杜 瑋, 周 偉, 伍學(xué)恒, 宋艷芳, 王子璽

(1. 長(zhǎng)安大學(xué)地球科學(xué)與資源學(xué)院，陜西西安 710054； 2. 湖南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開(kāi)發(fā)局四一七隊(duì)，湖南衡陽(yáng) 421001； 3. 湖南工學(xué)院，湖南衡陽(yáng) 421002)

?

柴北緣尕秀雅平東含銅鎳硫化物鎂鐵-超鎂鐵質(zhì)巖體鉑族元素地球化學(xué)特征研究

杜 瑋1, 周 偉1, 伍學(xué)恒2, 宋艷芳3, 王子璽1

(1. 長(zhǎng)安大學(xué)地球科學(xué)與資源學(xué)院，陜西西安 710054； 2. 湖南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開(kāi)發(fā)局四一七隊(duì)，湖南衡陽(yáng) 421001； 3. 湖南工學(xué)院，湖南衡陽(yáng) 421002)

尕秀雅平東含銅鎳硫化物鎂鐵-超鎂鐵質(zhì)巖體位于柴達(dá)木地塊北緣，主要由蛇紋石化純橄巖、單輝橄欖巖、橄欖輝石巖、輝石巖、輝長(zhǎng)巖及斜長(zhǎng)巖組成，侵位于古元古代達(dá)肯大坂巖群。本文對(duì)組成巖體的4件橄欖輝石巖樣品和3件含礦巖石樣品進(jìn)行鉑族元素分析，其∑PGE=8.82×10-9～84.8×10-9，原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化配分曲線均呈左傾型式。利用Ni/Cu、Pd/Ir等相關(guān)參數(shù)確定原生巖漿為高鎂玄武質(zhì)巖漿，而低程度的地幔部分熔融作用是導(dǎo)致PPGE與IPGE強(qiáng)烈分異及Ru虧損的主要原因。巖體在形成過(guò)程中有一定程度地殼物質(zhì)的混染作用，但早期硫化物的熔離作用不明顯。同時(shí)，PGE元素間的協(xié)變關(guān)系顯示熱液蝕變作用對(duì)全巖PGE豐度影響不大。

鎂鐵-超鎂鐵質(zhì)巖體 尕秀雅平東 鉑族元素 柴達(dá)木盆地北緣

Du Wei, Zhou Wei, Wu Xue-heng, Song Yan-fang, Wang Zi-xi. Geochemical characters of platinum-group elements of the Gaxiuyapingdong Cu-Ni sulfide-bearing mafic-ultramafic intrusion in the northern margin of the Qaidam basin[J]. Geology and Exploration, 2015, 51(2):0203-0211.

0 引言

柴達(dá)木盆地北緣(以下簡(jiǎn)稱柴北緣)鎂鐵-超鎂鐵質(zhì)巖體分布廣泛，但早期的找礦工作主要集中與阿爾卑斯型橄欖巖(鎂質(zhì)橄欖巖)有關(guān)的石棉礦產(chǎn)。直到牛鼻子梁鎳礦床、夏日哈木超大型鎳礦床的相繼發(fā)現(xiàn)，才對(duì)找礦方向有突破認(rèn)識(shí)。筆者團(tuán)隊(duì)自2012年起在對(duì)柴北緣鎂鐵-超鎂鐵質(zhì)巖體進(jìn)行大量野外調(diào)研的基礎(chǔ)上，篩選出包括尕秀雅平東巖體在內(nèi)的有利銅鎳硫化物成礦的巖體多個(gè)①。據(jù)凌錦蘭(2014)報(bào)道，牛鼻子梁鎳礦床∑PGE總量很低，杜瑋等(2014)亦對(duì)夏日哈木鎳礦床的鉑族元素進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)其也是虧損的。但尕秀雅平東巖體的∑PGE比上述礦床高很多，本文主要針對(duì)組成巖體的含礦輝石巖、含礦橄欖輝石巖及無(wú)礦橄欖輝石巖的鉑族元素特征，探討PGE對(duì)巖漿源區(qū)的制約和巖漿演化的指示作用，進(jìn)而通過(guò)與牛鼻子梁、夏日哈木鎳礦床的對(duì)比，為柴達(dá)木盆地周緣提供更多的Cu-Ni硫化物礦化或成礦線索。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

柴北緣位于青藏高原北緣，西迄阿爾金山，東至鄂拉山，北臨南祁連山，南接柴達(dá)木盆地。地質(zhì)意義上的柴北緣通常指柴達(dá)木盆地北側(cè)邊緣斷裂帶與南祁連南緣斷裂帶之間的地質(zhì)體(圖1)，東西兩端分別為哇洪山斷裂和阿爾金斷裂切斷。北西-南東向延伸近750 km，寬約50 km(王惠初等，2006)。在大地構(gòu)造上，柴北緣位于塔里木、華北和揚(yáng)子等陸塊之間，處于祁連陸塊與柴達(dá)木陸塊的拼合部位。柴北緣前泥盆紀(jì)由北向南可以劃分為3個(gè)構(gòu)造單元，北部為古元古代形成的歐龍布魯克微陸塊，中間為經(jīng)歷過(guò)多次疊加改造的沙柳河-魚(yú)卡超高壓碰撞帶，南部為中元古代形成的柴達(dá)木陸塊，尕秀雅平東巖體位于歐龍布魯克微陸塊的東緣。

