ISSN 1005-2518
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黄金科学技术 >

2025 , Vol. 33 >Issue 1: 84 - 100

DOI: https://doi.org/10.11872/j.issn.1005-2518.2025.01.216

矿产勘查与资源评价

滇东北碎屑岩中金牛厂铅锌矿床成因探讨

  • 周贲 , 1 ,
  • 龚红胜 , 1, 2 ,
  • 程迁群 , 3 ,
  • 陈刚 1 ,
  • 马玲 4 ,
  • 姚永盛 1
展开
  • 1. 昆明理工大学国土资源工程学院，云南 昆明 650093
  • 2. 有色金属矿产地质调查中心西南地质调查所，云南 昆明 650093
  • 3. 云南省有色地质局三一○队，云南 大理 671000
  • 4. 昆明理工大学城市学院，云南 昆明 650093
龚红胜（1981-），男，湖北天门人，讲师，从事矿床学、成矿动力学及隐伏矿床预测研究工作。
程迁群（1981-），男，湖南汨罗人，高级工程师，从事矿产勘查与地质技术管理工作。

周贲（2000-），男，河南南阳人，硕士研究生，从事地质工程研究工作。

收稿日期: 2024-07-18

  修回日期: 2024-11-18

基金资助

云南省教育厅科学研究基金项目“楚雄盆地南缘马龙厂Ag-Pb多金属矿床成矿机制研究”(2024J0068)

“裂隙粗糙性对裂隙网络中地下水优势流形成的影响机制及模拟研究”(2023J0124)

收起

Discussion on Genesis of Jinniuchang Lead-Zinc Deposit in Clastic Rocks of Northeast Yunnan

  • Ben ZHOU , 1 ,
  • Hongsheng GONG , 1, 2 ,
  • Qianqun CHENG , 3 ,
  • Gang CHEN 1 ,
  • Ling MA 4 ,
  • Yongsheng YAO 1
Expand
  • 1. School of Land Resources Engineering，Kunming University of Science and Technology，Kunming 650093，Yunnan，China
  • 2. Southwest Geological Survey Institute of Nonferrous Metals Mineral Geological Survey Center，Kunming 650093，Yunnan，China
  • 3. Team 310 of Yunnan Nonferrous Metals Geological Bureau，Dali 671000，Yunnan，China
  • 4. City College，Kunming University of Science and Technology，Kunming 650093，Yunnan，China

Received date: 2024-07-18

  Revised date: 2024-11-18

Fold

摘要

川滇黔铅锌多金属成矿域内存在大量赋存于碎屑岩中的铅锌矿床（点），这些矿床（点）已成为当前找矿预测的重要目标之一，显示该区找矿潜力巨大。金牛厂铅锌矿床位于川滇黔成矿域的西南部，矿体赋存于下寒武统筇竹寺组泥质、钙质粉砂岩中，明显不同于区内其他赋存于碳酸盐岩中的铅锌矿床，其成因研究直接关系到矿床深边部找矿预测和区域铅锌成矿系统研究。通过系统采集代表性金属硫化物样品开展微量元素分析，结果表明：（1）EPMA-Mapping和ICP-MS研究表明，金牛厂铅锌矿床中方铅矿相对富集Sb、Cd、Cu和Ag元素，亏损Mn、Sn、As、Cr和Ni元素，Sn、Sb、Mn、Cu、Cd、Bi、As和Ag元素主要以类质同象形式赋存于方铅矿中；闪锌矿相对富集Cd、Cu、Ga、Ge和Sb元素，亏损Mn、Sn、As、Co、Cr和Ni元素，Sb、Mn、Ge、Ga、Cd、As和Ag元素主要以类质同象形式赋存于闪锌矿中；（2）REE特征表现为富集LREE、亏损HREE的右倾型和Eu负异常、弱Ce负异常，与昆阳群特征基本一致，指示成矿物质主要来源于褶皱基底（昆阳群）；（3）矿床微量元素和赋存形式特征与该区典型会泽型（HZT）铅锌矿床类似，属于类会泽型（HZT）矿床，适宜采用大比例尺“四步式”找矿方法进行找矿预测。该研究成果为该区同类型矿床深部及外围找矿提供了新思路，也为丰富川滇黔成矿域内铅锌成矿系统研究提供了理论依据。

