新疆东天山照壁山金铅锌多金属矿床地质特征及矿床成因*

张雪琴，徐登峰，赵 云**，薛春纪，刘一浩，李旭广，陈 波，游延祥

（1 中国地质大学（北京），地质过程与矿产资源国家重点实验室，地球科学与资源学院，北京 100083；2 西部矿产资源与地质工程教育部重点实验室长安大学，陕西西安 710054；3 新疆维吾尔自治区地质矿产勘查开发局第二区域地质调查大队，新疆昌吉 831100；4 新疆维吾尔自治区人民政府国家305 项目办公室，新疆乌鲁木齐 830000；5 新疆天池能源有限责任公司，新疆昌吉 831100）

天山是中亚造山带西南部规模巨大的增生型造山带（Xu et al., 2013；Tang et al., 2017），其地层发育齐全，岩浆活动强烈，构造复杂，发育多种矿产资源。东天山是天山造山带重要的组成部分，矿产资源丰富，已发现众多金、铅锌矿床，其中，金矿矿床类型多样，有浅成低温热液型、斑岩型、韧性剪切带型、岩浆热液型等类型（薛春纪等，1995；秦克章等，2003），主要集中分布于北天山岛弧带的南缘及中天山地块南缘（图1）（毛景文等，2002；杜亚龙等，2016），表明东天山具有较好的成矿条件和良好的找矿前景。但东天山博格达岛弧带仅发现少量小型矿床（如索尔巴斯陶金矿床），该带的金多金属成矿作用是地质学家关注的重要问题。

图1 东天山地质矿产简图（底图据马星华等，2015修改）1—中新生代地体；2—博格达岛弧带；3—哈尔里克构造带；4—北天山弧增生杂岩；5—大南湖-头苏泉岛弧带；6—康古尔-黄山韧性剪切带；7—阿奇山-雅满苏岛弧带；8—库米什-红柳河增生杂岩；9—中天山地块；10—塔里木板块；11—断裂；12—金矿；13—铅锌矿；14—地名Fig.1 Geological map and distributions of ore deposits in the Eastern Tianshan(base map modified by Ma et al.,2015)1—Mesozoic and Cenozoic rocks;2—Bogda island arc;3—Harlick tectonic belt;4—North Tianshan accretionary complex;5—Dananhu-Tousuquan island arc;6—Kangur-huangshan ductile shear zone;7—Aqishan-Yamansu island arc;8—Kumishi-Hongliuhe accretionary complex;9—Central Tianshan arc;10—Tarim block;11—Fault;12—Gold deposit;13—Pb-Zn deposit;14—Place name

照壁山金铅锌多金属矿床是近年来东天山北部新发现的多金属矿床，位于博格达岛弧带内，其金估算资源量约1.92 t，铅+锌估算资源量约13.1 万t，矿床规模达小型。以该矿床为例，分析地质特征和成因，理清矿床成因，有助于东天山博格达岛弧带找矿勘查研究。本文在系统的整理前人勘查和研究成果基础上，结合详尽的野外地质工作，开展矿物显微镜下观察、主微量元素特征、流体特征、同位素特征分析工作，试图梳理分析照壁山金铅锌多金属矿床的地质特征、流体及同位素特征，明确矿床的成矿类型。

1 区域地质特征

东天山位于中亚造山带西南部，北邻准噶尔盆地，南邻塔里木盆地，从北到南分为北天山岛弧带、中天山地块。北天山岛弧带南以阿奇克库都克断裂为界与中天山地块相邻，北与准噶尔地块相邻，主要由古生代火山-沉积岩和岩浆岩组成，带内发育的多条EW 向断裂将其划分为不同的单元，从北向南依次为博格达-哈尔里克岛弧带、大南湖-头苏泉岛弧带、康古尔-黄山韧性剪切带、阿奇山-雅满苏岛弧带；中天山地块为阿奇克库都克断裂和卡瓦布拉克断裂之间的隆起带，主要由古生代火山岩-火山碎屑岩组成（Xiao et al., 2004；Charvet et al., 2011；高荣臻等，2021）。在中天山地块南北缘广泛产出大-中型金、铅锌矿床（图1）

