铂族金属矿概述
铂族金属包括铂(Pt)、钯(Pd)、锇(Os)、铱(Ir)、钌(Ru)、铑(Rh)六种金属。
铂族金属以其特别可贵的性能和资源珍稀而著称;与金、银合称“贵金属”。但其发现与利用相对于金、银来说要晚得多。金、银饰品在人类纪元之前的墓葬中就有发现,而人类对铂族金属的了解和利用,不过两百多年的历史。其中铂发现最早,1735年由尤尔洛(A.De.Ulloa)发现,其余几种元素都迟至19世纪才陆续有所了解,如钯是1804年由沃拉斯顿(W.H.Wollaston)发现,钌是1845年科劳斯(K.Claus)发现。虽然发现较晚,但很快了解到它们有一些可贵的功能,因而被广泛应用于现代工业和尖端技术中。因此被称为“现代贵金属”。据报道,从公元前4000年到19世纪末,全球累计产金2.9万t,19世纪世界平均年产金123t;到1973~1980年,世界平均年产金量达1375t。铂族金属的世界产量从1969年开始超过100t,80年代末便翻了一番,达到200t(张文朴,1997),90年代初年产近300t。从这些数据不难体会出“贵金属”与“现代贵金属”深层的涵义:二者都是珍稀而贵重,而铂族元素虽然绝对数量比不上金、银,但其发展的速度深刻体现出“现代”的涵义。(化学元素符号Pt)

全球分布情况
全球铂族金属矿产资源主要分布在南非、俄罗斯、津巴布韦、美国、加拿大等国。根据美国地质调查局(USGS)报告截至2024年底全球已探明铂族金属储量约为8.1万吨。其中,南非的铂族金属储量最为丰富,2024年储量达到6.3万吨,占全球铂族金属总储量的77.46%。俄罗斯次之,占比约为19.67%。津巴布韦、美国、加拿大占比分别为1.48%、1.01%和0.38%。
全球铂矿产区高度集中,产量增速年均-0.1%。全球有60多个国家发现含铂族金属的矿床或有远景的岩体,南非占全球铂资源总储量比重超过90%。据 USGS数据,全球2019年铂资源储量约6.9万吨,主要分布于南非、俄罗斯、加拿大、美国等国。南非铂矿占全球总储量的91.3%,其铂族金属主要产于南非北部德兰士瓦省(Transvaal)布什维尔德杂岩体(Bushveld platinum deposit)的3个层位。最重要的含铂层是梅林斯基层(Merensky),与铜-镍硫化物矿床有关,硫化矿石中铂族金属的品位为5-7g/t;另一个含铂层位是UG-2铬铁矿层,铂族金属和金的平均品位约7g/t,主产品铂族金属,副产品为铬铁矿;普拉特层相关数据较少。目前主要在开采的是前两层。俄罗斯的铂矿储量约 3900吨,占比约5.7%,集中于西伯利亚的诺里尔斯克-塔耳纳赫地区(Norilsk-Talnakh);加拿大的铂矿主要在安大略省的萨德伯里(Sudbury Complex);美国的铂矿资源集中在斯蒂尔沃特(Stillwater Complex)基性-超基性杂岩的铬铁矿矿床中;津巴布韦铂矿主要出自著名的大岩墙岩体(Great Dyke)。铂矿开采同样出自以上几个国家。
从全球储量的角度看,铂族金属总探明储量达到 70830 吨,分布极为集中,其中 88.95%的储量在南非 (63000 吨),剩余 11.05%分布在俄罗斯(5500 吨)、津巴布韦(1200 吨)、美国(820 吨)、加拿大(310 吨)。从矿脉的集中度来看,南非矿山主要集中在布什韦尔德杂岩体矿脉,俄罗斯矿山主要为诺里尔斯克镍 矿的伴生矿,津巴布韦矿山集中在大岩墙矿脉,美国在静水和东博尔德矿山。根据美国地质调查局(USGS) 数据显示,近年来大多数国家储量稳定,唯有俄罗斯储量在 2022-2023 年攀升显著,主因矿山开采和新勘 探活动的贡献。 各国矿山储量的高集中度,也带来了产量的绝对倾斜。铂金矿和钯金矿相互伴生,因此在矿石统计的 过程中,主要统计铂族金属矿石理论可以生产的铂族金属的储量。根据庄信万丰数据,2023 年,南非的铂 金产量全球最高,原生铂金产量可以达到 400.1 万盎司(约合 124.45 吨),占世界原生铂金产量的约 69%; 2023 年南非钯金产量为 234.7 万盎司(约合 73.00 吨),占原生钯金产量的 36%。俄罗斯铂金产量次高, 达到 78.0 万盎司(约合 24.26 吨),较南非差了一个数量级;但俄罗斯的钯金产量小幅超过南非,为 270.0 万盎司(约合 80.87 吨),是当前世界第一。津巴布韦铂金年产量为 53.0 万盎司(折合 15.78 吨);钯金 产量为 42.7 万盎司(折合 13.28 吨)。北美的铂金产量为 30.3 万盎司(约合 8.96 吨),钯金产量为 86.3 万盎司(折合 26.84 吨)。根据斯班静水公司的矿石报告中的介绍,美国矿山的矿石中钯金含量高于铂金。 具体来看铂金和钯金的各国产量占比,主要产地集中在南非(铂:71%,钯:36%)、俄罗斯(铂:12%,钯: 41%)、津巴布韦(铂:9%,钯:7%)和北美(铂:5%,钯:13%)等。
