矿床地质特征
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发布时间：2022-04-25 14:16
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时间：2023-01-23 00:53
杨柳坪铂镍矿床的铂镍矿体主要分布于区内铁质超基性杂岩的蛇纹岩及滑石岩类岩石中，这些超基性杂岩均有不同程度的矿化。
1.矿体特征
杨柳坪矿区的矿体按含矿岩体的空间分布，可分为杨柳坪、台子坪、协作坪、打*岩窝、正子岩窝矿（段）体。其中正子岩窝达到大型规模，杨柳坪、协作坪为中型规模，台子坪及打*岩窝为小型规模。按出露海拔高程（图4-20），自上而下为：协作坪（3720m）→正子岩窝（3650m）→杨柳坪（3305m）→打*岩窝（低于3000m）；按侵位地层层位自上而下依次为：协作坪（Dwg3）→正子岩窝（Dwg2）→台子坪（Dwg2）→杨柳坪→打*岩窝（Dwg2）。
矿区内已探明的矿体一般呈似层状、脉状或透镜状产于岩体中、下部，矿体产出层位稳定，产状与岩体基本一致，沿倾向倾角平缓，均小于30°；受后期构造影响，矿体具褶皱及透镜化现象。大部分含铂镍铜矿体均已出露地表，矿体厚度变化较大，由小于1m至数十米不等，矿体沿走向延伸长度一般大于100m，最大延长可达1600m以上；向深部延伸规模均有不同程度增大，沿倾向延深一般为100～200m，最大延深可达300m以上。勘探结果表明矿体在地表分布断续，向深部则较为连续（图4-23）。
图4-23 杨柳坪矿区A-A′剖面示意图
（据四川地质矿产局）
2.矿石类型
按矿石成因、结构构造，可分成如下矿石类型：
（1）熔离型铂镍矿石
此类型矿石包括浸染状、海绵陨铁状和致密块状矿石，产于超基性岩相中，其中蛇纹岩相62%、滑石岩相20%、次闪石岩相12%。致密块状矿具矿浆贯入性质。
浸染状矿石：该类矿石主要分布于矿体中上部，为主要的矿石类型之一，金属硫化物含量由小于5% 至50%±，主要矿物由磁黄铁矿、镍黄铁矿、黄铜矿组成，另含少量黄铁矿、磁铁矿、钛铁矿、铬铁矿、紫硫镍矿、马基诺矿及微量铂族矿物等。该类矿石按硫化物含量多少可进一步分为稠密浸染状、稀疏浸染状及星点状等不同的矿石类型。矿石中Cu含量一般为0.4%～0.13%;Ni含量0.1%～1%,PGE含量（0.1～0.55）×10-6;Au含量小于0.2×10-6;Ag含量小于5×10-6。
熔离型致密状矿石：该类矿石金属硫化物含量在75%～80%以上，主要由磁黄铁矿（约占总量58%）、紫硫镍矿（约10%）、镍黄铁矿（约3%）、黄铜矿（约2.3%）、黄铁矿（约0.3%）等组成，少量但常见的有辉砷镍矿辉砷钴矿及含Ag黄铁矿和含银矿物系列；铂族矿物计有等轴碲锑钯矿、砷铂矿、六方碲钯镍矿等。矿石中Cu含量0.5%士，Ni含量0.6%～2.0%、个别高达5.28%,PGE含量1～2.38g/t、个别高达5～10g/t,Au 0.023～0.035g/t,Ag>5g/t，个别高达139～233g/t。
（2）热液型细脉浸染状矿石
该类矿石主要分布于矿体下部及围岩接触带中，沿矿石或岩石裂隙贯入分布，已知范围及规模局限。金属硫化物含量从5%～15%不等。主要金属矿物由黄铜矿、磁黄铁矿、镍黄铁矿、黄铁矿组成，次有紫硫镍矿、硫钴矿、针镍矿、少量铂族矿物，方铅矿及闪锌矿较为普遍，局部含量占优。Cu含量变化较大，一般为0.24%～1%;Ni含量0.15%～1%，个别可达2.48%;PGE含量一般为（1～2.7）×10-6，局部达4.7×10-6;Au含量较低，一般小于0.1×10-6;Ag含量小于10×10-6。