东天山博格达岛弧带呈EW 走向，位于准噶尔盆地和吐哈盆地之间，岛弧带内分布着大量的铜、铁、铅、锌矿点及少量金矿床（图2）。区内出露地层主要由石炭系的火山-沉积岩组成，局部发育二叠系、侏罗系、泥盆系，其中，石炭系分布面积广泛，约占总面积的37%，发育一套浅海相火山碎屑岩夹火山熔岩、陆源碎屑岩-碳酸盐岩沉积建造（靳刘圆，2014；周建仁，2014）；区内火山岩分布广泛，岩浆活动强烈，表现为东部强，以酸性侵入岩为主；西部弱，以基性侵入岩为主的特征，岩性主要为辉绿岩、闪长岩、钾长花岗岩等，主要侵位于上石炭统，其中，辉绿岩分布广泛，呈岩床状产出，中酸性侵入岩主要呈小岩株、岩枝状产出。区域断裂发育，主要由3～5 条大型近EW 向压扭性逆断裂构成，规模延伸较远；次级断裂发育有NE 向、NEE 向和NW 向，其中以NE 向、NEE向断裂为主，NW向断裂次之（图2）。

图2 博格达岛弧带地质矿产简图（底图据靳刘圆，2014修改）1—侏罗系；2—三叠系；3—上二叠统；4—上石炭统；5—下石炭统；6—上泥盆统；7—下泥盆统；8—基性侵入岩；9—中性侵入岩；10—酸性侵入岩；11—断层；12—铅锌矿点；13—铜矿床；14—铁矿床；15—金矿床Fig.2 Geological map and distributions of ore deposits in the Bogda Island Arc(base map modified by Jin,2014)1—Jurassic;2—Triassic;3—Upper Permian;4—Upper Carboniferous;5—Lower Carboniferous;6—Upper Devonian;7—Lower Devonian;8—Basic intrusive rock;9—Neutral intrusive rock;10—Acid intrusive rock;11—Fault;12—Pb-Zn deposit;13—Copper deposit;14—Iron deposit;15—Gold deposit

2 矿区地质特征

矿区出露地层为上石炭统柳树沟组（C2l）、上石炭统祁家沟组（C2qj）和第四系（Q），其中柳树沟组和祁家沟组呈不整合接触（图3）。柳树沟组分为3 个岩性段：第一岩性段（C2l1）：岩性以凝灰岩、角砾岩、安山岩等为主，为一套中-基性火山碎屑岩夹火山熔岩建造；第二岩性段（C2l2）：主要为一套中-基性火山碎屑岩、火山熔岩夹砂岩等陆源碎屑岩建造，局部夹有碳酸盐岩透镜体，岩性以灰岩、凝灰岩、安山岩、砂岩等为主；第三岩性段（C2l3）：岩性以安山质凝灰岩、玄武岩、安山岩、火山角砾岩、灰岩等为主，主要为一套中-基性火山碎屑岩、火山熔岩建造，偶夹碎屑岩，矿化带主要分布于第三岩性段内。陶威等（2022）、宋倩倩等（2020）使用单矿物锆石U-Pb法测定柳树沟组地层年龄约为312.5 Ma，证明其是晚石炭世火山活动的产物。祁家沟组：下部为砂岩、泥岩，上部为中粗粒砂岩、灰岩等陆源碎屑岩。矿区内火山岩分布广泛，侵入岩出露规模小，主要呈小岩株、岩枝产出，岩性主要为辉绿岩、花岗岩等。矿床位于照壁山向斜南翼，该向斜以轴向NW 向，南倾为特征，两翼产状稳定，西翼产状为40°～50°、50°～70°，东翼产状为200°～210°、50°～70°；发育EW 向主断层和多条NW 向的次级断层，且NW向次级逆断层切穿地层（图3）。

