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铂族贵金属是从哪里来的?

来源: 中国科协、中科院携手“互联网 科普”平台,深耕科普内容创作  发布时间:2024-02-23

出品:科普中国

作者:地球故事团队

监制:中国科普博览

说到铂金钻戒,不少人都知道是贵重首饰。黄金虽名贵,但铂金价更高,在工业和高科技领域,诸如航天、国防、石油化工、电子等作用更大且用途特殊。

(图片来源:veer图库)

你想知道铂族贵金属是从哪里来的吗?

铂金产自多种岩石,它们是铂族贵金属元素一个家族,包括六个兄弟,在元素周期表上排序是钌(ru)44,铑(rh)45,钯(pd)46,锇(os)76,铱(ir)77,铂(pt)78。它们和金、银同属贵金属。六个元素在地壳的克拉克值是不一样的,由于变化比较大,不同的研究者给出的值不同。

由于价态变化较多,铂族类除自然元素外,还有许多硫化物,硫砷化物,砷、碲、锑、铋化物等,可出现200多种铂族元素矿物,铂族金属就是从这些矿物中提炼出来的。

(图片来源:veer图库)

铂族元素产在哪些类型的矿床中呢?

200余种矿物以各种各样的组合分布于不同的地质体中、这些含铂族元素矿物的地质体,当含量达到国家规定指标(有可供开采的经济效益)则称为矿床,那么铂族元素产在哪些类型的矿床中呢?

1.超镁铁质岩型硫化物铜镍矿床中的铂族元素矿

超镁铁质岩是镁铁元素含量很高的岩浆岩,来自地球深处上百公里的地幔,含铜镍矿是它的专属性,铜镍矿伴生着铂矿,含铂族元素的矿物有砷铂矿、碲铂矿、铂碲钯矿、铋钯碲铂矿、自然铂、铱砷铂矿、含钯自然金等,可从中冶炼铂族金属。这类矿床在全世界有许多处,我国的金川矿床非常著名,目前是我国主要的铂矿床,到1988年已累计产铂族金属4849公斤。

2.层状超镁铁质岩铬矿、钒钛磁铁矿型铂族矿床

以含铬、钒钛矿床为主,共生铂族元素矿床,典型的例子是南非布什维尔德杂岩体,分层清楚,有铬铁矿层,也有钒钛磁铁矿层,最好的铂族矿在底部铬铁矿层下部,叫做麦伦斯基层矿,是世界著名的铂矿山(lmpala)。我国的攀枝花钒钛磁铁矿区,在红格、新街矿山,靠近下部有一层含硫化物较高的层位,已发现铂族元素矿化,目前仍在研究中。

3.含碳岩系型铂族元素矿床

俄罗斯干谷铂金矿床,是特大型矿,产于前寒武纪,相当于震旦系的地层中。最近几年在我国西部大巴山区也发现该类型矿床,规模很大,涉及几个省区;时代属寒武纪—震旦纪(8-6亿年)的含碳岩系,矿化很好,主要矿物为各种自然元素矿物,铜铂合金,铁铂合金,硫铂矿等。国家非常重视,已开展研究和找矿工作,它也许会是我国重要的铂矿基地。

我们知道,寒武纪-震旦纪时期,地壳运动频繁,生物演变剧烈,发生过生物大爆炸,但缺氧环境的生成有造成生物大量死亡,还原环境下沉积的地层中含大量碳质,有大量金属元素富集成矿,是一次特殊而有意义的事件。

4 砂铂矿

和黄金一样,铂矿物在风化作用下,从岩石中分离出来,随水流在河里沉淀成砂矿(目前我国勘查很少)。铂族元素矿床,在我国研究的起步较晚,估计将会逐步有新发现,譬如火山岩型铂矿的出现等。

研究证明,铂族元素矿作为贵金属往往和金、银共生,此外也容易和砷、锑铋、硫碲等共生,形成多种矿物系列,有铂钯~铋碲组;铂钯~碲锑铋组;铂钯~砷锑铋组等。过去人们的认识不够,以为金矿就是金矿,没有注意到金矿中含有丰富的铂族元素矿,甚至会改金矿为铂矿。铂族元素矿是我国的紧缺矿种,产量很少,需要量大。

在日常生活中,铂金又称白金,白金制成的饰品,名贵高雅、气度超卓,深得人们喜爱。与黄金相比,前者雍容,后者华贵,且数量更稀少,因而在市场上占有不可替代的位置。随着人们对铂金价值的认识,白金饰品会越来越得到人们的青睐。


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