江西盘古山钨矿床的碲化物特征及富集成因*

2021-09-03吴家旭方贵聪杨明童启荃叶武陆显盛

矿床地质 2021年4期

吴家旭，方贵聪，杨明，童启荃，叶武，陆显盛

（1广西壮族自治区三〇五核地质大队，广西柳州545005；2桂林理工大学地球科学学院，广西隐伏金属矿产勘查重点实验室，广西桂林541004；3江西盘古山钨业有限公司，江西于都342311）

碲是一种典型的稀散元素，碲及其化合物在冶金、化工、电子、能源、医药卫生等行业都有着广泛的应用，被誉为“现代工业、国防与尖端技术的维生素，创造人间奇迹的桥梁”（谢明辉等，2005）。尤其近年来随着碲化镉薄膜太阳能行业迅猛发展，碲化镉薄膜成为近期全球低成本光伏市场的关键候选者（Bo‐sio et al.,2018），可见，碲的市场需求与日俱增。

江西盘古山钨矿是一个钨、铋、碲均可综合利用的大型矿床（任英忱，1998）。早在1986年，在盘古山钨矿床中就已经发现了碲化物（任英忱等，1986）。进入21世纪以来，尽管对盘古山钨矿的成矿流体（王旭东等，2010；叶诗文等，2014）、热液蚀变类型（谭运金等，2002）、成岩成矿年代学（方贵聪等，2014a；周瑶等，2015）、岩浆岩地球化学（方贵聪等，2016；Fang et al.,2018）及同位素地球化学（方贵聪等，2014b；李光来等，2014）等方面开展了不少研究，但都侧重于钨矿，而关于碲的研究较少（方贵聪等，2019）。本文以盘古山钨矿床为研究对象，深入研究矿床中碲化物种类、分带现象、成矿物理化学条件及沉淀过程等，以期加深对钨矿床碲化物及其富集成因的认识，为其开发和综合利用提供科学依据。

1 区域及矿床地质概况

盘古山-铁山垅矿田位于南岭近东西向构造带与武夷山构造碰接带复合部位的于山成矿带中段（图1a），该区地层发育相对齐全，南华系—震旦系为变余长石石英细砂岩夹板岩；寒武系为变质杂砂岩、千枚岩等；泥盆系—二叠系以长石石英砂岩为主，夹石英砾岩、页岩；侏罗系—白垩系主要由石英砂岩、粉砂岩、砂砾岩组成；第四系由亚黏土、泥、砂、砾等组成。其中，震旦系—泥盆系砂岩是研究区矿体的主要赋矿围岩。区域构造变形强烈，岩浆活动频繁，成矿作用活跃，形成了以盘古山、铁山垅、上坪等钨矿为主的钨多金属矿化集中区（图1b）。

图1 盘古山钨矿床区域地质图（据1∶20万于都幅矿产地质图修改）1—第四系；2—侏罗系—白垩系；3—泥盆系—二叠系；4—寒武系；5—南华系—震旦系；6—燕山早期花岗岩；7—印支期花岗岩；8—加里东晚期花岗岩；9—断层；10—大/中/小型钨矿；11—研究区Fig.1 Regional geological map of the Pangushan tungsten deposit(modified after the 1∶200 000 scale mineral and geological map of the Yudu sheet)1—Quaternary;2—Jurassic—Cretaceous;3—Devonian—Permian;4—Cambrian;5—Nanhuan system—Sinian;6—Early Yanshanian granite;7—Indosinian granite;8—Late Caledonian granite;9—Fault;10—Large/medium/small tungsten deposit;11—Research area

盘古山矿区出露地层主要为上泥盆统(D3)，走向330°~340°，倾向SW，倾角20°~40°，总厚度803 m，与下伏震旦系呈不整合接触，是矿体的主要围岩（图2），岩性为含云母石英砂岩、粉砂岩、含砾石英粗砂岩等，局部变质为板岩、千枚岩、变余砂岩等；震旦系位于标高225~－341 m范围，厚度约566 m，走向近正北，倾向西，倾角55°~70°，由深灰色至灰绿色浅变质长石石英砂岩夹青灰色薄层板岩及千枚岩等组成，偶夹扁豆状燧石条带。