3 矿床地质特征

照壁山金铅锌多金属矿床共圈出2 条矿化蚀变带（L1 和L2）（图3），呈NW-SE 向分布。金铅锌多金属矿体主要赋存于安山质凝灰岩地层中，受地层控制明显（图4、图5a～b、图6a～i），产出形态连续，呈透镜状、脉状。地表圈定矿体4 条（图5a），深部隐伏矿体5条（图5b），其中L1-1矿体为研究区主矿体，长度为1030 m，厚0.7～23.6 m，产状为36°～49°，50°～82°，单工程铅、锌、金、银平均品位分别为1.49%、1.35%、0.68 g/t、49.4 g/t。矿床内也可见多条石英脉分布。矿床发育硅化、明矾石化、高岭石化等蚀变，其中硅化与矿化有关（图7a～f）。主要金属矿物为金、闪锌矿、方铅矿、黄铁矿、黄铜矿，非金属矿物以石英、方解石为主；矿石结构主要为自形-半自形结构、他形结构、乳滴状结构等，矿石构造主要为脉状、浸染状等（图8a～i）。

图4 照壁山多金属矿床实测剖面简图1—安山质凝灰岩；2—明矾石化安山质凝灰岩；3—硅化安山质凝灰岩Fig.4 Geological section along No.1 in the Zhaobishan polymetallic deposit1—Andesitic tuff;2—Aluminized andesitic tuff;3—Silicified andesitic tuff

图5 照壁山多金属矿床1号勘探线（a）和3号勘探线剖面图（b）剖面图（据游延祥等，2021修改）1—第四系；2—安山质凝灰岩；3—集块岩；4—矿体位置及编号；5—矿化蚀变带；6—钻孔位置；7—探槽位置；8—样品号/元素含量；9—地层产状Fig.5 Geological section along No.1(a)and No.3(b)exploration line in the Zhaobishan polymetallic deposit(modified from You et al.,2021)1—Quaternary;2—Andesitic tuff;3—Agglomerate;4—Ore body location and number;5—Mineralized alteration zone;6—Location of drill hole;7—Location of trench;8—Sample number/element data;9—Attitude of strata

图6 照壁山多金属矿区柳树沟组火山岩地层、侵入岩a～c.柳树沟组安山质凝灰岩；d～f.柳树沟组玄武岩；g～i.柳树沟组钾长花岗斑岩；Pl—斜长石；Q—石英Fig.6 Volcanic rock strata and intrusive rocks of Liushugou Formation in Zhaobihsan polymetallic deposita～c.Liushugou formation Andesitic tuff；d～f.Liushugou formation Basalt；g～i.Liushugou formation K-feldspar granite porphyry Pl—Plagioclase；Q—Quartz

图7 照壁山多金属矿区柳树沟组蚀变a.硅化地层；b～f.明矾石化、高岭石化地层Alt—明矾石化；Ser—绢云母化；Kln—高岭石化Fig.7 Alteration of Liushugou Formation in Zhaobishan polymetallic deposita.Silicified formation;b～f.Alum and kaolinite Formation Alt—Alunite;Ser—Sericite;Kln—Kaolinite

图8 照壁山金铅锌多金属矿床手标本及镜下照片a～b.石英-黄铁矿-闪锌矿-方铅矿脉切穿含硫化物地层；c～d.他形闪锌矿-半自形黄铁矿(PyⅡ)切穿自形-半自形毒砂；e.他形闪锌矿切穿他形黄铁矿(PyI)；半自形白铁矿；f～i.自形-半自形黄铁矿(PyI)，他形方铅矿，他形闪锌矿，乳滴状、细粒状黄铜矿Q—石英；Py—黄铁矿；Sp—闪锌矿；Gn—方铅矿；Apy—毒砂；Mrc—白铁矿；Cpy—黄铜矿Fig.8 Photographs and photomicrographs of the Zhaobishan Au-Pb-Zn polymetallic deposita～b.Quartz-pyrite-sphalerite-galena veins cut through sulfide-bearing country rocks;c～d.Anhedral sphalerite-semi-euhedral pyrite(PyⅡ)cut through euhedral-semi-euhedral arsenopyrite;e.Anhedral sphalerite cut through pyrite(PyI);Semi-euhedral marcasite;f～i.Euhedral-semi-euhedral pyrite(PyI),anhedral galena,anhedral sphalerite,droplet chalcopyrite,fine-grained chalcopyrite Q—Quartz；Py—Pyrite；Sp—Sphalerite；Gn—Galena；Apy—Arsenopyrite；Cpy—Chalcopyrite

