新疆彩霞山鉛鋅礦床稀土元素地球化學研究

云 鵬

（新疆維吾爾自治區地質礦產勘查開發局物理化學探礦大隊，新疆 昌吉 831100）

稀土元素作為一種具有相同或者相近原子結構與離子半徑元素組，能夠很好的示蹤地質與地球化學作用過程，尤其是地質地球化學作用性質，可以通過稀土元素分餾特征得到充分反映，而且在示蹤成礦物質來源、巖石成因以及成巖成礦物理化學條件方面，這一特點應用非常普遍。彩霞山鉛鋅礦使新疆地區近年來發現的一重要的鉛鋅礦床，主要分布在新疆鄯善縣東南方向160km 處，其規模為大型，雖然針對該礦也進行過相應的地質研究工作，但是總體而言，在礦床成礦地質背景礦床特征與成因方面的研究還存在很大不足。為此，下文主要針對該礦巖石與礦石稀土元素地球化學特征予以分析探討，更好地指導該礦床成因的研究工作[1]。

1 礦床地質特征

研究區位于塔里木板塊于準噶爾板塊交匯的阿其克庫都克區域性大型推覆斷裂南側，屬于巴侖臺-星星峽離散地質體中。具有變質特征的碎屑巖及碳酸鹽建造是礦區出露的主要地層特征，依照1：200000 區域地質研究，這套地層屬元古界長城系星星峽群。新疆第一地質大隊依照巖性與變質程度，將該套地層劃分為青白口系卡瓦布拉克群。該套地層在區域上有兩個巖性段之分，第一巖性段主要富純彩霞山鉛鋅礦，又有兩層巖性段之分，第一層和第二層分別為1575m、1494m 的厚度（圖1）。對巖石組合及其分布進行研究，第一層巖性組合有3 個，粉砂質板巖及硅質板巖夾含石墨多期活化、含碳石墨黝簾絹云板巖、透閃石化礦化白云石大理巖分布在下部，屬于礦體主要的容礦圍巖。中部分布者第一層主體，在整個礦區分布。黝簾絹云板巖夾硅質板巖與含碳變質粉砂巖是其主要組成，未發現白云石大理巖夾層，同時也未發現礦化富集與強蝕變作用再造。變質粉砂巖、石墨黝簾絹云板巖、硅質白云石大理粉砂質板巖主要分布在上部。賦礦圍巖主要為含石墨多期活化以及活化硅質的白云石大理巖。糜棱巖化的變質石英砂巖、變質粉砂巖為主碎屑巖沉積建造是第二層的主要特征，白云石大理巖透鏡體（夾有微晶）出現在局部。

該區有著非常強烈的巖漿巖，石英二長巖以及閃長玢巖脈、、斜長花崗巖和輝長巖脈在礦區北部出露，現在還沒有證明，礦體和巖體存在最為直接的關系，在巖體南緣展部礦化帶，發育斷裂構造，區域性的阿其克庫都克大斷裂分布于北部，同時派生斷裂以及刺激斷裂比較發育，主要分為北西向以及北東東向、主要分為北西向以及北東東向、北北東-北東向三組[2,3]。

有五條礦脈在礦區被圈出，Ⅱ3 號礦體是研究的重點，該礦體組成主要包括25 個子礦體，礦體具有透鏡狀以及脈狀形態，磁黃鐵礦以及黃鐵礦和方鉛礦、鉛鋅礦等是其主要的原生礦石礦物，黃銅礦以及毒砂、硫鐵銻礦相對次之。菱鐵礦、黃鉀鐵礬以及褐鐵礦、白鐵礦是其主要的氧化礦物。透閃石、方解石、白云石是主要的脈石礦物，石墨、石英以及滑石等相對次之。角礫狀構造，塊狀構造以及脈狀構造和網脈狀構造是礦石的主要構造特點，同時還有碎裂構造、流紋狀構造，這些構造是由于動力剪切變形因素所形成。碎斑結構、交代殘留結構以及反應邊結構和自行粒狀結構是礦石的主要結構特點，還比較發育圍巖蝕變，主要包括絹云母化、透閃石化、綠泥石化等，在構造裂隙當中充填石英脈以及網脈狀碳酸鹽脈和細脈狀碳酸鹽脈，由于礦體和礦物存在的關系，在成礦期上主要包括熱液成礦階段以及動力變質成礦階段和表生成礦階段等三個成礦期，對于熱液成礦階段而言，又有黃鐵礦成礦期以及透閃石石墨成礦期，和硫鹽-方鉛礦成礦期與黃鐵礦閃鋅礦成礦期等。

2 測試樣品及結果

對14 件樣品進行測試研究，在礦區北部采集侵入巖樣品三件（b7、b9、b11），主要在石英閃長巖-斜長花崗巖復式巖體（華力西期）進行樣品采集；有七件賦礦圍巖樣品，通過顯微鏡進行鑒定，有兩類之分，夾變質粉砂巖的石墨絹云黝簾板巖和變質石英砂巖的變質碎屑巖；同時還有滑石千糜巖（多期次）以及白云石大理巖（多期活化）、透閃石千糜狀白云石大理巖等；七件不同類型的礦石樣品都是通過鉆孔采集，經中國地質科學院國家地質測試中心，運用等離子光譜分析稀土元素。