关键词： 微量元素; 成矿物质来源; 矿床成因; 金牛厂铅锌矿床; 川滇黔铅锌多金属成矿域

本文引用格式

周贲 , 龚红胜 , 程迁群 , 陈刚 , 马玲 , 姚永盛 . 滇东北碎屑岩中金牛厂铅锌矿床成因探讨[J]. 黄金科学技术, 2025 , 33(1) : 84 -100 . DOI: 10.11872/j.issn.1005-2518.2025.01.216

Abstract

The numerous lead-zinc deposits situated within clastic rocks of the Sichuan-Yunnan-Guizhou polymetallic mineralization domain have emerged as significant targets for contemporary mineral exploration and predictive efforts，offering substantial potential for future discoveries.The Jinniuchang lead-zinc deposit is positioned in the southwestern region of this metallogenic domain.The ore body is situated within the mudstone and calcareous sandstone of the Lower Cambrian Qiongzhusi Formation，distinguishing it markedly from other lead-zinc deposits in the region that are typically hosted in carbonate rocks.Investigating the genesis of this ore body is crucial for advancing the exploration and prediction of deep-seated deposits，as well as for enhancing the understanding of regional lead-zinc mineralization systems.This study undertakes a trace element analysis by systematically collecting representative metal sulfide samples.The findings indicate that：（1） Electron Probe Micro-Analyzer （EPMA） mapping and Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry （ICP-MS） analyses reveal that galena within the Jinniuchang lead-zinc deposit is relatively enriched in antimony （Sb），cadmium （Cd），copper （Cu），and silver （Ag），while it is deficient in manganese （Mn），tin （Sn），arsenic （As），chromium （Cr），and nickel （Ni）.Elements such as Sn，Sb，Mn，Cu，Cd，Bi，As，and Ag predominantly occur in galena through isomorphic substitution.In contrast，sphalerite is relatively enriched in Cd，Cu，Ga，Ge，and Sb，but deficient in Mn，Sn，As，Co，Cr，and Ni.Elements including Sb，Mn，Ge，Ga，Cd，As，and Ag are primarily present in sphalerite through isomorphic substitution.（2） The rare earth element （REE） profile is marked by an enrichment of light rare earth elements （LREE） and a depletion of heavy rare earth elements （HREE），exhibiting a right-skewed distribution.Additionally，there is a negative europium （Eu） anomaly and a weak negative cerium （Ce） anomaly，which are generally consistent with the geological characteristics of the Kunyang Group.This suggests that the ore-forming materials predominantly originate from the folded basement of the Kunyang Group.（3） The trace element composition and depositional characteristics of the deposit closely resemble those of typical Huize-type （HZT） lead-zinc deposits in the region，classifying it as an HZT-type deposit.Employing a large-scale “four-step” prospecting methodology is appropriate for conducting prospecting and predictive analyses.The findings of this research offer novel insights for the in-depth and peripheral exploration of analogous deposits in the region.Furthermore，they provide a theoretical foundation for advancing the study of the lead-zinc metallogenic system within the Sichuan-Yunnan-Guizhou metallogenic domain.

Key words： trace elements; source of ore-forming materials; genesis of mineral deposits; Jinniuchang lead-zinc deposit; Sichuan-Yunnan-Guizhou lead zinc polymetallic metallogenic domain