盘古山矿区构造形变强烈，主要构造形式有褶皱和断裂。深部震旦系构成NNW向的紧密基底褶皱，泥盆系—石炭系构成NNW-NW向的盖层褶皱。发育的断裂主要有东侧走向为NNE的靖石断裂及南侧走向为近EW的仁风断裂。另发育大小断层近百条，其中F5断层规模最大，延长及延深均超过1 km，成矿前后均有活动，对该矿床影响显著。

盘古山矿区岩浆活动频繁，区内有花岗岩体、石英闪长玢岩脉和玄武玢岩脉3类岩浆岩侵入。早期钻探工程和SP-NLSD-2科学钻孔分别在矿区中西部标高-115 m和矿区东南部标高-341 m揭露花岗岩体，岩性主要由钾长花岗岩组成，岩石呈灰白色-肉红色，中细粒结构，块状构造，矿物组成主要为长石、石英和少量云母。岩脉共有6条，其中石英闪长玢岩岩脉5条，玄武玢岩岩脉1条。石英闪长玢岩呈深绿色，斑状结构，块状构造，斑晶主要为斜长石和石英，基质由长石、角闪石、石英、辉石、黑云母等组成；玄武玢岩呈暗黑色，斑状结构，块状构造，斑晶由基性斜长石和橄榄石组成，基质主要有长石、辉石及少量角闪石和黑云母。2种岩脉一般沿F5附近产出，走向与F5基本一致，主要呈NEE走向，倾向为SE，倾角大于70°（图2a）。

石英脉型钨矿是矿区主要的矿化类型，形成南、中、北3组矿脉带，3组矿脉带均自NNE向SSW方向侧伏，其中南组最陡，中组次之，北组最缓，从垂向看，3组矿脉自上而下呈收敛之势，形似笤帚状（图2b）。南组矿脉带由一系列NWW-SEE与近EW走向的矿脉组成，呈“X”状交叉展布，倾向南或南南西，倾角75°以上，纵向延深自地表1119 m标高至深部-122 m标高，超过1200 m，越向深部，走向NEESWW的矿脉发育程度越弱，而逐渐以近EW向矿脉为主，南组矿脉是矿化最强，规模最大的矿脉。中组矿脉带走向为NWW-SEE，倾角55°~75°，走向延长750 m，纵向延深自地表1030 m标高至385 m标高尖灭。北组矿脉带走向为近NW-SE，矿脉倾角35°~60°，走向延长800 m，纵向延深自地表1160 m标高至535 m标高尖灭，如今2组矿脉带目前均已结束开采工作。矿脉中的钨矿物有钨锰铁矿、钨铁矿、黑钨矿（图3a）和钨华；铋矿物有辉铋矿、辉铅铋矿、斜方辉铅铋矿、柱硫铋铅矿、斜方硫铋铅矿、富硫铋铅矿、自然铋、泡铋矿、铋华等；碲矿物有硫碲铋矿A、硫碲铋矿B、应硫碲铋矿、巴硫碲铋矿、硫楚碲铋矿、辉碲铋矿等；常见的金属矿物还有黄铁矿、磁黄铁矿、黄铜矿、毒砂、辉钼矿、锡石、闪锌矿等。非金属矿物有石英（图3b）、长石、铁锂云母、白云母、萤石、方解石、绿柱石、阳起石等（图3）。钨矿石英脉的矿物组合空间上具有明显逆向分带特征，矿脉上部一般出现铁锂云母、白云母、电气石、锡石等高温的矿物组合；中下部则为磁黄铁矿、黄铁矿、自然铋、铅的铋硫盐和较低温的碲铋矿族矿物组合，下部为富含碳酸盐矿物（任英枕,1998）。

