铂族元素矿床热液流体成矿模型探讨
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用铂 族元素 矿床 日益迫 切 。前 人关 于 Ｐ Ｇ Ｅ矿 床成 因
硫化 物在 Ｐ Ｇ Ｅ成 矿 过 程 中 的重 要性 ， 地 质 学家 提 出
Ｓ ＷＶＰ（ 饱和水蒸气压） ， Ｃ Ｎ ａ Ｃ ｌ 一０ ． ０ １ ～３ ． ０ ） 下 测
机理 的探究 ， 形成 ２ 种不 同 的 Ｐ Ｇ Ｅ成 因模 型 ： 考虑 到 定 Ｐ ｔ 和Ｐ ｄ在流体 中 的溶解 度 ， 提供 了相 对 比较 可 靠 的数 据 。有 关 实 验 认 为 ， 在该条 件下 Ｐ ｄ Ｃ ｌ ￣ 和
氯络合 物 的溶 解 度 随 流体 氧 化 程 度 的增 加 直处 于供不应求 的状态①。中国是铂金 属消耗 大 国之 式存 在 ，
一
，
ａ ｍｍｏ ｎ ｓ等［ ２ ］ 在 限定 条 件 （ ｔ 一３ ０ ０℃ ， Ｐ 科 学技术 的发 展对 铂 矿 的需 求 使研 究 、 寻 找 和利 而增 加 。Ｇ
第 ２ ８卷 第 ３ 期 ２ ０ １ ３年 ９月 ： ３ ３ ５ —３ ４ ３
地
质
找
矿
论
丛
Ｖｏ １ ． ２ ８ Ｎｏ ． ３
Ｓ ｅ ｐ ． ２ ０１ ３： ３ ３ ５—３ ４ ３
Ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｉ ｂ ｕ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｔ ｏ Ｇｅ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ａ ｎ ｄ Ｍｉ ｎ ｅ ｒ ａ １ Ｒｅ ｓ ｏ ｕ ｒ ｃ ｅ ｓ Ｒｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ
Ｐ ｄ和 Ｐ ｔ 可 以形 成 稳定 的氯 、 氢氧 、 氨 和硫 铂族 金属 以其特 殊 的物 理化 学 性质 被 广 泛地 应 究 表 明 ，
用 于 现代 工业 和 尖端 技术 中 ， 铂市 场 自 ２ ０ ０ ５以来 一
的络合物 ， 在 高 氧化 的流 体 中主 要 以氯 络 合 物 的形
在此 温度 压力 区 间 、 正常 氧 化态 制 以及成 矿流体作 用等 问题 的探 讨 ， 试 图揭示 热液 流 最 主要 的氯络 合物 ，
体在 Ｐ Ｇ Ｅ矿床成矿过 程 中的重要 性 。
的情 况下 ， Ｐ ｔ 和 Ｐ ｄ （ 包括其他 Ｐ Ｇ Ｅ） 的 主要 存 在 价 态为 ２ ＋［ ６ ］ ， 随着 氧逸 度 的增 加 ， Ｐ Ｇ Ｅ稳 定 价态 相 应升 高 ， 如Ｐ ｔ 由２ ＋变 为 ４ ＋； Ｏｓ由 ２ ＋变 为 ３ ＋， ６ ＋， ８＋ ； Ｒ ｕ 和 Ｒｈ 由 ２ ＋变为３ ＋ （ Ｍｏ ｕ ｎ ｔ ａ ｉ ｎ 和 ｗｏ ｏ ｄ ， １ ９ ８ ８ ； Ｓ ａ ｓ ｓ ａ ｎ ｉ 和 Ｓ ｈ ｏ ｃ ｋ ， １ ９ ９ ８ ） 。此 外 ， Ｐ ｔ和
责 任 编 辑 ： 赵 庆
