石得鳳，陳冬生，朱 云，李桂賢，張德賢，劉 洋 ，楊 仙 ，魯玉龍

（1 湖南科技大學(xué)資源環(huán)境與安全工程學(xué)院，湖南湘潭 411201；2 江西省煤田地質(zhì)局二二三地質(zhì)隊，江西鷹潭 335000；3 中南大學(xué)有色金屬成礦預(yù)測與地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測教育部重點實驗室，湖南長沙 410083）

武夷山成礦帶是中國華東地區(qū)三大重要成礦區(qū)帶之一，呈NNE 向橫跨福建、江西兩省，分為武夷山隆起帶（地塊）和永梅坳陷帶（閩西南-粵東北坳陷帶）2 個三級構(gòu)造單元（王輝等，2015；毛建仁等，2010）(圖1a)，武夷山隆起帶又可進(jìn)一步分為若干隆起和坳陷，各塊體在地層組合、構(gòu)造形態(tài)、巖漿建造、物化異常和礦產(chǎn)特征各方面擁有不同特點。毛建仁等(2010)以武夷山成礦帶構(gòu)造演化和巖漿活動為主要依據(jù)，將其劃分為7 個成礦系列。因其獨(dú)特的區(qū)域成礦地質(zhì)背景和復(fù)雜多樣的有利成礦條件，武夷山成礦帶受到了國內(nèi)外地學(xué)界及礦業(yè)界的廣泛關(guān)注（陳國棟，2006；毛建仁等，2010；丁建華等，2016）。閩中地區(qū)是武夷山成礦帶中重要的銅鉛鋅成礦遠(yuǎn)景區(qū)，其主體位于政和—大埔斷裂帶以西的前寒武紀(jì)變質(zhì)基底內(nèi)（圖1b）。目前，已在該區(qū)內(nèi)發(fā)現(xiàn)80 多處鉛鋅礦床及礦點，其中有近1/3賦存于新元古代馬面山群變質(zhì)基底內(nèi)，如尤溪梅仙、政和夏山、順昌山后等大中型鉛鋅多金屬礦田及礦床。這些礦床在產(chǎn)出層位、構(gòu)造形跡、巖漿活動、圍巖蝕變等方面的特征均非常相似，并以尤溪梅仙礦田為典型代表，從而被統(tǒng)稱為梅仙式礦床（葉水泉等，1999；豐成友等，2007）。

梅仙礦田內(nèi)發(fā)育有丁家山、經(jīng)通大隊、關(guān)兜、巖兜、謝坑等多個大中型鉛鋅礦床（圖2），其中丁家山大型鉛鋅礦床是梅仙礦田最有代表性的鉛鋅多金屬礦床之一，研究程度也最深。礦物學(xué)及巖石學(xué)研究表明，該礦床賦礦變質(zhì)巖內(nèi)具有矽卡巖所特有的輝石、鈣鐵榴石和鈣鋁榴石（狄永軍等，2006；石得鳳等，2015），賦礦變質(zhì)巖的原巖為副變質(zhì)巖類（張術(shù)根等，2012；李秋金等，2016），硫化物硫、鉛同位素研究指示具有多種成礦物質(zhì)來源（豐成友等，2007；張達(dá)等，2009；石得鳳，2012）。年代學(xué)研究顯示，丁家山礦區(qū)花崗巖侵入時間為（148.9±1Ma）（孫洪濤等，2014），鉛鋅礦床同成礦期的石英結(jié)晶年齡為（146.2±4Ma）（石得鳳，2012），二者在誤差范圍內(nèi)一致，指示了二者之間密切的成因聯(lián)系。雖然前期工作取得了重要成果，但是由于成礦作用過程的復(fù)雜性和多階段地質(zhì)事件的改造，使該礦床的成因類型尚未明確，目前主要有海底噴流沉積-熱液疊加改造型(葉水泉等，1999；吳淦國等，2004；豐成友等，2007)、接觸交代型(狄永軍等，2006；張術(shù)根等，2012；虞建平等，2013)2 種觀點。礦床成因類型的不確定性嚴(yán)重影響了丁家山大型鉛鋅礦床乃至整個梅仙式礦床的進(jìn)一步理論研究，也制約了閩中地區(qū)同類礦床的勘查找礦工作。因此，明確礦床成因類型是目前梅仙式礦床研究的關(guān)鍵問題。

閃鋅礦和黃鐵礦是多金屬硫化物礦床中的常見礦物，二者的微量元素特征及相關(guān)比值可以提供成礦物理化學(xué)條件及礦床成因類型等方面的重要信息（嚴(yán)育通等，2012；Chen et al.，2018；Li et al.，2018;傅曉明等，2018；范宏瑞等，2018），因而被廣泛應(yīng)用于多金屬硫化物礦床成礦過程的研究。激光剝蝕電感耦合等離子質(zhì)譜（LA-ICP-MS）分析技術(shù)憑借其抗干擾能力強(qiáng)、靈敏度高、檢出限低等優(yōu)勢，能夠準(zhǔn)確分析硫化物中的微量元素組成，使閃鋅礦、黃鐵礦等礦物的微量元素地球化學(xué)特征在礦床學(xué)研究中的重要價值得到了充分發(fā)揮（Cook et al.，2009；Ye et al.，2011；葉霖等，2016；冷成彪等，2017；張輝善等，2018）。

