中国典型斑岩铜矿铂族元素地球化学特征及成矿意义探究.docxVIP

中国典型斑岩铜矿铂族元素地球化学特征及成矿意义探究

一、引言

1.1研究背景与意义

铜作为一种重要的有色金属，在现代工业中扮演着举足轻重的角色，广泛应用于电气、电子、建筑、机械制造等多个领域。随着我国经济的持续快速发展，对铜矿资源的需求与日俱增。然而，我国铜矿储量相对较少，仅占全球铜矿资源储量的3.05%，且大多分布在西藏地区，开发难度大。据美国地质局数据，2022年我国矿山产铜产量仅占全球矿山产铜总量的9%，但冶炼产铜产量却占全球总产量42%，这使得我国对铜矿资源的进口依赖度较高。例如，2021年1-10月中国铜矿砂及其精矿累计进口量为1918万吨，较去年同期的1807万吨同比增加6.1%。

斑岩铜矿作为铜矿的重要类型之一，在我国铜矿资源中占据着关键地位。其储量大、品位低、可大规模机械化开采，在我国各类铜矿中，斑岩型铜矿探明储量居首位，占总储量的45.5%。世界上许多大型和超大型铜矿都属于斑岩铜矿类型，如智利的Escondida铜矿，其铜储量巨大，对全球铜资源供应有着重要影响。在我国，像江西德兴铜矿，它是亚洲最大的露天铜矿，也是斑岩铜矿的典型代表，其开采和利用对我国铜产业发展意义重大。

铂族元素（PGE）包括铂（Pt）、钯（Pd）、锇（Os）、铱（Ir）、钌（Ru）、铑（Rh），由于其特殊的化学性质，如高熔点、高化学稳定性、良好的催化性能等，在汽车尾气净化、电子信息、航空航天、化学工业等领域有着不可替代的作用，一直作为战略资源受到世界各国的密切关注。

研究斑岩铜矿中的铂族元素地球化学具有多方面的重要意义。从理论研究角度来看，铂族元素在斑岩铜矿中的含量、分布和赋存状态等特征，能够为揭示斑岩铜矿的成矿过程提供关键线索。斑岩铜矿的形成与岩浆活动、热液作用等密切相关，铂族元素在这些过程中的地球化学行为，有助于深入理解成矿物质的来源、迁移和富集机制。比如，通过研究铂族元素在不同矿物相中的分配情况，可以推断成矿流体的性质和演化过程，以及岩浆与热液之间的相互作用关系。

在实际应用方面，对斑岩铜矿中铂族元素的研究，有助于确定其作为铂族金属潜在资源的价值。部分斑岩铜矿中铂族元素达到工业回收指标，有的储量可达中等规模，这对于缓解我国铂族金属资源短缺的现状具有重要意义。同时，铂族元素地球化学特征还可作为一种有效的找矿标志，为斑岩铜矿及相关矿床的勘查提供新的思路和方法。例如，通过分析铂族元素的异常分布区域，可以缩小找矿靶区，提高找矿效率，降低勘查成本，对我国矿产资源的可持续开发利用具有重要的推动作用。

1.2国内外研究现状

国外对斑岩铜矿铂族元素地球化学的研究起步较早。自Eliopoulos在1991年首次对希腊北部Skouries斑岩铜矿中的铂族元素和金进行研究以来，众多学者从不同角度展开了深入探讨。如Tarkian等分析了斑岩铜矿中铂族元素的含量、分布和赋存状态，研究表明，铂族元素在斑岩铜矿的不同矿物相中分布存在差异，在硫化物矿物中相对富集。Econmou-Eliopoulos等对铂族元素与Cu（Au）矿化的关系进行了研究，发现部分铂族元素的含量变化与铜、金矿化具有一定的相关性，暗示它们可能具有相似的成矿来源或在成矿过程中受到相似的地质作用影响。

在国内，对斑岩铜矿铂族元素地球化学的研究相对较晚，但近年来也取得了一定的进展。吴维虎等以云南普朗铜矿为典型案例，对普朗铜矿床主要矿体与不同类型矿石中伴生元素分布规律开展了调查分析，初步查明了伴生铂族元素的分布规律，为进一步研究铂族元素在斑岩铜矿中的地球化学行为提供了基础数据。

然而，现有研究仍存在一些不足之处。在影响斑岩型铜矿中铂族元素含量高低的影响因素方面，目前还不明确。虽然知道铂族元素与岩浆活动、热液作用等有关，但具体是哪些因素，如岩浆的成分、温度、压力，热液的酸碱度、氧化还原条件等，对铂族元素含量起着关键控制作用，尚未有清晰的认识。在富PGE斑岩型铜矿中流体包裹体研究不够系统，对流体包裹体中铂族元素的赋存状态、流体的性质和演化过程与铂族元素成矿的关系等方面，研究还不够深入，难以全面揭示铂族元素在成矿过程中的迁移和富集机制。对于PGE的富集机理研究还欠深入，虽然提出了一些可能的富集机制，但缺乏足够的实验和实际数据支持，无法准确解释铂族元素在斑岩铜矿中富集的具体过程和原因。

本文将针对现有研究的不足，以中国典型斑岩铜矿为研究对象，系统分析铂族元素的含量、分布、赋存状态，深入研究影响铂族元素含量的因素，全面剖析流体包裹体特征与铂族元素成矿的关系，进一步探讨铂族元素的富集机理，旨在为斑岩铜矿中铂族元素的研究提供新的认识和理论依据，为相关矿产资源的勘查和开发提供科学指导。

1.3研究内容与方法

1.3.1研究内容

本研究以