图2 盘古山钨矿床地质平面图(a)和Ⅰ-Ⅰ′剖面图(b)（据方贵聪，2014b修改）1—上泥盆统砂岩；2—震旦系；3—燕山早期花岗岩；4—石英闪长玢岩；5—玄武玢岩；6—钨-碲矿化石英脉；7—断层及编号；8—钻孔；9—勘探线及编号Fig.2 Geological plan(a)andⅠ-Ⅰ′profile(b)of Pangushan tungsten deposit(modified after Fang,2014b)1—Upper Devonian sandstone;2—Sinian;3—Early Yanshan granite;4—Quartz diorite porphyry;5—Basalt porphyry;6—W-Te mineralized quartz vein;7—Fault and its number;8—Drill hole;9—Exploration line and number

图3 盘古山矿床中部（a）及中下部（b）矿化石英脉中的矿物组合Qtz—石英；Wol—黑钨矿；Bmt—辉铋矿Fig.3 The mineral assemblage in the mineralized quartz veins in the middle(a)and Lower middle(b)of the Pangushan depositQtz—Quartz;Wol—Wolframite;Bmt—Bismuthinite

矿床可分为硅酸盐阶段、氧化物阶段、石英硫化物阶段、碳酸盐阶段等4个成矿阶段。硅酸盐成矿阶段形成云英岩型钨矿和不规则糖粒状石英脉、团块状石英及含少量黑钨矿、白钨矿、石英细脉，产于岩体顶部及盖层的早期裂隙中。氧化物阶段是主要成矿阶段，大部分黑钨矿在此阶段形成，具有工业价值。按矿石类型及矿物组合可分为2类：石英-绿柱石-黑钨矿组合，产于北东东向、南西西向的裂隙中，形成初期矿脉；石英-黑钨矿-硫化物组合，产于近东西向、北东向、北西向裂隙的石英脉。石英硫化物阶段主要形成碲化物、铋硫盐矿物、硫化物等，该阶段黑钨矿、锡石等氧化物减少，辉铋矿、辉钼矿、黄铜矿等硫化物显著增多。碳酸盐阶段主要产出石英-方解石组合，是成矿阶段的尾声（盛继福等，2018）。

2 样品采集与测试方法

2.1 电子探针

本次电子探针研究采集的碲化物样品来自于盘古山钨矿床各中段碲矿化石英脉及SP-NLSD-2科学钻孔，挑选出代表性的样品磨制成探针片，首先在显微镜下观察探针薄片并圈定要分析的碲铋矿，经喷碳处理后进行电子探针分析。电子探针分析在桂林理工大学广西隐伏金属矿产勘查重点实验室完成，应用JEOL JXA-8230型电子探针对碲化物的化学成分进行了详细研究，测试条件如下：加速电压15 kV，束流2.0×10-8A，束斑直径5 μm，ZAF修正法。分析元素为Te、Bi、S、Pb、Se、Al、Ca、Na、Mo、Ti、Mn、Fe、Cu、Au、K、Mg、Ag、Zn，其中主量元素（含量大于1%）：峰值积分时间10 s，背景积分时间5 s，检测限为98×10-6~612×10-6；微量元素（含量小于1%）：峰值积分时间20 s，背景积分时间10 s，检测限为98×10-6~120×10-6，所用标样均为美国SPI矿物标准。

2.2 流体包裹体

本次流体包裹体研究的样品来自于盘古山钨矿床各中段碲矿化石英脉，挑选出代表性的样品磨制成包裹体片。包裹体观察和测温工作在桂林理工大学广西隐伏金属矿产勘查重点实验室完成，实验室内温度保持在25℃左右。使用50倍物镜观察单个的包裹体并对其进行描述和测量。测温所用仪器为英国产Linkam THMSG-600型冷热台，操作范围－196~600℃，在－196~0℃温度区间精度为±0.5℃，在0~600℃精度为±2℃。测温过程是先将系统温度以20℃/min速率降低到－60℃；然后缓慢升温，依次以20℃/min速率升高到－30℃，以10℃/min速率升高到－20℃，以5℃/min速率升高到0℃；以20℃/min速率升高到包裹体剧烈运动，以5℃/min速率升高到均一温度；以5℃/min速率下降到包裹体再现温度。对于气液两相包裹体，主要观测的相变温度有冰点温度、均一温度及再现温度；对于含液相CO2三相包裹体，所观测的相变温度有初熔温度、CO2笼形物融化温度、CO2部分均一温度、完全均一温度。然后根据相关相变温度计算流体的盐度、密度、成矿压力、成矿温度、成矿深度等参数。