根据野外观察和显微镜下显示的矿物共生、矿脉穿插关系，将照壁山金铅锌多金属矿床的成矿过程分为3个阶段（图8a～i、图9）：①石英-黄铁矿-毒砂阶段，该阶段的黄铁矿主要为自形-半自形结构，呈浸染状分布于地层中，毒砂多呈半自形结构，镜下常见毒砂与黄铁矿紧密分布；②石英-金-黄铁矿-闪锌矿-方铅矿阶段，该阶段为主成矿阶段，石英主要呈脉状，金与闪锌矿连生，黄铁矿为半自形-他形粒状结构，呈浸染状分布在石英脉中，闪锌矿、方铅矿主要为他形结构，脉状分布；局部发育方解石脉，且半自形黄铁矿紧密分布在方解石脉两侧；③石英-黄铁矿-黄铜矿阶段，黄铁矿、黄铜矿主要呈他形粒状产出。

图9 照壁山多金属矿床矿物生成顺序表Fig.9 Schematic diagram showing paragenesis sequence of the Zhaobishan polymetallic deposit

4 测试方法

样品选取自照壁山金铅锌多金属矿钻孔ZK0001 和围岩，进行了全岩主微量元素分析，流体包裹体和H-O同位素测试。

将新鲜样品粉碎至200 目以下后对主量、微量元素进行测试，分析测试单位为中国科学院地球化学研究所。主量元素测定首先采用硼酸锂、偏硼酸锂复合熔剂熔融消解样品，待熔剂与样品混合均匀时滴加少量饱和碘化铵水溶液并置于熔样机上进行熔融，待熔片冷却，使用X 荧光光谱仪（ARL Perform’X 4200）测定；烧失量测定方法为灼烧差减法，首先分别称量坩埚（m1）和放入样品后坩埚（m2）的质量，将称量好的样品进行灼烧直至恒重，称量灼烧后（样品+坩埚）的质量（m3），由LOI=（m2-m3）/（m2-m1）*100%计算得出烧失量值。微量元素测定采用加热HF、HNO3、样品的混合物，待样品消解并冷却后加入适量HNO3，并将混合物放置于低温电热板上直至蒸干完全，再加入Rh 内标溶液、HNO3溶液、去离子水，于140℃加热约5 h，冷却后取出样品，放入质谱仪（PlasmaQuant-MS Elite）测定。

流体包裹体样品测试由中国地质大学（北京）地球科学与资源学院矿产与资源勘查流体包裹体实验室完成，采用测试仪器为Linkam MDSG600 型冷热台，冷热台测试温度范围为-190～600℃，并保证精度±0.1℃，测试升温或降温速率一般为1～5 ℃/min，在临近相变点时速率一般为0.1～0.5 ℃/min，流体包裹体的盐度w（NaCleq）根据冰点温度在盐度-冰点关系中得出（Bodnar et al.,1993）。

H-O 同位素测试由核工业北京地质研究院分析测试研究中心完成。样品研磨粉碎至60 目以下，挑选出石英单矿物。称取约0.5 g 干燥过的石英单矿物样品，放置于石英反应管中，加热至550℃左右，同时用样品收集管收集释放出的气液态水，然后将水气化送入盛有玻璃碳的反应管中，水在TC/EA 内置高温炉中与碳元素反应生成H2和CO，H2、CO 在氦气流的带动下进入稳定同位素质谱仪（MAT253）测试H-O 同位素组成。分析结果以V-SMOW 为标准，误差范围为±0.1‰。

