新疆哈密白石泉含铜镍镁铁-超镁铁质岩体铂族元素特征

1、新疆哈密白石泉含铜镍镁铁2超镁铁质岩体铂族元素特征柴凤梅1 ,2)张招崇1)毛景文1)董连慧3)叶会寿1)华4)莫新华4)吴1) 中国地质大学地质过程与矿产资源国家重点实验室 ,北京 ,100083 ; 2)新疆大学资源与环境学院 ,乌鲁木齐 ,830046 ; 3) 新疆维吾尔自治区地质矿产勘查开发局 ,乌鲁木齐 ,830000 ;4) 新疆维吾尔自治区地质矿产勘查开发局第六地质大队 ,新疆哈密 ,839000摘 要 新疆哈密白石泉镁铁2超镁铁质岩体的铂族元素研究表明 ,岩体的铂族元素总含量较低 ,原始地幔标准化模式具镁铁质岩石的特征 ,并具 Pt 正异常 ,且铂族元素的分异主要受结晶分异作

2、用的影响 。岩体的 Cu/ Pd 、Se/ S、Ti/ Pd 值表明其发生过 硫化物的熔离作用 。Pd/ Ir 、Ni/ Cu 特征表明了岩体系高镁玄武岩岩浆的产物 。铂族元素特征揭示了白石泉岩体硫化物的熔 离作用是由原始岩浆结晶分异导致的 ,岩体的形成是原始岩浆发生橄榄石等的结晶 ,导致硫化物的熔离作用后 ,其残余岩浆演化的结果 。关键词 铂族元素 镁铁2超镁铁质岩 新疆白石泉Pla tinum Group Elements Geochemistry of Ba ishiquan Maf ic2Ultra maf ic Intrusivesin Central Tianshan Block

3、, XinjiangCHA I Fengmei 1 ,2)ZHAN G Zhaocho ng 1)MAO J ingwen 1) DON G Lianhui 3)YE Huisho u 1)WU Hua 4)MO Xinhuan 4)1) S t ate Key L aboratory of Geo2Processes a n d M i neral Resou rces , Chi na U ni versi t y of Geosciences , Bei ji n g , 100083 ; 2) S chool of Resou rce a n d En v i ron ment , X

4、 i nji a n g U ni versi t y , U r u m qi , 830046 ; 3) X i nji a n g B u rea u of Geology a n d M i neral Resou rces , U r u m qi , 830000 ;4) N o. 6 Geological Pa rt y , X i nji a n g B u rea u of Geology a n d M i neral Resou rces , Ha m i , X i nji a ng , 839000Abstract Peridotite , p yro xenite

5、, hornblendite , t roctolite and gabbro in Baishiquan int rusio n were chosen for platinum2group ele2ment s analysis. The result s show t hat t heir total P GE co ntent s are low , and t heir p rimitive mantle2normalized P GE pat terns are simi2lar to t hose of mafic rocks in ot her areas wit h posi

6、tive Pt ano malies and f ro m P GE no nf ractio natio n ( Pd/ Ir = 1 . 355 . 36) to mildf ractio natio n ( Pd/ Ir = 12 81 . 54) , mainly affected by crystallizatio n differentiatio n. The Cu/ Pd , Ti/ Pd and Se/ S ratios of t hese rocks suggest t hat segregatio n of sulfide melt must have occurred.

7、The f ractio natio n of olivine and chro mite t riggered t he immiscibility of t he sulfide melt f ro m t he silicate2melt . The int rusio ns were generated f ro m t he magma t hat had undergo ne crystallizatio n differenti2 atio n of olivine and segregatio n of sulfides.Key words platinum group ele

8、ment s mafic2ult ramafic int rusivesBaishiquan Hami Xinjiang铂族元素 ( P GE) 不但是一种贵金属矿产 ,而且是一种地球化学示踪剂 ,可以提供一些有关亲石元 素无法提供的其他地球化学信息 ,它们在研究镁铁2 超镁铁质岩石成因及演化方面 发 挥 了 重 要 的 作 用( Garuti et al . , 1997) 。 白石泉镁铁2超镁铁质杂岩体位于新疆哈密市东南约 170 km 处 ,中天山地块北缘 、沙泉子深断裂南侧 (吴华等 ,2005) 。它是天山地区继东天山后发 现的又一个含铜镍硫化物矿床的镁铁2超镁铁侵入 岩体 。目前