圖1 閩中地區(qū)位置圖（a）和地質(zhì)構(gòu)造略圖（b）（據(jù)張達(dá)等，2005；陶建華等，2006；高延光，2007）1—武夷山隆起帶；2—永梅坳陷帶；3—閩東火山斷陷帶；4—閩中地區(qū)；5—梅仙礦田；6—馬面山群；7—斷層；8—大型-大中型鉛鋅礦床Fig.1 Location map(a)and structural sketch map of(b)central Fujian Province（modified after Zhang et al.,2005;Tao et al.,2006;Gao,2007）1—Wuyi Mountain uplift zone;2—Yongmei depression zone;3—Volcanic fault depression zone in eastern Fujian;4—Central Fujian Province;5—Meixian orefield;6—Mamianshan Group;7—Fault;8—Large-medium-sized Pb-Zn deposit

圖2 梅仙礦田地質(zhì)礦產(chǎn)略圖（a）和丁家山礦區(qū)地質(zhì)圖（b）(據(jù)石得鳳，2012修改）1—第四系；2—侏羅系長林組（J3c）；3—大嶺組（Pt3d）；4—龍北溪組上段（Pt3l3）；5—龍北溪組中段（Pt3l2）；6—花崗巖；7—石英斑巖；8—角度不整合界線；9—背斜；10—向斜；11—斷層；12—鉛鋅礦床；13—丁家山鉛鋅礦區(qū)；14—礦體及編號；15—勘探線及其編號Fig.2 Sketch map of geology and mineral resources of the Meixian orefield(a)and geological map of the Dingjiashan Pb-Zn deposit(b)（modified after Shi et al.,2012）1—Quaternary;2—Jurassic Changlin Formation(J3c);3—Daling Formation(Pt3d);4—Upper Longbeixi Formation(Pt3l3);5—Middle Longbeixi For‐mation(Pt3l2);6—Granite;7—Quartz porphyry;8—Unconformity;9—Anticline;10—Syncline;11—Fault;12—Pb-Zn deposit;13—Dingjiashan Pb-Zn ore field;14—Orebody and its serial number;15—Exploration line and its serial number

本文在前人研究的基礎(chǔ)上，詳細(xì)描述了梅仙礦田丁家山鉛鋅多金屬礦區(qū)的礦床地質(zhì)、礦石類型和組構(gòu)特征，在詳實的礦物學(xué)和礦相學(xué)研究基礎(chǔ)上，借助LA-ICP-MS 分析技術(shù)，以閃鋅礦和黃鐵礦微區(qū)微量元素特征為切入點，查明閃鋅礦和黃鐵礦的微量元素組成特征及賦存狀態(tài)，挖掘成礦條件信息，討論成礦過程和礦床成因類型，以期為丁家山大型鉛鋅礦床乃至整個閩中地區(qū)梅仙式鉛鋅礦床理論研究及深邊部找礦工作提供重要的理論依據(jù)。

1 地質(zhì)背景

梅仙礦田位于政和—大浦?jǐn)嗔涯隙耍▓D1b），區(qū)內(nèi)出露地層包括新元古代馬面山群龍北溪組（Pt3l）及大嶺組（Pt3d）變質(zhì)巖系、侏羅系梨山組（J1l）及長林組（J3c）碎屑巖和火山巖，其中新元古代地層呈天窗形式出露，被侏羅系包圍(圖2a)。礦田基本構(gòu)造為一復(fù)背斜，軸向65°，兩端傾伏。背斜核部由龍北溪組構(gòu)成，兩翼由大嶺組構(gòu)成，復(fù)背斜內(nèi)包括巖兜-丁家山、下湖-三港頭-根竹園2 個次級背斜。礦田內(nèi)有北東向和北西向2 組控巖控礦斷裂，多屬壓扭性斷裂，多期次活動特征明顯。礦田內(nèi)侵入巖主要為花崗斑巖和石英斑巖，屬燕山期巖漿活動的產(chǎn)物（石得鳳，2012；孫洪濤等，2015）。侵入巖主要沿北東方向和北西方向分布，與區(qū)內(nèi)主要構(gòu)造的走向一致。礦田內(nèi)有巖兜、丁家山、經(jīng)通大隊、通坑、關(guān)兜等鉛鋅礦床，自北東向南西方向分布在梅仙復(fù)背斜次級背斜核部位置。