（3）接触交代型斑杂状矿石
斑杂状矿石分布比较局限、一般分布在浸染状与块状矿石之间。金属硫化物含量约为30%～50%；主要由黄铜矿、磁黄铁矿、镍黄铁矿组成，次有黄铁矿及微量铂族矿物等；Cu含量为0.2%士，Ni含量0.5%士，个别达1%;PGE含量（0.5～1）×10-6，个别达2×10-6;Au含量小于0.1×10-6;Ag含量小于5×10-6。
浸染状矿石主要为岩浆熔离成因，与岩体造岩矿物渐变、均匀或不均匀分布。斑杂状矿石具两种成因，一为岩浆熔离成因，与浸染状矿石过渡；二为接触交代成因，一般产于矿体底部或外接触带，受裂隙控制，形态不规则。块状矿石为岩浆熔离或贯入成因，与岩体或围岩界线清楚或渐变过渡。细脉浸染状矿石为热液成因，一般沿岩体底部及外部接触带围岩之裂隙呈网脉状产出。块状矿石已控制的规模较小，但品位高于浸染状矿石约10倍（王登红等，2003）。
3.矿石结构
矿石结构类型比较多，按成矿作用可分为如下几大类：
1）岩浆结晶作用形成的矿石结构。此类结构主要有自形晶结构、半自形晶结构、他形晶结构及共边结构等。辉砷镍矿及黄铁矿、磁铁矿可呈自形晶结构；锑等轴碲铋钯矿可见半自形晶结构；镍黄铁矿、磁黄铁矿、黄铜矿连生呈他形晶结构常见；磁黄铁矿集合体中，矿物粒间为共边结构。
2）固熔体分离作用形成的矿石结构。此类结构为区内比较主要的矿石结构类型，主要有结状结构，火焰状结构及叶片状结构。上述3种结构只限于磁黄铁矿镍黄铁矿连生体，如镍黄铁矿沿磁黄铁矿周围可形成结状结构；镍黄铁矿在磁黄铁矿可呈火焰状结构及叶片状结构等。
3）交代、溶蚀作用形成的矿石结构。此类结构较常见，由于矿物之间相互交代，蚕蚀作用比较普遍，故常形成交代－溶浊结构。如银镍黄铁矿被黄铜矿交代呈残余结构；方铅矿强烈交代闪锌矿形成溶蚀结构；紫硫镍矿具镍黄铁矿的假象而呈假象结构；热液期形成的黄铁矿呈细网脉状结构等。
4）晶粒内部结构组。此类结构是矿物晶体中较为特有的一种内部结构。如镍黄铁矿的内部裂理及解理结构，方铅矿内部的三组解理结构，紫硫镍矿内不规则的裂纹结构及紫硫镍矿内部的晶畴结构等。
4.矿石构造
1）块状构造。金属矿物呈致密块状，金属矿物含量在75%以上，主要见于矿体下部富矿体中。
2）浸染状构造。此类构造最为常见，根据金属矿物的含量不同可区分出稠密浸染状构造、稀疏浸染状构造和星散状－星点状构造。金属矿物在矿石中的含量变化较大，从5%至50%不等。主要产于矿体中上部，在其他矿石类型中也可出现。
3）斑染状构造。此类构造中金属矿物分布不均匀，含量30%～50%，呈不均匀斑染状产出。
4）脉状网脉状构造。此类构造见于矿体下部及外接触带矿石中，金属矿物沿矿石或岩石裂隙分布。
5.矿石物质组分
据统计，矿区内已发现金属和铂族金属矿物达40余种；主要矿物电子探针分析结果见表4-13。
表4-13 杨柳坪矿床主要金属矿物电子探针分析结果表 （wB/%）
（1）含镍矿物
镍黄铁矿（Fe,Ni）9S8：其呈不规则的聚粒状、火焰状、网脉状比较均匀地分布于磁黄铁矿粒间或边缘，且大部分被紫硫镍矿所交代，矿物粒度一般为0.04～0.1mm，反射色浅*，均质体，解理、裂纹发育。该矿物是区内主要含镍矿物之一，电子探针分析S为33.14%～33.90%,Fe为28.75%～29.58%,Ni为35.64%～36.50%；含少量Cu、Te、Co、Pb、Bi等。
