文丨小志一直说
编辑丨小志一直说
前言
Bushveld复合体北部的GrasvallyNorite-辉石-斜长岩成员是一个矿化的分层镁铁质累积岩包，开发于Mokopane镇南部，地层位置与Platreef相似。贱金属硫化物中铂族元素的浓度已通过激光烧蚀电感耦合等离子体质谱法测定。
整个GNPA成员中所有散装铂族元素和贱金属之间存在良好的相关性，表明存在并随后分馏了单一富含铂族元素的硫化物液体，这种液体没有发生重大改变。在某些地方，初级硫化物已被黄铁矿、米勒石和黄铜矿的低温组合不同程度地取代。
这些硫化物与铂族金属组合有关，其特征是存在钯锑和钯砷化物，这表明热液组合。黄铁矿中存在相当数量的IPGE，Pd和Rh，并且在较小程度上，米勒石表明这些相直接从它们取代的黄铁矿和戊铁矿中继承了铂族元素含量。
硫化物和铂族金属的置换都是原位发生的，保留了铂族金属和BMS之间原本强烈的空间关联，但改变了矿物学。贵金属地球化学表明，铂族元素的流体再分布最小，只有Pd、Au和Cu被部分重新动员并与BMS解耦。
铂族金属组合
南非的布什维尔德复合体是世界上最大的铂族元素储存库。该复合体包括一组分层的超基性和镁铁质累积物，称为勒斯滕堡分层套件，存在于五个地理上不同的肢体中。
其中最重要的是梅伦斯基礁和UG2铬铁矿位于经济上最重要的单元的顶部：临界区。在北部边缘，Platreef矿化体存在于10-400米厚的基底单元内，作为一系列门槛侵入，直接位于古元古代沉积物和古生代片麻岩和花岗岩上，并被主区石覆盖。
Platreef岩浆沿走向长度同化不同地板岩石，造成广泛污染，这在很大程度上解释了矿床的复杂性，这是通过岩浆、变种和热液过程相互作用形成的。
在GNPA成员中，铂族元素矿物学以含铂-砷和钯-铈-铂族金属为主。含铂和钯相分别占所有铂族金属分类的53%和35%。已鉴定的铂族金属已分为总共11种类型。按面积计算，丰度最高的五种是铂砷化物，钯铋腈化物，钯-钯碲化物，钯锑化物和金-银矿物。
在MANO单元，LMF单元和下盘岩石中开发的PGM组合之间没有明显的差异。后者内的矿化为硫化物液体渗入下盘的结果。铂族元素矿物学也与岩性没有太大差异。铂族金属类型的比例在初级和次级硫化物之间确实有很大差异，表明硫化物组合是铂族金属组合的控制因素。
非铬化岩石和石英岩
与初级黄铁矿-黄铜矿-戊铁矿硫化物组合相关的铂族元素矿物学绝大多数由铂砷化物主导，特别是刺晶石，约占铂族金属总组合的70%。
在考虑这种潜在的金块效应时，应谨慎对待刺晶石的明显优势。其余组合主要由钯铋米切内石和铂-钯碲化物组成，琥珀金矿和黑铁矿等金和银矿物仅占3%。重要的是要强调初级含硫化物样品中含镱PGM的浓度相当低。
PGM似乎始终与硫化物密切相关48%的铂族金属完全封闭在硫化物中或沿硫化物边缘存在。尽管很大一部分铂族金属以卫星晶粒的形式存在于次生硅酸盐中，但它们在空间上与BMS保持密切联系。
当初级硫化物在不同程度上被黄铁矿和米勒石取代时，铂族金属的类型和比例与上面讨论的有所不同。尽管闪晶石继续在组合中占主导地位，但含铂族金属的比例明显较低，约为44%。
最显著的差异是钯锑化物的比例增加和钯砷化物的出现，如钝亚砷酸盐。其余组合总体上与上述相当，包括金和银矿物，Pt-Pd碲化物和Pd铋。
铂族金属的关联与初级组合中的关联相似，铂族金属和BMS之间保持着很强的关系，45%的铂族金属组合存在于蚀变硅酸盐或石英取代硫化物泡泡中。其余的集合主要与硫化物直接相关金属硫化物，沿着硫化物矿物的边缘和完全封闭在硫化物矿物中。
黄铁矿和米勒石是铂族金属内含物的主要宿主，很少出现在原生黄铁矿、黄铁矿和黄铜矿的遗迹中。
铬化岩石
铬铁矿的铂族金属组合与贫铬铁矿岩石大致相当，其中以Pt-Pd砷化物、Pd铋铋和Pt-Pd碲化物为主，确实存在微小但非常显著的差异，包括硫化钌的外观和铂族元素硫砷化物的丰度较高。
在铬铁矿中，尽管铬铁矿的存在对铂族矿物学施加了轻微的控制，但它似乎主要由与尖晶石一起形成的硫化物组合控制。
铂族金属表现出对BMS而不是铬铁矿的强烈偏好。44%与硫化物直接相关，要么完全封闭在五菱岩中，要么沿着硫化物的边缘存在。