北東南西向展布的北部復式巖體，呈巖株狀產出，相同于區域構造以及卡瓦布拉克組地層，相變在巖體當中非常清楚，黑云角閃斜長花崗巖（貧石英）是其內部的相變巖石，黑云角閃石英閃長巖分布于邊緣地帶，三件樣品稀土元素分析和侵入巖體具有一致的模式，REE平均為123.78×10-6，∑Ce／∑Y平均為5.33；（La／Yb）N平均為9.17。證實分餾作用明顯發生于重稀土元素之間，相對富集輕稀土。dEu以及δCe 分別為0.825～0.881、0.96～0.97，證明虧損微弱的分別為Eu、Ce，右傾配分的輕稀土富集型是稀土配分模式特點，而且SiO2含量在巖石當中不斷增高而增大，這些一致于演化過程當中，中酸性巖漿稀土分異模式。

通過對三件變質碎屑巖進行分析研究，具有較大的稀土元素質量分數變化，主要為（18.39～253.09）X10-6，均數為164.26×10-6；∑Ce／∑Y為5.73～9.40，均數為7.17；（La／Yb）N為6.59～9.27，均數為7.60；證實分宜作用分異作用在輕重稀土之間非常突出。δE u與δCe分別為0.39～0.44、0.83～1.02，證明負Eu異常比較明顯，而Ce異常則不明顯。右傾“V”折線輕稀土富集型是稀土元素配分模型的主要特點配分模型的主要特點，泥質組分以及石英組分在巖石當中不斷增多，同步遞減∑EREE。

分析研究四件白云石大理巖，在其稀土元素質量分數上，R EE平均為11.63×10-6；∑Ce／∑Y平均為3.98；（La／Yb）平均為5.06；證明分異作用存在于輕重稀土之間。Eu、Ce虧損出現在白云石大理巖（透閃石千糜狀），剩下的巖石Eu正異常都非常的強烈，Ce虧損較為明顯。次滑石千糜巖相對較為微弱。

對各種礦石樣品開展EREE分析研究，主要處于22.11×10-6平均水平，在白云石大理巖與變質碎屑巖之間，∑Ce／∑Y平均為5.04；（La／Yb）N平均為8.57,相對富集輕稀土。Eu正異常在這些樣品中具有顯著的特征。Ce異常相對較弱不明顯，具有一致的稀土元素配分模式。

3 討論與結論

（1）礦床內不同類型，不同部位，巖石有著不均勻分布的稀土元素特征，EREE在斜長花崗巖中具有較高水平，主要富集輕稀土，配分模式為右傾稀土配分模式；變質碎屑巖-白云石大理巖直接圍巖是其主要的富礦圍巖，距離礦體較近的∑REE呈現較低水平，∑REE平均值在礦石當中，主要介于二者之間，與白云石大理巖相比相對較高，由于硅化作用因素影響，E REE在變質碎屑巖中，呈現不斷增強的特點，稀土元素總量相對較低。

（2）活化的白云石大理巖和礦石當中的稀土元素組成以及配分模式類似，右傾輕稀土略富集型是其主要特點，Eu正異常比較突出，Ce則表現為負異常，證實白云石大理巖和成礦物質有著非常緊密的聯系，可能對白云石大理巖稀土元素特征起到了繼承作用。但是相較于白云石大理巖，花崗巖以及變質碎屑巖稀土元素與之存在很大不同，∑REE值相對較高，“V”型折線的右傾輕稀土富集特點是其主要的配分模型。Eu負異常為中等，Ce負異常相對較弱，證實和成礦沒有較大聯系[4]。

（3）在REE系列中Eu是一個相對特殊的重要元素，很多因素都會影響地球化學，尤其是壓力、溫度以及交代作用、氧逸度在體系當中有著較大的作用，所以REE地球化學行為與巖石當中δ Eu值具有相應的指示作用。δ Eu值在變質碎屑巖以及斜長花崗巖呈現一致的特征，具有較窄的變化范圍。Eu值在白云石大理巖中具有較大的變化范圍，而伴隨不斷增大的w（L a）N／w（Yb）N值呈現不斷增高的特點。δ Eu值在礦石當中，主要呈現出w（L a）N／w（Yb）N值不斷增大，而呈現相對下降的特點，輕重稀土元素在巖石以及礦石當中具有較好的分異，越會強烈富集Eu；w（L a）N／w（Yb）N值在礦石當中具有較寬的變化范圍，白云石大理巖是δ Eu值變化范圍之內，這也顯示出活化白云石大理巖和成礦有著非常緊密的關聯性。

（4）循環過程當中的熱液流體，有水巖作用不斷發生，導致巖石組成出現很大變化，而且還改變了流體ph 值以及溫度和E h值，而且，稀土元素不斷從巖石當中獲取，受蝕變巖石影響，礦石原來的結構以及構造，出現很大變化，促進新的礦物形成，并重新分配各種蝕變巖石當中稀土元素含量，一般情況下，比較富集輕稀土元素，在高溫流體當中，Eu正異常較高是重要的特點，白云石大理巖具有多期活化特點，特別是白云石大理巖（千糜狀），在稀土元素配分模型上一致于礦石，表現為輕稀土富集、Eu正異常非常明顯，Eu異常改變以及環境氧化還原非常一致，在高溫流體當中Eu異常較高，綜合研究方解石以及石英等流體包裹體氫氧同位素，認為建造水于巖漿水是礦床當中成礦流體的主要來源。通過研究鉛同位素發現，地幔以及上地殼混合的鉛是巖石當中和礦石礦物當中的主要鉛來源，這些研究一致于礦石當中稀土元素以及巖石當中稀土元素存在的改變，能夠為礦床形成以及巖漿活動之間關系研究提供相應參考。