川滇黔铅锌多金属成矿域地处扬子板块西南缘，是我国西南地区重要的铅锌矿集中区（张长青，2005），区内铅锌矿床大多数赋存于碳酸盐岩中，普遍表现出数量多、储量大和品位高的特点（韩润生等，2007，2012）。近年来，学者们对该地区铅锌矿床成因和成矿物质来源进行了大量研究，普遍认为区内铅锌矿床成因类型属于密西西比河谷型（MVT）和会泽型（HZT）（Zhou et al.，2001；张长青等，2005；王奖臻等，2002；Gong et al.，2021；韩润生等，2012，2019）；铅锌矿床成矿物质来源主要是中元古代基底岩石和震旦—石炭系沉积岩地层的混合（李文博等，2006；Gong et al.，2007；张长青等，2007；Zhou et al.，2013，2015；胡宇思等，2019；Luo et al.，2019；龚红胜等，2022）。韩润生等（2019）针对会泽型（HZT）铅锌矿床创新地提出了大比例尺“四步式”综合找矿方法，该方法获得了国家发明专利授权（韩润生等，2017），并在会泽铅锌矿和毛坪铅锌矿的深部及外围取得了找矿突破（韩润生等，2012，2014），进一步证实了该找矿预测方法的有效性。
滇东北矿集区主要受SN向小江断裂带、NW向紫云—垭都断裂带和NE向弥勒—师宗断裂带控制。近年来，区内新发现一批赋存于碎屑岩中的铅锌矿床，如大型麻栗坪铅锌矿床、中型老鹰箐铅锌矿床和小型金牛厂铅锌矿床。这类矿床点多面广，在构造活动较为复杂的地区，成矿条件尤为优越，具有较大的找矿潜力。金牛厂铅锌矿床赋存于下寒武统筇竹寺组NWW向张扭性断裂破碎带中，围岩为泥质和钙质粉砂岩，其与川滇黔成矿域内主要碳酸盐岩型铅锌矿床的区别表现在：（1）二者赋矿围岩不同；（2）前者容矿构造以张性为主，后者则主要为压性；（3）前者矿石矿物主要为方铅矿，后者主要为方铅矿和闪锌矿；（4）前者围岩蚀变主要为硅化和黄铁矿化，后者主要为方解石化和白云石化。前人对滇东北碎屑岩中金牛厂铅锌矿床的成矿规律和矿床地质特征进行了研究（朱林生等，2009；孔志岗等，2012；熊亮等，2016；洪建磊等，2017），开展了流体包裹体测温、共生脉石矿物和金属硫化物H-O-S-Pb同位素组成分析（龚红胜等，2022），认为金牛厂铅锌矿床的成矿流体主要来自流经深部褶皱基底（昆阳群）的深部流体，成矿物质主要来源于基底岩石。
尽管前人曾对金牛厂铅锌矿床开展过地质调查和研究工作，但对于该矿床成因尚未形成统一且明确的定论，且尚未找到切实有效的深边部找矿预测方法。鉴于此，本文基于成矿期金属硫化物微量元素分析和电子探针面扫描分析结果，示踪金牛厂矿床成矿物质来源，并结合前人研究成果，厘定矿床成因，从而提出适用于金牛厂铅锌矿床的深边部找矿方法。该研究成果不仅能够为川滇黔成矿域铅锌成矿系统研究提供理论依据，而且为矿床深部及外围找矿预测提供了新思路，对于推动该区铅锌矿资源勘查与开发具有重要的理论和实际意义。

1 成矿地质背景

1.1 区域地质背景

川滇黔铅锌多金属成矿域位于扬子地块西南缘［图1（a）］，区域上主要被SN向安宁河—绿汁江断裂、NW向垭都—紫云断裂和NE向弥勒—师宗断裂控制［图1（b）］。区域地层主要包括褶皱变质基底和沉积盖层2个部分，其中褶皱变质基底主要包括昆阳群和会理群，以及新元古界岩浆杂岩；沉积盖层由震旦—二叠系海相沉积层和新生界陆相沉积层组成（龚红胜等，2022）。区域岩浆活动较频繁，持续时间长，从晋宁期至燕山期均有产出。区内岩浆岩分布面积较广且分布不均，主要沿安宁河—绿汁江断裂和小江断裂呈带状展布，从南到北出露有晋宁期闪长岩和花岗岩，加里东期基性—超基性岩体，华力西期基性—超基性岩和印支—燕山期碱性和酸性花岗岩。
图1 中国西南构造简图（a）和川滇黔铅锌多金属成矿区主要断裂及矿床分布图（b）（底图修改自柳贺昌等，1999）

a-安宁河—绿汁江断裂；b-小江断裂；c-垭都—紫云断裂；d-弥勒—师宗断裂；e-昭通—曲靖断裂带；f-寻甸—宣威构造带；g-矿山厂—金牛厂构造带；h-会泽—奕良构造带；i-巧家—大关构造带；j-巧家—金沙厂构造带；1.超大、大型Pb、Zn矿床；2.中、小型Pb、Zn矿床；3.城镇；4.省界；5.金沙江及流向；6.构造带及编号；7.断裂；8.峨眉山玄武岩；9.研究区

Fig.1 Tectonic sketch map of southwest China（a） and distribution map of major faults and deposits in the Sichuan-Yunnan-Guizhou lead-zinc polymetallic metallogenic area（b）（base map modified after Liu et al.，1999）

滇东北矿集区控矿构造以NE向构造体系为代表，主要表现为断续延伸和雁形排列。金牛厂铅锌矿床位于NE向金牛厂—矿山厂构造带南端［图1（b）］，矿区基本格架由NE向坪箐倒转背斜、关仓箐断裂、雨碌断裂和待补断裂等组成；矿区出露地层从老到新依次为震旦系、寒武系、泥盆系、石炭系和二叠系，其中下寒武统筇竹寺组下段的泥质和钙质粉砂岩为主要赋矿地层［图2（a）］。矿区出露岩浆岩主要为暗绿、深灰色致密块状、杏仁状峨眉山玄武岩。
图2 金牛厂铅锌矿床地质简图

