新疆東天山照壁山金鉛鋅多金屬礦床地質特征及礦床成因*

張雪琴，徐登峰，趙 云**，薛春紀，劉一浩，李旭廣，陳 波，游延祥

（1 中國地質大學（北京），地質過程與礦產資源國家重點實驗室，地球科學與資源學院，北京 100083；2 西部礦產資源與地質工程教育部重點實驗室長安大學，陜西西安 710054；3 新疆維吾爾自治區地質礦產勘查開發局第二區域地質調查大隊，新疆昌吉 831100；4 新疆維吾爾自治區人民政府國家305 項目辦公室，新疆烏魯木齊 830000；5 新疆天池能源有限責任公司，新疆昌吉 831100）

天山是中亞造山帶西南部規模巨大的增生型造山帶（Xu et al., 2013；Tang et al., 2017），其地層發育齊全，巖漿活動強烈，構造復雜，發育多種礦產資源。東天山是天山造山帶重要的組成部分，礦產資源豐富，已發現眾多金、鉛鋅礦床，其中，金礦礦床類型多樣，有淺成低溫熱液型、斑巖型、韌性剪切帶型、巖漿熱液型等類型（薛春紀等，1995；秦克章等，2003），主要集中分布于北天山島弧帶的南緣及中天山地塊南緣（圖1）（毛景文等，2002；杜亞龍等，2016），表明東天山具有較好的成礦條件和良好的找礦前景。但東天山博格達島弧帶僅發現少量小型礦床（如索爾巴斯陶金礦床），該帶的金多金屬成礦作用是地質學家關注的重要問題。

圖1 東天山地質礦產簡圖（底圖據馬星華等，2015修改）1—中新生代地體；2—博格達島弧帶；3—哈爾里克構造帶；4—北天山弧增生雜巖；5—大南湖-頭蘇泉島弧帶；6—康古爾-黃山韌性剪切帶；7—阿奇山-雅滿蘇島弧帶；8—庫米什-紅柳河增生雜巖；9—中天山地塊；10—塔里木板塊；11—斷裂；12—金礦；13—鉛鋅礦；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

照壁山金鉛鋅多金屬礦床是近年來東天山北部新發現的多金屬礦床，位于博格達島弧帶內，其金估算資源量約1.92 t，鉛+鋅估算資源量約13.1 萬t，礦床規模達小型。以該礦床為例，分析地質特征和成因，理清礦床成因，有助于東天山博格達島弧帶找礦勘查研究。本文在系統的整理前人勘查和研究成果基礎上，結合詳盡的野外地質工作，開展礦物顯微鏡下觀察、主微量元素特征、流體特征、同位素特征分析工作，試圖梳理分析照壁山金鉛鋅多金屬礦床的地質特征、流體及同位素特征，明確礦床的成礦類型。

1 區域地質特征

東天山位于中亞造山帶西南部，北鄰準噶爾盆地，南鄰塔里木盆地，從北到南分為北天山島弧帶、中天山地塊。北天山島弧帶南以阿奇克庫都克斷裂為界與中天山地塊相鄰，北與準噶爾地塊相鄰，主要由古生代火山-沉積巖和巖漿巖組成，帶內發育的多條EW 向斷裂將其劃分為不同的單元，從北向南依次為博格達-哈爾里克島弧帶、大南湖-頭蘇泉島弧帶、康古爾-黃山韌性剪切帶、阿奇山-雅滿蘇島弧帶；中天山地塊為阿奇克庫都克斷裂和卡瓦布拉克斷裂之間的隆起帶，主要由古生代火山巖-火山碎屑巖組成（Xiao et al., 2004；Charvet et al., 2011；高榮臻等，2021）。在中天山地塊南北緣廣泛產出大-中型金、鉛鋅礦床（圖1）