2 礦床地質(zhì)特征

丁家山鉛鋅礦床位于梅仙礦田南東部，出露地層主要為新元古代馬面山群龍北溪組（Pt3l）、大嶺組（Pt3d）和上侏羅統(tǒng)長林組（J3c），二者呈斷層或角度不整合接觸（圖2a、b）。其中馬面山群龍北溪組位于礦區(qū)南東方向，巖性包括龍北溪組中段（Pt3l2）的云母石英片巖夾薄層大理巖，上段（Pt3l3）石榴子石-透輝石-綠簾石系列變質(zhì)巖夾大理巖團(tuán)塊，大嶺組下段（Pt3d1）長石云母石英片巖、絹云母片巖，大嶺組上段（Pt3d2）變質(zhì)石英砂巖、石英巖、千枚狀粉砂巖和千枚巖。上侏羅統(tǒng)長林組（J3c）巖性包括石英砂巖、泥質(zhì)粉砂巖、砂礫巖、凝灰質(zhì)細(xì)砂巖、角閃安山巖、安山玄武巖等，底部有一層角礫巖。礦區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造發(fā)育，斷裂走向以北東-北北西向為主，多期次活動特征明顯。礦區(qū)北西方向及南東方向分別有燕山期花崗巖和石英斑巖侵入，礦區(qū)內(nèi)鉆孔深部可見花崗斑巖，并有W、Mo 礦化，礦區(qū)鉛鋅硫化物礦化主要限制在燕山期酸性侵入巖帶夾持地段。

丁家山礦區(qū)鉛鋅礦體主要產(chǎn)出在馬面山群龍北溪組上段石榴子石-透輝石-綠簾石系列變質(zhì)巖內(nèi)，侏羅系長林組及其與馬面山群之間的角度不整合面上也有少量礦體分布（圖2b、圖3）。馬面山群賦礦圍巖內(nèi)的蝕變包括硅化、綠簾石化、陽起石、綠泥石化、蛇紋石化、碳酸鹽化、鉛鋅礦化和黃鐵礦化等；侏羅系長林組內(nèi)的圍巖蝕變則很不均勻，其中在角度不整合界面、斷裂破碎帶或花崗巖接觸帶的部位，其蝕變類型、礦物組合與馬面山群龍北溪組幾乎完全一致。鉛鋅礦體主要呈層狀、似層狀、透鏡狀及脈狀產(chǎn)出（圖3），礦體延伸長度75~400 m，寬度50~430 m，礦體厚度2.6~22 m。礦石整體具有Zn 高Pb 低的特征，Zn 平均品位5.70%，最高品位達(dá)21.39%；Pb 平均品位2.04%，最高品位達(dá)12.81%，含少量Cu、Ag。礦體走向以北東向-北北西向為主，與區(qū)域構(gòu)造線方向、礦區(qū)斷裂走向及侵入巖展布方向一致，反映了構(gòu)造-巖漿侵入-成礦之間的密切聯(lián)系。

礦石內(nèi)金屬礦物主要有閃鋅礦、磁黃鐵礦、磁鐵礦、黃鐵礦、方鉛礦、黃銅礦等，鉆孔巖芯顯示在接近花崗巖體的位置，存在輝鉬礦和白鎢礦。根據(jù)金屬礦物組合可將礦石主要分為兩類，第一類礦石以磁黃鐵礦和閃鋅礦為主要礦物，另含部分黃鐵礦、黃銅礦和少量磁鐵礦，幾乎不見方鉛礦，下文中統(tǒng)稱為含磁黃鐵礦礦石；此類礦石多呈條帶狀和塊狀（圖4a），閃鋅礦富含沿解理及粒間線狀分布的磁黃鐵礦包體和黃銅礦客晶（圖4b、c）。第二類礦石以磁鐵礦和閃鋅礦為主要礦物，另含部分黃鐵礦和方鉛礦，可見少量磁黃鐵礦和黃銅礦，下文中統(tǒng)稱為含磁鐵礦礦石；此類礦石多呈塊狀、脈狀和網(wǎng)脈狀構(gòu)造（圖4d），閃鋅礦中只有黃銅礦客晶，含量有多有少（圖4e、f），但完全沒有磁黃鐵礦包體。兩類礦石內(nèi)均可見半自形-他形粒狀結(jié)構(gòu)、包含結(jié)構(gòu)、充填結(jié)構(gòu)、交代結(jié)構(gòu)、固溶體分離結(jié)構(gòu)等；兩類礦石內(nèi)均含有黃鐵礦，多呈自形-半自形獨(dú)立晶體存在（圖4g、h）。礦區(qū)圍巖蝕變有綠簾石化、硅化、陽起石化、綠泥石化、蛇紋石化、碳酸鹽化等。新元古代馬面山群龍北溪組作為主要賦礦地層，局部可見明顯的揉皺（圖4i）。

筆者曾通過系統(tǒng)的網(wǎng)格狀采樣和機(jī)械臺上礦物體積分?jǐn)?shù)測定，對磁鐵礦、磁黃鐵礦等典型礦物進(jìn)行富集型異常填圖。在進(jìn)行研究的116 件礦石樣品中，含磁鐵礦礦石為63 件，約占礦石總量的54%，磁鐵礦在此類礦石內(nèi)的平均含量約為31%；含磁黃鐵礦礦石為30 件，約占礦石總量的26%，磁黃鐵礦在此類礦石內(nèi)的平均含量約為39%。雖然兩類礦石礦物組成具有顯著差異，但是空間分布上并沒有明顯界線，圍巖類型也沒有明顯差異，均為龍北溪組上段地層內(nèi)的石榴子石-透輝石-綠簾石系列變質(zhì)巖。