1.下三叠统飞仙关组；2.上二叠统宣威组；3.上二叠统峨眉山玄武岩组；4.下二叠统；5.下二叠统茅口组；6.中—上泥盆统；7.下寒武统沧浪铺组乌龙箐段；8.下寒武统沧浪铺组红井哨段；9.下寒武统筇竹寺组下段；10.下寒武统筇竹寺组上段；11.下寒武统渔户村组；12.震旦系灯影组；13.矿体及编号；14.断层及推测断层；15.逆断层；16.地层界线；17.剖面线；18.地层产状；19.背斜及倾伏方向；20.下寒武统筇竹寺组下段泥质、钙质粉砂岩；21.下寒武统筇竹寺组上段泥质、钙质粉砂岩；22.控制矿体；23.推测矿体；24.坑道；25.地层产状

Fig.2 Geological map of the Jinniuchang lead-zinc deposit

1.2 矿床地质特征

矿体主要赋存于下寒武统筇竹寺组灰色、灰黑色中—厚层状泥质、钙质粉砂岩的断裂F1和F2中。矿体严格受断裂控制，产状与断裂一致，倾向为180°~205°，倾角约为80°［图2（b）］。其中，Ⅴ-1号和Ⅴ-2号矿体均呈脉状和透镜状［图3（a）］，沿走向长度为217~231 m，平均厚度约为1.75 m，矿石Pb+Zn平均品位为8.48％~9.21％。矿石以硫化矿为主，矿石矿物以方铅矿和黄铁矿为主，其次为闪锌矿，可见少量黄铜矿，其中闪锌矿以深棕色为主，方铅矿以亮银色为主。脉石矿物主要为石英。矿石构造主要有块状、角砾状、条带状和浸染状等［图3（b）、3（c）］。矿石结构主要有交代、包含、他形粒状和填隙等［图3（d）］。围岩蚀变有硅化、黄铁矿化和方解石化，蚀变强度逐渐从矿化中心向边缘递减。
图3 金牛厂铅锌矿床典型矿石矿化标本特征及显微照片

（a）受层间断裂控制的似层状矿体；（b）角砾状矿石；（c）块状矿石；（d）石英+方铅矿；（e）细粒黄铁矿+方铅矿+石英；（f）黄铜矿+细粒黄铁矿+方铅矿+石英；Gn-方铅矿；Cp-黄铜矿；Py-黄铁矿；Qz-石英

Fig.3 Characteristics and microscopic photos of typical ore mineralization specimens the Jinniuchang lead-zinc deposit

2 研究方法

2.1 样品采集

本次在矿区采集金属硫化物矿石7件，其中2 552 m中段Ⅴ-1矿体2件、Ⅴ-2矿体2件，2 516 m中段Ⅴ-1矿体2件、Ⅴ-2矿体1件。对采集的样品进行单矿物挑选，获得闪锌矿1件、方铅矿5件，对6件样品进行微量元素和稀土元素分析。用6件矿石样品磨制激光片（厚度约为200 μm），通过显微镜下对比分析，选取1件具有代表性的激光片中的2个金属矿物进行电子探针面扫描分析。

2.2 测试方法

将金属硫化物单矿物通过人工研磨至40~60目，清洗、干燥后在双目镜下选出纯度大于99％的单矿物，挑选出单矿物闪锌矿1件和方铅矿5件，在玛瑙钵内破碎至200目以下后进行仪器分析。
测试内容包括单矿物微量、稀土元素含量分析和电子探针面扫描分析，其中前2项分析工作在自然资源部中南矿产资源监督检测中心进行，测试设备为ICP-MS，其参数设置中射频功率为1 200~1 600 W、冷却气流量为12~20 L/min、辅助气流量为0.5~1.5 L/min，采样深度在3~8 mm之间，分析精度为5%以上，检测限为0.1×10-9，分析操作流程见张保科等（2011）；电子探针面扫描分析在昆明理工大学分析测试研究中心完成，测试仪器为EPMA，测试条件如下：加速电压为5~30 kV，电子束流为5~15 nA，扫描时间约为60 min，分析精度为0.01%，检测限为0.1×10-4（付晓辉等，2024）。