9、,相关研究只限于该岩体的地质条件 、物 化探异常等方面 ,有关该镁铁2超镁铁质岩体的地球化学特征的研究尚属空白 。本文试图从岩体的铂族本文由国家自然科学基金项目 ( 编号 :40402012) 、国家 305 项目 ( 编号 :2001BA609A207202) 资助 。改回日期 2005209216 ; 责任编辑 :周健 。第一作者简介 :柴凤梅 ,女 ,1971 年生 ,讲师 ,在职博士研究生 ,从事岩石学与矿床学的教学与研究 ; E2mail :jjscf m so hu. co m 。124地 球学报2006 年元素特征来探讨该岩体的成因及演化以及该铜镍硫化物矿床的成矿机制 。这对该地

10、区同类矿床的找矿 具有一定的意义 。主要岩石类型有闪长岩 、辉长岩 、角闪石岩 、辉石岩和橄榄岩 。在 20 个岩体中 ,5 个岩体有铜镍硫化物 工业 矿 体 , 6 个 岩 体 有 铜 镍 矿 化 , 矿 石 以 浸 染 状 为 主 。含矿岩石主要为单辉橄榄岩 、橄辉岩及角闪 辉长岩 。该杂岩体辉长岩中的锆石 SHR IM P 年龄为 285 Ma (吴华等 ,2005) ,属华力西中期岩浆活动 的产物 ,与东天山的黄山和黄山东以及阿尔泰造山 带南缘的喀拉通克含铜镍矿岩体的成岩时代一致 。 这些岩体地表出露形态较为复杂 ,其中部出露较为 完整 的 闪 长 岩 , 呈 长 轴 近 北 东2南

11、西 向 的 近 似 椭 圆状 ,在东南及北部的辉长闪长岩则呈不规则的岩枝 及岩脉状产出 ,超镁铁岩体多呈脉状产于闪长岩中(图 2) 。1地质背景及岩体地质白石泉镁铁2超镁铁质岩体位于中天山地块东段 ,研究区内出露的地层有新元古界震旦系变质岩 、中元古界星星峡群和卡瓦布拉克群变质岩 、上古生 界石炭系雅满苏组火山岩及底坎儿组碎屑岩和第四 系沉积物 。研究区内主要有北东东向的沙泉子深大断裂 ,沿其两侧分布有中酸性 、镁铁及超镁铁质岩体 (图 1) 。白石泉镁铁2超镁铁质岩体侵入 于 中 元 古 界星星峡群和卡瓦布拉克群的片岩 、片麻岩 、麻粒岩 和大理岩中 ,与围岩接触界线清楚 。现已发现 20

12、个 大小不等的同源 、同期次 、不同阶段侵入的小岩体 ,2样品特征及分析方法本次研究共选取了 8 件岩石样品 ,这些岩石常见有自形 半自形 、中 细粒结构 ,嵌晶结构 ,反应边结构 ,辉长结构等一些典型的基性2超基性深成岩 结构特征 。原生矿物主要为橄榄石 、辉石 、斜长石及 角闪石和不透明金属矿物 ,其各种矿物含量随岩石类型的不同而有较大的变化 。其中斜方辉石橄榄岩 呈黑 色 , 主 要 由 橄 榄 石 ( 50 % 55 %) 、斜 方 辉 石 (35 %40 %) 和少量的角闪石 、单斜辉石 、黑云母 、图 1 新疆中天山白石泉镁铁2超镁铁质岩体区域地质图 Fig. 1 Regio na

13、l geologic map of t he Baishiquan mafic2ult ramafic rocks in t he cent ral Tianshan1 第四系沉积物 ; 2 石炭系底坎尔组碎屑岩 ; 3 石炭系雅满 苏组 火 山 岩 ; 4 震 旦 系 大 理 岩 ; 5 长 城 系 星 星 峡 群 变 质 岩 ;6 蓟县系卡 瓦 布 拉 克 群 变 质 岩 ; 7 加 里 东 期 片 麻 状 花 岗 岩 ;8 华力西期花岗岩 ; 9 华力西期闪长岩 ; 10 华力西期镁铁2超镁铁岩 ; 11 断裂 ; 12 矿区1 Quaternary sediment s ; 2 Car

