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1.鉑族元素在層狀復合體中的富集機理
典型的層狀雜巖，如南非的Bushveld和美國的Stilwalt，無疑是目前鉑族元素的主要來源，無疑是巖漿成因(廣義上)，但鉑族元素在巖漿過程中的具體富集機制尚不清楚，於是提出了各種成礦模式(Vermaak，1976；Naldrett等人，1987)，爭論的焦點是鉑族元素的富集是與巖漿巖的聚集同時發生，還是由晚期巖漿或熱液的遷移沈澱而產生，即同時聚集還是後期充填？是單壹巖漿作用的結果還是混合巖漿的產物？
1)巖漿混合:大量證據表明布什維爾德和斯蒂爾沃特雜巖可能是巖漿混合的產物，包括至少兩種或兩種以上化學性質不同的巖漿類型(夏普，1981；托德等人，1983)。Irvine等人(1983)將這兩種巖漿稱為“U”型和“A”型。因為它們分別形成以鎂鐵質礦物和斜長石為主的堆積巖。梅林斯基礦層和J-M礦層都出現在地平線上或地平線附近，這表明來自不同巖漿的堆積巖石之間的過渡(Todd等人，1983；夏普，1985).因此，Campbel1等人(1983)和Naldrett等人(1987)提出了湍流羽流模型，即漂浮的原始巖漿脈動貫入密度分層的巖漿房進行成礦。當羽狀巖漿上升時，是湍流對流，與主巖漿壹起輸送和混合；羽狀物上升到它自己的密度層的位置，在那裏它分層擴散。混合和伴隨的冷卻導致硫化物飽和。湍流對流確保了偏析的硫化物熔體保持懸浮狀態，並與大量巖漿混合，從而使鉑族元素的品位最大化。最後在湍流對流減弱的地方冷卻混合層，使懸浮晶體和硫化物液滴通過對流的反轉沈降或帶到巖漿房底部。
2)壓濾:壓濾成礦模式最初由Vermaak(1976)提出，並得到von Gruenewaldt(1979)的支持。他們認為梅林斯基礦床是由下伏部分固結的堆積巖石排出的粒間液體形成的，這些巖石被截留在相對不可滲透的斜長石席下面。該晶間液可通過堆積後的分級結晶富集不相容元素，包括鉑族元素、硫和揮發物。當晶間熔體有50%結晶時，Pt和Pd的濃度將加倍。Gain(1985)根據鳥河基巖下部鉻鐵中鉑族元素的富集特征，根據UG-2鉻鐵和Sooates等人(1986)修改了壓濾模式。根據Gain模型，巖漿硫化物最初與鉻鐵礦壹起從主巖漿中富集，但硫化物通過向上遷移的粒間液體的平衡進壹步富集了鉑族元素。但Naldrett等人(1987)認為這種機制不適用於梅林斯基礦床，因為向上運動的粒間液經過含硫假礦床和UG-2時，鉑族元素會發生分散。
3)巖漿熱液的沈澱:Jackson(1961)提出，斯蒂爾沃特雜巖中鉻鐵礦建造下的偉晶巖斑，是在相對不可滲透的鉻鐵礦堆積巖下熱液“圈閉”形成的。Lauder(1970)擴展了這壹觀點，解釋了橫向連續的梅林斯基偉晶巖相，並進壹步提出鉑族元素被上升的熱液流體攜帶通過堆積巖序列，當上升遇到不透水的輝石堆積巖頂時，被圈閉並引入礦層。後來的研究表明，在梅林斯基和J-M煤層中有富氯含水礦物，在應時和長石中有聚集後的液體包裹體，另有壹些證據表明水流體參與了成礦作用(Ballhaus和Stumpfl，1986；Stmpfl和ballhaus，1986；約翰和沃特金森，1985；布德羅等人，1985；Mathez等人，1985)。層控礦化的典型巖漿熱液成因礦床是斯蒂爾沃特雜巖的Picketpin(Boudreau et al .，1986)。支持這壹模式的其他證據包括:不整合接觸關系、下盤硫化物礦化管狀帶、含鉑族元素的硫化物、砷化物和銻化物與應時和磷灰石的結合以及礦化層中不相容元素的富集。Boudreau和Mc Callum(1986)通過模擬計算也表明該流體富含SiO2、堿、HCl和HF。