圖3 丁家山鉛鋅礦區(qū)21號勘探線剖面圖（據(jù)華東有色地勘局，2007）1—第四系；2—侏羅系長林組；3—新元古代馬面山群龍北溪組上段；4—新元古代馬面山群龍北溪組中段；5—礦體及編號；6—角度不整合界線；7—鉆孔及編號Fig.3 Geological section along No.21 exploration line of the Dingjiashan Pb-Zn deposit(modified after East China Geological Ex‐ploration Bureau,2007)1—Quaternary;2—Jurassic Changlin Formation;3—Upper Longbeixi Formation of Neoproterozoic Mamianshan Group;4—Middle Longbeixi Formation of Neoproterozoic Mamianshan Group;5—Orebody and its number;6—Unconformity;7—Drill hole and its serial number

3 樣品采集及分析測試方法

樣品采自丁家山礦區(qū)不同中段的采場和坑道內(nèi)（表1），將礦石樣品制作成光片后，在光學(xué)顯微鏡下進(jìn)行詳實的礦相學(xué)觀察，然后對閃鋅礦和黃鐵礦進(jìn)行電子探針成分分析和典型礦物顆粒線、面掃描；在此基礎(chǔ)上，選取典型樣品和典型礦物顆粒進(jìn)行LA-ICP-MS 微量元素成分分析。電子探針及LA-ICP-MS 分析均在中南大學(xué)有色金屬成礦預(yù)測與地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測教育部重點實驗室分析測試中心進(jìn)行，其中電子探針型號為EPMA-1720 型(日本島津公司)，加速電壓20 kV，電流15 nA，束斑直徑為1 μm，儀器的檢測限為0. 01%~0. 05% 。測試元素包括 S、Zn、Fe、Mn、Cd，校正方法采用 ZAF。LAICP-MS 激光剝蝕系統(tǒng)為Cetac Analyte HE，ICPMS 為 Analytik Jena PlasmaQuant MS Ellite。 激 光剝蝕過程中采用氦氣作載氣、氬氣為補(bǔ)償氣以調(diào)節(jié)靈敏度，二者在進(jìn)入ICP 之前通過一個T 型接頭混合。每個測試點分析數(shù)據(jù)包括30 s 的空白信號、40 s 的樣品信號及20 s 的吹掃信號。本次測試共完成7 件樣品113 個測點分析，測試元素包括：Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ge、As、Se、Mo、Ag、Cd、In、Sn、Sb、Te、Au、Pb、Tl、Bi。實驗過程中激光的波長為193 nm，束斑直徑為35 μm，激光脈沖頻率為5 Hz，脈沖能量密度為2.5 J/m2。實驗采用美國地質(zhì)勘探局標(biāo)準(zhǔn)樣品MASS1 和GSE-1G 為外標(biāo)來進(jìn)行校正，閃鋅礦和黃鐵礦分別采用Zn、Fe 含量（EPMA 測試數(shù)據(jù)）作為內(nèi)標(biāo)元素進(jìn)行校正，數(shù)據(jù)處理（包括對樣品和空白信號的選擇、儀器靈敏度漂移校正、元素含量計算）采用Glit‐ter4.4.4 完成，硫化物微量元素測試精度優(yōu)于10%，詳細(xì)分析流程參見 Cook 等（2009）和 Danyu‐shevsky 等(2011)。

圖4 丁家山鉛鋅礦床礦相圖a.條帶狀含磁黃鐵礦礦石；b.含磁黃鐵礦礦石內(nèi)的閃鋅礦富含黃銅礦客晶；c.含磁黃鐵礦礦石內(nèi)富含黃銅礦客晶的閃鋅礦；d.含磁鐵礦礦石；e.含磁鐵礦礦石內(nèi)富含黃銅礦客晶的閃鋅礦；f.含磁鐵礦礦石內(nèi)幾乎不含任何客晶的閃鋅礦；g.含磁黃鐵礦礦石內(nèi)的黃鐵礦；h.含磁鐵礦礦石內(nèi)的黃鐵礦；i.發(fā)生強(qiáng)烈變形的圍巖Mt—磁鐵礦；Gn—方鉛礦；Sp—閃鋅礦；Py—黃鐵礦；Po—磁黃鐵礦；Ccp—黃銅礦Fig.4 Microphotograph of ores from the Dingjiashan Pb-Zn deposita.Banded pyrrhotite-bearing ore;b.Sphalerite in pyrrhotite-bearing ore,rich in chalcopyrite chadacryst;c.Sphalerite rich in chalcopyrite chadacryst in pyrrhotite-bearing ore;d.Magnetite-containing ore;e.Sphalerite rich in chalcopyrite chadacryst in magnetite-bearing ore;f.Sphalerite containing almost no chadacryst in magnetite-containing ore;g.Pyrite in pyrrhotite-containing ore;h.Pyrite in magnetite-containing ore;i.Strongly deformed surrounding rockMt—Magnetite,Gn—Galena,Sp—Sphalerite,Py—Pyrite,Po—Pyrrhotite,Ccp—Chalcopyrite