3 测试结果

3.1 碲化物类型及特征

盘古山钨矿床碲化物电子探针结果见表1。图4显示盘古山钨矿床中碲铋化物主要有硫碲铋矿A、硫碲铋矿B、应硫碲铋矿、辉碲铋矿、巴硫碲铋矿、硫楚碲铋矿及辉碲铋矿（表1，图4），主要特征如下：

表1 盘古山钨矿床碲化物电子探针成分分析结果Table 1 The composition of telluride from the Pangushan tungsten deposit by EPMA

图4 盘古山钨钼矿碲化物Bi(+Pb)-S(+Se)-Te体系相图（据Wang et al.,2019修改）1—硫碲铋矿A；2—巴硫碲铋矿；3—硫碲铋矿B；4—应硫碲铋矿；5—硫楚碲铋矿；6—辉碲铋矿Fig.4 Phase diagram of telluride Bi(+Pb)-S(+Se)-Te system in Pangushan tungsten deposit(modified after Wang et al.,2019)1—Joseite A;2—Baksanite;3—Joseite B;4—Ingodite;5—Sulphotsu‐moite;6—Tetradymite

硫碲铋矿A：硫碲铋矿（Bi4Te2-xS1+x）据Te大于或小于S，即x＞0.5或x＜0.5，分为硫碲铋矿A和硫碲铋矿B2个亚种。硫碲铋矿A可见于385中段，与辉铅铋矿、自然铋伴生，呈粒状发育于辉铅铋矿中。反射率为Ⅱ级，较辉铅铋矿略高，无双反射及反射多色性，反射色为灰白为带粉黄，正交偏光下表现非均质性（灰白-灰白带黄）（图5a、b）。根据电子探针分析结果计算硫碲铋矿A化学式为(Pb0.15Bi3.82)3.97(Te1.01Se0.02S1.98)3.01，简化为Bi4TeS2。含量较其余碲化物少，只有个别中段辉铅铋矿中出现几粒硫碲铋矿A。

硫碲铋矿B：在335中段、275中段、215中段、142 m标高、95中段、35中段均有发育，多呈粒状产于辉铅铋矿中，少量硫碲铋矿B以增生边的形式沿应硫碲铋矿及辉碲铋矿边部发育。反射率为Ⅱ级，较辉铅铋矿略高，无双反射及反射多色性，反射色为浅黄微带褐色，正交偏光下表现非均质性（灰黑-灰黑带黄），具浅黄色内反射色（图5c、d）。根据电子探针分析结果计算硫碲铋矿B化学式为(Au0.01Fe0.02K0.01)0.04(Pb0.03Bi3.97)4.00(Te1.91Se0.04S1.01)2.96，简化为Bi4Te2S。在盘古山碲化物中含量最多，在各中段Bi2S3-PbS矿物中均能发现硫碲铋矿B，在矿床碲化物中占比约40%。

应硫碲铋矿：在275中段、95中段、35中段均有发育，与辉铅铋矿、自然铋、磁黄铁矿伴生，多呈粒状发育于辉铅铋矿中，少量应硫碲铋矿呈板柱状发育。反射率为Ⅱ级，无双反射及反射多色性，反射色为浅黄色，正交偏光下表现非均质性（灰带黄-灰黑带黄褐）（图5e、f）。根据电子探针分析结果计算应硫碲铋矿化学式为Al0.01(Pb0.09Bi1.82)1.91(Te1.05Se0.01S1.01)2.07，简化为Bi2TeS，含量较少，在矿床碲化物中占比约5%，除个别板柱状发育的应硫碲铋矿外，应硫碲铋矿的粒度较其余碲化物小，在Bi2S3-PbS矿物中占比较其余碲化物低。

