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化学地球动力学中的铂族元素地球化学 总被引：47，自引：13，他引：34
对球粒陨石和地幔样品来讲,Ru,Rh,Pd,Os,Ir和Pt等贵金属元素的含量比值在一定程度上是相同的,但是在地幔样品中它们的含量实际上比球粒陨石低大约2个数量级,因此提出了核幔分离之后地球增生过程的“后增薄层”假说。数百公里尺度地幔橄榄岩的PEG分布的不均一性除被认为由于增生阶段的不均一造成外,更可能是由于地幔形成之后的地幔过程、核－幔及壳－幔相互作用造成。部分熔融、岩浆结晶分异（特别是硫化物、金属相析离）、流体（包括岩浆）／岩石相互作用等造成了大型俯冲带、造山带中地幔橄榄岩、蛇绿岩和杂岩体的PGE分异,也是形成铬铁矿,大型贵金属矿床的主要机制。 相似文献
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碳酸岩与铂族元素地球化学 总被引：1，自引：1，他引：0
碳酸岩（carbonatite）被视为一种研究大陆地幔地球化学的“探针岩石”,通过对这类岩石的研究,在探讨地幔组成与演化、地幔交代作用与不均一性以及岩浆形成的动力学背景、岩浆来源及演化和有关矿产的成矿作用等方面,具有重要的理论意义和实际价值。铂族元素（Platinum—group elements,简称PGE）在研究核-幔分异、地幔组成与演化以及幔源岩石（主要为基性-超基性岩）形成的大地构造背景、岩浆起源及演化,以及探讨K／T界线与陨石撞击事件等方面具有重要意义。本文在概述国内外碳酸岩和PGE地球化学研究现状的基础上,结合地质事实和地球化学研究成果,认为碳酸岩熔体具有一定携带PGE的能力,可利用PGE地球化学来探讨碳酸岩的源区特征和岩浆形成与演化过程;同时指出,碳酸岩PGE地球化学研究过程中还存在许多悬而未决的科学问题。 相似文献
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几种幔源岩石铂族元素赋存状态研究进展 总被引：1，自引：0，他引：1
本文综述了几种幔源岩石PGE赋存状态和分布规律方面的研究进展。众多的分配系数实验和分离的硫化物测试均表明PGE易进入硫化物而主要受硫化物控制，氧化物和硅酸盐对幔源岩石中PGE也具有一定的控制作用。不同成因的幔源岩石具有不同的PGE矿物共生组合，硫化物和合金是幔源岩石中两类最主要的铂族元素矿物(PGM)。虽然PGE特别是Pt、Pd和贱金属硫化物(BMS)紧密相关，但仍没有查明PGE是以独立矿物形式存在干其中还是以类质同象形式进入铁-镍-铜硫化物的晶格。对IPGE和铬铁矿及橄榄石的关系仍有两种不同的解释，两种解释均没有充分的证据否定对方。成岩的物理化学条件如氧逸度、硫逸度对幔源岩石PGE赋存状态有重要影响。铬铁矿中的Os-Ir合金包裹体并不代表早期的结晶相，而是从铬铁矿中退火出熔的结果。 相似文献
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金川超大型铜镍硫化物矿床的铂族元素地球化学特征 总被引：21，自引：2，他引：19
对金川超大型铜镍岩浆硫化物矿床岩石、矿石的铂族元素地球化学特征研究表明 ,金川岩体的平均Cu/Pd值远大于原生地幔岩浆的Cu/Pd值 ,说明其岩石为因硫化物析离而失去Pd的岩浆所结晶 ;且岩石的PGE具有部分熔融趋势 ,与地幔橄榄岩接近 ,这些均指示存在岩浆熔离作用。该矿床岩石、矿石的PGE球粒陨石标准化分布模式比较对应 ,均可分为两种类型 ,反映了岩浆多次侵入、熔离分异同时成岩成矿的特征。另外 ,PGE S关系分析表明其成岩成矿过程中有少量地壳物质混染。PGE地球化学特征参数还指示了其高镁拉斑玄武质母岩浆的性质。 相似文献
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Ni、Cu和PGE具有不同于其他微量元素的特殊的地球化学性质,这些特殊的性质使得它们在幔源岩浆起源和演化以及岩浆硫化物矿床的成因研究中具有不可替代的作用。在S不饱和的条件下,Ni、Os、Ir和Ru具有相容元素的特性,而Cu和Pd是强不相容元素,因此,它们在玄武岩浆分离结晶过程中常常发生分异。一旦体系达到S饱和,这些元素则会强烈地进入硫化物熔浆,特别是PGE具有极高的硫化物熔浆/硅酸盐熔浆分配系数,极微量的硫化物熔离便可导致残余岩浆中PGE的显著亏损,因此,PGE是玄武岩浆硫化物熔离作用最敏感的示踪元素。硫化物熔离和成矿实质上是幔源岩浆特殊演化过程的结果,所以,Ni,Cu和PGE的特殊性质可用来探讨岩浆硫化物成矿的关键控制因素。Ni、Cu和PGE具有不同的单硫化物固溶体/硫化物熔浆分配系数,因此,它们也是硫化物熔浆结晶分异的重要示踪元素。本文试图从Ni、Cu和PGE地球化学性质和行为入手,并借助一些研究实例,对它们在幔源岩浆起源和演化以及岩浆硫化物矿床成因研究中的示踪意义进行系统介绍。 相似文献