4 分析結(jié)果

4.1 閃鋅礦

閃鋅礦共有7 件樣品65 個測點的測試數(shù)據(jù)（表2），微量元素組成具有如下特征：

（1）同一樣品內(nèi)閃鋅礦Fe、Co、Cu、In、Pb、Bi 及其他微量元素含量變化小；但是在不同礦石樣品之間，部分元素含量有一定波動。

（2）閃鋅礦內(nèi) Fe、Mn、Cd、Cu、In 元素相對較為富集，含磁黃鐵礦和含磁鐵礦礦石內(nèi)的w(Fe)平均值分別為9.3%和1.7%，差距較大；w(Mn)平均值分別為3884×10-6和4457×10-6，w(Cd)元素平均含量分別為 5062×10-6和 4876×10-6，w(In)平均值分別為207×10-6和 301×10-6。兩類閃鋅礦內(nèi) Cu 元素含量平均值雖然差別不大，但相比而言，含磁黃鐵礦礦

石閃鋅礦內(nèi)Cu 異常高值更多，這與礦相學(xué)觀察中發(fā)現(xiàn)此類礦石內(nèi)的閃鋅礦中黃銅礦“病毒”更加發(fā)育相符合。

表1 樣品編號、采樣位置及礦石手標(biāo)本特征Table 1 Sampling number,sampling location and characteristics of hand specimens

表2 丁家山鉛鋅礦區(qū)閃鋅礦微量元素組成Table 2 Trace element composition of sphalerite from the Dingjiashan Pb-Zn deposit

（3）閃鋅礦內(nèi)Co、Ag、Pb、Bi 元素含量較低，除少數(shù)異常高值之外，上述元素在兩類礦石內(nèi)的含量并無明顯差異，平均值均在n×10-6左右。另外，Pb元素和Bi 元素異常高值幾乎全部同步出現(xiàn)，暗示二者之間的緊密聯(lián)系。

（4）兩類閃鋅礦內(nèi) V、Cr、Ni、Ge、Mo、Sn、Sb、Te、Au等元素含量非常低，絕大多數(shù)均低于檢測限，

4.2 黃鐵礦

黃鐵礦共有5 件樣品48 個測點的測試數(shù)據(jù)（表3），微量元素組成具有如下特征：

（1）黃鐵礦微量元素含量整體較低，在同一樣品內(nèi)，Co、Cu、Pb、Bi 元素出現(xiàn)多個異常高值，Mn、Ni元素含量波動范圍均比較狹窄，數(shù)值較為穩(wěn)定；但是在不同礦石之間，上述元素及其他微量元素含量有一定變化。

（2）黃鐵礦內(nèi)Co、Ni、Pb、Bi元素相對較為富集，含磁黃鐵礦礦石和含磁鐵礦礦石內(nèi)黃鐵礦中w(Co)平均值分別為1186×10-6和645×10-6；平均w(Ni)分別為 19×10-6和 63×10-6。兩類黃鐵礦 Co/Ni 值分別為92和12.7，含磁黃鐵礦礦石明顯高于含磁鐵礦礦石；除個別異常高值之外，兩類閃鋅礦中的w(Pb)平均值分別為6.1×10-6和964×10-6，w(Bi)分別為4.1×10-6和117×10-6；Pb、Bi 在兩類元素間顯示顯著的正相關(guān)關(guān)系。

（3）黃鐵礦內(nèi)Mn、Cu 元素含量相對較低，在多個測點中的含量低于檢測限。其中，含磁黃鐵礦礦石閃鋅礦的w(Mn)在4.3×10-6~71×10-6之間，平均值為 33×10-6，w(Cu)除 1 個異常高值（544×10-6）之外，均在1.4×10-6~20×10-6之間，平均值為7.8×10-6。含磁鐵礦礦石閃鋅礦w(Mn)在5.6×10-6~ 5439×10-6之間變化，平均值為902×10-6，遠(yuǎn)高于含磁黃鐵礦礦石內(nèi)的黃鐵礦；w(Cu)在8.0×10-6~1035×10-6之間波動，平均值為198×10-6。

（4）黃鐵礦內(nèi)Zn、Ge、Tl、Cd、As、Ag等元素的含量均非常低，絕大多數(shù)都低于檢測限。

表3 丁家山鉛鋅礦區(qū)黃鐵礦微量元素組成Table 3 Trace element composition of pyrite from the Dingjiashan Pb-Zn deposit

5 討 論

5.1 微量元素的賦存形式

黃鐵礦、閃鋅礦等硫化物內(nèi)的微量元素的含量及分布（尤其是以類質(zhì)同象替換形式存在的微量元素）是重要的標(biāo)型特征，能夠反映成礦環(huán)境的物理化學(xué)條件，指示礦床成因類型（王仁奎，1989）。

5.1.1 閃鋅礦

在兩類礦石內(nèi)閃鋅礦的LA-ICP-MS 時間分辨率剖面圖中，Mn、Fe、Cd、In 的信號曲線均整體平緩（圖5a、b），表明這幾類元素在兩類礦石內(nèi)的閃鋅礦中具有相同的賦存形式，即主要以類質(zhì)同象形式存在。在電子探針面掃描圖像（圖6a~d）中，Cd、Mn 元素分布均勻，而Fe 元素可見明顯的小范圍富集；在與之對應(yīng)的線掃描圖（圖7a）中，F(xiàn)e 元素有一個異常凸起，與面掃描圖像中的Fe 富集區(qū)域幾乎完全對應(yīng)，礦相學(xué)觀察證明其為磁黃鐵礦。