基金项目 ： 国 家 自然科 学基 金 项 目（ 编号 ： ４ ０ ４ ７Байду номын сангаас２ ０ ５ １ ） 和 中 国地 质 调 查 局 项 目（ 编号 ： １ ２ １ ２ ０ １ ０ ７ １ １ ８ １ ４ ） 资助。
ｔ 的氯 络合 物 主要 变 成 Ｐ ｔ Ｃ Ｉ ￣ 一和 Ｐ ｔ Ｃ ｌ ￣ ＿ ［ 引。一般 据， 热液成 因模式 至今仍然 未被 引起 足够重 视 。本 文 Ｐ
通过对 Ｐ Ｇ Ｅ在热液 流体 中溶解 、 富集、 迁 移和 沉淀 机 认 为 ， 在２ ５ ～３ ０ ０℃ 的 流体 中， Ｐ ｄ Ｃ ｌ ￣ 一和 Ｐ ｔ Ｃ １ ￣ 为 ４
原生 岩浆成 因模式 ； 随 着研 究 的深入 ， 世 界 上几 乎所 Ｐ ｔ Ｃ １ ； －是最 主要 的 ２种 氯 络合 物 ］ ， 在高盐度、 强
氯 的 络合 物 能 提 高 Ｐ ｔ和 有Ｐ Ｇ Ｅ矿 床 中都 发 现 了热 液 流体 活 动 的迹 象 ， 由此 氧化 和强 酸 性 的 条 件 下 ， ｄ的溶解 度 。随着 流体 中 ｃ ｌ 浓 度 的增 大 ， 流体 中 又提 出了热 液流 体成 因模式 。然 而 由于缺 乏 相应 证 Ｐ
１ Ｐ ＧＥ在 热 液 流 体 中 的溶 解 性 质
２ Ｏ世 纪 ３ ０年 代 ， 对Ｐ Ｇ Ｅ尤 其 是 Ｐ ｔ 和Ｐ ｄ在不 Ｐ ｄ氢 硫基 络合 物 在 流 体 中也 具 有 一定 的溶 解 搬 运
收稿 日期 ： ２ Ｏ １ ２—１ １—２ ７ ；
改 回 日期 ： ２ ０ １ ３ 一Ｏ ８—０ ９ ；
破 口。
关键 词 ： 铂族元素矿床 ； 热液流体 ； 矿 床 成 因
中图分类号 ： Ｐ ６ ｌ １ ． ５ ； Ｐ ６ １ ８ ． ５ ３ 文献标识码 ： Ａ
同温度 、 压力 条件 下 流体 中溶解 度 的测定 就 已开 始 。
０ 引 言
现今 认 为 Ｐ ＧＥ在 流 体 中可 能 主要 以氯 络 合 物 和 氢 硫基 络合 物 的形式 存在 。Ｍｏ ｕ ｎ ｔ ａ ｉ ｎ和 Ｗｏ ｏ ｄ ［ １ 的研
主要 有 两 类 ： 堆 晶体 后 期 流 体 （ ＞５ ０ ０℃ ） 和 岩浆 后期 流体 （ ＜５ ０ ０℃） 。低 温 热 液 （ ＜５ ０ ０℃ ） 中， Ｐ ＧＥ可 能 主 要 以 氯 络 合 物 及 氢 硫 基 络 合 物 的 形 式 运 移 ； 高温热 液（ ＞５ ０ ０℃ ） 中， Ｐ ＧＥ可 能 主 要 以
氯络 合 物 的 形 式 运 移 。在 详 细 论 述 不 同温 度 、 压力条件下 的热液流体 中 Ｐ Ｇ Ｅ 溶 解 性 质 的基 础 上 ，
分析了 Ｐ ＧＥ在 流 体 中 的溶 解 、 迁移 、 富集 及 可 能 的 沉 淀 机 制 ， 为探 寻 Ｐ ＧＥ矿 床 的 成 因提 供 一 个 突
铂 族 元 素 矿 床 热 液 流 体 成 矿 模 型 探 讨
李瑞鹏 ， 颜 建 东
（ 中 国地 质 大 学 （ 北 京） 地 球 科 学与 资 源 学 院 ， 北京 １ ０ ０ ０ ８ ３ ）
摘要 ： 世 界 上 所 有 的铂 族 金 属 矿 床都 有 热 液 流 体 活 动 的迹 象 。 影 响 铂 族 元 素 （ Ｐ ＧＥ ） 成 矿 的 流 体