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上地幔熔体-岩石相互作用与大陆地幔演化 总被引：11，自引：2，他引：9
根据实验岩石学、幔源岩石的岩石地球化学资料以及微量元素地球化学理论模拟等,评述了上地幔熔体岩石相互作用研究领域的最新进展,指出熔体岩石相互作用不仅深刻地制约了岩石圈地幔的矿物学、地球化学和物理性质的变化以及地幔不均一性的形成及演化,而且也会最终控制各种构造环境下喷出岩浆的地球化学特征,以及深部岩浆的分离机制。 相似文献
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以红旗岭铜镍硫化物矿床茶尖矿区1号和9号岩体为研究对象,进行了岩石化学特征分析、微量元素分析和稀土元素（REE）分析,重点研究了其铂族元素（PGE）地球化学特征。REE分析结果表明,岩石富集轻稀土元素,且有微弱的铕负异常。PGE富集在硫化物含量高的岩石中,与硫化物含量呈正相关关系。岩石中PGE分异明显,富集Rh、Pt和Pd。推测该区的基性-超基性岩形成于硫不饱和玄武质岩浆的演化,岩浆有地壳物质混染的特征,其成矿物质来源于上地幔,主要成矿机制为深部熔离-贯入作用。 相似文献
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根据实验岩石学,幔源岩石的岩石地球化学资料以及微量元素地球化学理论模拟等,评述了上地幔熔体－岩石相互作用研究领域的最新进展,指出熔体－岩石相互作用不仅深刻地制约了岩石圈地幔的矿物学,地球化学和物理性质的变化以及地幔不均一性的形成及演化,而且也会最终控制各种构造环境下喷出岩浆的地球化学特征,以及深部岩浆的分离机制。 相似文献
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亲铜(亲铁)元素在行星增生演化、核幔分异、地幔岩浆过程、壳幔相互作用以及金属矿床成因等领域具有举足轻重的作用。本文从亲铜元素的地球化学性质出发,介绍了"高维度思维"的亲铜元素含量比值及其在地球科学领域的初步应用:①获得同一份样品中不同亲铜元素含量可在一定程度上降低样品的不均一性(块金效应)对含量比值的影响;②Cu/Ag值可以约束不同高温岩浆过程中硫化物固液状态和亲铜元素地球化学性质,进而认识地幔、洋壳和大陆地壳间的联系;③具有不同分配系数的亲铜元素含量的比值可以鉴别岩浆硫化物饱和史,比如通过亲铜元素的分异约束火星陨石母岩浆的硫化物不饱和演化历史;④依据In-Cd-Zn在硅酸盐地球的含量以及它们的相对亲铜亲铁性质,地球主体增生物质已经消失,不能由陨石代表。 相似文献
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ABUNDANCE AND DISTRIBUTION OF PLATINUM-GROUP ELEMENTS (PGE) IN PERIDOTITE FROM THE DAGZHUKA OPHIOLITE IN TIBET:IMPLICATIONS FOR MANTLE METASOMATISM 相似文献
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阜新中生代火山岩的铂族元素特征——以碱锅和乌拉哈达为例 总被引：5，自引：0，他引：5
采用镍锍火试金法结合ICP—MS分析了碱锅玄武岩和乌拉哈达高镁安山岩样品中的Ir．Ru、Rh、Pt和Pd的含量。原始地幔标准化后的PGE分布模式呈正斜率型，Pd／Ir值高于相应的地幔比值，表明铂族元素发生了分异，这是由于在部分熔融过程中，Ir存在于地幔矿物相尖晶石和合金中，而Pd赋存于硫化物中造成的，乌拉哈达高镁安山岩中的铂族元素还可能在结晶分异过程中受到先期结晶的矿物相和合金的影响。阜新火山岩Pt的负异常可能是包含Pt的金属合金残留在地幔中造成。 相似文献
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铂族元素在地壳中的富集:以布什维尔德杂岩为例(英文) 总被引：1，自引：0，他引：1
