四川省丹巴县杨柳坪Ni-PGE矿床岩矿特征及PGE赋存状态的研究

摘要

杨柳坪Ni-PGE矿区位于四川省丹巴县城东南,共划分为杨柳坪、正子岩窝、协作坪及打枪岩窝等4个矿段,本文主要研究范围为杨柳坪和正子岩窝两个矿段,矿体主要分布于区内超基性岩杂岩中。本文主要研究内容为两矿段的岩矿特征、PGE赋存状态及PGE分布规律。这些研究不仅能作为解决选矿工艺中提高PGE回收率的依据,而且可作为了解成矿过程中铂族元素分散、富集规律的重要资料,有助于解决矿床成因、元素运移等方面的问题,也可为找矿勘探提供可靠的数据和资料。
　　 研究结果表明杨柳坪和正子岩窝矿段的岩石特征较为相似,但也存在差异,造成这种差异的原因可能与两矿段的侵位深浅和上地幔部分熔融程度有关。超基性岩多属于斜方辉石橄榄岩,岩石类型中杨柳坪矿段有角闪石岩产出,而正子岩窝未见此类岩石,正子岩窝有菱镁矿黑云片岩产出;正子岩窝矿段的岩石类型相对杨柳坪矿段丰富。岩石化学特征表明:岩体是拉斑玄武岩岩浆系列的产物;属于地台区由基性岩浆分异而形成的超基性岩;超基性岩属于贫钙的镁铁质岩;超基性岩大部分位于低铝质区。
　　 两矿段的矿石类型、构造及结构极为相似,说明其矿床类型及形成条件较为相似。矿石类型主要有:熔离型铂镍矿石、热液型细脉浸染状矿石及斑杂状矿石;构造以浸染状构造、斑点状构造、海绵晶铁构造、块状构造和脉状构造为主;常见的矿石结构主要为:自形晶结构、半自形晶结构、它形晶结构、共结结构、包含结构、结(网)状结构和交代残余结构等。两矿段的金属矿物主要有磁黄铁矿、镍黄铁矿、黄铜矿、磁铁矿、镍辉砷钴矿、黄铁矿、钛铁矿及赤铁矿等。此外,还可见少量的红锌矿、赤铜矿、斑铜矿、铜蓝和自然金;磁黄铁矿中普遍含有少量的镍元素,最高可达6.9％,最低为1.18％,Ni/Fe原子比在0.03-0.08之间。
　　 在选矿基础上,对在偏光显微镜下选出的疑似铂族元素矿物进行电子探针测试,分析发现这些矿物并非铂族元素矿物,由此推断铂族元素矿物颗粒是极为细小的,因此,选用扫描电镜及能谱分析,研究PGE元素在矿物中的赋存状态及规律。研究发现:
　　 1)铂族元素矿物颗粒多分布在0.5μm-2μm间,其数量少,但是种类繁多。两矿段均以Pd、Pt矿物为主,且Pd矿物多于Pt矿物;杨柳坪矿段主要是以Pd的碲锑化物、Pd的锑化物和砷铂矿为主,其次为Ru-Os的硫化物;正子岩窝矿段铂族元素矿物种类主要为:砷铂矿和Pd的碲锑化物。
　　 2)正子岩窝矿段的辉石及橄榄石中含有少量的铂族元素矿物;在杨柳坪矿段菱镁矿滑石片岩的菱镁矿中也发现有铂族元素矿物存在。
　　 3)铂族元素矿物大多赋存在磁黄铁矿、黄铁矿、磁铁矿等金属矿物中。其中磁黄铁矿中的铂族元素矿物最多,其次为磁铁矿和黄铁矿,而针镍矿、赤铁矿、黄铜矿、镍辉砷钴矿中的铂族元素矿物较少。不同金属矿物中赋存的铂族元素矿物种类也不尽相同。两矿段磁黄铁矿中的主要铂族元素矿物为Pd的碲锑化物及锑化物;杨柳坪矿段磁铁矿中赋存有铂族元素矿物,矿物种类多为砷铂矿及Os-Ru的硫化物。此外,在磁铁矿中首次发现了Os-Ir的氧化物,其成因还需进一步研究。Ni与铂族元素矿物有一定的关联性,含PGE磁黄铁矿中Ni的含量普遍较高。Cr与铂族元素矿物成矿有一定的关联性,即含铬元素的磁铁矿的形成环境有利于铂族元素矿物的聚集。
　　 4)两矿段的代表性矿物成因组合为Pd-Pt的Te-As-sb-Bi矿物。铂族元素矿物结晶顺序:杨柳坪铜镍矿床及矿化体中,铂族元素矿物的主要成矿阶段为;第一阶段与磁铁矿同时形成;第二阶段是伴随Fe、Ni、Cu的硫化物沉淀形成的。正子岩窝矿段的铂族元素矿物主要成矿期是与Fe、Ni、Cu的硫化物沉淀大致同时形成。初步推断该矿床主要是由原地熔离成因形成的。
　　 针对PGE矿物的赋存规律,对PGE综合利用的选矿方法采用机械选矿法。具体选用重力选矿法(重选法)、磁选法、浮游选矿法(浮选法)三种方法相结合的形式。此外在金属矿物成分分析的过程中发现,多数磁黄铁矿、黄铜矿、黄铁矿、四方硫铁矿中含有Ni元素,应在选矿过程中考虑Ni的回收问题。