1.可能出現的礦床類型
1)熱液型。在貴州地區,研究熱液型鉑族元素礦床的成礦條件具有重要的理論意義和現實意義。貴州的大規模巖漿活動表面上不太發育,地表出露的巖漿巖比較少,這給尋找鉑族元素礦床帶來了困難。但是,貴州的熱液型礦床尤其是淺成低溫熱液型礦床非常發育,類型很多,分布很廣,汞、銻、砷、鉈等礦種在國內外均有重要地位。這些礦床主要分布在遠離峨眉山玄武巖出露地區,表面上與峨眉地幔柱沒有聯系。但是,Hg、Sb、As等金屬元素與Cu、Pb、Zn等成礦元素不同,其活動性更強,氣相搬運的可能性更大,而且Hg、As、Sb本身還存在有搬運其他金屬的可能性。因此,盡管它們不容易在高溫條件下穩定地堆積成礦,但不見得在其深部沒有巖漿作用。Hg、Sb、As都可以和鉑族元素形成鉑族礦物,如汞鈀礦(Polarite,Pd Hg)、碲汞鈀礦(Pd3Hg Te3)、砷鈀礦(Arsenopalladinite,Pd8(As,Sb)3)、砷鉑礦(Pt As2)、峨眉礦(Os As)、六方銻鈀礦(Sudburyite,Pd Sb)、等軸銻鉑礦(Geversite,Pt Sb2)等至少40多種礦物。因此,在貴州優勢礦種汞、砷、銻成礦區還不能放棄對鉑族元素成礦的研究和探索。
2)煤巖型。煤是PGE的重要容礦圍巖,煤中的PGE可能是煤礦形成之後吸附的,但也可能是煤礦成礦過程中富集的。對於煤中PGE的富集機制還不是太清楚,但俄羅斯某含煤窪地中PGE的發現充分證明,煤中的PGE可能是很重要的。李生盛等(2002)已經報道了黔西南煤中PGE的富集情況,目前迫切需要調查和研究的是,哪些地區、哪個時代(層位)、哪種類型的煤含PGE,含PGE的煤在時空分布上與峨眉山玄武巖的分布有沒有聯系,這對於開拓找礦思路是有意義的。在美國—加拿大交界的阿帕拉契亞造山帶的寒武系—奧陶系灰巖地層及其前寒武紀基底地層中曾經發現過多處產於瀝青中的自然鉑。貴州地區的壹些油氣區尤其是壹些可能已經被破壞的油氣藏(包括瀝青)中是否有PGE的富集,也是壹個嶄新的課題。
3)非正常沈積巖型。非正常沈積巖是指在正常沈積過程受到了意外事件的幹擾而形成的沈積巖,意外的事件包括隕石撞擊、火山噴發及派生的其他地質作用,如與海底火山噴發有關的噴氣作用、缺氧事件。含礦的黑色巖系可能屬於此列,世界上已經發現很多地區的黑色巖系含有鉑族元素,其中俄羅斯的幹谷金—鉑族元素礦床已經證實至少有1000t鉑族元素賦存在黑色巖系中。貴州分布比較廣泛的寒武系黑色巖系也可能屬於非正常沈積巖,遵義附近的黃家灣鎳-鉬礦床就含有PGE。對於貴州等地寒武系底部黑色巖系中超常富集的PGE的來源,李勝榮等(2000)根據湘黔地區該富集層Au、Ag、PGE的豐度及其比值、元素的相關性、元素分布模式和配分模式認為這些成礦元素主要不是地外物質直接提供的,也不是從正常海水中沈積的,而可能主要與海底熱水噴流作用有關,即由海底熱水通過深循環汲取元古宙武陵期基性-超基性巖物質所形成。據王硯耕高級工程師介紹,最近在含礦黑色巖系的底板發現了堿性的巖漿碳酸巖,因此,不排除巖漿活動提供成礦物質的可能性。
2.可能出現的地區和成礦時代
遵義黃家灣鎳-鉬-鉑族元素礦床已經證實形成於寒武紀,賦存在寒武系底部,屬於黑色頁巖型鎳鉬鉑族元素礦床,毛景文等(2001)利用負離子熱表面電離質譜對礦石進行了Re-Os同位素年齡精測,獲得(541.3±16)Ma(2σ)的等時線年齡,表明黃家灣礦床是華南寒武紀黑色頁巖多金屬成礦帶的壹個組成部分。但是,貴州的鉑族元素成礦時代肯定不局限於此,其他可能出現的時代和地區包括:
1)貴州東北部梵凈山地區曾經發現過科馬提巖,因此需要調查是否存在元古宙科馬提巖型鉑族元素礦床。梵凈山的科馬提巖還有不少問題需要查明,但桂北寶壇地區形成有可能與元古宙類科馬提巖有關的大坡嶺含鉑銅鎳礦床,可以作為壹個信息。高振敏等(1998)、李勝榮等(2000)、毛景文等(2001)、張光弟等(2002)均提出了寒武系黑色頁巖中的鉑族元素可能來自於元古宙武陵期基性-超基性巖的看法,果真如此的話,那麽,武陵期基性-超基性巖本身是否含礦呢?