5 测试结果

研究区火山岩w(SiO2)介于48.85%～53.59%和68.56%～75.48%（表1），具有典型的双峰式火山岩组合特征，岩石类型主要为玄武岩和流纹岩。在区域上，七角井地区、色皮口地区等地也发育有双峰式火山岩，且岩性与研究区火山岩岩性一致（图10a～b）。玄武岩中w(Na2O) 为4.62%～6.97%，w(K2O) 为0.25%～2.88%，总体上具有富钠贫钾的特点（Na2O/K2O=1.95～27.35），属拉斑系列（图10b），w(Al2O3)为15.23%～16.69%，铝饱和指数（A/CNK）在1.25～1.69之间，属过铝质（图10c），w(MgO)为2.99%～6.50%，Mg#较高（36.25%～58.77%），w(TiO2)为1.06%～1.35%，w(P2O5)为0.16%～0.32%。流纹岩全碱含量（w(Na2O+K2O)=9.50～12.45）较高，属钾玄岩系列，过碱质，其K2O/TiO2（19.04～43.07）和K2O/P2O5（49.77～81.16）远高于玄武岩比值。

表1 照壁山金铅锌多金属矿床火山岩主量元素（w(B)/%）数据和微量元素（w(B)/10-6）数据Table 1 Major element data（w(B)/%）and trace element data（w(B)/10-6）of volcanic rocks from the Zhaobishan Au-Pb-Zn polymetallic deposit

图10 新疆照壁山金铅锌多金属矿床地层地球化学图解（数据引自高景刚等，2014）Fig.10 Geochemical classification and discrimination diagrams for the Zhaobishan Au-Pb-Zn polymetallic deposit(Data cited from Gao et al.,2014)

照壁山地区玄武岩和流纹岩稀土元素总量分别介于85.79×10-6～148.89×10-6和81.48×10-6～173.41×10-6（表1），LREE/HREE 分别为1.39～1.57、0.78～2.86，在稀土元素球粒陨石标准化配分模式图（图11a）上整体接近平坦型，表现为LREE 轻度富集，轻重稀土元素之间存在微弱的分异现象，玄武岩的La/Nb 为2.49～3.83、Ba/Nb 为41.00～315.38、Ba/La 为14.50～92.45，δEu 为0.76～1.01，平均0.94，轻微负异常，w(Zr)为101×10-6～116×10-6，w(Y)为19.7×10-6～27.4×10-6。在微量元素原始地幔标准化蛛网图（图11b）显示，研究区玄武岩大离子亲石元素Rb、Ba、K等相对富集，而高场强元素Th、Nb、Ta 等无富集；流纹岩Nb、Ta、Sr、Ti负异常。

图11 照壁山金铅锌多金属矿床稀土和微量元素分配曲线（数据引自高景刚等，2014）Fig.11 Pattern of the rare earth elements and trace elements for the Zhaobishan Au-Pb-Zn polymetallic deposit(Data cited from Gao et al.,2014)

照壁山金铅锌多金属矿床含硫化物石英脉中的原生流体包裹体类型单一，主要为气液两相包裹体，大小多在2～8 μm，气液比通常小于20%，多呈椭圆状、长条状等独立或成群成带分布（图12a～d）。对该气液两相包裹体进行测温，测试结果见表2。第Ⅰ成矿阶段（石英-黄铁矿-毒砂阶段）：该阶段石英颗粒较小，包裹体小于2 μm，达不到可进行测温实验的最低要求，无法对该阶段的石英进行均一温度和盐度测定，且第Ⅱ成矿阶段为主成矿阶段，笔者认为此阶段的测试结果可较好地表明成矿流体性质；第Ⅱ成矿阶段（石英-金-黄铁矿-闪锌矿-方铅矿阶段）：该阶段原生包裹体大小约为5～8 μm，形态呈椭圆状、规则状，主要为气液两相包裹体（图12a～c）。冰点温度在-9.3～-5℃之间，盐度w（NaCleq）为7.9%～13.2%，平均值为10.84%，完全均一温度为194.2～253.5℃，平均值为222.3℃；第Ⅲ成矿阶段（石英-黄铁矿-黄铜矿阶段）：原生包裹体大小多在2～5μm 之间，形态以椭圆状为主（图12d）。冰点温度为-8.6～-4.6℃，盐度w（NaCleq）为7.3%～12.4%，平均值为8.76%，完全均一温度为156.7～201.6℃，平均值177.0℃（图13）。