在蚀变硅酸盐中发现了相当百分比的铂族金属，作为BMS周围的卫星颗粒。铂族金属很少与铬铁矿颗粒相关，只有一个颗粒附着在铬铁矿上，在铬铁矿颗粒中未发现铂族金属。
具有次生纹理硫化物的铬铁矿具有铂族金属组合，几乎与GNPA成员的其他次生硫化物岩石相当。该组合主要由钯铋、铂砷化物和铂-钯碲化物组成，并且显示出PGM类型的相当多样性。
进一步的相似之处包括相当高的丰度的钯锑，占组合的16%。与铬铁矿的存在相比，GNPA成员体内的铂族矿物学似乎受到更严格的控制与次生硫化物的发展有关。
铂族金属比铬铁矿更倾向于BMS。发现总共3%与硫化物直接相关，位于完全封闭或沿硫化物-硅酸盐边界。那些被硫化物包围的通常由黄铁矿和米勒石承载。
高比例的铂族金属也存在于BMS周围的次生硅酸盐中。没有观察到铂族金属和铬铁矿之间的密切关联，只有一种颗粒附着在铬铁矿上。在铬铁矿中没有发现铂族金属作为内含物。
铬铁矿既是初级硫化物，也是次级硫化物，通常含有较高浓度的某些铂族元素，特别是相对于GNPA成员的铬铁矿贫岩的Ir和Rh。Rh和Pt之间存在高度的相关性。剩余的PGE之间可识别出广泛的正相关关系。
金在整个铬铁矿中与铂族元素没有关系。铂族元素Ni和Cu通常彼此关联良好。含明显硫化物也相对富含钯，Pt/Pd比率限制在0.5至0.8之间。与贫硫化物铬酸盐相关的Pt/Pd比率在1.6和3.5之间要高得多。铬铁矿中的Pd/Ir和Rh/Ir比率明显低于非铬质岩石。
非铬化岩石
在初级组合中，发现黄铁矿和黄铁矿在固溶体中携带O和Ir的浓度以及更高浓度的Ru。特别是黄铁矿显示出这些元素之间的高度相关性。相对于共存的黄铁矿，黄铁矿的Os、Ir和Ru含量略高。
尽管样品之间的彭特兰石中的Ru含量是可变的，但样品中单个五角石之间的Ru含量是一致的。而黄铁矿和黄铁矿中存在相当浓度的Rh。后者是Pd的主要载体，浓度范围为4至35ppm。
黄铁矿-黄铁矿-黄铜矿组合中的原生黄铁矿-米勒石中的原生黄铁矿在固溶体中的浓度与原生硫化物组合中的IPGE、Rh和Pd相似。存在于次生织构硫化物中的Pentlandite也是固溶体中O，Ir和Ru浓度的宿主。
钌浓度在样品之间和样品内显示出更大的变异性，范围从低于检测限到9ppm。Pentlandite仍然是Pd的主要载体，尽管其含量在样品之间变化很大，但在样品中非常一致。
与非铬岩石相比，GNPA成员的铬岩石含有明显较高的IPGE浓度。黄铁矿是IPGE的主要载体，IPGE也存在于米勒石、黄铜矿和黄铜矿的固溶体中，但浓度较低且更一致。IPGE之间的所有阶段都存在高度的相关性。
铑主要由黄铁矿在固溶体中存在，在黄铁矿和米勒石中鉴定出较低浓度。有趣的是，As和Bi表现出与Rh平行的轮廓，这可能是由于这些元素的分区造成的。在黄铁矿中，Rh含量非常不规则，高达54ppm，平均仅为5ppm。
除黄铜矿外，在所有硫化物相中均检测到钯。Pentlandite是Pd的主要载体，即使在单个谷物中，浓度也非常不稳定。黄铁矿也是一个重要的宿主，尽管浓度较低，为
米勒石仅含有少量的钯，含量为0.6ppm.Pd和Rh之间的相关性以及钯和IPGE之间的差。与非铬岩石类似，铂通常不在大多数相中，或者在固溶体中以非常低的浓度存在，偶尔作为铂族金属。
初级岩浆特征
在整个GNPA成员中，初级硫化物液体的发展得到了初级硫化物组合中亲硫元素与S之间明显的强烈相关性的支持，这表明这些元素的初始浓度由单个硫化物熔体控制。
相关的Bi-Te-As主导的铂族金属组合的相似性以及整个GNPA地层中Pt/Pd，Pd/Ir和Rh/Ir比率的一致性进一步支持了这一点。都意味着从成分相似的富含PGE的硫化物液体结晶。
这项研究还揭示了在存在初级硫化物的地方：所有IPGE和Rh都存在于黄铁矿和戊状体中的固溶体中。Pentlandite是Pd的重要宿主，其余为PGM;铂主要以离散铂族金属的形式存在;铂族金属与硫化物有关。
磁黄铁矿和戊铁矿中IPGE和Rh的存在与这些相从早期结晶的单硫化物固溶体中溶解一致，这些元素与这些元素高度相容。铂、钯和金在mss和中间固溶体中被认为是不相容的，中间固溶体从残留的分馏硫化物液体中结晶。