14、bo nifero us det rital rocks of Dikan2er Fo r matio n ; 3 Carbo nifero us volcanic rocks of Yamansu Fo r ma2 tio n ; 4 Sinian marble ; 5 Changcheng System metamo rp hic rocks of Xingxingxia Gro up ; 6 J ixian System metamo rp hic rocks ofKawabulak Gro up ; 7 early2Paleozoic gneissic granite ; 8 Herc

15、yni2an granite ; 9 Hercynian dio rite ; 10 Hercynian mafic2ult ramafic rocks ; 11 fault ; 12 depo sit locatio n图 2 新疆白石泉镁铁2超镁铁质岩体地质图 Fig. 2 Sketch geologic map of t he Baishiquan mafic2ult ramafic int rusives 1 第四系沉积物 ; 2 蓟县系卡瓦布拉克群变质岩 ; 3 长城系星星峡群变质岩 ; 4 震旦系大理岩 ; 5 华力西期花岗岩 ;6 华力西期闪长岩 ; 7 华力西期镁铁2超镁铁岩

16、;8 断裂 ; 9 剖面线1 Quaternary sediment s ; 2 J ixian System metamo rp hic rocks ofKawabulak Gro up ; 3 Changcheng System metamo rp hic rocks ofXingxingxia Gro up ; 4 Sinian marble ; 5 Hercynian granite ;6 Hercynian dio rite ; 7 Hercynian ult ramafic rocks ;8 fault ; 9 cro ss setio n 新疆哈密市白石泉铜镍矿点 2004 年预

17、查报告. HYPERLINK :/www / 1994-2013 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 柴凤梅等 :新疆哈密白石泉含铜镍镁铁2超镁铁质岩体铂族元素特征第 2 期125斜长石及不透明金属矿物组成 ,该类型岩石含较多金属硫化物 (10 %15 %) 。斜长二辉橄榄岩由橄榄 石 (50 % 55 %) 、单斜辉石 ( 约 15 % 20 %) 、斜方 辉石 (10 %) 、斜长石 (约 15 %) ,少量角闪石 、黑云母 及金属矿物组成 。橄榄辉石岩呈黑色 ,主要由橄榄石 (2

18、0 %30 %) 、辉石 (35 %55 %) 组成 ,并含少量 角闪石 (5 %) 及金属矿物 。角闪石岩呈黑色 ,主要由 斜长石 ( 15 %20 %) 、角闪石 ( 70 %75 %) 及少量 的辉石 、金属矿物组成 。橄长岩呈灰黑色 ,主要由橄 榄石 (30 %40 %) 、斜长石 ( 45 %50 %) 及少量辉石 、角闪石 、黑云母及不透明金属矿物等填隙矿物组 成 ,填隙矿物总量约 10 %25 % 。角闪辉长岩呈灰 绿黑色 ,主要由斜长石 ( 40 % 50 %) 、辉石 ( 30 %) 、 角闪石 ( 15 %) 、棕色黑云母 、磷灰石 、榍石及不透明 金属矿物组成 。所研究的

19、样品均是通过显微镜的仔细观察 ,挑选出的具有代表性的较为新鲜的样品 ( 样品的鉴定结果见表 1 ,采样位置见图 3) 。在粉碎前用切割机 将其表皮去除 ,然后放在超声装置中用 Millipo re 水 清洗干净 ,以避免样品受到其他物质的混染 。样品 的铂族元素分析是在国家地质实验测试中心完成 ,分析流程主要为 , 首 先 将 待 测 样 品 与 碳 酸 钠 、硼 酸 钠 、硼砂 、玻璃粉 、硫磺 、面粉混合 , 倒 人 坩 埚 中 , 其 次 ,加人适量锇稀释剂在 1150 高温炉内熔融 ,将 熔体倒人铁模中冷却后取出锍扣 ,用 HCl 溶解锍扣 滤出不溶物 ,在封闭溶样器中用王水溶解滤渣