圖1 柴達(dá)木盆地北緣前泥盆紀(jì)構(gòu)造單元?jiǎng)澐致詧D(據(jù)郝國(guó)杰等，2004)Fig.1 Sketch map showing tectonic units in Pre-Devonian of the northern Qaidam Basin (after Huo et al., 2004)1-歐龍布魯克微陸塊；2-沙柳河-魚(yú)卡超高壓碰撞帶；3-柴達(dá)木地塊；4-南祁連早古生代褶皺帶；5-東昆侖早古生 代褶皺帶；6-灘間山群；7-榴輝巖；8-沙柳河巖群；9-尕秀雅平東巖體1-Olongbuluck micro-block; 2-Shaliuhe-Yuqia UHP collision zone; 3-Qaidam block; 4-Early Paleozoic fold belt of the the southern Qilian; 5-Early paleozoic fold belt of East Kunlun; 6-Tanjianshan Group; 7- eclogite; 8-Shaliuhe Group; 9-Gax iuyapingdong intrusion

歐龍布魯克微陸塊具有古元古代的結(jié)晶基底和南華紀(jì)-震旦紀(jì)蓋層的雙層結(jié)構(gòu)。郝國(guó)杰等(2004)認(rèn)為中元古代以前，微陸塊具有一定規(guī)模，向西可延伸至阿爾金斷裂，但中-新元古代時(shí)期，古陸塊規(guī)模變小，呈北西向展布。其結(jié)晶基底主要由古元古代德令哈片麻巖、莫河片麻巖、達(dá)肯大坂巖群(部分資料稱之為金水口巖群)和中元古代萬(wàn)洞溝群組成。蓋層為中元古代萬(wàn)洞溝群和以新元古代全吉群為主的未變形地層(辛后田等，2002)。

2 巖體地質(zhì)特征及巖相學(xué)

尕秀雅平東巖體成巖床狀，長(zhǎng)約3 km，寬約1 km，走向近東西(圖2)。巖體的直接圍巖為達(dá)肯大坂巖群，為一套(石榴)斜長(zhǎng)角閃巖、角閃片巖、二云石英片巖、變粒巖，局部夾有(眼球狀)片麻巖，巖體與圍巖呈侵入接觸關(guān)系。巖體的巖性主要有蛇紋石化純橄巖、單輝橄欖巖、橄欖輝石巖、輝石巖、輝長(zhǎng)巖。輝長(zhǎng)巖局部發(fā)生糜棱巖化，糜棱面理產(chǎn)狀為340°∠50°。

圖2 尕秀雅平東巖體地質(zhì)略圖②Fig.2 Simplified geological map of the Gaxinyapingdong intrusion②1-全新世沖積物；2-古元古代達(dá)肯大阪巖群；3-早二疊世花崗 巖；4-尕秀雅平東鎂鐵-超鎂鐵質(zhì)巖體；5-斷層1-Holocene alluvium; 2-Dakendaban Group of early Paleozoic; 3-granite of early Permian;4-Gaxiuyapingdong mafic-ultramafic intru sion; 5-fault

尕秀雅平東巖(礦)石中主要金屬礦物有磁黃鐵礦、鎳黃鐵礦、黃銅礦、黃鐵礦、磁鐵礦，此外還有少量的白鐵礦、紫硫鎳礦和尖晶石。脈石礦物主要有橄欖石和輝石。含礦巖石中各種金屬礦物的含量多在1%～3%。其中，原生的硫化物以磁黃鐵礦、鎳黃鐵礦為主，含少量的黃銅礦和/或黃鐵礦，多以集合體的形式產(chǎn)出，部分呈海綿隕鐵結(jié)構(gòu)，代表著巖漿期Cu-Ni礦化階段；后期熱液作用疊加生成有黃銅礦、黃鐵礦、紫硫鎳鐵礦、白鐵礦、磁鐵礦(鎳黃鐵礦蝕變?yōu)樽狭蜴囪F礦，磁黃鐵礦蝕變?yōu)榘阻F礦)。

3 分析測(cè)試方法

本文選擇尕秀雅平東巖體的4件橄欖輝石巖樣品和3件含礦巖石樣品進(jìn)行PGE測(cè)試。其巖石特征如下：

橄欖輝石巖：暗綠色，中細(xì)粒結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。主要由橄欖石(20%～38%)、單斜輝石(60%～80%)和少量斜方輝石、尖晶石組成。橄欖石多發(fā)生蛇紋石化，呈鱗片狀。單斜輝石呈半自形-他形短柱狀，部分蝕變?yōu)橥搁W石，后期疊加綠泥石化。橄欖輝石巖中的金屬礦物主要有磁黃鐵礦、鎳黃鐵礦、黃銅礦、黃鐵礦、磁鐵礦等。

含礦輝石巖：青綠-深綠色，中細(xì)結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。礦石礦物多為磁黃鐵礦、鎳黃鐵礦、黃銅礦。脈石礦物主要為單斜輝石，個(gè)別含有少量的斜方輝石、橄欖石、斜長(zhǎng)石或尖晶石。輝石均發(fā)生蝕變，包括透閃石化、陽(yáng)起石化和綠泥石化。

PGE測(cè)試在中國(guó)科學(xué)院貴陽(yáng)地球化學(xué)研究所完成，采用同位素稀釋法，使用儀器為Bruker Aurora M90 ICP-MS，方法參見(jiàn)漆亮等(2006)。主要步驟如下：

(1) 稱取巖(礦)石樣品5g置于于卡洛斯管中，分別加入0.1 ml194Pt、105Pd 和0.1ml193Ir、101Ru 稀釋劑，加入20 mlHNO3，17 ～18 mlHCl。將封閉的卡洛斯管放入不銹鋼高壓釜中，加入約55 ml水，將高壓釜用銅塞密封，然后放入電熱烘箱中于320℃加熱15 h。

(2) 將高壓釜取出，待其冷卻后，將其螺帽旋松。將卡洛斯管取出，放入冷凍室2 h。然后打開(kāi)卡洛斯管，將樣品溶液完全轉(zhuǎn)移至50 ml離心管中并離心6 min。將上部清液轉(zhuǎn)移至Os蒸餾裝置中，加熱使Os蒸餾分離。