兩類閃鋅礦內(nèi)Cu 元素含量波動較大，異常高值可以達(dá)到背景值的幾十倍，說明閃鋅礦內(nèi)有富銅礦物包體。以上情況與礦相學(xué)觀察時在閃鋅礦內(nèi)發(fā)現(xiàn)大量黃銅礦“病毒”的事實相吻合，其中含磁黃鐵礦礦石內(nèi)的閃鋅礦內(nèi)黃銅礦“病毒”更為發(fā)育。此外，含磁黃鐵礦礦石中的閃鋅礦內(nèi)Pb、Bi 元素含量不僅高于含磁鐵礦礦石內(nèi)的閃鋅礦，而且在時間分辨率剖面圖上，兩類元素曲線波動很大（圖5a），暗示Pb、Bi 可能主要以礦物包體（如方鉛礦）的形式存在。

圖5 丁家山鉛鋅礦區(qū)閃鋅礦與黃鐵礦LA-ICP-MS剝蝕曲線a.含磁黃鐵礦礦石內(nèi)的高Fe閃鋅礦（70C4-14號樣6號測試點）；b.含磁鐵礦礦石內(nèi)的低Fe閃鋅礦（90CM3-1號樣6號測試點）；c.含磁黃鐵礦礦石內(nèi)的黃鐵礦（70C4-14號樣9號測試點）；d.含磁鐵礦礦石內(nèi)的黃鐵礦（70C4-1號樣2號測試點）Fig.5 Time-resolved laser ablation depth-profiles of sphalerite and pyrite from the Dingjiashan Pb-Zn deposita.High Fe sphalerite in pyrrhotite-bearing ore(No.6 test point in 70C4-14);b.Low Fe sphalerite in magnetite-bearing ore(No.6 test point in 90CM3-1);c.Pyrite in pyrrhotite-bearing ore(No.9 test point in 70C4-14);d.Pyrite in magnetite-bearing ore(No.2 test point in 70C4-1)

圖6 丁家山鉛鋅礦區(qū)閃鋅礦與黃鐵礦電子探針面掃描圖a~d：含磁黃鐵礦礦石內(nèi)的高Fe閃鋅礦（90PD15-8）；e~h：含磁鐵礦礦石內(nèi)的黃鐵礦（30C1-11）Py—黃鐵礦；Sp—閃鋅礦Fig.6 EMPA elemental mapping of sphalerite and pyrite from the Dingjiashan Pb-Zn deposita~d.High Fe sphalerite in pyrrhotite-bearing ore(90PD15-8);e~h.Pyrite in magnetite-bearing ore(30C1-11)Py—Pyrite;Sp—Sphalerite

圖7 丁家山鉛鋅礦區(qū)閃鋅礦(a)與黃鐵礦(b)電子探針線掃描圖a.閃鋅礦；b.黃鐵礦；礦物顆粒及掃描方向見圖6a、e背散射圖像中紅色箭頭所示Fig.7 EMPA line scanning image of sphalerite(a)and pyrite(b)from the Dingjiashan Pb-Zn deposita.Sphalerite;b.Pyrite.The mineral particles and scanning direction are shown by the red arrows in the backscattered images in Fig.6 a and e

5.1.2 黃鐵礦

丁家山礦區(qū)兩類礦石內(nèi)黃鐵礦的Ni、Mn元素含量均比較穩(wěn)定，在時間分辨率圖上的分配形式也與Fe 元素保持一致（圖5c、d），表明Ni、Mn 元素均以類質(zhì)同象替換形式存在。Co、Cu 兩類元素雖然在時間分辨率圖、電子探針線掃描及面掃描圖上分布比較均勻，但是在部分樣品內(nèi)出現(xiàn)了多個異常高值，說明二者具有類質(zhì)同象和礦物包體兩種存在形式。Pb、Bi元素在兩類黃鐵礦內(nèi)均呈明顯的大幅度同步波動趨勢，說明除了以類質(zhì)同象形式存在以外，還有部分Pb、Bi 元素以包體形式存在；Pb 元素含量明顯高于Bi元素，說明包體礦物可能為方鉛礦，在方鉛礦包體內(nèi)，Bi元素以類質(zhì)同象形式替換部分Pb元素。

綜上所述，丁家山礦區(qū)閃鋅礦內(nèi)相對較富集的Mn、Cd、In 等元素均以類質(zhì)同象替換形式存在，而Fe、Cu、Pb、Bi 三類元素則有類質(zhì)同象替換和微細(xì)粒礦物包體兩類存在形式。黃鐵礦內(nèi)的Ni、Mn以類質(zhì)同象替代形式存在，Cu、Co、Pb有類質(zhì)同象替換和礦物包體兩種存在形式。

5.2 成礦溫度

黃鐵礦的Co/Ni 值具有重要的成礦溫度指示意義（盛繼福等，1999），但丁家山礦區(qū)黃鐵礦48 個測點中，13 個測點的Ni 元素含量低于檢測限；而Co 元素又有多個異常高值，暗示部分Co 是以礦物包體形式存在的?；谏鲜鲈?，本文認(rèn)為丁家山礦區(qū)黃鐵礦Co/Ni值不宜作為成礦溫度的判斷依據(jù)。