4)邊緣硫化物的大量堆積:大多數具有工業意義的銅-鎳硫化物鉑族元素礦床都是以塊狀至致密浸染狀硫化物的形式堆積在侵入體的底板或外圍壁上或附近，或堆積在科馬泰特熔巖流的底部。Duke和Naldrett(1983)提出了兩種塊狀聚集的機制:壹種是如果巖漿較早或在侵位過程中達到硫化物飽和，硫化物液滴可以適合與矽酸鹽晶體機械分離，並在巖漿流動時聚集在底盤凹陷或其他構造凹陷中。另壹方面，如果巖漿中硫化物飽和，但矽酸鹽礦物不飽和，則大量硫化物會迅速堆積。達到這種情況最直接的方法就是同化圍巖使巖漿直接得到S。其他可取的方法是混入少量原始巖漿或混入長英質物質，使巖漿組分向硫化物原始相場移動。這在某些情況下是可能的(歐文，1975，1977)。例如，薩德伯裏火成雜巖的巖石在應時異常豐富，同位素、常量元素和微量元素數據均顯示巖漿同化了約50%的地殼物質(Naldrett et al .，1986)。壹般認為，該雜巖的就位晚於在薩德伯裏觀察到的隕石撞擊或火山爆發，後者導致了角礫巖雜巖套的形成。sudbury礦石中的S同位素和Se/S比值壹般指示幔源，但在某些礦床(如Strathcona)中有殼源S成分的證據。薩德伯裏硫化物與地殼中結晶的堆積超基性巖和基性巖的捕虜體密切相關(Scribbins等人，1984)。古普塔等人(1984)的重磁資料表明，雜巖體下方5 ~ 8 km深處存在鎂鐵質超鎂鐵質塊體，可能是捕虜體的來源。在深巖漿房中分離出的硫化物可能隨後與捕虜體壹起侵位。
俄羅斯諾裏爾斯克礦床的成因模式還包括地殼巖石的混染，壹般認為礦石中的S來自泥盆紀蒸發巖的同化作用。例如，奧克塔布爾斯克礦床硫的δ34S比值平均為12.0‰，塔爾納赫和諾裏爾斯克ⅰ礦床為8.1‰，中泥盆統硬石膏為15.2‰(戈爾巴喬夫和格裏年科，1973)。維諾格拉多夫和格裏年科(1966)估計諾裏爾斯克巖體中30% ~ 50%的硫是從沈積硬石膏中同化而來的，占巖體總質量的1.5%。許多證據表明，某些邊緣塊狀硫化物礦床中較高的鉑、鈀品位與富銅硫化物的分解有關。例如，sudbury下盤的富銅薄層、Norilsk-Tarnah的黃銅礦和Muskox侵入體邊緣硫化物的富銅部分。
邊緣硫化物聚集的最重要的例子是Bushveld雜巖中的Platreef礦床，其中鉑族元素比Ni和Cu更占優勢。人們普遍認為普拉特裏克礦區巖漿硫化物的形成是巖漿與圍巖物質混合的結果。然而，混合染色的確切性質還有待研究。Liebenburg(1970)認為當巖漿同化下盤沈積物中的S時，就變成S飽和了。De Waal(1977)也將硫化物的分解歸因於與沈積物的反應，但他認為這是伴隨著巖漿中H2O和CO2的加入，而不是S. Buchanan等人的同化作用(1981)發現Platreef硫化物的δ34S值在6.3‰~ 9.2‰之間變化，這與Bushveld的“原始巖漿”硫化物在0.6‰~ 3.5‰之間的變化範圍明顯不同同樣，Gain和Mostert(1982)也認為捕虜體解體釋放出H2O、CO2和S，同時增加了硫化物的溶解度和巖漿中S的含量。然而，Hulbert分析了大量的Platreef硫化物樣品，發現δ34S的平均值只有2.7‰，在巖漿硫的範圍內。Cawthorn等人(1985)提出了Sr同位素和微量元素數據，表明Platreef巖漿受到了含Si物質的嚴重汙染，這似乎排除了沈積物同化作用的重要性。他們認為被汙染的物質來自花崗巖附近的部分熔化物或流體。
2.PGE在科馬提巖中的富集機制--熔巖中硫化物的分離和結晶。
壹般來說，現代玄武巖熔巖中產出具有經濟價值的硫化物礦床的潛力不如侵入體，這主要是由於熔巖冷卻速度快，硫化物分離難以發生。相反，塊狀硫化鎳礦床通常產於許多太古宙超基性熔巖中(如綠巖帶中的科馬提巖)。這主要是由於那些熔巖的高溫(噴發溫度高達1650℃)，導致潛在硫化物熔體的聚集，增強了熔巖同化含硫圍巖的能力。
科馬提巖中的硫化物礦石尤其富含鎳，因為超基性巖漿相當於地幔較高程度的部分熔融。隨著部分熔融程度的增加，熔體中橄欖石的相對比例也相應增加，因為橄欖石是上地幔中最豐富的耐火相。橄欖石也是火成巖中Ni的主要載體，其結構最多可容納0.5%的Ni。另壹方面，由於Ni對橄欖石的親和力很強，僅玄武巖巖漿中這5%的橄欖石就能使其Ni含量損失50%左右。因此，壹般不可能觀察到富鎳硫化物與分異火成巖有關。