(3) 將溶液轉(zhuǎn)移至125 ml的燒杯中，蒸干，加入6 ml HCl再蒸干，反復(fù)兩次，然后再用的HCl25 ml溶解殘?jiān)缓筠D(zhuǎn)移至50 ml離心管中定容至50 ml，再次離心6 min。取出約8 ml溶液分離Re，其余溶液用于鉑族元素的Te共沉淀分離。

(4) Te沉淀過(guò)濾后，將濾膜及沉淀放入原燒杯中，用2 ml王水溶解沉淀，取出濾膜，蒸發(fā)，用5 ml10%的王水溶解，然后轉(zhuǎn)移至15 ml 離心管中，定容至約10 ml。將此溶液離心3min，上部清液通過(guò)上述混合離子交換柱，用以分離Cu、Ni、Zr 和Hf 等干擾元素，溶液用原燒杯承接，在電熱板上低溫蒸發(fā)至約3 ml，轉(zhuǎn)移至15ml離心管中用于ICP-MS測(cè)定。

4 PGE特征

PGE分析結(jié)果見(jiàn)表1。各巖石的∑PGE豐度變化較大，介于8.82×10-9～84.8×10-9之間，為原始地幔的0.01～2倍，平均50.23×10-9，高于原始地幔的相應(yīng)值(23.5×10-9；Barensetal，1999)。與柴南緣的夏日哈木巖體相比(∑PGE =0.52×10-9～18.97×10-9)明顯較高，而與金川巖體相近(平均35×0-9；湯中立等，1995)。尕秀雅平東巖體PGE原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化配分曲線如圖3。由圖3可以看出，各巖石樣品雖然∑PGE變化較大，但都具有基本相似的原始地幔配分曲線，表現(xiàn)為向左傾斜的正斜率，即PPGE富集程度比IPGE富集程度高，PPGE/IPGE在25～100之間。不含礦巖石和含礦巖石都具有微弱Pt的正異常和明顯的Ru負(fù)異常，這與金寶山巖體相似(王生偉等，2012)。尕秀雅平東巖體表現(xiàn)Pt正異常與牛鼻子梁巖體Pt無(wú)異常不同，可能與后者更低的∑PGE含量有關(guān)(0.65×10-9～8.65×10-9；凌錦蘭等，2014)。含礦(橄欖)輝石巖∑PGE=78.24×10-9～84.8×10-9，平均81.98×10-9；橄欖輝石巖∑PGE=8.82×10-9～41.28×10-9，平均26.41×10-9，總體上，含礦巖石PGE含量要高于不含礦巖石。

為了方便對(duì)比，筆者對(duì)不同巖體巖(礦)石的PGE相關(guān)參數(shù)進(jìn)行平均化處理。由表2可以看出，尕秀雅平東巖(礦)石的Pt/Pd值(0.89～1.88)與白馬寨(0.71～0.85)、黃山東(0.93～1.54)相似，略低于金川(0.55～2.2)和牛鼻子梁(0.82～4.22)，但高于夏日哈木(0.003～0.69)；巖(礦)石的Pd/Ir值變化不大(30.81～33.62)，但均高于上述巖體對(duì)應(yīng)值。巖(礦)石的Ni/Cu值(0.67～6.1)較牛鼻子梁(2.79～4.32)、夏日哈木(3.5～7.7)低，表明雖然尕秀雅平東、牛鼻子梁和夏日哈木同處于柴達(dá)木盆地周緣，但它們的成礦元素存在差異。據(jù)杜瑋等(2014)的研究，夏日哈木礦床的成礦類型以鎳礦為主，伴生有銅礦，且鎳礦已達(dá)超大型規(guī)模。凌錦蘭等(2014)也認(rèn)為牛鼻子梁是以鎳為主的礦床。

表1 尕秀雅平東巖體(含礦)巖石PGE及Cu、Ni分析結(jié)果

圖3 尕秀雅平東巖體巖石原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化PGE配分 曲線圖(標(biāo)準(zhǔn)化值據(jù)Taylor and McLenna，1985)Fig.3 Primitive mantle normalized patterns of PGE and Ni, Cu of Gaxiuyapingdong intrusion (normalized data after McDonough et al., 1985) 1-含礦輝石巖；2-含礦橄欖輝石巖；3-橄欖輝石巖1-ore-bearing pyroxenite; 2-ore-bearing olivine pyroxenite; 3- olivine pyroxenite

5 討論

5.1 熱液作用

在地幔的部分熔融作用過(guò)程中，Ir亞組傾向于相容元素，而Pd亞組傾向于不相容元素。所以，部分熔融程度越低，Pd/Ir比值越大；部分熔融程度越高，Pd/Ir比值越接近原始地幔值(Pd/Ir=1)(McDonoughetal., 1995)。由于Pd和Ir在熱液蝕變過(guò)程中發(fā)生分餾，使得熱液硫化物礦床具有極低的Ir含量和高的Pd/Ir比值(Pd/Ir比值一般大于100)，而巖漿硫化物礦床則具有相對(duì)高的Ir含量和低的Pd/Ir值(Maieretal., 1996)。尕秀雅平東巖體巖石的Ir含量為0.12×10-9～1.49×10-9，Pd/Ir比值為13.60～69.34，平均值為31.41。另外，所有樣品Ir和其他PGE表現(xiàn)出很好的線性關(guān)系(圖4)，表明PGE在巖漿演化過(guò)程中具有相似的地球化學(xué)行為，并且后期的熱液蝕變作用對(duì)巖石中PGE含量的影響不明顯。