地幔是地壳铂族元素富集的主要源库。铂族元素迁移主要有两个途径:(1)地幔部分熔融物质侵入地壳;(2)地幔板片就位于俯冲/碰撞带。前一途径比后一途径重要得多。地幔物质进入地壳造成铂族元素富集并成为可供开采的主矿产而非副产品,这一过程可包含许多成矿作用机制:(i)基性侵入体中Ni-Cu硫化物矿浆的发育,岩浆冷却与分离结晶作用导致富含Cu,Pt,Pd的硫化物矿浆的形成;(ii)层状侵入体一定层位形成高品位的铂族元素硫化物层,伴生或不伴生铬铁岩;(iii)富铂族元素及硫化物的岩浆沿着层状侵入体的边缘就位;(iv)直至层状侵入体结晶分异作用晚期的硫化物不混溶滞后分离;(v)不发育硫化物不混溶作用的铬铁矿结晶作用;(vi)低程度硫化物浸染带中的热液作用与铂族元素富集;(vii)乌拉尔-阿拉斯加型侵入体重结晶过程中的铂族元素与铬铁矿的次生富集作用,岩体在风化过程中形成砂矿床;(viii)黑色页岩形成过程中Pt的富集。南非布什维尔德火成杂岩蕴藏世界Pt资源的75%,Pd资源的54%,Rh资源的82%,并具有(ii)、(iii)、(iv)、(v)、(vi)成矿作用的实例。在这些作用中,作用(ii)形成的现有经济储量和资源量占90%,作用(iii)占9%。Merensky矿层(占总资源量30%)是一个铂族元素富集层位,它含1~3铬铁矿薄层,在可采宽度内硫化物平均含量为1%~3%(质量分数)。硫化物一般被认为是铂族元素的主要聚集体。该矿层由两个或两个以上含硫化物的基性热岩浆上升汇聚而成。这些岩浆的汇聚造成超镁铁质堆晶岩的厚度(主要是斜方辉石岩,某些地区包括橄榄岩)变化于50cm至数米之间。开采通常集中在厚度不到1m的地带。矿层的成因至今仍存在争议,一些观点认为铂族元素来自下部上升的热液流体,另一些观点认为铂族元素来自上部岩浆的硫化物沉降作用,并形成了Merensky辉石岩。已经知道矿层上覆的辉石岩、苏长岩和斜长岩中矿物来自两种岩浆类型:一种富含MgO(12%,质量分数)和Cr,而贫Al2O3(12%);另一种含典型的粒玄岩成分。UG-2铬铁岩含有全部经济资源量的58%,由一0.6~1m厚的铬铁岩层(有时见辉石岩夹层)和上覆的1~3层由铬铁矿所构成的薄层。虽然硫化物被认为至少是某些情况下对铂族元素的富集起作用,但UG-2的硫化物含量(0.5%~1.5%)显著低于Merensky矿层。UG-2层之下共有13个铬铁岩层位,所有的都含铂族元素,虽然铂族元素总含量和(Pt+Pd)/(Ru+Ir+Os)比值远低于UG-2。UG-2内所含的辉石岩"夹层"具高的87Sr/86Sr比值,说明与顶部熔融岩石的混合促进了铬铁岩和硫化物的形成。作用(iii)的主要实例是Platreef。目前它占总资源量的9%。不过,沿该带正积极开展找矿勘探工作,这一比例将来还会提高。这一矿层的厚度比Merensky和UG-2都要大,目前开采厚度达50多米。Platreef呈带状,上部为斜方辉石岩的堆晶岩;下部为辉石岩、长石辉石岩和苏长岩,它们与页岩、铁矿层和白云岩强烈相互作用,直接形成了底盘岩石。笔者认为Platreef是不同期次岩浆作用的结果,这些作用形成了不同的单元产物,包括布什维尔德主岩浆房的UG-2和Merensky矿层。新的岩浆进入主岩浆房会造成先存岩浆移位、岩浆错动并会冲破岩浆房的壁。圆筒状、带状岩管中的超镁铁岩含极高的Pt品位,在布什维尔德杂岩的下部切穿堆晶层,被认为是热液再活化的产物。它们现在未被开采,只是构成存封的铂族元素资源,对整个杂岩体资源没有重要的贡献。 相似文献
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幔源岩浆氧化还原状态及对岩浆矿床成矿的制约 总被引：7，自引：5，他引：2
岩浆的氧化还原状态是控制许多基本地质过程的关键热动力学参数之一。估算玄武质岩浆和源区岩石氧化还原状态的常用方法主要包括多价元素的价态、多价元素的分配系数、共存矿物对的化学平衡和全岩化学比值。岩石学实验的深入和分析技术手段的快速发展使精确估算岩浆氧逸度成为可能。这有力地促进了对地幔源区成分、岩浆的部分熔融程度和熔融方式与分异演化历史,以及岩浆矿床的成因机制及成矿过程的研究。幔源岩浆的氧化还原状态复杂多变,不仅与构造背景有关,还与地幔深度(压力)、交代作用和部分熔融有着密切联系。而在岩浆到达浅部地壳后,结晶分异、岩浆去气和同化混染等过程也能不同程度地改变岩浆的氧逸度。因此,即使来自同一构造背景的幔源岩浆也呈现出明显的氧逸度不均一性。氧逸度的高低对源区部分熔融过程中金属元素的地球化学行为、岩浆的分异演化趋势、Fe-Ti-V氧化物饱和时间的早晚和S在岩浆中的溶解度具有明显的控制作用。因此,岩浆的氧逸度对钒钛磁铁矿矿床和汇聚板块边缘的岩浆硫化物矿床的成矿过程具有显著的影响。 相似文献