辉砷镍矿（Ni,Co,Fe）As S：其在矿石内较少见，常呈较规则的八面体、菱形十二面体或梯形截面状产于磁黄铁矿粒间或边缘，并可包含较早结晶的磁黄铁矿、黄铜矿。矿物粒径较小，数十微米者居多，最大可达0.34mm。反射色白色，电子探针分析S为16.59%～16.86%,Ni为16.76%～18.66%,As为46.58%～47.86%,Co为8.96%～9.30%,Fe为6.50%～6.87%；含少量Sb、Pb、Ag、Cu、Pt、Pd等。
紫硫镍矿（Ni,Fe）3S4：其分布比较广泛，为主要含Ni矿物之一。常呈不规则他形粒状或集合体产于镍黄铁矿外缘、解理及裂隙之间；粒度细小，反射色呈浅紫色调，均质体。电子探针分析S为39.88%～42.42%,Ni为33.22%～44.30%,Fe为12.77%～26.00%；含少量Cu、Bi、Te、Co、Sb、Pb、Ag。
其他矿物如铅碲铋矿、银镍黄铁矿、黄铜矿、方铅矿等矿物的化学成分见表4-14。
表4-14 杨柳坪矿床中铂族矿物的电子探针分析结果 （wB/%）
（2）铂族矿物
据现有资料（胡晓强等，2001），矿区内已发现铂族矿物十几种，其中包括碲化物、碲铋化物、碲锑化物、锑化物、砷化物及自然元素六大类。矿物种类主要有，等轴碲铋钯矿（Pb,Ni）Bi Te，锑等轴碲铋钯矿（Pd,Pt）（Bi,Sb）Te，铋等轴碲锑钯矿（Pd,Ni）（Sb,Bi）Te，锑碲钯矿（Pd,Ni）2（Sb,Bi）Te，碲镍铂钯矿（Pd,Pt,Ni）Te2，钯碲镍矿（Ni,Pd）Te2，含钯碲镍矿Ni Te2（Pd），钯碲锑镍矿（Ni,Pd）2Sb Te2，黄铋碲钯矿Pd（Te,Bi），铋碲锑钯矿Pd Sb2（Te,Bi）2，六方锑钯矿Pd Sb，一锑二钯矿Pd2Sb，砷铂矿Pt As2，峨眉矿Os As2，铋铑砷锇铱矿（Os,Ir,Ru）3（As,Bi），自然钯（Pd）及自然铂（Pt）。各矿物的电子探针分析结果见表4-14，主要矿物的特征见表4-15。
表4-15 杨柳坪矿床中铂族矿物特征表
（3）铂族矿物共生系列
矿床内铂族矿物种类较多，可归属于以下共生组合系列：
1）Te-Bi-Pd系列。该系列以等轴碲铋钯矿Pd Bi Te黄铋碲钯矿Pd（Te,Bi）共生为主。该组合在矿石中非常普遍，是杨柳坪矿床内最为常见的铂族矿物。
2）Te-Sb-Pd系列。该系列以锑碲钯矿Pd2Sb Te－铋等轴碲锑钯矿（Pd,Ni）（Sb,Bi）Te共生为主，较常见。
上述两个系列的铂族矿物，成分通常不纯，Sb常替代Bi，或Bi替代Sb，因而形成一些介于两者之间的矿物，如锑等轴碲铋钯矿（Pd,Pt）（Bi,Sb）Te、铋等轴碲锑钯矿（Pd,Ni）（Sb,Bi）Te等。前者可认为是由于等轴碲铋钯矿中Bi被Sb部分替代的结果，形成的锑等轴碲铋钯矿这一变种矿物应属于Te Bi-Pd系列；而后者铋等轴碲锑钯矿亦可认为是等轴碲锑钯矿中的Sb被Bi部分替代的结果，从而形成铋等轴碲锑钯矿变种矿物，理应属于Te-Sb-Pd系列矿物之一。此外，由于铂族矿物主要产出于铜镍硫化物矿床中，Ni含量极为丰富；所以才有Ni多少不等地替代Pd的情况出现，从而使矿物组分较为多变和复杂化。
3）Te Ni-Pd系列。矿石中已发现有碲镍钯矿（Pb,Ni）（Te,Bi）－钯碲镍矿（Ni,Pd）Te2－含钯碲镍矿Ni Te2（Pd）的共生组合。这一系列矿物中，新矿物不少，多未被人们发现和公开承认，但在本矿床确有其存在，专题研究暂拟定名如表4-14，还有待进一步确认和深化。图4-24照片中的亮白色矿物是其中的一个代表，见于杨柳坪YLP-15号光薄片，其成分是：S 7.17%,Sc2.13%,Fe 7.12%.Ni 23.23%,Pd 10.57%.Te 43.73%,Bi 6.44%。