表2 尕秀雅平東巖(礦)石PGE特征參數(shù)對(duì)比

資料來(lái)源：1-湯中立等(1995)及王瑞廷等(2002)；2-王生偉等(2006)；3-王生偉等(2012)；4-錢壯志等(2009)；5-凌錦蘭等(2014)；6-杜瑋等(2014)。

圖4 尕秀雅平東巖體巖石Ir-Pd、Ir-Rh、Ir-Pt、Ir-Ru相關(guān)圖Fig.4 Correlation of Ir-Pd, Ir-Rh, Ir-Pt, Ir-Ru in the Gaxiuyapingdong intrusion1-含礦輝石巖；2-含礦橄欖輝石巖；3-橄欖輝石巖1-ore-bearing pyroxenite; 2-ore-bearing olivine pyroxenite; 3-olivine pyroxenite

5.2 硫化物的熔離及巖漿源區(qū)

Cu/Pd比值為巖漿中硫飽和度的靈敏參數(shù)，廣泛應(yīng)用于巖漿硫化物礦床研究(Barnesetal., 1993)。Cu、Pd均為不相容性元素，硫不飽和時(shí)，傾向于進(jìn)入硅酸鹽熔體，分離結(jié)晶作用基本上不改變巖漿的Cu/Pd比值，巖漿的Cu/Pd比值將接近原始地幔的Cu/Pd比值；由于Pd在硫化物熔體與硅酸鹽巖漿之間的分配系數(shù)(28000)遠(yuǎn)大于Cu的相應(yīng)分配系數(shù)(1000)(Crockeetal., 1997；Fleetetal., 1996；Francisetal., 1990)，因此，巖漿中硫一旦飽和就會(huì)發(fā)生硫化物熔離作用，Cu和Pd將在硫化物熔體中大量富集，硫化物熔離過(guò)程將使Pd相對(duì)于Cu更優(yōu)先富集于硫化物液滴中，使硅酸鹽巖漿顯著虧損Pd，而Cu的虧損程度較低，導(dǎo)致殘余巖漿中Cu/Pd比值明顯升高，硫化物的Cu/Pd值則降低。

一般地，Cu/Pd=104～105，說(shuō)明有PGE富集，尕秀雅平東巖體巖石Cu/Pd比值介于9.31×103～28.48×103，平均值為1.69×104，高于原始地幔的Cu/Pd比值(7.7×103；McDonoughetal., 1995)；相應(yīng)地，巖石Ni/Ir比值平均為17.73×105，也高于原始地幔Ni/Ir值(6.12×105；McDonoughetal., 1995)。以上特征均暗示巖漿在演化過(guò)程中存在硫化物熔離作用和PGE的弱富集。杜瑋等(2014)、凌錦蘭等(2014)認(rèn)為早期硫化物的大量熔離帶走了相當(dāng)數(shù)量的PGE，從而導(dǎo)致了夏日哈木和牛鼻子梁PGE顯著虧損的特征。進(jìn)而，如前所述，尕秀雅平東巖體的∑PGE含量較高，說(shuō)明硫化物熔離作用不明顯。

唐冬梅等(2008)在總結(jié)了鉑族元素的主要礦床類型后發(fā)現(xiàn)，銅鎳硫化物型PGE礦床以富Pt、Pd，而貧Ir、Rh、Ru為特征，原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化配分型式為左傾型。其原生巖漿多為幔源的基性-超基性巖漿，包括玄武質(zhì)、科馬提玄武質(zhì)、科馬提質(zhì)(Naldrett，1989；Ripleyetal., 2003；耿林等，2007)。地幔部分熔融作用可以導(dǎo)致形成的巖漿中Ni/Cu值小于地幔值，而Pd/Ir值高于地幔值(Barnes，1990)，但是硫化物的熔離作用對(duì)殘余巖漿中Ni/Cu值及Pd/Ir值影響不大，故可用Ni/Cu和Pd/Ir來(lái)判斷原生巖漿的性質(zhì)(Barnesetal., 2005)。在Ni/Cu-Pd/Ir圖上(圖5)，樣品投點(diǎn)都落入高鎂玄武巖和層狀侵入體范圍內(nèi)。

圖5 尕秀雅平東巖體Ni/Cu-Pd/Ir圖解Fig.5 Diagram of Ni/Cu-Pd/Ir in the Gaxiuyapingdong intrusion1-含礦輝石巖；2-含礦橄欖輝石巖；3-橄欖輝石巖1-ore-bearing pyroxenite; 2-ore-bearing olivine pyroxe nite; 3-olivine pyroxenite

Naldrett(1980)和Ross(1981)認(rèn)為，Cu-Ni硫化物礦化類型與原生巖漿的性質(zhì)密切相關(guān)。超鎂鐵質(zhì)巖漿往往形成以Ni為主、Ni/Cu>7的硫化物礦床，而鎂鐵質(zhì)巖漿形成的礦床其礦石Ni/Cu往往小于7。雖然金川巖體的Ni/Cu平均值小于7，但它的原生巖漿為MgO=12%的高鎂玄武質(zhì)巖漿(Chaietal., 1992)，而最新的研究結(jié)果顯示金川礦床的原生巖漿是一種苦橄質(zhì)玄武巖漿(Chenetal., 2013；江金進(jìn)等，2013)。據(jù)王生偉等(2012)、陶琰等(2002)的研究，金寶山巖體的原生巖漿為玄武質(zhì)巖漿。尕秀雅平東巖體Ni/Cu=0.71～8.38，礦石平均1.12，巖石平均6.1。宋艷芳(2014)利用橄欖石-熔體平衡原理，根據(jù)橄欖石Fo的最高值(87)估算出尕秀雅平東巖體原生巖漿為MgO=11.04%的高鎂拉斑玄武質(zhì)巖漿。近而，本文認(rèn)為尕秀雅平東巖體的原生巖漿應(yīng)為高鎂玄武質(zhì)巖漿。

