新疆彩霞山铅锌矿床稀土元素地球化学研究

云 鹏

（新疆维吾尔自治区地质矿产勘查开发局物理化学探矿大队，新疆 昌吉 831100）

稀土元素作为一种具有相同或者相近原子结构与离子半径元素组，能够很好的示踪地质与地球化学作用过程，尤其是地质地球化学作用性质，可以通过稀土元素分馏特征得到充分反映，而且在示踪成矿物质来源、岩石成因以及成岩成矿物理化学条件方面，这一特点应用非常普遍。彩霞山铅锌矿使新疆地区近年来发现的一重要的铅锌矿床，主要分布在新疆鄯善县东南方向160km 处，其规模为大型，虽然针对该矿也进行过相应的地质研究工作，但是总体而言，在矿床成矿地质背景矿床特征与成因方面的研究还存在很大不足。为此，下文主要针对该矿岩石与矿石稀土元素地球化学特征予以分析探讨，更好地指导该矿床成因的研究工作[1]。

1 矿床地质特征

研究区位于塔里木板块于准噶尔板块交汇的阿其克库都克区域性大型推覆断裂南侧，属于巴仑台-星星峡离散地质体中。具有变质特征的碎屑岩及碳酸盐建造是矿区出露的主要地层特征，依照1：200000 区域地质研究，这套地层属元古界长城系星星峡群。新疆第一地质大队依照岩性与变质程度，将该套地层划分为青白口系卡瓦布拉克群。该套地层在区域上有两个岩性段之分，第一岩性段主要富纯彩霞山铅锌矿，又有两层岩性段之分，第一层和第二层分别为1575m、1494m 的厚度（图1）。对岩石组合及其分布进行研究，第一层岩性组合有3 个，粉砂质板岩及硅质板岩夹含石墨多期活化、含碳石墨黝帘绢云板岩、透闪石化矿化白云石大理岩分布在下部，属于矿体主要的容矿围岩。中部分布者第一层主体，在整个矿区分布。黝帘绢云板岩夹硅质板岩与含碳变质粉砂岩是其主要组成，未发现白云石大理岩夹层，同时也未发现矿化富集与强蚀变作用再造。变质粉砂岩、石墨黝帘绢云板岩、硅质白云石大理粉砂质板岩主要分布在上部。赋矿围岩主要为含石墨多期活化以及活化硅质的白云石大理岩。糜棱岩化的变质石英砂岩、变质粉砂岩为主碎屑岩沉积建造是第二层的主要特征，白云石大理岩透镜体（夹有微晶）出现在局部。

该区有着非常强烈的岩浆岩，石英二长岩以及闪长玢岩脉、、斜长花岗岩和辉长岩脉在矿区北部出露，现在还没有证明，矿体和岩体存在最为直接的关系，在岩体南缘展部矿化带，发育断裂构造，区域性的阿其克库都克大断裂分布于北部，同时派生断裂以及刺激断裂比较发育，主要分为北西向以及北东东向、主要分为北西向以及北东东向、北北东-北东向三组[2,3]。

有五条矿脉在矿区被圈出，Ⅱ3 号矿体是研究的重点，该矿体组成主要包括25 个子矿体，矿体具有透镜状以及脉状形态，磁黄铁矿以及黄铁矿和方铅矿、铅锌矿等是其主要的原生矿石矿物，黄铜矿以及毒砂、硫铁锑矿相对次之。菱铁矿、黄钾铁矾以及褐铁矿、白铁矿是其主要的氧化矿物。透闪石、方解石、白云石是主要的脉石矿物，石墨、石英以及滑石等相对次之。角砾状构造，块状构造以及脉状构造和网脉状构造是矿石的主要构造特点，同时还有碎裂构造、流纹状构造，这些构造是由于动力剪切变形因素所形成。碎斑结构、交代残留结构以及反应边结构和自行粒状结构是矿石的主要结构特点，还比较发育围岩蚀变，主要包括绢云母化、透闪石化、绿泥石化等，在构造裂隙当中充填石英脉以及网脉状碳酸盐脉和细脉状碳酸盐脉，由于矿体和矿物存在的关系，在成矿期上主要包括热液成矿阶段以及动力变质成矿阶段和表生成矿阶段等三个成矿期，对于热液成矿阶段而言，又有黄铁矿成矿期以及透闪石石墨成矿期，和硫盐-方铅矿成矿期与黄铁矿闪锌矿成矿期等。

2 测试样品及结果

对14 件样品进行测试研究，在矿区北部采集侵入岩样品三件（b7、b9、b11），主要在石英闪长岩-斜长花岗岩复式岩体（华力西期）进行样品采集；有七件赋矿围岩样品，通过显微镜进行鉴定，有两类之分，夹变质粉砂岩的石墨绢云黝帘板岩和变质石英砂岩的变质碎屑岩；同时还有滑石千糜岩（多期次）以及白云石大理岩（多期活化）、透闪石千糜状白云石大理岩等；七件不同类型的矿石样品都是通过钻孔采集，经中国地质科学院国家地质测试中心，运用等离子光谱分析稀土元素。