巴硫碲铋矿：在385中段、335中段、315中段、142 m标高均有发育，与磁黄铁矿、黄铁矿、斜方辉铅铋矿伴生，多呈不规则粒状产于辉铋矿中，硫碲铋矿B沿巴硫碲铋矿边部结晶形成增生边。反射率为Ⅱ级，无双反射及反射多色性，反射色为浅黄色，正交偏光下表现非均质性（灰白带粉-灰白带蓝）（图5g、h）。根据电子探针分析结果计算巴硫碲铋矿化学式为(Fe0.03Ti001K0.01Na0.01Al0.02Mg0.01)0.09(Pb0.48Bi5.35)5.91(Te1.95Se0.04S3.07)5.03，简化为Bi6Te2S3。在矿床碲化物中占比约15%，多在矿床中下部发育。

“你涌动着无穷无尽的活力，你是一个天真烂漫的女人。我是一个从地狱返回的人，心如死水，但你使我有活过来的迹象。”

图5 盘古山钨矿床中碲化物的显微照片（a、c、e、g、i、k）及电子探针背散射图（b、d、f、h、j、l）a、b.硫碲铋矿A呈粒状沿辉铅铋矿边部发育；c、d.硫碲铋矿B与辉铅铋矿、硫楚碲铋矿伴生；e、f.应硫碲铋矿呈粒状发育于辉铅铋矿中；g、h.巴硫碲铋矿通常发育于斜方辉铅铋矿边部；i、j.硫碲铋矿B沿应硫碲铋矿及硫楚碲铋矿边部发育形成增生边；k、l.辉碲铋矿呈粒状、条状发育于辉铋矿中Jos A—硫碲铋矿A；Jos B—硫碲铋矿B；Bak—巴硫碲铋矿；Ing—应硫碲铋矿；Sul—硫楚碲铋矿；Tet—辉碲铋矿；Bsm—自然铋；Bmt—辉铋矿；Gal—辉铅铋矿；Cos—斜方辉铅铋矿；Qtz—石英；Cal—方解石Fig.5 Photomicrographs(a,c,e,g,i,k)and backscatter images(b,d,f,h,j,l)of telluride in the Pangushan tungsten deposita,b.Granular Jjoseite A along the margin of galenobisumtite;c,d.Joseite B is associated with galenobisumtite and sulphotsumoite;e,f.Granular in‐godite develops in the galenobisumtite;g,h.Baksanite is usually developed in the edge of cosalite;i,j.Joseite B developed along the edges of ingo‐dite and sulphotsumoite;k,l.Granular and striped tetradymite develops in the bismuthinite Jos A—Joseite A;Jos B—Joseite B;Bak—Baksanite;Ing—Ingodite;Sul—Sulphotsumoite;Tet—Tetradymite;Bsm—Bismuth;Bmt—Bismuthinite;Gal—Galenobisumtite;Cos—Cosalite;Qtz—Quartz;Cal—Calcite

硫楚碲铋矿：在275中段、215中段、95中段、35中段均有发育，多与辉铅铋矿、自然铋、应硫碲铋矿、硫碲铋矿B等碲铋化物伴生，反射率为Ⅱ级，无双反射及反射多色性，反射色为浅黄褐色，正交偏光下表现均质性（图5i、j）。根据电子探针分析结果计算硫楚碲铋矿化学式为(Fe0.02K0.01Na0.01)0.04(Pb0.10Bi2.65)2.75(Te1.89Se0.01S1.29)3.19，简化为Bi3Te2S。在矿床碲化物中占比约10%，多在矿床下部发育。

辉碲铋矿：发育于215中段、95中段、35中段，多呈竹叶状发育于辉铋矿中，反射率为Ⅱ级，较应硫碲铋矿及辉铋矿高，无双反射及反射多色性，反射色为白带微黄，正交偏光下表现非均质性（灰白-灰带黄褐）（图5k、l）。根据电子探针分析结果计算辉碲铋矿化学式为(Ag0.01Fe0.01K0.01Mg0.01)0.04(Pb0.06Bi1.96)2.02(Te1.84Se0.01S1.08)2.93，简化为Bi2Te2S。含量较硫碲铋B矿略低，在矿床碲化物中占比约30%，但集中程度较硫碲铋矿B高，在某些Bi2S3-PbS矿物中辉碲铋矿的占比能达到5%左右。