科馬提巖熔巖流是否經過硫化物分離，也可以用Cu/Pd法確定。在這方面，加拿大史密斯角褶皺帶的楚科塔群可以作為壹個例子。該巖組由科馬提巖質玄武巖熔巖流組成，在大洋中脊玄武巖中有高分異的輝石和斜長石斑狀玄武巖。在最低的熔巖流底部發現了富含鎳銅的硫化物。Cu和Ni的含量在整個層序中幾乎沒有系統性的變化，因此沒有勘探價值，Bushveld雜巖的情況也類似。相反，硫化物層位上覆巖石的Cu/Pd比值明顯高於地幔值，表明可能發生了硫化物分離，也表明至少下部的熔巖流來自最後壹個巖漿房火山。從南部非洲的情況來看，Cu/Pd比值已被證明能夠確定Kalu溢流玄武巖序列的某些剖面是否發生了硫化物分離，有助於確定富含硫化物體的巖漿供應帶或運移通道，從而達到優選靶區的目的。
3.蛇綠巖中PGE的富集機制--結晶分異和部分熔融。蛇綠巖中鉻鐵礦中鉑族元素的分布對鉻鐵礦勘查的意義。國外地質與技術，1997 (7): 47 ~ 55。
蛇綠巖中的PGE因來源不同而具有不同的成礦機制。原始富集的PGE可能主要與巖漿的結晶分異作用有關，而中低溫流體帶來的PGE則與熱液作用有關。除了巖石學和其他地球化學特征外，PGE、鎳和銅的含量、鉑族元素的模式以及Pd/Ir和Ni/Cu比值也能為鉻鐵礦的成因和勘查提供有價值的信息。
類似於層狀侵入體的情況，蛇綠巖中Pt-Pd的最大富集發生在含有硫化物和伴生鉻鐵的純橄欖巖中。與Bushveld雜巖下部超基性巖帶(LG-6)中的鉻鐵礦相似，這些鉻鐵礦巖可能是由於原始巖漿在達到硫化物飽和之前與殘余巖漿混合而形成的，因此不富含Pt和Pd，這與含硫化物礦脈(Melunsky)或富PGE鉻鐵礦層(UG-2)相反。平都斯蛇綠巖雜巖中Pt-Pd濃度高(5g/t)、Pd/Ir比值高(14)、正斜率鉑族元素模式的鉻鐵礦樣品貧硫化物，Ni、Cu、S和PGE無相關性，表明賤金屬硫化物在鉑族元素成礦中不起主要作用。
地球化學、Os、Ir、Ru和Ni與最早的結晶相相容，並傾向於在含橄欖石和鉻鐵礦的巖石中富集。另壹方面，Cu、Pt和Pd是不相容元素，因此Pd/Ir比值和Ni/Cu比值可以作為巖漿分餾的證據。鉻鐵礦中鎳含量範圍為(2200 ~ 750 )× 10-6，銅含量範圍為(25 ~ 177 )× 10-6，鈷含量範圍為(110 ~ 750 )× 65438。鎳、銅、鈷、硫與PGE無顯著相關性。然而，采自Pindus和Skiros蛇綠巖的高Pd/Ir比值鉻鐵礦樣品可能顯示較低的Ni/Cu比值，範圍為9 ~ 23。同樣，來自平都斯雜巖和斯基羅斯島的富PGE鉻鐵巖也具有較高的PGE/S比值，這可能反映了較高的R系數(矽酸鹽巖漿/硫化物液體)。PGE的含量和鉑族元素的模式取決於鉻鐵礦和硫化物的飽和時間。負斜率是由鉻鐵礦(作為硫化釕和Os、Ir、Ru合金的主要捕收劑)引起的，而正斜率是由硫化物(與Pt、Pd伴生)引起的。在鉻鐵礦和橄欖石中，銥、鋨、釕、鎳相容，鈀、鉑、銅不相容，銠有時相容，有時不相容。
壹些蛇綠巖體，如奧斯裏斯和吳立北蛇綠巖體(除中部外)，主元素、PGE、鎳、銅含量和Pd/Ir、Ni/Cu比值明顯壹致。其他配合物如Pindus配合物中PGE、鎳和銅的含量以及PD/IR (0.02 ~ 150)和Ni/Cu (9 ~ 67)的比值範圍不均勻。
平都斯雜巖、吳立北雜巖(切薩沃斯)的中部、赫維亞和斯基羅斯島以及塞伯馬澤多恩地塊和洛多比地塊具有以下特征:①高鉻和高鋁鉻鐵礦含量比例相近；②鉻鐵礦潛在儲量低；③鉻鐵礦成分具有分餾趨勢，表現為PGE、鎳和銅的含量以及鈀/銥和/或鎳/銅的比值。相反，希臘(吳立北部10萬噸，奧西裏斯300萬噸)，塞浦路斯(特魯多600萬噸)，阿爾巴尼亞(布熱澤4000萬噸)，菲律賓(阿克傑斷塊400萬噸)，哈薩克斯坦(肯皮賽冶煉型9000萬噸，平均含56% Cr2O3)。雖然富PGE鉻鐵礦可出現在貧鉻鐵礦蛇綠巖雜巖和富鉻鐵礦蛇綠巖雜巖中，但前者在許多鉻鐵礦礦點和寄主巖石純橄欖巖中表現出良好的分餾趨勢，而後者中的富PGE樣品只是偶爾出現，通常與鄰近巖性莫霍面的含硫化物純橄欖巖有關。