20、,最后在 ICP2M S 上测定 Pt 、Pd 、Rh 、Ir 、Ru 和 Os , 全流程 空白 值 为 : Os 、Ir 、Ru 、Pd 为 0 . 3 ng , Pt 、Rh 为 0 . 06 ng 。3白石泉岩体铂族元素 ( P GE) 特征P GE 数 据 分 析 结 果 及 各 参 数 列 于 表 2 。从 表 2表 1 白石泉镁铁2超镁铁岩石及矿物成分特征( %)Ta ble 1 Mineral composition ( %) and petrology characteristics of Ba ishiquan maf ic2ultra maf ic rocks样品编号岩石

21、名称结构主要矿物组合硫化物含量Bs023Bs824Bs821Bs921Bs724Bs8211Bs622斜方辉石橄榄岩斜长二辉橄榄岩 橄榄辉石岩角闪橄榄辉石岩含长角闪石岩 橄长岩橄长岩包橄结构反应边 、包含结构 半自形细粒半自形细粒嵌晶结构 橄长结构橄长结构辉长结构Ol ( 45 %) + Op x ( 35 %) + Amp 、Bi ( 5 %) + M ( 15 %)Ol ( 50 %) + Cp x ( 18 %) + Op x ( 15 %) + An ( 10 %) + Amp + Bi + M ( 7 %) Ol ( 30 %) + Op x + Cp x ( 65 %) + Amp

22、 + M ( 5 %)Ol ( 30 %) + Op x + Cp x ( 55 %) + Amp ( 10 %) + M ( 5 %) An ( 20 %) + Amp ( 75 %) + Cp x + M ( 5 %)Ol ( 40 %) + An ( 50 %) + Cp x + Op x ( 5 %) + Amp + Bi + M ( 5 %)Ol ( 40 %) + An ( 45 %) + Cp x + Op x ( 10 %) + Amp + Bi + M ( 5 %)10 % N .N .0 . 5 %3 % N .N . Bs124 角闪辉长岩An ( 45 %) + Cp

23、x ( 30 %) + Amp ( 20 %) + Bi + M ( 5 %) N . 注 :Ol 橄榄石 ; Cp x 单斜辉石 ; Op x 斜方辉石 ; Amp 角闪石 ; An 斜长石 ; Bi 黑云母 ; M 金属矿物 ; N . 未见 。可以看出 ,白石泉岩体铂族元素总量较低 ,介于 2 . 310 - 9 78 . 34 10 - 9 之 间 。不 同 类 型 岩 石 中 的 P GE 有 一 定 的 差 异 , 含 少 量 硫 化 物 样 品 ( B S023 , B S724) 中的各元素含量明显高于不含硫化物样品中 的含量表明了 P GE 与硫化物的强烈相容性 。原始地幔标

24、准化 P GE 及 Cu 、Ni 配分模式图表现为向左倾斜的曲线 ,体现出 Pt 、Pd 、Cu 较 Ni 、Os 、 Ir 、Ru 富集 ( 图 4) ,这与镁铁2超镁铁质侵入体 P GE 配分模式相同 ( Fleet et al . ,1996 ;王瑞廷等 ,2005) 。 除了含少量硫化物 岩 石 外 , 其 余 所 有 样 品 的 Ni 与P GE 均较原始地幔亏损 , Cu 则表现为富集 ,并具有Pt 的 弱 的 正 异 常 。P GE 呈 现 出 弱 到 强 的 分 异 。 P GE 中各元素的物理化学性质的不同 ,使它们在部 分 熔 融 与 岩 浆 冷 却 结 晶 过 程 中 发

25、 生 分 异 。Pd 与 Ir图 3 新疆白石泉镁铁2超镁铁岩体剖面及采样位置图Fig. 3 Geological sectio n of t he Baishiquan mafic2ult ramafic int rusitives and t he sample locatio n1 围岩 ; 2 辉长岩 ; 3 大理岩 ; 4 橄榄岩 ; 5 花岗质糜棱岩 ; 6 辉石岩 ; 7 橄长岩 ; 8 矿体1 wall rocks ; 2 gabbro ; 3 marble ; 4 peridotite ; 5 granitic mylo nite ; 6 p yro xenite ; 7 t