東天山博格達島弧帶呈EW 走向，位于準噶爾盆地和吐哈盆地之間，島弧帶內分布著大量的銅、鐵、鉛、鋅礦點及少量金礦床（圖2）。區內出露地層主要由石炭系的火山-沉積巖組成，局部發育二疊系、侏羅系、泥盆系，其中，石炭系分布面積廣泛，約占總面積的37%，發育一套淺海相火山碎屑巖夾火山熔巖、陸源碎屑巖-碳酸鹽巖沉積建造（靳劉圓，2014；周建仁，2014）；區內火山巖分布廣泛，巖漿活動強烈，表現為東部強，以酸性侵入巖為主；西部弱，以基性侵入巖為主的特征，巖性主要為輝綠巖、閃長巖、鉀長花崗巖等，主要侵位于上石炭統，其中，輝綠巖分布廣泛，呈巖床狀產出，中酸性侵入巖主要呈小巖株、巖枝狀產出。區域斷裂發育，主要由3～5 條大型近EW 向壓扭性逆斷裂構成，規模延伸較遠；次級斷裂發育有NE 向、NEE 向和NW 向，其中以NE 向、NEE向斷裂為主，NW向斷裂次之（圖2）。

圖2 博格達島弧帶地質礦產簡圖（底圖據靳劉圓，2014修改）1—侏羅系；2—三疊系；3—上二疊統；4—上石炭統；5—下石炭統；6—上泥盆統；7—下泥盆統；8—基性侵入巖；9—中性侵入巖；10—酸性侵入巖；11—斷層；12—鉛鋅礦點；13—銅礦床；14—鐵礦床；15—金礦床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 礦區地質特征

礦區出露地層為上石炭統柳樹溝組（C2l）、上石炭統祁家溝組（C2qj）和第四系（Q），其中柳樹溝組和祁家溝組呈不整合接觸（圖3）。柳樹溝組分為3 個巖性段：第一巖性段（C2l1）：巖性以凝灰巖、角礫巖、安山巖等為主，為一套中-基性火山碎屑巖夾火山熔巖建造；第二巖性段（C2l2）：主要為一套中-基性火山碎屑巖、火山熔巖夾砂巖等陸源碎屑巖建造，局部夾有碳酸鹽巖透鏡體，巖性以灰巖、凝灰巖、安山巖、砂巖等為主；第三巖性段（C2l3）：巖性以安山質凝灰巖、玄武巖、安山巖、火山角礫巖、灰巖等為主，主要為一套中-基性火山碎屑巖、火山熔巖建造，偶夾碎屑巖，礦化帶主要分布于第三巖性段內。陶威等（2022）、宋倩倩等（2020）使用單礦物鋯石U-Pb法測定柳樹溝組地層年齡約為312.5 Ma，證明其是晚石炭世火山活動的產物。祁家溝組：下部為砂巖、泥巖，上部為中粗粒砂巖、灰巖等陸源碎屑巖。礦區內火山巖分布廣泛，侵入巖出露規模小，主要呈小巖株、巖枝產出，巖性主要為輝綠巖、花崗巖等。礦床位于照壁山向斜南翼，該向斜以軸向NW 向，南傾為特征，兩翼產狀穩定，西翼產狀為40°～50°、50°～70°，東翼產狀為200°～210°、50°～70°；發育EW 向主斷層和多條NW 向的次級斷層，且NW向次級逆斷層切穿地層（圖3）。

3 礦床地質特征

照壁山金鉛鋅多金屬礦床共圈出2 條礦化蝕變帶（L1 和L2）（圖3），呈NW-SE 向分布。金鉛鋅多金屬礦體主要賦存于安山質凝灰巖地層中，受地層控制明顯（圖4、圖5a～b、圖6a～i），產出形態連續，呈透鏡狀、脈狀。地表圈定礦體4 條（圖5a），深部隱伏礦體5條（圖5b），其中L1-1礦體為研究區主礦體，長度為1030 m，厚0.7～23.6 m，產狀為36°～49°，50°～82°，單工程鉛、鋅、金、銀平均品位分別為1.49%、1.35%、0.68 g/t、49.4 g/t。礦床內也可見多條石英脈分布。礦床發育硅化、明礬石化、高嶺石化等蝕變，其中硅化與礦化有關（圖7a～f）。主要金屬礦物為金、閃鋅礦、方鉛礦、黃鐵礦、黃銅礦，非金屬礦物以石英、方解石為主；礦石結構主要為自形-半自形結構、他形結構、乳滴狀結構等，礦石構造主要為脈狀、浸染狀等（圖8a～i）。