一般認(rèn)為，地幔巖漿在上升到地殼的過(guò)程被認(rèn)為是近乎絕熱、快速上升為特點(diǎn)。圍巖對(duì)巖漿的混染作用引起巖漿的化學(xué)成分的變化已被許多地質(zhì)現(xiàn)象所證實(shí)，尤其對(duì)于侵入巖更為顯著(楊學(xué)明等，2000)。Jiangetal.(2003)的研究認(rèn)為，幔源和殼源巖石的Pt/Pd和Ir/Pd值具有不同的演化曲線，在Pt/Pd-Ir/Pd圖上(圖6)，樣品位于殼-幔演化線之間，表明有一定程度同化混染作用的存在。

5.3 IPGE與PPGE的分異及Ru負(fù)異常的解釋

據(jù)Fleet等(1996)的研究結(jié)果，不同鉑族元素在硫化物與硅酸鹽相中的分配系數(shù)：Os，(30±6) ×103；Ir，(26±11) ×103；Ru，(6.4±2.1) ×103；Pt，(10±4) ×103；Pd，(17±7) ×103。可見(jiàn)除Ru 外，它們的分配系數(shù)相差并不大，而B(niǎo)ezmenetal.(1994)也通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明了這一點(diǎn)。所以，巖漿中硫化物的熔離作用尚難解釋這種原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化后左傾的PGE配分曲線，即IPGE與PPGE的分異。幔源巖漿的部分熔融和分離結(jié)晶過(guò)程中，IPGE(Os、Ir、Ru)傾向于在固相中富集，而PPGE(Pt、Pd)傾向于在熔體相中富集。尕秀雅平東巖體的PPGE/IPGE在25～100之間，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于原始地幔的相應(yīng)值(1.21；Sunetal., 1989)，從而表現(xiàn)出IPGE與PPGE的強(qiáng)烈分異，這與柴達(dá)木地塊周緣的牛鼻子梁鎳礦床和夏日哈木鎳礦床相似。

低程度的部分熔融作用形成PPGE富集型巖漿，而高程度的部分熔融可以形成IPGE富集型巖漿(Alardetal.，2000)?？岂R提巖和印度德干暗色巖系中玄武巖表現(xiàn)為IPGE富集型，Pd/Ir比值～32，它們代表了地幔高程度部分熔融的產(chǎn)物(Zhouetal., 1994；Crocketetal., 2004)。尕秀雅平東巖體Pd/Ir值雖然最高可達(dá)69.3，但表現(xiàn)為PPGE富集，不是地幔高程度部分熔融作用的產(chǎn)物，而應(yīng)該是地幔低程度部分熔融引起的。

包括金寶山巖體在內(nèi)的西南暗色巖系中的大部分鉑族元素含礦巖體都具有Ru負(fù)異常，而這種負(fù)異常被認(rèn)為是地幔柱部分熔融作用的特點(diǎn)(陶琰等，2004)。實(shí)驗(yàn)巖石學(xué)研究表明Ru更易以單硫化物的形式在巖漿中較早結(jié)晶(Barnesetal., 1997)，Righter等(2004)認(rèn)為，地幔的低程度部分熔融可以使早期的硫釕化物尚未晶出，而表現(xiàn)為Ru虧損。尕秀雅平東巖體Ru表現(xiàn)為較Ir、Rh虧損也應(yīng)該是地幔低程度部分熔融所致。同時(shí)，Ru負(fù)異常也進(jìn)一步說(shuō)明尕秀雅平東巖體S未飽和或微弱飽和，從而表現(xiàn)為硫化物的微弱熔離。

6 結(jié)論

(1) 尕秀雅平東巖體巖(礦)石的∑PGE=8.82×10-9～84.8×10-9，平均值為50.23×10-9，高于原始地幔的相應(yīng)值，同時(shí)也高于柴達(dá)木地塊周緣的牛鼻子梁巖體和夏日哈木巖體。在原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化配分曲線圖中顯示為左傾的特征，即PPGE高于IPGE。

(2) 尕秀雅平東巖體的原生巖漿為高鎂玄武質(zhì)的巖漿，低程度的地幔部分熔融是導(dǎo)致IPGE與PPGE的強(qiáng)烈分異及Ru虧損的主要原因，而后期的熱液蝕變作用對(duì)巖石中PGE含量的影響并不明顯。

(3) 尕秀雅平東巖體在形成過(guò)程中有一定程度同化混染作用，但早期硫化物熔離作用不明顯。

致謝 鉑族元素分析過(guò)程中得到了貴陽(yáng)地球化學(xué)研究所漆亮研究員的大力幫助，在成文過(guò)程中得到了夏明哲博士、夏昭德博士的耐心指導(dǎo)，在此一并致謝。

[注釋]

① 長(zhǎng)安大學(xué)地質(zhì)調(diào)查研究院. 2014. 柴達(dá)木地塊北緣含鎳銅鉑硫化物鎂鐵質(zhì)-超鎂鐵質(zhì)巖體優(yōu)選報(bào)告[R]

② 青海省國(guó)土資源廳項(xiàng)目管理中心. 2010. 青海省烏蘭縣銅普鄉(xiāng)銀多金屬預(yù)查區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)圖[R]

Alard O, Griffin W L, Lorand J P. 2000. Non-chondritic distribution of the highly siderophile elements in mantle sulphides[J]. Nature, 407: 891-894

Barnes S J, Picard C P. 1993. The behaviour of platinum-group elements during partial melting, crystal fractionation, and sulphide segregation: An example from the Cape Smith Fold Belt, northern Quebec[J]. Geochimica et Cosmochimica Acta, 57 (1):79-87