26、 roctolite ; 8 o re bo dy HYPERLINK :/www / 1994-2013 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 126地 球 学 报2006 年表 2 白石泉基性2超基性岩体铂族元素含量及参数的地球化学性质差异最大 ,常用其比值表征铂族元素的总体分异特征 。未分异 Ta ble 2 The P GE a bundances and para meters of the analyzed sa mples 的物 质 Pd/ Ir = 1 , 部 分 熔 融

27、 程 度 越 大 ,Pd/ Ir 越 小 ; 岩 浆 结 晶 作 用 越 强 , Pd/ Ir越大 ( Garuti et al . , 1997) 。Ni/ Cu 则相 反 ,它随着部分熔融程度的增加而增加 ,样品号BS023BS824BS821BS921BS724BS8211BS622BS124Os Ir Ru Rh Pt PdP GECu Ni Ti SeS/ % Pd/ IrPt / Pt 33 . 442 . 393 . 582 . 5330 . 136 . 378 . 233547438724583 . 742 . 0615 . 201 . 0097 . 90 . 681 . 24

28、181 . 50 . 140 . 120 . 550 . 051 . 120 . 552 . 5315774553950 . 390 . 184 . 582 . 14284 . 5108 . 94 . 76216 . 70 . 180 . 080 . 590 . 030 . 970 . 452 . 3184277643760 . 280 . 125 . 362 . 51187 . 197 . 259 . 21233 . 30 . 210 . 160 . 700 . 141 . 741 . 924 . 8731 . 4123836570 . 10 . 09912 . 001 . 0716 . 3

29、519 . 0539 . 42101 . 10 . 360 . 130 . 780 . 437 . 0610 . 619 . 3659 . 536529380 . 240 . 06581 . 541 . 065 . 612 . 776 . 14369 . 20 . 090 . 171 . 220 . 051 . 480 . 613 . 6210771335970 . 170 . 0333 . 592 . 76175 . 258 . 976 . 67515 . 20 . 050 . 091 . 120 . 040 . 751 . 103 . 1497 . 798238970 . 160 . 06

30、812 . 941 . 2088 . 8235 . 4210 . 05235 . 20 . 230 . 361 . 110 . 040 . 480 . 492 . 7012914260550 . 080 . 0081 . 351 . 15266 . 16124 . 81 . 101000随岩 浆 结 晶 分 异 程 度 的 增 大 而 减 小 。Pd/ Ir 与 Ni/ Cu 具 有 负 相 关 关 系 。 Bar nes 等 ( 1988 ) 研 究 表 明 , 岩 浆 结 晶 产物及地幔部分熔融残留物均具有 Pd/Ir 与 Ni/ Cu 负相关关系 ,但是 Pt / Pt 3 与 Pd/

31、Ir 的 关 系 则 可 以 很 好 地 将 它 们 区 分 ,地幔部分熔融的残留物两者具有正相关关系 ,岩浆结晶产物则表现为负相关 ( Garuti et al . , 1997 ) 。由 图 5 可 见 ,白石 泉 岩 体 的 Pt / Pt 3 与 Pd/ Ir 具 有 明Cu/ Pd 10 3Ti/ Pd 105Ni/ Cu- 6显的负相关关系 ,表明岩浆结晶作用是 Se/ S 10注 :单位 : P GE 为 10 - 9 ,Cu 、Ni 、Se 、Zr 、Ti 为 10 - 6 。Pt / Pt 3 = Pt N/RhN PdN 。该岩体 P GE 分异的主控因素 。不同成因类型的

32、岩石有不同的 Pd/ Ir 与 Ni/ Cu100 ( Keays , 1995 ; Maier et al . ,1998) 。P GE 具有极高的硫化物熔体与硅酸盐 熔 体 的 分配系数 104 105 ( Fleet et al . ,1996) , Cu 与 Ni 、Ti 在硫化物熔体与硅酸盐熔体的分配系数较 P GE 小 得多 ,硫化物的熔离会使岩浆中 P GE 与 Cu 、Ni 、Ti 发生分异 ,且岩浆中的 P GE 较 Cu 、Ni 、Ti 更为亏损 。因此 ,发生了硫化物熔离作用的岩浆及其产物中的 Cu/ Pd 、Ti/ Pd 等 值 应 大 于 相 应 的 原 始 地 幔