圖4 照壁山多金屬礦床實測剖面簡圖1—安山質凝灰巖；2—明礬石化安山質凝灰巖；3—硅化安山質凝灰巖Fig.4 Geological section along No.1 in the Zhaobishan polymetallic deposit1—Andesitic tuff;2—Aluminized andesitic tuff;3—Silicified andesitic tuff

圖5 照壁山多金屬礦床1號勘探線（a）和3號勘探線剖面圖（b）剖面圖（據游延祥等，2021修改）1—第四系；2—安山質凝灰巖；3—集塊巖；4—礦體位置及編號；5—礦化蝕變帶；6—鉆孔位置；7—探槽位置；8—樣品號/元素含量；9—地層產狀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

圖6 照壁山多金屬礦區柳樹溝組火山巖地層、侵入巖a～c.柳樹溝組安山質凝灰巖；d～f.柳樹溝組玄武巖；g～i.柳樹溝組鉀長花崗斑巖；Pl—斜長石；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

圖7 照壁山多金屬礦區柳樹溝組蝕變a.硅化地層；b～f.明礬石化、高嶺石化地層Alt—明礬石化；Ser—絹云母化；Kln—高嶺石化Fig.7 Alteration of Liushugou Formation in Zhaobishan polymetallic deposita.Silicified formation;b～f.Alum and kaolinite Formation Alt—Alunite;Ser—Sericite;Kln—Kaolinite

圖8 照壁山金鉛鋅多金屬礦床手標本及鏡下照片a～b.石英-黃鐵礦-閃鋅礦-方鉛礦脈切穿含硫化物地層；c～d.他形閃鋅礦-半自形黃鐵礦(PyⅡ)切穿自形-半自形毒砂；e.他形閃鋅礦切穿他形黃鐵礦(PyI)；半自形白鐵礦；f～i.自形-半自形黃鐵礦(PyI)，他形方鉛礦，他形閃鋅礦，乳滴狀、細粒狀黃銅礦Q—石英；Py—黃鐵礦；Sp—閃鋅礦；Gn—方鉛礦；Apy—毒砂；Mrc—白鐵礦；Cpy—黃銅礦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

根據野外觀察和顯微鏡下顯示的礦物共生、礦脈穿插關系，將照壁山金鉛鋅多金屬礦床的成礦過程分為3個階段（圖8a～i、圖9）：①石英-黃鐵礦-毒砂階段，該階段的黃鐵礦主要為自形-半自形結構，呈浸染狀分布于地層中，毒砂多呈半自形結構，鏡下常見毒砂與黃鐵礦緊密分布；②石英-金-黃鐵礦-閃鋅礦-方鉛礦階段，該階段為主成礦階段，石英主要呈脈狀，金與閃鋅礦連生，黃鐵礦為半自形-他形粒狀結構，呈浸染狀分布在石英脈中，閃鋅礦、方鉛礦主要為他形結構，脈狀分布；局部發育方解石脈，且半自形黃鐵礦緊密分布在方解石脈兩側；③石英-黃鐵礦-黃銅礦階段，黃鐵礦、黃銅礦主要呈他形粒狀產出。

圖9 照壁山多金屬礦床礦物生成順序表Fig.9 Schematic diagram showing paragenesis sequence of the Zhaobishan polymetallic deposit

4 測試方法

樣品選取自照壁山金鉛鋅多金屬礦鉆孔ZK0001 和圍巖，進行了全巖主微量元素分析，流體包裹體和H-O同位素測試。

將新鮮樣品粉碎至200 目以下后對主量、微量元素進行測試，分析測試單位為中國科學院地球化學研究所。主量元素測定首先采用硼酸鋰、偏硼酸鋰復合熔劑熔融消解樣品，待熔劑與樣品混合均勻時滴加少量飽和碘化銨水溶液并置于熔樣機上進行熔融，待熔片冷卻，使用X 熒光光譜儀（ARL Perform’X 4200）測定；燒失量測定方法為灼燒差減法，首先分別稱量坩堝（m1）和放入樣品后坩堝（m2）的質量，將稱量好的樣品進行灼燒直至恒重，稱量灼燒后（樣品+坩堝）的質量（m3），由LOI=（m2-m3）/（m2-m1）*100%計算得出燒失量值。微量元素測定采用加熱HF、HNO3、樣品的混合物，待樣品消解并冷卻后加入適量HNO3，并將混合物放置于低溫電熱板上直至蒸干完全，再加入Rh 內標溶液、HNO3溶液、去離子水，于140℃加熱約5 h，冷卻后取出樣品，放入質譜儀（PlasmaQuant-MS Elite）測定。