北东南西向展布的北部复式岩体，呈岩株状产出，相同于区域构造以及卡瓦布拉克组地层，相变在岩体当中非常清楚，黑云角闪斜长花岗岩（贫石英）是其内部的相变岩石，黑云角闪石英闪长岩分布于边缘地带，三件样品稀土元素分析和侵入岩体具有一致的模式，REE平均为123.78×10-6，∑Ce／∑Y平均为5.33；（La／Yb）N平均为9.17。证实分馏作用明显发生于重稀土元素之间，相对富集轻稀土。dEu以及δCe 分别为0.825～0.881、0.96～0.97，证明亏损微弱的分别为Eu、Ce，右倾配分的轻稀土富集型是稀土配分模式特点，而且SiO2含量在岩石当中不断增高而增大，这些一致于演化过程当中，中酸性岩浆稀土分异模式。

通过对三件变质碎屑岩进行分析研究，具有较大的稀土元素质量分数变化，主要为（18.39～253.09）X10-6，均数为164.26×10-6；∑Ce／∑Y为5.73～9.40，均数为7.17；（La／Yb）N为6.59～9.27，均数为7.60；证实分宜作用分异作用在轻重稀土之间非常突出。δE u与δCe分别为0.39～0.44、0.83～1.02，证明负Eu异常比较明显，而Ce异常则不明显。右倾“V”折线轻稀土富集型是稀土元素配分模型的主要特点配分模型的主要特点，泥质组分以及石英组分在岩石当中不断增多，同步递减∑EREE。

分析研究四件白云石大理岩，在其稀土元素质量分数上，R EE平均为11.63×10-6；∑Ce／∑Y平均为3.98；（La／Yb）平均为5.06；证明分异作用存在于轻重稀土之间。Eu、Ce亏损出现在白云石大理岩（透闪石千糜状），剩下的岩石Eu正异常都非常的强烈，Ce亏损较为明显。次滑石千糜岩相对较为微弱。

对各种矿石样品开展EREE分析研究，主要处于22.11×10-6平均水平，在白云石大理岩与变质碎屑岩之间，∑Ce／∑Y平均为5.04；（La／Yb）N平均为8.57,相对富集轻稀土。Eu正异常在这些样品中具有显著的特征。Ce异常相对较弱不明显，具有一致的稀土元素配分模式。

3 讨论与结论

（1）矿床内不同类型，不同部位，岩石有着不均匀分布的稀土元素特征，EREE在斜长花岗岩中具有较高水平，主要富集轻稀土，配分模式为右倾稀土配分模式；变质碎屑岩-白云石大理岩直接围岩是其主要的富矿围岩，距离矿体较近的∑REE呈现较低水平，∑REE平均值在矿石当中，主要介于二者之间，与白云石大理岩相比相对较高，由于硅化作用因素影响，E REE在变质碎屑岩中，呈现不断增强的特点，稀土元素总量相对较低。

（2）活化的白云石大理岩和矿石当中的稀土元素组成以及配分模式类似，右倾轻稀土略富集型是其主要特点，Eu正异常比较突出，Ce则表现为负异常，证实白云石大理岩和成矿物质有着非常紧密的联系，可能对白云石大理岩稀土元素特征起到了继承作用。但是相较于白云石大理岩，花岗岩以及变质碎屑岩稀土元素与之存在很大不同，∑REE值相对较高，“V”型折线的右倾轻稀土富集特点是其主要的配分模型。Eu负异常为中等，Ce负异常相对较弱，证实和成矿没有较大联系[4]。

（3）在REE系列中Eu是一个相对特殊的重要元素，很多因素都会影响地球化学，尤其是压力、温度以及交代作用、氧逸度在体系当中有着较大的作用，所以REE地球化学行为与岩石当中δ Eu值具有相应的指示作用。δ Eu值在变质碎屑岩以及斜长花岗岩呈现一致的特征，具有较窄的变化范围。Eu值在白云石大理岩中具有较大的变化范围，而伴随不断增大的w（L a）N／w（Yb）N值呈现不断增高的特点。δ Eu值在矿石当中，主要呈现出w（L a）N／w（Yb）N值不断增大，而呈现相对下降的特点，轻重稀土元素在岩石以及矿石当中具有较好的分异，越会强烈富集Eu；w（L a）N／w（Yb）N值在矿石当中具有较宽的变化范围，白云石大理岩是δ Eu值变化范围之内，这也显示出活化白云石大理岩和成矿有着非常紧密的关联性。

（4）循环过程当中的热液流体，有水岩作用不断发生，导致岩石组成出现很大变化，而且还改变了流体ph 值以及温度和E h值，而且，稀土元素不断从岩石当中获取，受蚀变岩石影响，矿石原来的结构以及构造，出现很大变化，促进新的矿物形成，并重新分配各种蚀变岩石当中稀土元素含量，一般情况下，比较富集轻稀土元素，在高温流体当中，Eu正异常较高是重要的特点，白云石大理岩具有多期活化特点，特别是白云石大理岩（千糜状），在稀土元素配分模型上一致于矿石，表现为轻稀土富集、Eu正异常非常明显，Eu异常改变以及环境氧化还原非常一致，在高温流体当中Eu异常较高，综合研究方解石以及石英等流体包裹体氢氧同位素，认为建造水于岩浆水是矿床当中成矿流体的主要来源。通过研究铅同位素发现，地幔以及上地壳混合的铅是岩石当中和矿石矿物当中的主要铅来源，这些研究一致于矿石当中稀土元素以及岩石当中稀土元素存在的改变，能够为矿床形成以及岩浆活动之间关系研究提供相应参考。