Barnes S J. 1990. The use of metal rations in prospecting for platinum group element deposit in mafic and ultramafic intrusion[J]. Journal of Geochemical Exploration, 37(1): 91-99

Barnes S J, Makovicky E, Karup-Moller S, Makovicky M, Rosr-Hansen J. 1997. Partition coefficients for Ni, Cu, Pd, Rh, and Ir between monosulfide solid solution and sulfide liqid and the formation of compositionally zoned Ni-Cu sulfide bodies by fractional crystallization of sulfide liquid[J]. Canadian Journal of Earth Sciences, 34(4): 366-374

Barnes S J, Lightfoot P C. 2005. Formation of magmatic nickel sulfide ore deposits and processes affecting their copper and platinum-group element contents[J]. Economic Geology, 179-213

Bezmen N I, Asif M, Brugmann G E, Romanenko I M, Naldrett A J. 1994. Distribution of Pd, Rh, Ru, Ir, Os and Au between sulfide and silicate metals[J]. Geochim Cosmochim Acat, 58: 1251-1260

Chai G, Naldrett A J. 1992. Characteristic of Ni-Cu-PGE mineralization and genesis of the Jinchuan deposit, Northwest China[J]. Economical Geology, 87: 1475-1495

Chen L M, Song X Y, Keays R R, Tian Y, Wang Y S, Deng Y F, Xiao J F. 2013. Segregation and fractionation of magmatic Ni-Cu-PGE sulfides in the western Jinchuan Intrusion, Northwestern China: Insights from platinum group element geochemistry[J]. Economica Geology, 108(8): 1793-1811

Crocket J H, Fleet M E, Stone W E. 1997. Implications of composition for experimental partitioning of platinum-group elements and gold between sulfide liquid and basalt melt: The significance of nickel deposit[J]. Geochimica et Cosmochimica Acts, 61: 4139-4149

Crocket J H, Paul D K. 2004. Platinum-group elements in Decan mafic rocks: A comparison of suites differentiated by Ir content[J]. Chemical Geology, 208(1-4): 273-291

Du Wei, Ling Jin-lan, Zhou Wei, Wang Zi-xi, Xia Zhao-de, Xia Ming-zhe, Fan Ya-zhou, Jiang Chang-yi. 2014. Geological characteristics and genesis of Xiarihamu nickel deposit in East Kunlun[J]. Mineral Deposits, 33(4): 713-726 (in Chinese with English abstract)

Fleet M E, Crocket J H, Stone W E. 1996. Partition of platinum group elements (Os, 1r, Ru, Pt, Pd) and gold between sulfide liquid and basalt melt[J]. Geochimica et Cosmochimica Acta, 60(13):2397-2412

Francis R D. 1990.Sulfide globules in Mid-ocean ridge basalts (MORB) and the effect of oxygen abundance in Fe-S-O on the ability of those liquids to partition metals from MORB and komatiitic magmas[J]. Chemical Geology,85:199-213

Geng Lin, Zhai Yu-sheng, Peng Run-ling. 2007. Characteristics and resource potentitial of platinum group elements deposit in China[J]. Geology and Exploration, 43(1): 1-7(in Chinese with English abstract)

Hao Guo-jie, Lu Song-nian, Wang Hui-chu.2004.The Pre-Devonian tectonic framework in the northern margin of Qaidam basin and geological evolution of Olongbuluck palaeo-block[J]. Earth Science Frontiers(China University of Geoscience, Beijing), 11(3): 116-121 (in Chinese with English abstract)

Jiang Jin-jiang, Chen Lie-meng, Song Xie-yan, Fu Zhi-qiang, Wang Liang, Lu Jian-quan, Ai Qi-xing, Li Hui. 2013. Siderophide and chalcophide deposit and its geological significance[J]. Mineral Deposits, 32(5): 941-953 (in Chinese with English abstract)

Jiang S Y, Yang J H, Ling H F, Feng H Z. 2003. Re-Os isotopes and PGE geochemistry of black shales and intercalated Ni-Mo polymetallic sulfide bed from the Lower Cambrian Niutitang Formation, South China[J]. Progres In Natural Science, 13(10): 788-794

Ling Jin-lan, Song Yan-fang, Jiang Chang-yi, Song Zhong-bao, Zhao Yan-feng. 2014. Platinum-group elements and Re-Os isotopic characters of the Niubiziliang Ni-Cu deposit in the northern margin of the Qaidam block[J]. Geology and Exploration, 50(1): 138-144 (in Chinese with English abstract)

Maier W D, Barnes S J, Deklerk W J. 1996. Cu/Pd and Cu/Pt of silicate rocks in the Bushveld complex: Implications for platinum-group element exploration[J]. Economic Geology, 91: 1151-1158

McDonough W F, Sun S S. 1995. The composition of the Earth[J]. Chemical Geology, 120: 223-253

Naldrett A J, Duke J M. 1980. Platinum metals in magmatic ores[J]. Science, 208: 1417-1424

Naldrett A J. 1989. Magmatic sulphide deposits[J]. Oxford Monographs on Geology and Geophysics, 14: 186

Qian Zhuang-zhi, Sun Tao, Tang Zhong-li, Jiang Chang-yi, He Ke, Xia Ming-zhe, Wang Jian-zhong.2009. Platinum-group elements geochemistry and its significance of the Huangshandong Ni-Cu sulfide deposit, East Tianshan,China[J]. Geological Review, 55(6): 873-884 (in Chinese with English abstract)