表2 照壁山金铅锌多金属矿床流体包裹体显微测温结果Table 2 Microthermometers data of fluid inclusions in the Zhaobishan Au-Pb-Zn polymetallic deposit

图12 照壁山多金属矿床石英中的流体包裹体显微照片a～c.第Ⅱ阶段气液两相包裹体；d.第Ⅲ阶段气液两相包裹体V—气相；L—液相Fig.12 Microphotographs of typical fluid-inclusions in quartz from the Zhaobishan polymetallic deposita～c.Phase Ⅱvapor-liquid two-phase inclusion;d.Phase Ⅲvapor-liquid two-phase inclusion V—Vapor;L—Liquid

图13 照壁山多金属矿床流体包裹体热力学特征（底图据Wilkinson,2001修改）Fig.13 Thermomechanical characteristics of fluid inclusion in Zhaobishan polymetallic deposit(base map modified by Wilkinson,2001)

照壁山多金属矿床石英的H-O 同位素分析结果见表3。由表可知，样品的δDv-SMOW变化范围为-115.7‰～-95.4‰，石英的δOv-SMOW变化范围为13.2‰～18‰，流体的δOv-SMOW变化范围为-0.51‰～7.19‰（图14）。

表3 照壁山金铅锌多金属矿床稳定同位素分析结果Table 3 Stable isotope data of the Zhaobishan Au-Pb-Zn polymetallic deposit

图14 照壁山多金属矿床成矿流体δ18O-δD图解（底图据Hedenquist et al.,1994修改）Fig.14 Plot of δD versus δ18O for ore-forming fluids from the Zhaobishan polymetallic deposit(base map modified from Hedenquist.,1994)

6 讨 论

6.1 赋矿火山岩成因及成矿背景

双峰式火山岩的基性端元源自地幔部分熔融的成因模式已基本得到学术界的认可。研究区双峰式火山岩基性熔岩为拉斑玄武岩，其K2O/TiO2和K2O/P2O5的比值变化范围较大，分别介于0.24～2.48、1.22～9.77，表明在岩浆演化的过程中受到了一定程度的地壳混染（Guo et al., 2005；王金荣等，2010；汪晓伟等，2015）。通常微量元素比值也可作为判别地壳混染作用的有效依据，如果幔源玄武质岩浆受到地壳物质的混染，岩浆中的不相容元素含量会随之改变，如La和Ba含量就会相对于Nb含量有所提高，从而具有较高的La/Nb、Ba/Nb、Ba/La 比值（Weaver et al., 1984；Hofmann, 1988；Wedepohl, 1995；夏林圻等，2007）。研究区玄武岩La/Nb 介于2.49～3.83，Ba/Nb 介于41.00～315.38，Ba/La 介于14.50～92.45，远大于原始地幔（Weaver, 1991）（La/Nb=0.94，Ba/Nb=9.00，Ba/La=9.60）和N-MORB（Weaver,1991）（La/Nb=1.07，Ba/Nb=4.30，Ba/La=4.00），表明幔源玄武质岩浆在上升过程中可能受到了一定程度的地壳物质混染作用。

双峰式火山岩中酸性端元通常认为有2 种成因：一种为地壳岩石部分熔融的产物；另一种是玄武岩浆分离结晶的产物，基本没有地壳物质的加入，且微量元素特征与伴生的玄武岩相似（Sigurdsson,1977；Christiansen, 1984；王银喜，2006）。照壁山地区流纹岩K2O/TiO2和K2O/P2O5比值变化范围分别为19.04～43.07、49.77～81.16，远大于该地区玄武岩比值，说明研究区流纹岩与玄武岩源区不同。在稀土元素球粒陨石标准化蛛网图（图11a）上，流纹岩稀土元素总量高于玄武岩，右倾趋势明显，而玄武岩曲线形态较为平坦；在微量元素原始地幔标准化蛛网图（图11b）上，流纹岩表现为Nb、Ta、Sr、Ti 亏损，且Sr、Ti 谷深，表明流纹岩和玄武岩之间缺乏明显的成因联系，流纹岩来源于地壳物质的部分熔融。

