乌拉圭基性岩脉中多相硫化物珠滴的岩石和结晶作用历史：Cu-Ni—PGE硫化物珠滴的起源的影响.docx

摘要：基性岩脉中的硫化物珠滴归属于Uruguayan dike swarm replicate, 在一个小范围内，在更大的富集铂族元素的镍铜硫化物矿床中发现了许多特征，例如在Sudbury and Noril’sk。这些由不混合的硫化物液体结晶形成的珠滴，形成了约1cm大小的卵形示顶底结构，磁黄铁矿和镍黄铁矿在底部，黄铜矿和方黄铜矿在顶部，含钛磁铁矿在边部。磁铁矿首先结晶，随后是富镍和富铁的一硫化物固溶体，它们沉入珠滴的底部，在那磁黄铁矿和镍黄铁矿出溶。剩下的位于上部的富铜液体结晶形成中间物固溶体（intermediate solid solution），在那黄铜矿和方黄铜之后出溶。最后高度进化的含Cu、Fe、Pd、Sn Mo Ag Bi Te Sb和富硫的液体在磁铁矿和邻近的硅酸盐矿物中结晶成10-20um的细脉充填结构。穿过磁铁矿的细脉常结束于磁铁矿和周围硅酸盐矿物的边界处，形成100um大小的次圆小球体，表明细脉从珠滴中部向外充填。珠滴中的结构证据表明随着结晶作用的进行、岩脉（dike）中不混合硫化物液体的珠滴陷入已部分结晶的硅酸盐矿物中（下陷距离不超过1mm，取决于附近硅酸盐），硫化物液体包裹、重吸收已固结的磁铁矿颗粒。在珠滴顶部，磁铁矿颗粒独立于硫化物液体之上，被石英、长石和角闪石部分包裹，这一矿物组合是随着珠滴下沉而充填其留下的上部空间，进化程度高于周围的host dike。岩脉中珠滴的位置，不受岩脉外部的影响，说明（1）进化的不混合富铜硫化物液体形成的充填结构更多的是与结晶过程相关而非后期构造时间；（2）铋、碲、锑源自后期岩浆，和不混合硫化物液体的结晶作用相关。介绍：众所周知，铂和钯是亲铜、亲铁元素，在硫化物和硅化物之间有很高的分配系数，因此在不混合硫化物液体中聚集。这些硫化物熔体从硅酸盐岩浆中分离，结晶形成富铂族元素、富碱金属（base metal）的硫化物矿床。不混合硫化物液体随冷却进行而分离，产生富镍、铁的一硫化物固溶体（MSS），剩下富铜的流体并在之后结晶形成中间物固溶体（ISS）。铱、钌和铑从硫化物液体提取并被吸入累积（cumulate）的MSS中,而铂、钯和金富集在富铜流体中。磁黄铁矿和镍黄铁矿在固相线下从MSS中出溶，尽管最近的实验证据表明，富镍系统中，镍黄铁矿和硫化物液体可以以包晶关系（peritectic relationships）共存，因此在硫化矿中发现的许多coarse镍黄铁矿可能代表了原始（primary）的磁铁矿结构。镍黄铁矿也可能在黄铜矿和磁黄铁矿的边界处形成。黄铜矿、方黄铜矿、褐硫铁铜矿、斜方硫铁铜矿和硫化铜铁从ISS中出溶。因此，主要的PGE富镍、铁硫化物矿床常出现在富磁黄铁矿、黄铜矿的矿石中。这种现象在Sudbury的North Range矿床中被描述过，那里富铜的衍生矿石（offshoot ores）从大量堆积的MSS中传开（spread out）并位于其下方。此外在Noril’sk矿床，例如在Oktyabr’sk矿床，位于靠下方和边部的地方富磁黄铁矿，而中心覆盖的则经常是富铜的。许多富PGE的镍-铜硫化物矿床，例如Sudbury, Noril’sk, Jinchan in China, 以及和科马提岩相关的矿床，如Raglan in northern Quebec and Kambalda in Western Australia，经受了局部（regional）变质作用、构造事件和后期的热液蚀变。因此，岩浆中不混合硫化物液体的最初的precious、碱金属（base metal）、示踪元素，和后期变质作用/热液循环导致的元素的迁出迁入（introduction and removal），这两者是很难区分的，尤其是微量元素，例如挥发性元素Bi, Te, Sb, and As。 这些矿床中有许多早期岩浆结构并不能总是轻易被认出。例如，不同密度的矿物结晶过程中体积的差异变化（differential volume changes）的影响，比方说硅酸盐和硫化物，或者在原始结晶中（primary crystallization）不稳定压力（volatile pressures）的发展，这些东西很少被保留下来，难以和后期构造破坏的产物区分。大量硫化物和邻近的硅酸盐岩的不同结构能力，可能集中了这些地区后来的破裂和流体流动，模糊了其原本的关系，这些岩浆期后作用可能也使得不混合硫化物液体和硅酸盐岩浆在结晶过程中的情况难以确认。在这篇文章中，我们检查了一种不同寻常的硫化物珠滴的矿物学和结构特征——这些珠滴来自乌拉圭岩脉群中的基性岩脉——以举例说明并更好的理解含PGE的镍-铜硫化物的早期岩浆浓聚物（primary m-agmatic concentrations ）的形成过程。这些岩脉中直径1