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The Qingkuangshan Ni-Cu-PGE deposit, located in the Xiaoguanhe region of Huili County, Sichuan Province, is one of several Ni-Cu-PGE deposits in the Emeishan Large Igneous Province (ELIP). The ore-bearing intrusion is a mafic-ultramafic body. This paper reports major elements, trace elements and platinum-group elements in different types of rocks and sulfide-mineralized samples in the intrusion. These data are used to evaluate the source mantle characteristics, the degree of mantle partial melting, the composition of parental magma and the ore-forming processes. The results show that Qingkuangshan intrusion is part of the ELIP. The rocks have trace element ratios similar to the coeval Emeishan basalts. The primitive mantle-normalized patterns of Ni-Cu-PGE have positive slopes, and the ratios of Pd/Ir are lower than 22. The PGE compositions of sulfide ores and associated rocks are characterized by Ru depletion. The PGE contents in bulk sulfides are slightly depleted relative to Ni and Cu, which is similar to the Yangliuping Ni-Cu-PGE deposit. The composition of the parental magma for the intrusion is estimated to contain about 14.65 wt% MgO, 48.66 wt% SiO2 and 15.48 wt% FeOt, and the degree of mantle partial melting is estimated to be about 20%. In comparison with other typical Ni-Cu-PGE deposits in the ELIP, the Qingkuangshan Ni-Cu-PGE deposit has lower PGE contents than the Jinbaoshan PGE deposit, but has higher PGE contents than the Limahe and Baimazhai Ni-Cu deposit, and has similar PGE contents to the Yangliuping Ni-Cu-PGE deposit. The moderate PGE depletions in the bulk sulfide of the Qingkuanghan deposit suggest that the parental magma of the host intrusion may have undergone minor sulfide segregation at depth. The mixing calculations suggests that an average of 10% crustal contamination in the magma, which may have been the main cause of sulfide saturation in the magma. We propose that sulfide segregation from a moderately PGE depleted magma took place prior to magma emplacement at Qingkuangshan, that small amounts of immiscible sulfide droplets and olivine and chromite crystals were suspended in the ascending magma, and that the suspended materials settled down when the magma passed trough the Qingkuangshan conduit. The Qingkuangshan sulfide-bearing intrusion is interpreted to a feeder of Emeishan flood basalts in the region. 