流體包裹體樣品測試由中國地質大學（北京）地球科學與資源學院礦產與資源勘查流體包裹體實驗室完成，采用測試儀器為Linkam MDSG600 型冷熱臺，冷熱臺測試溫度范圍為-190～600℃，并保證精度±0.1℃，測試升溫或降溫速率一般為1～5 ℃/min，在臨近相變點時速率一般為0.1～0.5 ℃/min，流體包裹體的鹽度w（NaCleq）根據冰點溫度在鹽度-冰點關系中得出（Bodnar et al.,1993）。

H-O 同位素測試由核工業北京地質研究院分析測試研究中心完成。樣品研磨粉碎至60 目以下，挑選出石英單礦物。稱取約0.5 g 干燥過的石英單礦物樣品，放置于石英反應管中，加熱至550℃左右，同時用樣品收集管收集釋放出的氣液態水，然后將水氣化送入盛有玻璃碳的反應管中，水在TC/EA 內置高溫爐中與碳元素反應生成H2和CO，H2、CO 在氦氣流的帶動下進入穩定同位素質譜儀（MAT253）測試H-O 同位素組成。分析結果以V-SMOW 為標準，誤差范圍為±0.1‰。

5 測試結果

研究區火山巖w(SiO2)介于48.85%～53.59%和68.56%～75.48%（表1），具有典型的雙峰式火山巖組合特征，巖石類型主要為玄武巖和流紋巖。在區域上，七角井地區、色皮口地區等地也發育有雙峰式火山巖，且巖性與研究區火山巖巖性一致（圖10a～b）。玄武巖中w(Na2O) 為4.62%～6.97%，w(K2O) 為0.25%～2.88%，總體上具有富鈉貧鉀的特點（Na2O/K2O=1.95～27.35），屬拉斑系列（圖10b），w(Al2O3)為15.23%～16.69%，鋁飽和指數（A/CNK）在1.25～1.69之間，屬過鋁質（圖10c），w(MgO)為2.99%～6.50%，Mg#較高（36.25%～58.77%），w(TiO2)為1.06%～1.35%，w(P2O5)為0.16%～0.32%。流紋巖全堿含量（w(Na2O+K2O)=9.50～12.45）較高，屬鉀玄巖系列，過堿質，其K2O/TiO2（19.04～43.07）和K2O/P2O5（49.77～81.16）遠高于玄武巖比值。

表1 照壁山金鉛鋅多金屬礦床火山巖主量元素（w(B)/%）數據和微量元素（w(B)/10-6）數據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

圖10 新疆照壁山金鉛鋅多金屬礦床地層地球化學圖解（數據引自高景剛等，2014）Fig.10 Geochemical classification and discrimination diagrams for the Zhaobishan Au-Pb-Zn polymetallic deposit(Data cited from Gao et al.,2014)

照壁山地區玄武巖和流紋巖稀土元素總量分別介于85.79×10-6～148.89×10-6和81.48×10-6～173.41×10-6（表1），LREE/HREE 分別為1.39～1.57、0.78～2.86，在稀土元素球粒隕石標準化配分模式圖（圖11a）上整體接近平坦型，表現為LREE 輕度富集，輕重稀土元素之間存在微弱的分異現象，玄武巖的La/Nb 為2.49～3.83、Ba/Nb 為41.00～315.38、Ba/La 為14.50～92.45，δEu 為0.76～1.01，平均0.94，輕微負異常，w(Zr)為101×10-6～116×10-6，w(Y)為19.7×10-6～27.4×10-6。在微量元素原始地幔標準化蛛網圖（圖11b）顯示，研究區玄武巖大離子親石元素Rb、Ba、K等相對富集，而高場強元素Th、Nb、Ta 等無富集；流紋巖Nb、Ta、Sr、Ti負異常。

圖11 照壁山金鉛鋅多金屬礦床稀土和微量元素分配曲線（數據引自高景剛等，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)