全球铂族金属资源主要在5个地区:1.南非北部德兰士瓦省(Transvaal)的布什维尔德(Bushveld Complex);2.俄罗斯西伯利亚的诺里尔斯克-塔耳纳赫地区(Norilsk-Talnakh);3.美国的斯蒂尔沃特复合体(Stillwater Complex);4.津巴布韦铂著名的大岩墙(Great Dyke);5.加拿大的萨德伯里(Sudbury)。
全球主要铂金矿山:集中在非洲南部,北美零星分布,在俄罗斯与镍矿伴生
铂族金属常见于镁铁质、超镁铁质岩两类侵入岩中。侵入岩是一种可以有着纵向条纹或不同材质、质 感的岩石,主要是地幔中的岩浆顺着地壳的裂缝流至地表后缓慢凝结形成的。镁铁质顾名思义,是一种镁、 铁含量较高的硅酸盐或岩浆岩,包括玄武岩、辉绿岩、辉长岩。超镁铁质岩是一类硅含量较低,氧化镁、氧 化亚铁含量较高,并通常含有大量镁铁质的岩浆岩或变质岩浆岩。 铂族金属最早于 1778 年开始在哥伦比亚生产,随后俄罗斯于 1823 年在乌拉尔山脉发现铂金矿,并开 始进行开采。1885 年加拿大英属哥伦比亚省的图拉明河(The Tulameen River)附近发现铂金,成为了北美第一个开采铂族金属矿的地区5。1925 年,探险家 Merensky 在布什韦尔德杂岩体的西侧发现第一处 PGM 储量较大的区域,并以之命名为 Merensky Reef。之后,南非著名的铂金矿——布什韦尔德杂岩体 (Bushveld Complex)开始被成规模开采。随后,曾发现过铂金资源的津巴布韦 Great Dyke 受到重视, 并挖掘出 PGM 资源储量,1993 年开始进行大规模开采。
布什韦尔德杂岩体:储量和产量最大,汇集最多矿业公司
南非成为世界铂金供给第一、钯金供给第二的国家主要归功于布什韦尔德杂岩体这一矿石复合体。2023 年布什韦尔德杂岩体的铂金产量可以达到 395.6 万盎司,约合 123.05 吨,钯金产量为 234.7 万盎司,约 合 73.00 吨。从铂金矿的角度看这处杂岩体,地图上它可被初步分为三部分:西侧、东侧、北侧。 Merensky Reef 正是在布什韦尔德杂岩体的西部片区。最先开发的是西侧,且根据各公司矿产报告来 看,铂金品位最高的矿都聚集在布什韦尔德杂岩体,这里也汇聚了最多的铂金开采企业。东部、北部开发较 晚,目前东部已经开始进行开采,而北部仅有几个企业的项目存在。
国内分布情况
我国铂族金属矿床种类多样,但大部分为共生或伴生矿,独立成矿的铂族矿山很少。中国的铂族金属资源95%以上分布于甘肃、云南、四川、黑龙江和河北5省,其中仅甘肃省就占全国储量的57.5%。这几个省的储量集中于甘肃金川铜镍矿、云南金宝山铂钯矿和四川杨柳坪铂镍矿、河南周安铂镍矿、黑龙江五星铂矿床和河北红石砬铂矿床,国内95%的铂钯金属产自甘肃金川铜镍矿。
1.岩浆熔离型的含铂钯铜镍矿床:在我国,这类矿床有86%产于地台区, 14%产于地槽区;产于地台区的铂族金属矿床矿石质量较好。在地台区边缘的基性-超基性岩中,如中朝地台西南缘的龙首山岩带与扬子地台西缘的康定-元谋岩带矿化较好。这些岩带往往受深断裂控制,特别在不同构造部位复合地带常有含矿体产出。
2.含铂铬铁矿矿床:在我国,铂族金属在含铬铁矿的岩体与铬矿体中分布普遍,但品位往往很低;岩体本身的矿化意义不大,一般只是起到提示附近寻找砂铂矿的作用。
3.热液再造型铂矿:这类矿床是镁铁质-超镁铁质岩带中的岩石经后期活化、迁移而富集成矿,因而它不像含铂的铜镍硫化物矿床和铬铁矿那样有明显的主金属矿化的找矿标志。目前中国仅发现唯一的红石砬矿床,产于内蒙古地轴前震旦系片麻岩带之中,同位素年龄6.65亿。岩体由角闪透辉岩与角闪岩组成。铂族矿物是热液条件下的产物。
4.砂铂矿:是含铂铬铁矿的超镁铁质岩体经风化、剥蚀,在迁移过程中逐渐富集,在我国北方的气候条件下易形成砂铂矿床。主要分布在我国北方的河流阶地和河床中。