Qi Liang, Zhou Mei-fu, Yan Zai-fei, Pi Dao-hui, Hu Jing. 2006. An improved carius tube technique for digesting geological samples in the determination of PGE and Re by ICP-MS[J]. Geochimica, 35(6): 667-674 (in Chinese with English abstract)

Righter K, Campbell A J, Humayun M, Hervig R L. 2004. Partitioning of Ru, Rh, Pd, Re, Ir and Au between Cr-bearing spinel, olivine, pyroxene and silicate melts[J]. Geochimica et Cosmochimica Acta, 6(4): 867-880

Ripley E M, Lightfoot P C, Li C S, Elswick E R. 2003. Sulfur isotopic studies of continental flood basalts in the Noril’sk region: Implications for the association between lavas and ore-bearing intrusions[J]. Geochimica et Cosmochimica Acta, 67(15): 2805-2817

Ross J R, Travis G A. 1981. The nickel sulfide deposits in western Australia in global perspective[J]. Economical Geology, 76:1291-1329

Song Yan-fang. 2014. Petrogenesis and analysis on metallogenic conditions of Gaxiuyapingdong intrusion on northern margin of the Qaidam Basin[D]. Xi’an: Chang’an University: 1-70 (in Chinese with English abstract)

Sun S S, McDonough W F. 1989. Chemical and isotopic systematic of oceanic basalts: Implications for mantle composition and processes[J]. Geological Society Special Publication, 42: 313-345

Tang Dong-mei, Qin Ke-zhang, Liu Bing-guang, Sun-he, Li Jin-xiang. 2008. The major types, metallogenesis of platinum-group element deposits and some prospects[J]. Acta Petrologica Sinica, 24(3): 569-588 (in Chinese with English abstract)

Tang Zhong-li, Li Wen-yuan. 1995. Metallogenic model and geological contrastable of Jinchun Cu-Ni sulfide (bearing PGE) deposit[M]. Beijing: Geological Publishing House: 209 (in Chinese)

Tao Yan, Gao Zhen-min, Luo Tai-yi, Qi Jing-dong, He Ying-jun, Yang Ting-xiang. 2002. Inversion of primary magma composition for Jinbaoshan ultramafic intrusion, Yunnan[J]. Acta Petrologica Sinica, 18(1): 70-82 (in Chinese with English abstract)

Tao Yan, Gao Zhen-min, Luo Tai-yi, Qi Jing-dong. 2004. PGE in Jinbaoshan intrusion: Possible evidence of mantle plume origin[J]. Bulletin of Mineralogy, Petrology and Geochemistry, 23(1): 28-31 (in Chinese with English abstract)

Taylor S R, McLennan S M. 1985. The continental crust: Its composition and evolution[M].OxFord: Blackwell: 1-100

Wang Hui-chu. 2006. Early Paleozoic collisional orogeny and magmatism on northern margin of the Qaidam Basin[D]. Beijing: China University of Geoscience: 1-134 (in Chinese with English abstract)

Wang Rui-ting. 2002. The comparative study on mineralization of Jianchaling and Jinchuan nickel-copper sulfide deposits[D]. Xi’an: Northwest University: 74-76 (in Chinese with English abstract)

Wang Sheng-wei, Sun Xiao-ming, Shi Gui-yong, Xiong De-xin, Zhai Wei. 2006. Platinum group elements (PGE) geochemistry of Baimazhai Ni-Cu sulfide deposit and its constraints on the ore genesis[J]. Acta Geologica Sinica, 80(9): 1475-1486 (in Chinese with English abstract)

Wang Sheng-wei, Sun Xiao-ming, Liao Zhen-wen, Zhou Bang-guo, Luo Mao-jin, Guo Yang, Jiang Xiao-fang, Zhu Hua-ping, Ma Dong, Shen Zhan-wu. 2012. Platinum group elements geochemistry of Jinbaoshan Pt-Pd deposit in Yunnan Province and its exploration implication[J]. Mineral Deposits, 31(6): 1259-1276 (in Chinese with English abstract)

Xin Hou-tian, Hao Guo-jie, Wang Hui-chu, Chen Neng-song, Han Ying-shan, Qi Sheng-sheng. 2002. New idea on Presinian Strata in the northern margin of Qaidam massif[J]. Progress in Precambrian Research, 25(2): 113-119 (in Chinese with English abstract)

Yang Xue-ming, Yang Xiao-yong, Chen Shuang-xi. 2002. Petrological geochemistry[M]. Hefei: University of Science and Technology of China Press: 1-210 (in Chinese)

Zhou M F. 1994. PGE distribution in 2.7Ga layered komatiite fiows from the Belingwe Greenstone-Belt, Zimbabwe[J]. Chemical Geology, 118(1-4): 155-172

[附中文參考文獻(xiàn)]

杜 瑋, 凌錦蘭, 周 偉, 王子璽, 夏昭德, 夏明哲, 范亞洲, 姜常義.2014. 東昆侖夏日哈木鎳礦床地質(zhì)特征與成因[J]. 礦床地質(zhì), 33(4): 713-726

耿 林, 翟裕生, 彭潤(rùn)民.2007. 中國(guó)鉑族元素礦床特征及資源潛力分析[J]. 地質(zhì)與勘探, 43(1): 1-7

郝國(guó)杰, 陸松年, 王慧初, 辛后田, 李懷坤. 2004.柴達(dá)木盆地北緣前泥盆紀(jì)構(gòu)造格架及歐龍布魯克陸塊地質(zhì)演化[J].地學(xué)前緣(中國(guó)地質(zhì)大學(xué), 北京), 11(3):116-121

江金進(jìn), 陳列錳, 宋謝炎, 符志強(qiáng), 王 亮, 盧建全, 艾啟興, 李 輝. 2013. 金川銅鎳礦床58號(hào)礦體親銅和親鐵元素特征及其地質(zhì)意義[J]. 礦床地質(zhì), 32(5): 941-953