相似文献
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本文对塔里木盆地二叠纪大火成岩省中瓦吉里塔格地区超镁铁质隐爆角砾岩进行了铂族元素(PGE)和主、微量及稀土元素分析和研究。结果显示,隐爆角砾岩中Os、Ir、Ru、Rh、Pt和Pd含量分别为0.36×10-9～1.08×10-9、0.23×10-9～0.44×10-9、0.29×10-9～0.92×10-9、0.11×10-9～0.18×10-9、1.88×10-9～3.16×10-9和1.39×10-9～3.52×10-9,均低于原始地幔,与夏威夷苦橄岩相似。该岩石的Pd/Ir比值在3.6～11.9之间,PGE分配模式呈一条正倾斜的曲线,表现出一定程度的分异,具有非俯冲背景下产生的基性-超基性岩的PGE配分特点。略高于原始地幔但变化较小的Cu/Pd比值(5.1×104～12.1×104)表明其岩浆在上升侵位过程中并没有发生明显的饱和硫化物熔离作用,而岩浆源区在部分熔融过程中可能有少量残留的硫化物存在。隐爆角砾岩全岩的IPGE元素与MgO之间基本上呈正相关,而PPGE元素与MgO之间则略成负相关或无明显相关性,指示PGE的分异主要受到橄榄石结晶分异作用的控制。地球化学特征显示隐爆角砾岩的稀土元素总量高度富集(964.1×10-6～1299×10-6)和轻、重稀土强烈分馏((La/Yb)N=45.88～64.90),且微量元素蛛网图上大离子亲石元素富集和Nb、Ta的轻微亏损以及Zr、Hf的明显贫化,表明岩石可能遭受一定程度的地幔交代作用影响。但是,角砾与胶结物具有相近的PGE特征表明交代作用对PGE的影响并不大,暗示PGE可能主要赋存于禁锢在硅酸盐矿物内的硫化物包裹体中。 相似文献
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铂族元素的地球化学行为及全球主要铂族金属矿床类型 总被引：2，自引：0，他引：2
全球铂族金属矿床主要有6种类型,分别为：（1）镁铁质-超镁铁质层状岩体铂族金属矿床;（2）镁铁质-超镁铁质Cu-Ni硫化物矿床伴生的铂族金属矿床;（3）Urals杂岩体型铂族金属矿床;（4）蛇绿岩型铂族金属矿床;（5）与热液相关的铂族金属矿床;(6）外生型铂族金属矿床。除第4类型外其他类型的铂族矿床都具有经济意义。铂族金属矿床的形成主要与幔源岩浆性质及岩浆演化过程密切相关。大规模的幔源岩浆活动及在岩浆演化过程中具有产生硫饱和的条件是形成铂族金属矿床的有利条件,同时岩浆期后的热液作用能使铂族元素迁移并在特定条件下富集,对铂族金属矿床的形成有利。镁铁质-超镁铁质层状侵入体形成铂族金属矿床的有利条件是岩浆分异作用强,并且具有能产生高R因子的环境;镁铁质-超镁铁质Cu-Ni硫化物矿床中形成铂族金属矿床的有利条件是硫化物熔体的结晶分异作用;Urals型杂岩体中,由于岩浆在早期演化过程中硫的不饱和,形成的主要铂族矿物为Pt-Fe、Pt-Ir合金,且主要与铬铁矿共生,在岩浆演化硫饱和阶段可形成富Pd的铂族矿物,且与Cu-Fe-V-Ti-P金属共生;蛇绿岩型杂岩体中,主要形成的铂族矿物为含Ir- 、Os- 、Pt- 的合金或少量硫化物矿物,且主要赋存于铬铁矿中。 相似文献
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采用镍锍火试金法结合ICP-MS分析了毛屋斜方辉石岩和石榴二辉岩样品中的Ir、Ru、Rh、Pt和Pd的含量,结果显示其铂族元素(PGE)的含量随岩石类型无规律性的变化,原始地幔标准化后的铂族元素分布模式呈负斜率,Pd、Ir发生了分异。毛屋超镁铁岩铂族元素特征的形成受岩石中铂族元素的存在相制约,PPGE富集在富Cu硫化物,而IPGE以类似残留相、不熔的单硫化物固熔体形式存在,其中地壳混染也起了一定的作用;同时,成岩过程中流体的存在造成了Pt和Pd的活化。因此,单硫化物固熔体和流体的共同作用形成了毛屋超镁铁岩类似残留地幔岩的铂族元素分布特征。 相似文献