用铂 族元素 矿床 日益迫 切 。前 人关 于 Ｐ Ｇ Ｅ矿 床成 因
硫化 物在 Ｐ Ｇ Ｅ成 矿 过 程 中 的重 要性 ， 地 质 学家 提 出
Ｓ ＷＶＰ（ 饱和水蒸气压） ， Ｃ Ｎ ａ Ｃ ｌ 一０ ． ０ １ ～３ ． ０ ） 下 测
机理 的探究 ， 形成 ２ 种不 同 的 Ｐ Ｇ Ｅ成 因模 型 ： 考虑 到 定 Ｐ ｔ 和Ｐ ｄ在流体 中 的溶解 度 ， 提供 了相 对 比较 可 靠 的数 据 。有 关 实 验 认 为 ， 在该条 件下 Ｐ ｄ Ｃ ｌ ￣ 和
氯络合 物 的溶 解 度 随 流体 氧 化 程 度 的增 加 直处 于供不应求 的状态①。中国是铂金 属消耗 大 国之 式存 在 ，
一
，
ａ ｍｍｏ ｎ ｓ等［ ２ ］ 在 限定 条 件 （ ｔ 一３ ０ ０℃ ， Ｐ 科 学技术 的发 展对 铂 矿 的需 求 使研 究 、 寻 找 和利 而增 加 。Ｇ
第 ２ ８卷 第 ３ 期 ２ ０ １ ３年 ９月 ： ３ ３ ５ —３ ４ ３
地
质
找
矿
论
丛
Ｖｏ １ ． ２ ８ Ｎｏ ． ３
Ｓ ｅ ｐ ． ２ ０１ ３： ３ ３ ５—３ ４ ３
Ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｉ ｂ ｕ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｔ ｏ Ｇｅ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ａ ｎ ｄ Ｍｉ ｎ ｅ ｒ ａ １ Ｒｅ ｓ ｏ ｕ ｒ ｃ ｅ ｓ Ｒｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ
Ｐ ｄ和 Ｐ ｔ 可 以形 成 稳定 的氯 、 氢氧 、 氨 和硫 铂族 金属 以其特 殊 的物 理化 学 性质 被 广 泛地 应 究 表 明 ，
用 于 现代 工业 和 尖端 技术 中 ， 铂市 场 自 ２ ０ ０ ５以来 一
的络合物 ， 在 高 氧化 的流 体 中主 要 以氯 络 合 物 的形
在此 温度 压力 区 间 、 正常 氧 化态 制 以及成 矿流体作 用等 问题 的探 讨 ， 试 图揭示 热液 流 最 主要 的氯络 合物 ，
体在 Ｐ Ｇ Ｅ矿床成矿过 程 中的重要 性 。
的情 况下 ， Ｐ ｔ 和 Ｐ ｄ （ 包括其他 Ｐ Ｇ Ｅ） 的 主要 存 在 价 态为 ２ ＋［ ６ ］ ， 随着 氧逸 度 的增 加 ， Ｐ Ｇ Ｅ稳 定 价态 相 应升 高 ， 如Ｐ ｔ 由２ ＋变 为 ４ ＋； Ｏｓ由 ２ ＋变 为 ３ ＋， ６ ＋， ８＋ ； Ｒ ｕ 和 Ｒｈ 由 ２ ＋变为３ ＋ （ Ｍｏ ｕ ｎ ｔ ａ ｉ ｎ 和 ｗｏ ｏ ｄ ， １ ９ ８ ８ ； Ｓ ａ ｓ ｓ ａ ｎ ｉ 和 Ｓ ｈ ｏ ｃ ｋ ， １ ９ ９ ８ ） 。此 外 ， Ｐ ｔ和
责 任 编 辑 ： 赵 庆
