新疆彩霞山鉛鋅礦床稀土元素地球化學(xué)研究

云 鵬

（新疆維吾爾自治區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局物理化學(xué)探礦大隊(duì)，新疆 昌吉 831100）

稀土元素作為一種具有相同或者相近原子結(jié)構(gòu)與離子半徑元素組，能夠很好的示蹤地質(zhì)與地球化學(xué)作用過程，尤其是地質(zhì)地球化學(xué)作用性質(zhì)，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(zhì)來源、巖石成因以及成巖成礦物理化學(xué)條件方面，這一特點(diǎn)應(yīng)用非常普遍。彩霞山鉛鋅礦使新疆地區(qū)近年來發(fā)現(xiàn)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(guī)模為大型，雖然針對該礦也進(jìn)行過相應(yīng)的地質(zhì)研究工作，但是總體而言，在礦床成礦地質(zhì)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(xué)特征予以分析探討，更好地指導(dǎo)該礦床成因的研究工作[1]。

1 礦床地質(zhì)特征

研究區(qū)位于塔里木板塊于準(zhǔn)噶爾板塊交匯的阿其克庫都克區(qū)域性大型推覆斷裂南側(cè)，屬于巴侖臺-星星峽離散地質(zhì)體中。具有變質(zhì)特征的碎屑巖及碳酸鹽建造是礦區(qū)出露的主要地層特征，依照1：200000 區(qū)域地質(zhì)研究，這套地層屬元古界長城系星星峽群。新疆第一地質(zhì)大隊(duì)依照巖性與變質(zhì)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(qū)域上有兩個(gè)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(jìn)行研究，第一層巖性組合有3 個(gè)，粉砂質(zhì)板巖及硅質(zhì)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(gè)礦區(qū)分布。黝簾絹云板巖夾硅質(zhì)板巖與含碳變質(zhì)粉砂巖是其主要組成，未發(fā)現(xiàn)白云石大理巖夾層，同時(shí)也未發(fā)現(xiàn)礦化富集與強(qiáng)蝕變作用再造。變質(zhì)粉砂巖、石墨黝簾絹云板巖、硅質(zhì)白云石大理粉砂質(zhì)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(zhì)的白云石大理巖。糜棱巖化的變質(zhì)石英砂巖、變質(zhì)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(xiàn)在局部。

該區(qū)有著非常強(qiáng)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(qū)北部出露，現(xiàn)在還沒有證明，礦體和巖體存在最為直接的關(guān)系，在巖體南緣展部礦化帶，發(fā)育斷裂構(gòu)造，區(qū)域性的阿其克庫都克大斷裂分布于北部，同時(shí)派生斷裂以及刺激斷裂比較發(fā)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(qū)被圈出，Ⅱ3 號礦體是研究的重點(diǎn)，該礦體組成主要包括25 個(gè)子礦體，礦體具有透鏡狀以及脈狀形態(tài)，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(gòu)造，塊狀構(gòu)造以及脈狀構(gòu)造和網(wǎng)脈狀構(gòu)造是礦石的主要構(gòu)造特點(diǎn)，同時(shí)還有碎裂構(gòu)造、流紋狀構(gòu)造，這些構(gòu)造是由于動力剪切變形因素所形成。碎斑結(jié)構(gòu)、交代殘留結(jié)構(gòu)以及反應(yīng)邊結(jié)構(gòu)和自行粒狀結(jié)構(gòu)是礦石的主要結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，還比較發(fā)育圍巖蝕變，主要包括絹云母化、透閃石化、綠泥石化等，在構(gòu)造裂隙當(dāng)中充填石英脈以及網(wǎng)脈狀碳酸鹽脈和細(xì)脈狀碳酸鹽脈，由于礦體和礦物存在的關(guān)系，在成礦期上主要包括熱液成礦階段以及動力變質(zhì)成礦階段和表生成礦階段等三個(gè)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(jié)果

對14 件樣品進(jìn)行測試研究，在礦區(qū)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(fù)式巖體（華力西期）進(jìn)行樣品采集；有七件賦礦圍巖樣品，通過顯微鏡進(jìn)行鑒定，有兩類之分，夾變質(zhì)粉砂巖的石墨絹云黝簾板巖和變質(zhì)石英砂巖的變質(zhì)碎屑巖；同時(shí)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(jīng)中國地質(zhì)科學(xué)院國家地質(zhì)測試中心，運(yùn)用等離子光譜分析稀土元素。