这些元素优先浓缩到后期不混溶的富含金属的半金属熔体中。在半金属通过高温污染的情况下，几乎所有的铂和钯都可以容纳在富含半金属的熔体中，作为铂族金属驻留。相反，在半金属直接来自岩浆并受到限制的地方，后期熔体优先清除Pt而不是Pd。
在硫化物不混溶之前，岩浆没有受到半金属的严重污染。在这种情况下，高Pd半金属比率的存在会导致过量的Pd，这在半金属熔体中无法容纳，以划分为mss。
在GNPA成员中，初级硫化物相关的Pt-As和Pd-Bi-Te主导的PGM组合在硫化物边缘附近结晶，因为半金属熔体在ISS结晶过程中以Holwell和McDonald描述的方式被排出到晶界。
后来在硫化物泡的边缘被次生阳起石、透闪石和绿泥石替换，将PGM分离为次生硅酸盐中的卫星颗粒，这是整个GNPA成员的共同特征。
除硫化物液体外，已知铬铁矿沉淀可有效浓缩铂族元素，特别是IPGE和铂。在这种铂族元素富集机制盛行的地方，铬铁矿的特征是：铂>1，拱形球粒陨石归一化铂族元素剖面，以及铂族元素硫化物和磺胺砷化物的增加。
由于GNPA成员中的铬铁矿具有铬铁矿或硫化物特征，我们认为PGE富集的两种机制都在亲本岩浆中起作用。铬铁矿特征仅限于那些被认为S贫的铬铁矿。和品位升高与富含S的铬酸盐，在目前的地方，硫化物是GNPA成员内对大块铂族元素品位和相对元素比率的主要控制。
在铬铁矿中，我们认为铂族元素富集分两个阶段发生：一些IPGE和Pt在铬铁矿沉淀期间集中，铂族元素合金的存在与WarSprings的铬铁矿层有关。表明了这种情况，并且剩余的PGE由不混溶的硫化物液体收集。
如果铬铁矿与任何随后的硫化物液体混合，如果硫化物与铬铁矿的比例足够高，则最初的富铂族金属质可能已经套印或丢失。
在硫化物与铬铁矿层没有显著相互作用的情况下，铬铁矿是铂族元素浓缩的主要机制，铂/钯比很高，反映了铬铁矿对铂的优先分馏以及相关的铂族矿物学。在GNPA成员中，铬铁矿结晶的岩浆在铬铁矿形成之前并未耗尽其PGE含量。
初级和次级硫化物中铂族金属组合之间最显著的区别是含锑铂族金属与热液改变的硫化物相关的丰度更高。
大量钯锑和钯砷化物的出现被认为表明存在任何一种热液相互作用或污染。在GNPA成员中金属硫化物，流体与初级硫化物和相关铂族金属组合相互作用，导致铂族元素和硫化物矿物学的直接改变。
尽管一些铂族金属的矿物学发生了变化，但它们继续与硫化物密切相关，表明原位重结晶发生，铂族元素的再活化最小。这可能是由于挥发性相中存在大量的Sb，As，Bi和Te，因为它们限制了PGE的流动性，而不是促进它们的运输。
结论
这项研究揭示了GNPA成员中铂族和亲硫元素的分布是由这些元素在岩浆和热液过程中的复杂行为引起的。铂族元素在初级硫化物组合以及相关的铂炽和钯铋Te主导铂族金属组合中的分布与单一硫化物液体的分馏一致。
埋设后流体相互作用导致Pd、Au和Cu在厘米到分米尺度上与硫化物脱钩，并发展出含锆的PGM组合，这是热液流体的特征。铂族金属和硫化物原位重结晶，导致黄铁矿和米勒石直接从黄铁矿和戊铁矿中继承了铂族元素。
在开始限制GNPA成员内硫化物的矿石成因和相关铂族元素矿化时，拒绝任何在安置期间或之后引起硫化物不混溶的模型，通过原位污染或沉降硫化物液体耗尽上覆岩浆柱。
铂族元素的显著差异表明，在GNPA成员和Platreef的亲本岩浆中，矿石形成和铂族元素富集的过程可能有所不同。
参考文献
BallhausC，TredouxM，SpathA（2001）岩浆温度下Fe-Ni-Cu-PGE-S系统中的相关系及其在萨德伯里火成岩复合体块状硫化物矿石中的应用。JPetrol42：1911–1926
CabriLJ，WilsonJMD，DistlerVV，KingstonD，NejedlyZ，SluzhenikenSF（2002）Norilsk1层状侵入体散布硫化物矿石中痕量铂族元素的矿物学分布。应用地球科学（跨金属研究B）111：B15–B22
DjonMLN，BarnesS-J（2012）加拿大安大略省LacdesIles复合体的Roby，Twilight和高品位区的硫化物和铂族矿物的变化与变化程度。矿床47：875–896
———END———
限 时 特 惠： 本站每日持续更新海量各大内部创业教程，一年会员只需98元，全站资源免费下载 点击查看详情
站 长 微 信： Lgxmw666