目前普遍认为北天山洋自早古生代向北俯冲，至石炭纪晚期闭合，结束了区内洋陆格局的演化，残余的海盆继续发育在准噶尔地块（博格达山前身的海盆）（李锦轶，2004；李锦轶等，2006；舍建忠等，2018；Han et al.,2018）。伴随俯冲消减作用，形成了包括博格达岛弧带在内的北天山岛弧带。博格达岛弧带广泛发育双峰式火山岩，且顾连兴等（2000；2001）对有关早-中石炭世双峰式火山岩的研究亦证明博格达岛弧带在石炭世处于大陆裂谷环境。研究区玄武岩w(SiO2)较高（48.85%～53.59%），富钠贫钾（Na2O/K2O=1.95～27.35），具高的w(Al2O3)（15.23%～16.69%）和Mg#（36.25%～58.77%），且Rb、Ba、K 等元素相对富集，表明岩浆成分具有裂谷演化特点，类似于大陆裂谷拉斑玄武岩（王小钊等，2018）。由上述双峰式火山岩的基性端元成因分析可知，玄武质岩浆受到了一定程度的地壳混染，这导致岩石可能会出现Ta、Nb、Ti 元素的负异常，易被误判为岛弧环境（夏林圻等，2007），而Zr、Y 在玄武岩受到地壳混染时其含量基本不被影响，可以较准确的反映玄武岩的成岩环境（夏林圻等，2007），因此玄武岩构造环境可用Zr-Zr/Y 图解判别。研究区玄武岩w(Zr)为101×10-6～116×10-6，w(Y)为19.7×10-6～27.4×10-6，Zr/Y 为4.14～5.13，在Zr-Zr/Y图解（图10d）上，样品点均落入板内玄武岩区域，表明其形成于板内环境。综上所述，研究区在晚石炭世处于拉张裂谷环境。

6.2 矿床成因

照壁山金铅锌多金属矿床形成于陆内拉张环境，矿体赋存于火山岩中，发育脉状、网脉状矿化，蚀变矿物多见明矾石、多孔状石英等。据矿床氢、氧同位素的组成特征表明成矿热液主要为岩浆水和大气降水，且在δ18O-δD 图解（图14）上表现为第Ⅲ阶段样品点向大气降水线靠近。流体包裹体主要为气液两相，主要成矿阶段（Ⅱ）包裹体均一温度主要集中在194.2～253.5℃之间，流体盐度范围主要集中在7.9%～13.2%，由矿物组合热力学相图限定该阶段成矿流体氧逸度（logf(O2)）为-41.5～-36.5，pH＜4（图15a）；第Ⅲ成矿阶段包裹体均一温度介于156.7～201.6℃，流体盐度范围主要集中在7.3%～12.4%，流体氧逸度（logf(O2)）为-48～-43，pH 约为4.5～7（图15b）。综上所述，认为照壁山金铅锌多金属矿床是由中低温、中低盐度、低氧逸度、低pH 值的岩浆水和大气降水的混合热液在拉张环境中形成的低温热液矿床。

图15 照壁山多金属矿床logf(O2)-pH相图黑色实线为矿物平衡线，灰色虚线为硫的赋存状态平衡线，黑色虚线为蚀变矿物稳定区域Bn—斑铜矿，Py—黄铁矿，Cpy—黄铜矿，Hem—赤铁矿，Po—磁黄铁矿，Mt—磁铁矿，Kao—高岭石化，Sec—绢云母化，Kfs—钾化Fig.15 logf(O2)-pH phase diagram of the Zhaobishan polymetallic depositBlack solid line is the mineral balance line,gray dotted line is the sulfur occurrence state balance line,black dotted line is the altered mineral stability zone Bn—Bornite;Py—Pyrite;Cpy—Chalcopyrite;Hem—Hematite;Po—Pyrrhotite;Mt—Magnetite;Kao—Kaolinite;Sec—Sericite;Kfs—K-feldspa