基金项目 ： 国 家 自然科 学基 金 项 目（ 编号 ： ４ ０ ４ ７Байду номын сангаас２ ０ ５ １ ） 和 中 国地 质 调 查 局 项 目（ 编号 ： １ ２ １ ２ ０ １ ０ ７ １ １ ８ １ ４ ） 资助。
ｔ 的氯 络合 物 主要 变 成 Ｐ ｔ Ｃ Ｉ ￣ 一和 Ｐ ｔ Ｃ ｌ ￣ ＿ ［ 引。一般 据， 热液成 因模式 至今仍然 未被 引起 足够重 视 。本 文 Ｐ
通过对 Ｐ Ｇ Ｅ在热液 流体 中溶解 、 富集、 迁 移和 沉淀 机 认 为 ， 在２ ５ ～３ ０ ０℃ 的 流体 中， Ｐ ｄ Ｃ ｌ ￣ 一和 Ｐ ｔ Ｃ １ ￣ 为 ４
原生 岩浆成 因模式 ； 随 着研 究 的深入 ， 世 界 上几 乎所 Ｐ ｔ Ｃ １ ； －是最 主要 的 ２种 氯 络合 物 ］ ， 在高盐度、 强
氯 的 络合 物 能 提 高 Ｐ ｔ和 有Ｐ Ｇ Ｅ矿 床 中都 发 现 了热 液 流体 活 动 的迹 象 ， 由此 氧化 和强 酸 性 的 条 件 下 ， ｄ的溶解 度 。随着 流体 中 ｃ ｌ 浓 度 的增 大 ， 流体 中 又提 出了热 液流 体成 因模式 。然 而 由于缺 乏 相应 证 Ｐ
１ Ｐ ＧＥ在 热 液 流 体 中 的溶 解 性 质
２ Ｏ世 纪 ３ ０年 代 ， 对Ｐ Ｇ Ｅ尤 其 是 Ｐ ｔ 和Ｐ ｄ在不 Ｐ ｄ氢 硫基 络合 物 在 流 体 中也 具 有 一定 的溶 解 搬 运
收稿 日期 ： ２ Ｏ １ ２—１ １—２ ７ ；
改 回 日期 ： ２ ０ １ ３ 一Ｏ ８—０ ９ ；
破 口。
关键 词 ： 铂族元素矿床 ； 热液流体 ； 矿 床 成 因
中图分类号 ： Ｐ ６ ｌ １ ． ５ ； Ｐ ６ １ ８ ． ５ ３ 文献标识码 ： Ａ
同温度 、 压力 条件 下 流体 中溶解 度 的测定 就 已开 始 。
０ 引 言
现今 认 为 Ｐ ＧＥ在 流 体 中可 能 主要 以氯 络 合 物 和 氢 硫基 络合 物 的形式 存在 。Ｍｏ ｕ ｎ ｔ ａ ｉ ｎ和 Ｗｏ ｏ ｄ ［ １ 的研
主要 有 两 类 ： 堆 晶体 后 期 流 体 （ ＞５ ０ ０℃ ） 和 岩浆 后期 流体 （ ＜５ ０ ０℃） 。低 温 热 液 （ ＜５ ０ ０℃ ） 中， Ｐ ＧＥ可 能 主 要 以 氯 络 合 物 及 氢 硫 基 络 合 物 的 形 式 运 移 ； 高温热 液（ ＞５ ０ ０℃ ） 中， Ｐ ＧＥ可 能 主 要 以
氯络 合 物 的 形 式 运 移 。在 详 细 论 述 不 同温 度 、 压力条件下 的热液流体 中 Ｐ Ｇ Ｅ 溶 解 性 质 的基 础 上 ，
分析了 Ｐ ＧＥ在 流 体 中 的溶 解 、 迁移 、 富集 及 可 能 的 沉 淀 机 制 ， 为探 寻 Ｐ ＧＥ矿 床 的 成 因提 供 一 个 突
铂 族 元 素 矿 床 热 液 流 体 成 矿 模 型 探 讨
李瑞鹏 ， 颜 建 东
（ 中 国地 质 大 学 （ 北 京） 地 球 科 学与 资 源 学 院 ， 北京 １ ０ ０ ０ ８ ３ ）
摘要 ： 世 界 上 所 有 的铂 族 金 属 矿 床都 有 热 液 流 体 活 动 的迹 象 。 影 响 铂 族 元 素 （ Ｐ ＧＥ ） 成 矿 的 流 体