照壁山金鉛鋅多金屬礦床含硫化物石英脈中的原生流體包裹體類型單一，主要為氣液兩相包裹體，大小多在2～8 μm，氣液比通常小于20%，多呈橢圓狀、長條狀等獨立或成群成帶分布（圖12a～d）。對該氣液兩相包裹體進行測溫，測試結果見表2。第Ⅰ成礦階段（石英-黃鐵礦-毒砂階段）：該階段石英顆粒較小，包裹體小于2 μm，達不到可進行測溫實驗的最低要求，無法對該階段的石英進行均一溫度和鹽度測定，且第Ⅱ成礦階段為主成礦階段，筆者認為此階段的測試結果可較好地表明成礦流體性質；第Ⅱ成礦階段（石英-金-黃鐵礦-閃鋅礦-方鉛礦階段）：該階段原生包裹體大小約為5～8 μm，形態呈橢圓狀、規則狀，主要為氣液兩相包裹體（圖12a～c）。冰點溫度在-9.3～-5℃之間，鹽度w（NaCleq）為7.9%～13.2%，平均值為10.84%，完全均一溫度為194.2～253.5℃，平均值為222.3℃；第Ⅲ成礦階段（石英-黃鐵礦-黃銅礦階段）：原生包裹體大小多在2～5μm 之間，形態以橢圓狀為主（圖12d）。冰點溫度為-8.6～-4.6℃，鹽度w（NaCleq）為7.3%～12.4%，平均值為8.76%，完全均一溫度為156.7～201.6℃，平均值177.0℃（圖13）。

表2 照壁山金鉛鋅多金屬礦床流體包裹體顯微測溫結果Table 2 Microthermometers data of fluid inclusions in the Zhaobishan Au-Pb-Zn polymetallic deposit

圖12 照壁山多金屬礦床石英中的流體包裹體顯微照片a～c.第Ⅱ階段氣液兩相包裹體；d.第Ⅲ階段氣液兩相包裹體V—氣相；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

圖13 照壁山多金屬礦床流體包裹體熱力學特征（底圖據Wilkinson,2001修改）Fig.13 Thermomechanical characteristics of fluid inclusion in Zhaobishan polymetallic deposit(base map modified by Wilkinson,2001)

照壁山多金屬礦床石英的H-O 同位素分析結果見表3。由表可知，樣品的δDv-SMOW變化范圍為-115.7‰～-95.4‰，石英的δOv-SMOW變化范圍為13.2‰～18‰，流體的δOv-SMOW變化范圍為-0.51‰～7.19‰（圖14）。

表3 照壁山金鉛鋅多金屬礦床穩定同位素分析結果Table 3 Stable isotope data of the Zhaobishan Au-Pb-Zn polymetallic deposit

圖14 照壁山多金屬礦床成礦流體δ18O-δD圖解（底圖據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 討 論

6.1 賦礦火山巖成因及成礦背景

雙峰式火山巖的基性端元源自地幔部分熔融的成因模式已基本得到學術界的認可。研究區雙峰式火山巖基性熔巖為拉斑玄武巖，其K2O/TiO2和K2O/P2O5的比值變化范圍較大，分別介于0.24～2.48、1.22～9.77，表明在巖漿演化的過程中受到了一定程度的地殼混染（Guo et al., 2005；王金榮等，2010；汪曉偉等，2015）。通常微量元素比值也可作為判別地殼混染作用的有效依據，如果幔源玄武質巖漿受到地殼物質的混染，巖漿中的不相容元素含量會隨之改變，如La和Ba含量就會相對于Nb含量有所提高，從而具有較高的La/Nb、Ba/Nb、Ba/La 比值（Weaver et al., 1984；Hofmann, 1988；Wedepohl, 1995；夏林圻等，2007）。研究區玄武巖La/Nb 介于2.49～3.83，Ba/Nb 介于41.00～315.38，Ba/La 介于14.50～92.45，遠大于原始地幔（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），表明幔源玄武質巖漿在上升過程中可能受到了一定程度的地殼物質混染作用。