与浅成低温热液型矿床、SEDEX 型、VMS 型矿床特征进行对比（表4），照壁山金铅锌多金属矿床的围岩蚀变、矿物组合等特征与SEDEX 型、VMS 型矿床相似。然而，也有如下显著的差异：①成矿环境：SEDEX 型和VMS 型矿床均产在海底深水还原环境中，而照壁山多金属矿床形成于陆相火山环境；②赋矿围岩：SEDEX 型矿床容矿岩石主要为细碎屑岩、碳酸盐岩，而照壁山矿床赋存于安山质凝灰岩为主的火山岩中；③矿石结构构造：SEDEX 型矿床发育条带状、纹层状构造、粒级层理等；VMS 型矿床发育块状、条带状等构造，而照壁山矿床多发育浸染状、脉状构造；④成矿流体：SEDEX 型矿床成矿流体一般为中高温（140～300℃）、中高盐度（7%～22%）的海底热液和海水，pH 值为中性-弱酸性；VMS 型矿床成矿流体为中高温（100～350℃）、中低盐度（3.5%～15%）的海底火山热液，pH＜7，而照壁山矿床流体为中低温（156.7～253.5℃）、中低盐度（7.3%～13.2%）的岩浆水和大气降水的混合热液，pH＜4（Ⅱ），pH 约为4.5～7（Ⅲ）（池三川，1994；安伟等，2003；陈衍景等，2007；王玉奇，2009）。浅成低温热液矿床与隐伏的中酸性侵入岩有关，成矿流体为岩浆水和大气降水的混合，分为低硫型（低温，低盐度，pH 值接近中性）、中硫型（中低温、中低盐度，pH 为2～3）、高硫型（中高温，中盐度，pH＜2）（Hedenquist et al.,1994；Hedenquist et al., 2000；陈衍景等，2007；宋国学等，2018），根据上述成矿地质背景、矿床地质特征、成矿流体地球化学特征与高硫型、中硫型、低硫型浅成低温热液矿床对比，认为照壁山金铅锌多金属矿床为中硫型浅成低温热液矿床。

表4 照壁山金铅锌多金属矿床与浅成低温热液型、SEDEX型、VMS型特征对比Table 4 Comparison of characteristics of Zhaobishan Au-Pb-Zn polymetallic deposit with epithermal hydrothermal,SEDEX and VMS types

7 结 论

照壁山金铅锌多金属矿床位于柳树沟组第三岩性段内，发育硅化、明矾石化、高岭石化；根据矿物共生、穿插关系，其成矿过程可分为3 个阶段：石英-黄铁矿-毒砂阶段（Ⅰ）、石英-金-黄铁矿-闪锌矿-方铅矿阶段（Ⅱ）、石英-黄铁矿-黄铜矿阶段（Ⅲ）。

照壁山矿床火山岩为典型双峰式火山岩组合，玄武岩端元富钠贫钾，其K2O/TiO2（0.24～2.48）和K2O/P2O5（1.22～9.77）比值变化范围较大，且具有较高的La/Nb（2.49～3.83）、Ba/Nb（41.00～315.38）、Ba/La（14.50～92.45）比值，来源于地幔物质的部分熔融，且受到了地壳物质的混染，而流纹岩端元K2O/TiO2（19.04～43.07）和K2O/P2O5（49.77～81.16）远大于玄武岩的比值，来源于地壳物质的部分熔融。

照壁山矿床石英脉中流体包裹体类型主要为气液两相，其均一温度为194.2～253.5℃（Ⅱ）、156.7～201.6℃（Ⅲ），盐度为7.9%～13.2%（Ⅱ）、7.3%～12.4%（Ⅲ），具中低温、中低盐度、低氧逸度、低pH 值特征，成矿流体δDv-SMOW变化范围为-115.7‰～-95.4‰，δOv-SMOW变化范围为-0.51‰～7.19‰，表明成矿流体为岩浆水与大气降水的混合热液。结合矿床特征和地球化学对比，认为照壁山金铅锌多金属矿床为中硫型浅成低温热液矿床。