北東南西向展布的北部復(fù)式巖體，呈巖株?duì)町a(chǎn)出，相同于區(qū)域構(gòu)造以及卡瓦布拉克組地層，相變在巖體當(dāng)中非常清楚，黑云角閃斜長花崗巖（貧石英）是其內(nèi)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(shí)分餾作用明顯發(fā)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(diǎn)，而且SiO2含量在巖石當(dāng)中不斷增高而增大，這些一致于演化過程當(dāng)中，中酸性巖漿稀土分異模式。

通過對三件變質(zhì)碎屑巖進(jìn)行分析研究，具有較大的稀土元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)變化，主要為（18.39～253.09）X10-6，均數(shù)為164.26×10-6；∑Ce／∑Y為5.73～9.40，均數(shù)為7.17；（La／Yb）N為6.59～9.27，均數(shù)為7.60；證實(shí)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(fù)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(diǎn)配分模型的主要特點(diǎn)，泥質(zhì)組分以及石英組分在巖石當(dāng)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(zhì)量分?jǐn)?shù)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(xiàn)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(qiáng)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(zhì)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(jié)論

（1）礦床內(nèi)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(zhì)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(xiàn)較低水平，∑REE平均值在礦石當(dāng)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(zhì)碎屑巖中，呈現(xiàn)不斷增強(qiáng)的特點(diǎn)，稀土元素總量相對較低。

（2）活化的白云石大理巖和礦石當(dāng)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(diǎn)，Eu正異常比較突出，Ce則表現(xiàn)為負(fù)異常，證實(shí)白云石大理巖和成礦物質(zhì)有著非常緊密的聯(lián)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(zhì)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(diǎn)是其主要的配分模型。Eu負(fù)異常為中等，Ce負(fù)異常相對較弱，證實(shí)和成礦沒有較大聯(lián)系[4]。

（3）在REE系列中Eu是一個(gè)相對特殊的重要元素，很多因素都會影響地球化學(xué)，尤其是壓力、溫度以及交代作用、氧逸度在體系當(dāng)中有著較大的作用，所以REE地球化學(xué)行為與巖石當(dāng)中δ Eu值具有相應(yīng)的指示作用。δ Eu值在變質(zhì)碎屑巖以及斜長花崗巖呈現(xiàn)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(xiàn)不斷增高的特點(diǎn)。δ Eu值在礦石當(dāng)中，主要呈現(xiàn)出w（L a）N／w（Yb）N值不斷增大，而呈現(xiàn)相對下降的特點(diǎn)，輕重稀土元素在巖石以及礦石當(dāng)中具有較好的分異，越會強(qiáng)烈富集Eu；w（L a）N／w（Yb）N值在礦石當(dāng)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(nèi)，這也顯示出活化白云石大理巖和成礦有著非常緊密的關(guān)聯(lián)性。

（4）循環(huán)過程當(dāng)中的熱液流體，有水巖作用不斷發(fā)生，導(dǎo)致巖石組成出現(xiàn)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(dāng)中獲取，受蝕變巖石影響，礦石原來的結(jié)構(gòu)以及構(gòu)造，出現(xiàn)很大變化，促進(jìn)新的礦物形成，并重新分配各種蝕變巖石當(dāng)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(dāng)中，Eu正異常較高是重要的特點(diǎn)，白云石大理巖具有多期活化特點(diǎn)，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(xiàn)為輕稀土富集、Eu正異常非常明顯，Eu異常改變以及環(huán)境氧化還原非常一致，在高溫流體當(dāng)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(rèn)為建造水于巖漿水是礦床當(dāng)中成礦流體的主要來源。通過研究鉛同位素發(fā)現(xiàn)，地幔以及上地殼混合的鉛是巖石當(dāng)中和礦石礦物當(dāng)中的主要鉛來源，這些研究一致于礦石當(dāng)中稀土元素以及巖石當(dāng)中稀土元素存在的改變，能夠?yàn)榈V床形成以及巖漿活動之間關(guān)系研究提供相應(yīng)參考。