雙峰式火山巖中酸性端元通常認為有2 種成因：一種為地殼巖石部分熔融的產物；另一種是玄武巖漿分離結晶的產物，基本沒有地殼物質的加入，且微量元素特征與伴生的玄武巖相似（Sigurdsson,1977；Christiansen, 1984；王銀喜，2006）。照壁山地區流紋巖K2O/TiO2和K2O/P2O5比值變化范圍分別為19.04～43.07、49.77～81.16，遠大于該地區玄武巖比值，說明研究區流紋巖與玄武巖源區不同。在稀土元素球粒隕石標準化蛛網圖（圖11a）上，流紋巖稀土元素總量高于玄武巖，右傾趨勢明顯，而玄武巖曲線形態較為平坦；在微量元素原始地幔標準化蛛網圖（圖11b）上，流紋巖表現為Nb、Ta、Sr、Ti 虧損，且Sr、Ti 谷深，表明流紋巖和玄武巖之間缺乏明顯的成因聯系，流紋巖來源于地殼物質的部分熔融。

目前普遍認為北天山洋自早古生代向北俯沖，至石炭紀晚期閉合，結束了區內洋陸格局的演化，殘余的海盆繼續發育在準噶爾地塊（博格達山前身的海盆）（李錦軼，2004；李錦軼等，2006；舍建忠等，2018；Han et al.,2018）。伴隨俯沖消減作用，形成了包括博格達島弧帶在內的北天山島弧帶。博格達島弧帶廣泛發育雙峰式火山巖，且顧連興等（2000；2001）對有關早-中石炭世雙峰式火山巖的研究亦證明博格達島弧帶在石炭世處于大陸裂谷環境。研究區玄武巖w(SiO2)較高（48.85%～53.59%），富鈉貧鉀（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 等元素相對富集，表明巖漿成分具有裂谷演化特點，類似于大陸裂谷拉斑玄武巖（王小釗等，2018）。由上述雙峰式火山巖的基性端元成因分析可知，玄武質巖漿受到了一定程度的地殼混染，這導致巖石可能會出現Ta、Nb、Ti 元素的負異常，易被誤判為島弧環境（夏林圻等，2007），而Zr、Y 在玄武巖受到地殼混染時其含量基本不被影響，可以較準確的反映玄武巖的成巖環境（夏林圻等，2007），因此玄武巖構造環境可用Zr-Zr/Y 圖解判別。研究區玄武巖w(Zr)為101×10-6～116×10-6，w(Y)為19.7×10-6～27.4×10-6，Zr/Y 為4.14～5.13，在Zr-Zr/Y圖解（圖10d）上，樣品點均落入板內玄武巖區域，表明其形成于板內環境。綜上所述，研究區在晚石炭世處于拉張裂谷環境。

6.2 礦床成因

照壁山金鉛鋅多金屬礦床形成于陸內拉張環境，礦體賦存于火山巖中，發育脈狀、網脈狀礦化，蝕變礦物多見明礬石、多孔狀石英等。據礦床氫、氧同位素的組成特征表明成礦熱液主要為巖漿水和大氣降水，且在δ18O-δD 圖解（圖14）上表現為第Ⅲ階段樣品點向大氣降水線靠近。流體包裹體主要為氣液兩相，主要成礦階段（Ⅱ）包裹體均一溫度主要集中在194.2～253.5℃之間，流體鹽度范圍主要集中在7.9%～13.2%，由礦物組合熱力學相圖限定該階段成礦流體氧逸度（logf(O2)）為-41.5～-36.5，pH＜4（圖15a）；第Ⅲ成礦階段包裹體均一溫度介于156.7～201.6℃，流體鹽度范圍主要集中在7.3%～12.4%，流體氧逸度（logf(O2)）為-48～-43，pH 約為4.5～7（圖15b）。綜上所述，認為照壁山金鉛鋅多金屬礦床是由中低溫、中低鹽度、低氧逸度、低pH 值的巖漿水和大氣降水的混合熱液在拉張環境中形成的低溫熱液礦床。

圖15 照壁山多金屬礦床logf(O2)-pH相圖黑色實線為礦物平衡線，灰色虛線為硫的賦存狀態平衡線，黑色虛線為蝕變礦物穩定區域Bn—斑銅礦，Py—黃鐵礦，Cpy—黃銅礦，Hem—赤鐵礦，Po—磁黃鐵礦，Mt—磁鐵礦，Kao—高嶺石化，Sec—絹云母化，Kfs—鉀化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

