成礦流體由於溫度和壓力等物理化學條件的變化導致了礦石礦物的沈澱。本書的研究成果清楚地表明,大坪金礦床的成礦作用主要與地幔熔融形成的煌斑巖有關,其成礦物質主要來自地幔,而不是閃長巖圍巖。因此,大坪金礦床的形成可能與哀牢山金礦帶強烈的殼幔相互作用有關,其成礦流體可能主要是與喜馬拉雅期煌斑巖成因有關的上地幔部分熔融產生的原始巖漿經巖漿脫氣形成的流體。這壹結論與黃智龍等人(1999)關於煌斑巖與老王寨金礦關系的結論(黃智龍等人,1999b)相似。