對閃鋅礦而言，高溫條件有利于Fe2+、Mn2+、In3+等與Zn2+離子半徑較接近的元素在閃鋅礦內(nèi)富集，而 Cd2+、Cu+、Ga3+、Ge4+等與 Zn2+離子半徑相差較遠(yuǎn)的元素，則只能在溫度降低、流體富含這些元素的情況下在閃鋅礦內(nèi)富集，并通過成對替代的方式進(jìn)入閃鋅礦，如 Cu++ In3+?2Zn2+、2Cu++Ge4+?3Zn2+等（Shannon，1976；韓照信，1994；周家喜等，2009；Fren‐zel.，2016），因此，Zn/Cd比值可以作為成礦溫度的指標(biāo)，其中 Zn/Cd 值＞500 指示高溫，Zn/Cd 值在 250 左右指示中溫，Zn/Cd 值＜100 指示低溫（袁波等，2014）。丁家山礦區(qū)兩類礦石內(nèi)閃鋅礦的Zn/Cd 值分別集中在120~150 之間和93~210 之間（石得鳳，2019），這兩個溫度范圍非常接近，幾乎全部指示中溫成礦條件。筆者在以往研究中，根據(jù)閃鋅礦和方鉛礦礦物對地質(zhì)溫度計計算出含磁鐵礦型礦石成礦溫度在236.2~460.8℃之間；通過六方磁黃鐵礦成因礦物學(xué)特征研究得出含磁黃鐵礦礦石結(jié)晶溫度在322~304℃之間（石得鳳，2012）。以上證據(jù)共同表明丁家山鉛鋅礦床形成于中溫條件。

5.3 礦床成因指示

關(guān)于丁家山鉛鋅礦區(qū)的成因類型，一直存在較大爭議。目前主要有接觸交代型礦床（閩西地質(zhì)隊，1977；狄永軍等，2006；張術(shù)根等，2011；2012）和塊狀硫化物礦床（徐克勤等，1996；吳凎國等，2004；張生輝等，2005；豐成友等，2007）兩種觀點。已有研究表明，塊狀硫化物礦床（包括VMS 型和SEDEX 型）內(nèi)的閃鋅礦貧Cd、Ge、Ga，富Fe、Sn、In和Ga，如廣東大寶山（SEDEX 型）和云南瀾滄老廠（VMS 型）；MVT型鉛鋅礦床內(nèi)的閃鋅礦富集 As、Tl、Cd 和 Ge 等元素，且變化范圍較大（如貴州牛角塘、云南會澤鉛鋅礦床）；巖漿熱液型礦床富集Fe、Co、Mn、In、Sn，貧Cd、Ga、Ge（如云南白牛廠鉛鋅銀多金屬礦床），遠(yuǎn)端矽卡巖型礦床則富集Fe、Mn 和Co，貧In 和 Sn（如云南核桃坪和蘆子園鉛鋅礦床）（Ye et al.，2011）。

丁家山礦區(qū)含磁黃鐵礦和含磁鐵礦兩類礦石內(nèi)的閃鋅礦相對富集 Fe、Mn、Cd、Cu、In，貧 Ge、As、Ag、Te、Tl等元素，這種富集特征明顯不同于MVT型礦床。丁家山礦區(qū)兩類礦石內(nèi)的閃鋅礦w(Mn)平均值為分別為3884×10-6和4457×10-6，與矽卡巖型礦床（如云南核桃坪鉛鋅礦w(Mn)介于601×10-6~5766×10-6之間）和塊狀硫化物礦床（SEDEX 型如白牛廠w(Mn)=2439×10-6~6537×10-6；VMS型如云南老廠w(Mn)=2626×10-6~4111×10-6）均比較接近；兩類閃鋅礦的w(Cd)平均值分別為5062×10-6和4876×10-6，與矽卡巖型礦床（如云南核桃坪w(Cd)=3991×10-6~6995×10-6）接近，而明顯低于塊狀硫化物礦床（SEDEX 型如白牛廠w(Cd)5256×10-6~8564×10-6，VMS 型如云南老廠w(Cd)=8306×10-6~9600×10-6）（Ye et al.，2011）。此外，丁家山礦區(qū)兩類礦石中閃鋅礦的w(Fe)分別為1.7%和9.3%，明顯低于塊狀硫化物礦床閃鋅礦的w(Fe)值（SEDEX 型如白牛廠11.9%~17.1%；VMS 如老廠 12.2%~15.4%），而與典型矽卡巖礦床閃鋅礦Fe 元素含量范圍非常吻合（如核桃坪2.0%~11.5%之間）。

圖8 閃鋅礦Cd/Fe-Co、Fe/Mn-Cd/Fe成因圖解（底圖來自Ye et al.，2011）Fig.8 Sphalerite Cd/Fe-Co and Fe/Mn-Cd/Fe deposit genesis diagram(base map from Ye et al.，2011）

圖9 丁家山等梅仙式礦床硫化物硫同位素組成（虛線以上底圖據(jù)Hoefs，2002）Fig.9 Sulfur isotopic composition of sulfide from the Dingjiashan and other Meixian-type deposits(base map above the dotted line is from Hoefs,2002)