凌錦蘭, 宋艷芳, 姜常義, 宋忠寶, 趙彥鋒. 2014. 柴達(dá)木地塊北緣牛鼻子梁鎳銅礦床鉑族元素和Re-Os同位素特征[J]. 地質(zhì)與勘探, 50(1): 138-144

錢壯志, 孫 濤, 湯中立, 姜常義, 何 克, 夏明哲, 王建中. 2009. 東天山黃山東銅鎳礦床鉑族元素地球化學(xué)特征及其意義[J].地質(zhì)論評(píng), 55(6): 873-884

漆 亮, 周美夫, 嚴(yán)再飛, 皮道會(huì), 胡 靜. 2006. 改進(jìn)的卡洛斯管溶樣等離子體質(zhì)譜法測(cè)定地質(zhì)樣品中低含量鉑族元素及錸的含量[J]. 地球化學(xué), 35(6): 667-674

宋艷芳. 2014. 柴北緣尕秀雅平東巖體巖石成因與成礦條件分析[D]. 西安:長(zhǎng)安大學(xué): 1-70

唐冬梅, 秦克章, 劉秉光, 孫 赫, 李金祥. 2008. 鉑族元素礦床的主要類型、成礦作用及研究展望[J]. 巖石學(xué)報(bào), 24(3): 569-588

湯中立, 李文淵. 1995. 金川銅鎳硫化物(含鉑)礦床成礦模式及地質(zhì)對(duì)比[M]. 北京: 地質(zhì)出版社: 209

陶 琰, 高振敏, 羅泰義, 祁敬東, 禾英軍, 楊廷祥. 2002. 云南金寶山超鎂鐵巖原始巖漿成分反演[J]. 巖石學(xué)報(bào), 18(1): 70-82

陶 琰, 高振敏, 羅泰義, 祁敬東. 2004. 金寶山巖體鉑族元素特征及成因意義[J].礦物巖石地球化學(xué)通報(bào), 23(1): 28-31

王慧初. 2006. 柴達(dá)木盆地北緣早古生代碰撞造山及巖漿作用[D].北京: 中國(guó)地質(zhì)大學(xué): 1-134

王瑞廷. 2002. 煎茶嶺與金川鎳礦床成礦作用比較研究[D].西安: 西北大學(xué): 74-76

王生偉, 孫曉明, 石貴勇, 熊德信, 翟 偉. 2006. 云南白馬寨銅鎳硫化物礦床鉑族元素地球化學(xué)及其對(duì)礦床成因的制約[J]. 地質(zhì)學(xué)報(bào), 80(9): 1475-1486

王生偉, 孫曉明, 廖震文, 周邦國(guó), 羅茂金, 郭 陽(yáng), 蔣小芳, 朱華平, 馬 東, 沈戰(zhàn)武. 2012. 云南金寶山鉑鈀礦床鉑族元素地球化學(xué)及找礦意義[J]. 礦床地質(zhì), 31(6): 1259-1276

辛后田, 郝國(guó)杰, 王慧初, 陳能松, 韓英善, 祁生勝. 2002.柴北緣前震旦紀(jì)地層系統(tǒng)的新認(rèn)識(shí)[J]. 前寒武紀(jì)研究進(jìn)展, 25(2): 113-119

楊學(xué)明, 楊曉勇, 陳雙喜. 2000. 巖石地球化學(xué)[M].合肥:中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)出版社: 1-210

Geochemical Characters of Platinum-Group Elements of the Gaxiuyapingdong Cu-Ni Sulfide-Bearing Mafic-Ultramafic Intrusion in the Northern Margin of the Qaidam Basin

DU Wei1, ZHOU Wei1, WU Xue-heng2, SONG Yan-fang3, WANG Zi-xi1

(1.CollegeofEarthScienceandResources,Chang’anUniversity,Xi'an,Shaanxi710054; 2. 417GeologicalProspectingBranch,HunanBureauofGeologyandMineralExploration,Hengyang,Hunan421001; 3.HunanInstituteofTechnology,Hengyang,Hunan421002)

Located in the northern margin of the Qaidam basin, the Gaxiuyapingdong Cu-Ni sulfide-bearing mafic-ultramafic intrusion is composed of serpentinized-dunite, clinopyroxene peridotite, olivine pyroxenite, pyroxenite, gabbro and anorthosite, which intrude into the Dakendaban Group of Palaeoproterozoic. In this work, 4 pieces of olivine pyroxenite samples and 3 pieces of ore bearing rock samples are analyzed for platinum-group elements. The results show ∑PGE=8.82×10-9～84.8×10-9, and primitive mantle normalized PGE partition curve exhibits a left leaning style. Its parental magma was high Mg basalt magma based on related parameters like Ni/Cu, Pd/Ir. Low-degree partial melting of mantle is responsible for strong differentiation of PPGE and IPGE, and depletion of Ru. The formation process of this intrusion has undergone some degree of assimilation and contamination from crust material, but the early segregation of sulfide was not significant. Meanwhile, the covariant relation of PGE shows that hydrothermal alteration has little effect on the PGE abundance of the whole rock.

mafic-ultramafic intrusion, Gaxiuyapingdong, platinum-group elements, northern margin of Qaidam Basin

2014-11-08；

2015-02-29；[責(zé)任編輯]郝情情。

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(編號(hào) 41302070)和青海省地質(zhì)勘查基金項(xiàng)目(編號(hào)2012209)資助。

杜瑋(1991年-)，女，在讀碩士研究生，礦物學(xué)、巖石學(xué)、礦床學(xué)專業(yè)。E-mail：xaduwei@163.com。

P595

A

0495-5331(2015)02-0203-09