2)寒武系黑色巖系分布廣泛,不局限於遵義附近,靠近湖南等地的寒武系同樣值得註意,甕安、織金等地的早寒武紀黑色頁巖也含有貴金屬(張愛雲等,1987)。
3)峨眉山玄武巖分布區可能出現多種類型的熱液型鉑族元素礦床,包括煤巖型、構造控制的熱液型、玄武巖型自然銅礦床中的伴生鉑族元素礦床等;其成礦時代可能從二疊紀末期延續到新生代。後期構造事件及其有關的區域性熱對流系統是否存在,對於玄武巖中賦存的PGE活化、轉移、成礦具有關鍵意義,是尋找後期熱液型鉑族元素礦床過程中必須考慮的。越來越多的研究表明,PGE的活動性是明顯的,甚至在低溫下就可能發生明顯的轉移。
4)峨眉山玄武巖分布區外圍淺成低溫熱液型礦床中伴生的鉑族元素礦床,包括滇黔桂金三角的卡林型金礦床,其成礦時代可能主要是中生代。作者曾經從地幔柱的角度探討了膠東和滇黔桂兩個金礦成礦集中區的成因(王登紅,1998),目前看來,地幔柱(不只是二疊紀的峨眉地幔柱)制約金礦成礦集中區形成的認識仍然不過時,盡管對於美國內華達卡林型金礦成礦集中區是否與熱點有關的爭論始終沒有停止。蘇文超等(2001)利用ICP-MS測定了爛泥溝和丫他兩個卡林型金礦床不同成礦階段石英流體包裹體的成分,結果表明其中Co、Ni、Cu、Pb和Zn的含量較高,而且在這兩個金礦床主成礦期的石英流體包裹體中都檢測出了高含量的Pt。這壹發現不但有助於證實基性-超基性火成巖可能是黔西南地區卡林型金礦床成礦物質重要來源的看法,而且為在卡林型金礦分布區尋找鉑礦提供了重要信息。
5)紅土型金礦、風化殼型鋁土礦及玄武巖風化殼中的砂鉑礦及其他未識別出來的鉑族元素礦床類型,等等。
3.成礦後構造的影響
貴州雖然離青藏高原比較遠,但新生代的構造運動仍然很明顯(秦守榮等,1998)。新生代不是鉑族元素成礦的主要時期,但對新生代構造運動的研究將有助於開拓找礦思路。根據作者的觀察與研究,目前已知的與古生代峨眉地幔柱成因暗色巖系有關的幾個鉑族元素礦床,在空間上主要分布在西部和中部,東部至今還少有發現(但不排除這種可能性);在時間上可能主要與峨眉山玄武巖的噴發基本同時期,但要考慮其復雜性。目前作者已經利用R Oes同-位素定年方法測得雲南白馬寨銅鎳礦床的成礦年齡為249Ma,雲南金寶山的確切成礦時代還不清楚,但可能也是海西期的(據《雲南省區域礦產總結》,金寶山橄欖巖中黑雲母的K-Ar年齡為304Ma,Rb-Sr年齡為322Ma。如果此年齡確實並代表了成巖成礦的時代,則金寶山鉑族元素礦床可能與250Ma前後活動的峨眉地幔柱沒有直接的聯系,屬於另壹個地質事件的產物);而利用40Ar/39Ar法測定的四川楊柳坪熱液型銅-鎳-鉑族元素礦石中石英的同位素年齡變化很大,從242.59Ma到11.38Ma(王登紅等,2003)均有,反映了成礦後構造的多期次影響。這種構造影響表現為:①楊柳坪礦區處於丹巴熱穹窿地區,正是不斷上升的熱穹窿構造將含礦巖體擡升到地表(並導致了多期的熱液改造成礦),才使人們能夠發現它;②金寶山礦區正好被紅河上遊的禮社江切割,礦體及含礦巖體產狀近水平,卻恰好被水系深切割而出露;③白馬寨含礦巖體則是由於新生代的強烈剪切作用而被推上來的。因此,如果沒有新生代的構造活動(類型可以不同,如金寶山的水系切割下蝕、白馬寨的剪切上推、楊柳坪的熱穹窿拱升),這些礦體都將深埋於地下而難以被人們發現。
根據地幔柱成礦的思路,鉑族元素礦床主要賦存在地幔柱的尾部而不是頭部(王登紅,1998)。事實上,對應於地幔柱頭部的玄武巖或科馬提巖本身含礦性並不是最好的。玄武巖中可能出現PGE的高含量,但迄今為止還沒有發現成型礦床;科馬提巖中也常常出現PGE的高含量,但大型礦床和富礦床不多。南非布什維爾德的地幔柱由於從元古宙以來的長期剝蝕,代表地幔柱頭部產物的玄武巖已經被剝蝕,而對應於地幔柱中下部的基性-超基性巖雜巖體及壹系列巖筒被剝蝕出露,含鉑族元素的鉻鐵礦層及其他類型的鉑礦床也處於近地表的位置,正好為人們易於發現。因此,在西南部地區尋找與峨眉地幔柱有成因聯系的鉑族元素礦床,必須考慮新生代構造運動和剝蝕條件。