礦區(qū)內(nèi)含磁黃鐵礦礦石和含磁鐵礦礦石除閃鋅礦Fe 元素含量差距較大以外，空間分布并無明顯界線，且圍巖類型、其他微量元素特征及成礦溫度無顯著差別，在閃鋅礦Cd/Fe-Co 和Fe/Mn-Cd/Fe 成因圖解上未出現(xiàn)分區(qū)現(xiàn)象（圖8a，b），以上證據(jù)說明兩類礦石應(yīng)該是在同一次成礦作用下形成的；造成兩類礦石礦物組合及Fe 元素含量差異的原因，需要進(jìn)一步深入研究。

閩中地區(qū)新元古代馬面山群作為區(qū)內(nèi)眾多鉛鋅多金屬礦床的賦礦地層，其內(nèi)Pb、Zn、Cu、Ag 等元素豐度值普遍很高，即使豐度值稍低一些的大嶺組內(nèi)，也有鉛鋅礦點分布(高延光，2007）。其中丁家山礦區(qū)新元古代地層內(nèi)的Pb 元素豐度分別為克拉克值和區(qū)域背景值的100倍和47倍（華東地質(zhì)勘探局807隊，1993）。由此可見，新元古代馬面山群不僅僅是丁家山及整個梅仙式礦床的主要賦礦地層，還可能是鉛鋅的重要來源。丁家山鉛鋅礦床賦礦圍巖為新元古代馬面山群龍北溪組上段的石榴子石-綠簾石-透輝石系列變質(zhì)巖，狄永軍等（2006）證實這套巖石內(nèi)的輝石具有遠(yuǎn)端矽卡巖輝石特征，張術(shù)根等（2012）通過系統(tǒng)的變質(zhì)原巖恢復(fù)，查明這套變質(zhì)巖的原巖為鈣質(zhì)泥巖、鈣質(zhì)泥質(zhì)粉砂巖、鈣質(zhì)粉砂質(zhì)泥巖、泥灰?guī)r等富鈣質(zhì)巖類；孫洪濤等（2014）通過LAIPC-MS 鋯石U-Pb 年代學(xué)研究得到丁家山礦區(qū)花崗斑巖侵入時間為（148.9±1.4）Ma，筆者通過石英流體包裹體Rb-Sr年代學(xué)研究，得到同成礦期石英結(jié)晶年齡為（146.15±3.95）Ma（石得鳳，2012），二者在誤差范圍內(nèi)一致，明確指示了燕山期中酸性侵入巖與鉛鋅礦體之間密切的成因聯(lián)系。由此可以肯定丁家山馬面山群龍北溪組內(nèi)的石榴子石-綠簾石-透輝石系列變質(zhì)巖是上述富鈣質(zhì)沉積巖類與燕山期中酸性侵入巖之間發(fā)生接觸交代作用形成的矽卡巖（張術(shù)根等，2012）。

結(jié)合梅仙地區(qū)地質(zhì)特征和礦化特征可以推測，閩中地區(qū)新元古代地層在加里東期因大規(guī)模區(qū)域變質(zhì)作用引發(fā)劇烈褶皺變形，梅仙復(fù)背斜可能就形成于這次褶皺變形作用。印支末期，新元古代區(qū)域變質(zhì)巖中的韌性剪切帶疊加了淺層次的脆性變形，斷層活動發(fā)育。燕山早中期，隨著東南沿海大面積火山噴發(fā)，梅仙地區(qū)中酸性侵入巖廣泛發(fā)育，在丁家山礦區(qū)東西兩側(cè)侵入形成花崗斑巖巖株及石英斑巖巖脈。中酸性侵入巖與龍北溪組上段富鈣質(zhì)變質(zhì)巖發(fā)生接觸交代變質(zhì)作用，并萃取了地層中的部分成礦物質(zhì)后形成矽卡巖型鉛鋅多金屬礦床。

6 結(jié) 論

（1）丁家山礦區(qū)閃鋅礦內(nèi)Fe、Mn、Cd、Cu、In 元素相對較為富集，Co、Ag、Pb、Bi元素含量較低，其中Mn、Cd、In 等元素均以類質(zhì)同象替換形式存在，而Fe、Cu、Pb、Bi 三類元素則有類質(zhì)同象替換和礦物包體兩種存在形式。黃鐵礦微量元素含量整體較低，Co、Ni、Pb、Bi 元素相對較為富集，Ni、Mn 主要以類質(zhì)同象替換形式存在，Cu、Co、Pb、Bi 有類質(zhì)同象替換和礦物包體兩種形式。

（2）丁家山鉛鋅礦床含磁黃鐵礦礦石和含磁鐵礦礦石內(nèi)閃鋅礦的Zn/Cd 值分別集中在120~150 之間和93~210 之間，2 個溫度范圍非常接近，均揭示中溫成礦環(huán)境。

（3）閃鋅礦微量元素組成和含量特征與典型矽卡巖型礦床相似，硫化物硫同位素組成揭示成礦物質(zhì)內(nèi)的硫來自于巖漿，各項證據(jù)均表明丁家山鉛鋅礦床屬典型的矽卡巖型礦床。

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