3.2 流体包裹体分析结果

3.2.1 流体包裹体岩相学

通过野外样品采集及室内岩相学观察可知，在盘古山钨矿床的碲矿化石英脉石英中发育大量流体包裹体，包括原生包裹体、假次生包裹体及次生包裹体，前两者主要沿石英生长环带分布或呈孤立状随机分布，是本次包裹体实验的主要对象。根据包裹体在室温下的主要物理相态可将流体包裹体分为纯气相包裹体（V）（图6a）、纯液相包裹体（L）（图6b）、富气相的气液两相包裹体（V+L）（图6c）、富液相的气液两相包裹体（L+V）（图6d）及含液相CO2的三相包裹体（L+V+C）（图6e、f）。

图6 盘古山钨矿床与碲化物共生石英中的流体包裹体a.纯气体包裹体；b.纯液体包裹体；c.富气相的气液两相包裹体；d.富液相的气液两相包裹体；e、f.含液相CO2的三相包裹体Fig.6 Fluid inclusions in quartz associated with telluride in Pangushan tungsten deposita.Pure gas inclusions;b.Pure liquid inclusions;c.Gas-liquid two-phase inclusions rich in gas;d.Gas-liquid two-phase inclusions rich in liquid;e,f.Three phase inclusions containing liquid CO2

纯气相包裹体（V）：占总包裹体数量2%~5%，大小1~7 μm，常呈圆形、椭圆形、不规则型等（图6a），与富气相的气液两相包裹体、富液相的气液两相包裹体及含液相CO2的三相包裹体共生。

纯液相包裹体（L）：占总包裹体数量2%~3%，粒径为1~5 μm，其形态有负晶形、三角形、液滴状、椭圆形或圆形，少数为不规则状（图6b）。

气液两相包裹体：根据气液比又可分为富气相的气液两相包裹体（V+L）和富液相的气液两相包裹体（L+V）。富气相的气液两相包裹体约占总包裹体数量40%，相态组合为气相+液相，以气相为主，大小为5~20 μm，个别大于25 μm，以圆形、椭圆形最常见，其次为液滴型、长条形（图6c），常与纯气相包裹体、富液相的气液包裹体共生；富液相的气液两相包裹体占总包裹体数量50%，由气相和液相组成，以液相为主，大小为2~20 μm，呈椭圆形、负晶形和他形等（图6d）。

含液相CO2的三相包裹体（L+V+C）：占总包裹体数量约2%~3%，包裹体由水溶液、液相CO2和气相CO2组成。此类包裹体一般较大，直径8~20 μm，呈圆形、椭圆形、液滴形等（图6e、f），常与富气相的气液两相包裹体共生。

3.2.2 流体包裹体测试结果

对矿床中石英硫化物阶段不同中段碲矿化石英脉的石英流体包裹体进行了显微测温，测试结果见表2和图7，盐度计算过程参考Hall等（1988）及Roedde（r1984），密度计算过程参考刘斌等（1987）。

盘古山钨矿床碲矿化石英脉的流体包裹体均一温度变化于152~395℃(表2)，从流体包裹体均一温度分布直方图（表2，图7a、c、e、g、i）上看，385中段到35中段均一温度的峰值与平均值均呈降低趋势。表2和图7b、d、f、h、j显示，碲化物成矿流体的盐度变化于0.18%~18.11%，集中在0.18%~12.0%。总体上，碲的成矿流体盐度为中低盐度，385中段到35中段流体包裹体盐度的峰值与平均盐度均呈升高趋势。表2显示成矿流体的密度变化于0.52~1.00 g/cm3，385中段到35中段流体包裹体平均密度呈升高趋势。