與淺成低溫熱液型礦床、SEDEX 型、VMS 型礦床特征進行對比（表4），照壁山金鉛鋅多金屬礦床的圍巖蝕變、礦物組合等特征與SEDEX 型、VMS 型礦床相似。然而，也有如下顯著的差異：①成礦環境：SEDEX 型和VMS 型礦床均產在海底深水還原環境中，而照壁山多金屬礦床形成于陸相火山環境；②賦礦圍巖：SEDEX 型礦床容礦巖石主要為細碎屑巖、碳酸鹽巖，而照壁山礦床賦存于安山質凝灰巖為主的火山巖中；③礦石結構構造：SEDEX 型礦床發育條帶狀、紋層狀構造、粒級層理等；VMS 型礦床發育塊狀、條帶狀等構造，而照壁山礦床多發育浸染狀、脈狀構造；④成礦流體：SEDEX 型礦床成礦流體一般為中高溫（140～300℃）、中高鹽度（7%～22%）的海底熱液和海水，pH 值為中性-弱酸性；VMS 型礦床成礦流體為中高溫（100～350℃）、中低鹽度（3.5%～15%）的海底火山熱液，pH＜7，而照壁山礦床流體為中低溫（156.7～253.5℃）、中低鹽度（7.3%～13.2%）的巖漿水和大氣降水的混合熱液，pH＜4（Ⅱ），pH 約為4.5～7（Ⅲ）（池三川，1994；安偉等，2003；陳衍景等，2007；王玉奇，2009）。淺成低溫熱液礦床與隱伏的中酸性侵入巖有關，成礦流體為巖漿水和大氣降水的混合，分為低硫型（低溫，低鹽度，pH 值接近中性）、中硫型（中低溫、中低鹽度，pH 為2～3）、高硫型（中高溫，中鹽度，pH＜2）（Hedenquist et al.,1994；Hedenquist et al., 2000；陳衍景等，2007；宋國學等，2018），根據上述成礦地質背景、礦床地質特征、成礦流體地球化學特征與高硫型、中硫型、低硫型淺成低溫熱液礦床對比，認為照壁山金鉛鋅多金屬礦床為中硫型淺成低溫熱液礦床。

表4 照壁山金鉛鋅多金屬礦床與淺成低溫熱液型、SEDEX型、VMS型特征對比Table 4 Comparison of characteristics of Zhaobishan Au-Pb-Zn polymetallic deposit with epithermal hydrothermal,SEDEX and VMS types

7 結 論

照壁山金鉛鋅多金屬礦床位于柳樹溝組第三巖性段內，發育硅化、明礬石化、高嶺石化；根據礦物共生、穿插關系，其成礦過程可分為3 個階段：石英-黃鐵礦-毒砂階段（Ⅰ）、石英-金-黃鐵礦-閃鋅礦-方鉛礦階段（Ⅱ）、石英-黃鐵礦-黃銅礦階段（Ⅲ）。

照壁山礦床火山巖為典型雙峰式火山巖組合，玄武巖端元富鈉貧鉀，其K2O/TiO2（0.24～2.48）和K2O/P2O5（1.22～9.77）比值變化范圍較大，且具有較高的La/Nb（2.49～3.83）、Ba/Nb（41.00～315.38）、Ba/La（14.50～92.45）比值，來源于地幔物質的部分熔融，且受到了地殼物質的混染，而流紋巖端元K2O/TiO2（19.04～43.07）和K2O/P2O5（49.77～81.16）遠大于玄武巖的比值，來源于地殼物質的部分熔融。

照壁山礦床石英脈中流體包裹體類型主要為氣液兩相，其均一溫度為194.2～253.5℃（Ⅱ）、156.7～201.6℃（Ⅲ），鹽度為7.9%～13.2%（Ⅱ）、7.3%～12.4%（Ⅲ），具中低溫、中低鹽度、低氧逸度、低pH 值特征，成礦流體δDv-SMOW變化范圍為-115.7‰～-95.4‰，δOv-SMOW變化范圍為-0.51‰～7.19‰，表明成礦流體為巖漿水與大氣降水的混合熱液。結合礦床特征和地球化學對比，認為照壁山金鉛鋅多金屬礦床為中硫型淺成低溫熱液礦床。