33、的 值 Cu / Pd = 6 5 0 0 ( Maier et al . , 1 9 9 8 ; Bar nes et al . ,数值分布范围 ,所分析样品中的 Pd/ Ir 介于 1 . 3581 . 5 之 间 , Ni/ Cu 均 低 于 原 始 地 幔 的 值 71 . 4 。在 Pd/ Ir 与 Ni/ Cu 图 解 中 ( 图 6) , 所 有 样 品 均 位 于 高 MgO 玄武岩区 , 表明白石泉岩体母岩浆为高 MgO 玄武岩岩浆 ,这与由橄榄石电子探针分析计算出的 母岩浆 的 结 论 一 致 ( MgO = 14 . 05 %) ( 柴 凤 梅 等 ,2006) 。另外

34、,白石泉岩体的 Pd/ Ir 图 4 白石泉岩体 P GE 原始地幔标准化图解(原始地幔值引自 Barnes 等 , 1988)Primitive mantle2normalized P GE pat terns of t he图 5部分熔融与岩浆结晶分异过程中的 P GE 分异趋势(原图据 Garuti 等 , 1997)Differentiatio n t rends of P GE in t he crystal f ractio n2Fig. 4Baishiquan mafic2ult ramafic int rusives ( normalizatio n valuesf ro m

35、Barnes et al . , 1988)Fig. 5atio n and partial melting (af ter Garuti et al . , 1997) HYPERLINK :/www / 1994-2013 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 柴凤梅等 :新疆哈密白石泉含铜镍镁铁2超镁铁质岩体铂族元素特征第 2 期127化物达到饱和而发生熔离 。白石泉岩体具有的堆晶结构 ,橄榄石中包裹铬铁矿 ,橄榄石成分及岩体的主 量元素成分特征 (柴凤梅等 ,2006) 表明 ,

36、岩体早期经 过了橄榄石 、铬铁矿的结晶分异作用 。因此 ,白石泉 岩体原始岩浆在较深部位发生的橄榄石等矿物的结晶分异作用是促使其硫化物饱和的可能重要因素 。 对白石泉岩体的元素地球化学和氧同位素研究表明 ,地壳物质对岩浆的混染很 有 限 ( 另 文 发 表) 。 角闪石 、黑云母等含水矿物的普遍存在表明岩浆中 含水 ,暗示了母岩浆可能与受俯冲作用影响的岩石圈地 幔 有 关 。岩 体 中 MgO 含 量 极 高 ( 未 发 表 数 据) ,硫化物均位于底部岩相 ( 橄榄岩及辉石岩相) , 堆晶岩中橄榄石 Ni 没有亏损 ,因此 ,地壳物质的混 入不是引起硫化物饱和的主控因素 。Li 等 (200

37、1) 研究表明 ,硫不饱和的岩浆经过结晶分异后 ,再与一定量的原始岩浆混合可以降低混 合岩浆中硫的饱和度 ,从而使硫化物与混合岩浆发 生熔离 ,并使混合岩浆中的硫含量低于它的饱和度 , 在以后岩浆结晶过程中不再有硫化物的形成 。岩浆 混合作用导致硫化物不混溶的机制曾被用来解释许多铜 镍 硫 化 物 矿 床 的 成 因 , 如 Bushveld 杂 岩 体 的 Merensky Reef 矿层 (Li et al . ,2001) ,金川矿床 ( 李 文渊 ,1996) 和新街岩体 ( Zho ng et al . ,2002) 等 。然 而 ,在白石泉岩体 ,野外和室内均未发现任何岩浆混 合的