图7 流体包裹体均一温度分布直方图(a、c、e、g、i)和盐度分布直方图(b、d、f、h、j)Fig.7 Homogenization temperatures(a,c,e,g,i)and salinity frequency histograms(b,d,f,h,j)of fluid inclusions

表2 碲矿化石英脉中石英流体包裹体显微测温结果及相关参数列表Table 2 Microthermometry results of fluid inclusion from the telluride mineralized quartz vein

CO2对压力的变化较为敏感，因此含液相CO2的三相包裹体用于压力估算取得的结果相对其他类型包裹体较为可靠。根据含液相CO2的三相包裹体的显微测温数据，使用CO2-H2O迭代计算程序（徐文刚等,2012）得出盘古山钨矿床碲矿化石英脉流体包裹体捕获最低压力为72.4~95.2 MPa，平均82.8 MPa。按静岩压力计算公式P=hρg[式中P为压力，h为深度，ρ为上覆盖层的平均密度（本文取2.65 g/cm3）（王万银等,2014），g为重力加速度（9.8 m/s2）]，得出最低成矿深度范围2.79~3.67 km，平均为3.19 km。

4 讨论

4.1 碲化物的空间分布规律

不同Te、Bi+Pb、S+Se原子分数形成不同的碲化物，盘古山钨矿床发育了硫碲铋矿A、巴硫碲铋矿、硫碲铋矿B、应硫碲铋矿、硫楚碲铋矿、辉碲铋矿等碲化物。且矿物类型及其Te、Bi+Pb、S+Se的原子分数空间上具有一定的分带性，碲化物随标高的降低依次出现硫碲铋矿A、巴硫碲铋矿、硫碲铋矿B、应硫碲铋矿、硫楚碲铋矿、辉碲铋矿的趋势。这些碲化物中Te的原子分数随标高降低呈升高趋势（图8b），Bi+Pb和S+Se的原子分数则随标高降低呈降低趋势（图8c、d），即由浅至深逐渐富Te，贫Bi、S。

图8 盘古山钨矿中碲化物在空间上的种属变化(a)及碲化物各元素的原子含量百分比与标高关系图(b~d)1—硫碲铋矿A；2—巴硫碲铋矿；3—硫碲铋矿B；4—应硫碲铋矿；5—硫楚碲铋矿；6—辉碲铋矿Fig.8 Spatial distribution variation of telluride(a)and relationships between atomic percentage of telluride and elevation(b~d)in Pangushan tungsten deposit1—Joseite A;2—Baksanite;3—Joseite B;4—Ingodite;5—Sulphotsumoite;6—Tetradymite

盘古山矿床中的Bi2S3-PbS矿物系列的空间分布上随标高的降低具依次出现辉铋矿、柱硫铋铅矿、杂硫铅铋矿、辉铅铋矿、斜方辉铅铋矿、富硫铋铅矿、方铅矿的趋势（任英忱等,1986），这些Bi2S3-PbS矿物系列中Bi、S的原子分数随标高的降低而呈降低趋势，Pb的原子分数随标高的降低呈升高趋势（许德清等，1983；任英忱等，1986；任英忱，1998）。可见，盘古山钨矿床中碲化物的空间分带性可能是Bi2S3-PbS矿物系列中Te、S、Bi、Pb等元素含量变化的结果。

Te与S是同族元素，Pb与Bi是同周期的邻族元素，在某些情况下，Te与S、Pb与Bi会表现出相似的地球化学行为。即Te、Pb在中低温、低f(S2)以及高f(Te2)/f(S2)条件下易置换Bi2S3-PbS矿物系列中的S、Bi，而使Te、Pb以类质同象的形式分散于硫化物晶格中，最终沉淀形成碲化物（赵利青1996；于学峰等，2019）。浅部因Bi2S3-PbS矿物系列中多为辉铋矿，并且因温度和f(S2)相对较高，f(Te2)/f(S2)比值相对较低，导致Te只是置换Bi2S3-PbS矿物系列中部分S而形成硫碲铋矿A及巴硫碲铋矿等相对贫Te，富Bi的碲化物。深部随着温度和f(S2)的继续降低，f(Te2)/f(S2)相对增高，Te则置换Bi2S3-PbS矿物系列中的S，Pb置换Bi2S3-PbS矿物系列中的Bi，最终沉淀形成硫楚碲铋矿及辉碲铋矿等相对富Te，贫Bi的碲化物（图8a）。