图4-24 杨柳坪YLP-15号光薄片中的Te-Ni-Pd化合物
（王登红采样，陈振宇照相）
4）Sb-Pd系列。本矿床中Sb-Pd系列矿物已有发现，为六方锑钯矿Pd Sb－锑二钯矿Pd2Sb共生。六方锑钯矿Pd Sb是早已发现并公认的一种矿物，其Pd:Sb为1:1；而本矿床中首次出现的一锑二钯矿Pd2Sb的Pd:Sb为2:1，因而暂名为一锑二钯矿。由于一锑二钯矿的出现，可以有依据地肯定Sb-Pd系列矿物的存在，而以往文献中只有六方锑钯矿Pd Sb，还无理由认为它有共生系列矿物的存在。六方锑钯矿Pd Sb－一锑二钯矿Pd2Sb的共生，刚好满足Pd-Sb二元素应有两个矿物存在的理论要求，从而使之达到矿物的相平衡。
5）砷铂矿Pt As2。矿区有此矿物产出，但未发现另一个不同比值的矿物出现，尚无依据说明有As-Pt系列矿物存在。砷铂矿As:Pt值为2:1，因而不能否认As:Pt其他比值的矿物存在。
6）峨眉矿Os As2及铋铑砷锇铱矿（Os,Ir,Ru）3（As,Bi）。峨眉矿的情况大致同砷铂矿，而铋铑砷锇铱矿的成分极其复杂，尚无充分证据判别它是否属As-Os-Ir系列矿物。
7）自然元素矿物。在反光镜下见有自然铂（Pt）和自然钯（Pd）在矿石中存在。由于颗粒极细小，未能分析其成分，亦不便讨论其共生系列特征。
由于矿物共生系列虽然客观存在，但由于铂族矿物在显微镜下既罕见又细小，对其成分的鉴定主要依赖于电子探针的分析结果，在矿物定名和分析其共生组合关系时还存在很大的不确定性，需要今后深入研究。
6.成矿期次
研究表明，杨柳坪矿床的成矿作用经历了较长的演化过程，据矿石结构、构造、矿物组分、类型及相互关系，可以识别出3个成矿期、4个成矿阶段。
（1）岩浆熔离成矿期
岩浆熔离成矿期可分为两个阶段。
早期氧化物阶段。为岩浆贯入侵位的早期结晶阶段，本阶段首先析出的主要是造岩矿物，最早结晶的主要是橄榄石、辉石、角闪石类硅酸盐矿物，其次是磁铁矿、铬铁矿、钛铁矿等金属氧化物。它们是在高温氧化条件下形成的。该阶段可能有少量的镍、钴、铜硫化物及铂族矿物产出，但富集程度不高。
硫化物铂族元素矿化阶段。在岩浆作用的中晚期，由于造岩矿物晶出、温度缓慢下降，大量富含金属硫化物及铂族元素的矿浆从硅酸盐熔浆中析离出来，导致S离子浓度的不断增高。由于Ni及PGE的亲硫和亲铁性，并有相似的离子半径，因而形成了铂族元素及含铜镍等金属硫化物、锑及碲锑等的化合物和自然合金。在温度缓慢下降、重力及结晶分异作用的制约下，熔离出来的矿浆慢慢向底部沉降，在岩体的中部→下部→底部逐渐形成浸染状→稠密浸染状→似层状、板状或块状矿石，呈现规律的分带性。该阶段有大量的金属硫化物和铂族矿物形成，是重要的成矿阶段，并以中高温还原环境为特点。
（2）岩浆后期残余气液成矿期
在岩浆熔离成矿之后，饱含挥发分的残余气液仍富含硫化物和部分PGE，借助于其较强的活动性和流动性，易向岩体边部、早期形成矿石的裂隙或近矿围岩的裂隙等相对薄弱的部位迁移、充填、交代，从而形成不规则的细网脉及小透镜状的贯入型矿体（石），并对早期形成的铂镍矿体起叠加富集作用。当残余气液贯入到化学性质相对活泼的碳酸盐岩地层或与之接触时，则发生接触交代作用，形成矽卡岩型（斑染状）铂镍矿石或矿体。
此阶段虽属次要的成矿阶段，但可形成高品位矿石。成矿环境为中高温－中温还原环境。矿物组合以黄铜矿、磁黄铁矿、黄铁矿、紫硫镍矿组合为主，尚有少量方铅矿、闪锌矿。矿石内普遍见镍黄铁矿被紫硫镍矿交代等现象。
（3）表生成矿期
原生矿体在近地表环境的低温条件下，通过演化作用改造原生矿体，形成针铁矿、纤铁矿及铜蓝等表生矿物。PGE可能发生活化转移。