38、地质和地球化学证据 ,因此 ,岩浆混合作用导致白石泉岩体硫化物熔离的可能性可以排除 。 上述研究表明 ,白石泉岩体的硫化物之所以达到饱和主要是橄榄石等的分离结晶造成的 。 由于白石泉岩体的原始岩浆在深部发生了橄榄石等矿物的分离结晶作用及硫化物的熔离作用 ,目前出露的岩体应是橄榄石与残余岩浆的混合体 。因 此 ,岩体中 P GE 元素的分异可能与橄榄石等矿物的 分离结晶作用及硫化物的熔离作用有关 。图 6 白石泉岩体 Ni/ Cu 2 Pd/ Ir 图解(原图据 Chai 等 , 1992)Fig. 6 Diagram of Ni/ Cu versus Pd/ Ir of t he Baishi

39、quan int rusives (af ter Chai et al . , 1992)1988) , Ti/ Pd = 300000 ( Sun et al . ,1991) 。白石泉岩体中的 Cu/ Pd 及 Ti/ Pd 远远大于相应的原始地 幔值 (表 2) ,表明该岩体发生过硫化物的熔离 。另 外 ,Se 属亲硫的不活泼元素 , 当岩浆中的硫达到饱 和时 ,易进入硫化物熔体中 ,且在岩石发生蚀变过程 中不易发生变化 (Lo rand et al . , 2001) 。因此 , Se/ S 值对于岩浆中硫的饱和状态及是否有硫的散失具有 一定的指示意义 。有研究表明 ,大部分岩浆硫化物

40、 矿床 的 Se/ S 介 于 50 10 - 6 930 10 - 6 之 间 ( Maier et al . , 1999) ,白石泉岩体中 ,几乎所有样品 的 Se/ S 值介于 101 10 - 6 515 10 - 6 之间 , 进一 步说明了母岩浆经历了硫化物的饱和过程 。4讨论已有的研究表明 ,高镁玄武岩岩浆为上地幔部分熔融程度较高的产物 ,其形成之初为硫化物不饱和岩浆 ( Keays , 1995) 。因此 ,在白石泉原始岩浆演 化过程中 , 一定有 某 种 因 素 促 使 其 达 到 硫 的 饱 和 。硫不饱和岩浆可以通过结晶分异作用 、岩浆混合作 用及地壳物质的混染作用而使

41、 岩 浆 中 的 硫 达 到 饱和 。由于岩浆中硫的饱和度与 FeO 的含量成正比 ,与 SiO2 的 含 量 成 反 比 ( Irvine , 1975 ; Lightfoot et al . ,1997 ;刘月星 ,1997 ; 朱永峰 ,1998) 。橄榄石 、辉石及铬铁矿的结晶分异可以引起岩浆中 SiO2 含量 的升高与 FeO 含量的降低 ,从而可以使岩浆中的硫5结论通过对白石泉岩体的 P GE 元素特征研究 ,可以初步得出以下认识 :(1) 白石泉基性2超基性岩体母岩 浆 为 高 MgO的玄武岩岩浆 。(2) 白石泉岩体的硫不饱和原始岩浆在较深的 部位发生了橄榄石等矿物的分离结晶作

42、用 ,使得岩 浆中的硫化物达到饱和而发生熔离 ,从而形成了白 HYPERLINK :/www / 1994-2013 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 128地 球学报2006 年Keays R R. 1995 . The role of ko matiitic and picritic magmatism and S2sat uratio n in t he fo r matio n of o re depo sit s. Lit ho s , 34 : 118 .Li C S ,

43、 Maier W D , de Waal S A. 2001 . The role of magma mixing in t he genesis of P GE mineralizatio n in t he Bushveld co mplex : t her2 mo dynamic calculatio ns and new interp retatio ns. Eco n . Geol . , 96 :653662 .Li W Y. 1996 . Re2Os isotopic system and it s applicatio n to st udy of magmatic Cu2Ni

44、2P GE depo sit . Advance in Eart h Sciences , 11 ( 6) :580584 (in Chinese wit h English abst ract ) .Lightfoot P C , Hawkeswo rt h C J . 1997 . Floo d basalt s and magmatic Ni , Cu and P GE sulp hide mineralizatio n : Co mparative geochem2 ist ry of t he No rilsk ( Siberian Trap ) and West Greenland