4.2 碲化物形成条件分析

成矿流体的温度、硫逸度（f(S2)）及碲逸度（f(Te2)）对于碲化物的形成起着决定性的作用。在相同的f(Te2)条件下，低温及低f(S2)对形成碲化物有利；在一定温度条件下，高的f(Te2)/f(S2)比值有利于形成碲化物（张招崇等，1997）。流体包裹体显微测温数据（表2）显示，盘古山钨矿床中碲化物形成的温度范围集中在152℃~395℃，矿脉均一温度随标高的降低有逐渐降低趋势，因此，越往矿床下部，温度越低，碲化物趋于富集。在盘古山钨矿床中发育磁黄铁矿与黄铁矿共生组合（任英忱等，1986），根据二者反应平衡我们可以列出平衡方程式：FeS2(S)=FeS(S)+1/2S2(g),根据此反应式，由热力学计算可得出lgf(S2)=2 lgk，查表对反应平衡常数lgk进行数值拟合，可得出以下方程式（马东，2007）：lgk=－17.0097+0.05275×T－5.1143×10-5×T2，其中T为均一温度（°C）。利用表2各中段流体包裹体数据计算可得385中段含矿热液平均logf(S2)为－9.39；215中段含矿热液平均logf(S2)为－10.71；155中段含矿热液平均logf(S2)为－10.32；95中段含矿热液平均logf(S2)为－10.98；35中段含矿热液平均logf(S2)为－12.54。可见，由浅至深成矿流体是一个f(S2)不断降低的过程，变化范围为－12.54＜logf(S2)＜－9.39。根据矿物存在黄铁矿、磁黄铁矿以及辉铋矿、碲铋矿的共生组合，可将盘古山钨矿床的碲逸度限定为－11.0＜logf(Te2)＜－7.1（图9）。

图9 300℃条件下碲化物-硫化物的logf(S2)-logf(Te2)相图（据Afifi et al.,1988修改）Fig.8 Stabilities of some tellurides and sulfides as functions of the fugacities of logf(S2)-logf(Te2)at 300℃(modified after Afifi et al.,1988)

4.3 碲化物的沉淀过程

盘古山钨铋矿床在成矿早期，矿液主要来自于花岗岩浆（方贵聪等，2016；鲁麟，2015；周瑶等，2015），矿液中富W、Sn、Mo、Bi、Pb、Ta、Zn、Nb贫Te、Cu，通过改造、充填已有的容矿裂隙而形成上部出现铁锂云母、白云母、电气石及锡石等高温的矿物组合，中下部则为磁黄铁矿、黄铁矿、黄铜矿及铋硫盐矿物组合，下部富含碳酸盐矿物的矿化石英脉。由于构造作用和岩浆活动的持续影响，原有被矿化石英脉充填的裂隙构造再次活动，后期被石英闪长玢岩和玄武玢岩成矿作用叠加，带来丰富的Te。在成矿作用早阶段，矿液温度及f(S2)较高，在高温条件下碲明显地表现出在高度分散和亲氧性（钱汉东等,2000），不易富集成矿；到成矿作用晚阶段，随着矿化程度的加深，成矿流体温度逐渐降低，f(S2)逐渐降低，f(Te2)/f(S2)相对增大，低温条件下Te呈现亲硫性趋于富集（钱汉东等,2000），Te、Pb置换Bi2S3-PbS矿物系列中的S、Bi，使Te、Pb以类质同象的形式分散于Bi2S3-PbS矿物系列晶格中，最终随标高的降低，硫碲铋矿A、巴硫碲铋矿、应硫碲铋矿、硫碲铋矿B、硫楚碲铋矿、辉碲铋矿等碲铋矿族矿物依次富集，逐渐富Te而贫Bi、S。