45、 Se2 quences. In : Maho ney J J , Coffin M F , ed. L arge Igneo us Province . Washingto n D C : Amercian Geop hysical U nio n , 357380 .Liu Y X. 1997 . Mineralizatio n and metallogenic mo del of copper2nickle sulp hide depo sit . Mineral Reso u. Geol . , 11 ( 4 ) : 225 231 ( in Chinese wit h English

46、 abst ract ) .Lo rand J P , Alard O . 2001 . Platinum2gro up element abundances in t he upper mantle : new co nst raint s f ro m in sit u and whole2rock analyses of Massif Cent ral xenolit hs ( France) . Geochim. Co smochim. Ac2 ta , 65 ( 16) : 27892806 .Maier W D , Barnes S J , De Waal S A. 1998 .

47、Explo ratio n fo r magmatic Ni2Cu2P GE sulp hide depo sit s : A review of recent advances in t he use of geochemical tools , and t heir applicatio n to so me so ut h Af rican o res. So ut h Af rican Geol . , 101 ( 3) : 237253 .Maier W D , Barnes S J . 1999 . The o rigin of Cu sulfide depo sit s in t

48、 he Curaca valley , Bahia , Brazil : evidence f ro m Cu , Ni , Se , and plat2 inum2gro up element co ncent ratio ns. Eco n . Geol . , 94 ( 2) : 165183 .Sun S S , de Waal S A , Hoat so n D M , et al . 1991 . U se of geochemist ry as a guide to platinum gro up element potentials of mafic2ult ramafic r

49、ocks : examples f ro m t he west Pilbara Block and Halls Creek Mo2 bile Zo ne , western Aust ralia . Precambrian Res. , 50 : 135 .Wang R T , Mao J W , He Y , et al . 2005 . Gechemical characteristics of t he platinum gro up element s of t he sulfide nickel o res and related rocks in J ianchaling , L

50、 ueyang Co unt y , Shaanxi Province , China and t heir implicatio n fo r genesis. Acta Pet rologica Sinica , 21 ( 1 ) :219226 (in Chinese wit h English abst ract ) .Wu H , Li H Q , Mo X H , et al . 2005 . Age of t he Baishiquan mafic2ul2 t ramafic co mplex , Hami , Xinjiang and it s geological signi

51、ficance . Acta Geologica Sinica , 79 ( 4) : 498502 (in Chinese wit h English abst ract) .Zho ng H , Zho u X H , Zho u M F. 2002 . Platinum2gro up element geo2 chemist ry of t he Ho ngge Fe2V2Ti depo sit in t he Pan2Xi area , so ut hwestern China . Mineralium Depo sita , 37 : 226239 .Zhu Y F. 1998 .

52、Review of t he solubilit y behavio r of sulf ur in magmatic melt . Geol . Sci . Techn . Info . , 17 ( 2) : 3538 (in Chinese wit h English abst ract ) .石泉的 Cu2Ni2P GE 矿体 。(3) 白石泉岩体系原始岩浆经过了橄榄石的分 离结晶与硫化物的熔离作用后 残 余 岩 浆 演 化 的 结 果 ,使得其铂族元素总含量较低 。致谢本次研究的野外工作 ,得到了新疆地质矿产局第六地质大队的铜镍矿产勘查项目组全体人 员的大力支持与帮助 ,在此表示诚挚

53、的谢意 。参考文献柴凤梅 ,张招崇 ,毛景文 ,等. 2006 . 中天山白石泉镁铁2超镁铁质岩 体岩石学与矿物学研究. 岩石矿物学杂志 ,25 ( 1) :112 .李文渊. 1996 . Re2Os 同位素体系及其在岩浆 Cu2Ni2P GE 矿床研究 中的应用. 地球科学进展 , 11 ( 6) : 580584 .刘月星. 1997 . 铜镍硫化物矿床成矿作用及成矿模式研究. 矿产与 地质 , 11 ( 4) : 225231 .王瑞廷 , 毛景文 , 赫英 ,等. 2005 . 煎茶岭硫化镍矿床的铂族元素地 球化学特征及其意义. 岩石学报 , 21 ( 1) : 219226 .吴华 , 李华芹 , 莫新华 ,等. 20