3 测试结果

3.1 硫化物微量元素

本次对闪锌矿和方铅矿硫化物微量元素进行了系统测试，测试结果见表1。
表1 金牛厂矿石硫化物微量元素测试结果

Table 1 Test results of sulfide trace elements in Jinniuchang ore（×10-6）

样品编号 矿物名称 Cu Pb Zn Ni Co Cd Li Rb W Mo As Sb Hg Sr Sc
JNC-5 闪锌矿 2 650 9 400 8.86 1.93 3 730 0.099 2.11 6.34 29.2 30.5 3 010 105 3.29 0.32
JNC1-1 方铅矿 12.7 817 5.41 0.22 13.2 <0.01 0.62 0.22 0.84 3.9 803 0.4 1.86 1.49
JNC3-1 方铅矿 435 - 5.1 0.22 16.1 <0.01 0.74 2.18 0.58 <0.01 <0.01 <0.01 4.45 2.13
JNC4-1 方铅矿 42 1 760 4.59 0.29 16.2 <0.01 0.75 0.96 0.49 6.63 860 0.42 3.07 1.6
JNC5-1 方铅矿 107 - 15 1.67 28 <0.01 1.41 4.77 15.3 <0.01 <0.01 <0.01 2.98 1.58
JNC7-1 方铅矿 645 422 12.7 0.3 4.58 <0.01 0.58 0.69 14.7 13.3 3 400 0.2 5.06 1.15
样品编号 矿物名称 Nb Zr Hf Ga Sn Ge Tl Ag U Th Ti Mn Cr Ba
JNC-5 闪锌矿 0.085 1.47 0.046 138 8.11 167 29.3 1 050 0.044 0.19 21.3 23.7 5.06 27.49
JNC1-1 方铅矿 0.12 7.75 0.21 0.14 2.38 0.23 0.5 499 0.1 0.084 182 2.91 1.86 11.93
JNC3-1 方铅矿 <0.05 0.38 0.013 <0.1 4.71 0.21 0.52 106 0.048 0.097 6.85 3.93 1.89 12.8
JNC4-1 方铅矿 0.11 2.76 0.09 0.38 3.66 0.84 0.78 468 0.038 0.073 125 4.27 2.48 29.4
JNC5-1 方铅矿 0.088 1.19 0.037 0.93 3.28 1.56 0.62 266 0.038 0.086 184 4.05 3.98 34.78
JNC7-1 方铅矿 0.23 2.97 0.093 <0.1 6.58 0.14 1.44 1 220 0.085 0.099 512 11.7 2.09 50.64

注：“空格”表示未测试，“-”表示低于检测限

闪锌矿中微量元素主要特征为：（1）Cu、Pb、Cd、Sb和Ag元素含量相对最高，其中Pb、Cd元素含量最高，达到9 400×10-6，Cu、Sb和Ag元素含量处于1 000×10-6~3 000×10-6之间（平均值为2 200×10-6）；（2）Hg、Ga和Ge元素含量相对较高，处于120×10-6~300×10-6；（3）As、Mo、Ba、Mn、Ti 和Tl元素相对较富集，集中在20×10-6~30×10-6之间；（4）含有微量的Ni、W、Sn、Cr、Sr、Rb、Co和Zr元素，含量均低于10×10-6。
方铅矿中微量元素主要特征为：（1）Sb、Zn和Ag元素含量相对最高，其中Sb含量达到803×10-6~3 400×10-6，均值为1 688×10-6（n=3）；Zn含量达到422×10-6~1 760×10-6，均值为1 000×10-6（n=3）；Ag含量达到106×10-6~1 220×10-6，均值为512×10-6（n=5）。（2）Cu和Ti元素含量相对较高，分别为12.7×10-6~645.0×10-6（均值为248×10-6）和6.85×10-6~512.0×10-6（均值为202×10-6）。（3）相对富集Ba和Cd元素，含量分别为12.80×10-6~50.64×10-6（均值为31×10-6）和4.58×10-6~28.00×10-6（均值为11×10-6）。（4）含有微量的Ni、Mn、As、Zr、Sn、Sr、Cr和Sc元素，含量总体均低于10×10-6。

3.2 硫化物REE

闪锌矿和方铅矿中REE元素含量见表2。其中，闪锌矿样品的稀土总量ΣREE=3.14×10-6；ΣLREE/ΣHREE=14.07；（La/Yb）N =24.58；方铅矿样品的（La/Sm）N=3.39~16.07，平均值为6.29；（Gd/Yb）N=1.64~3.39，平均值为2.43；δEu= 0.39~1.02，平均值为0.64；δCe= 0.72~0.96，平均值为0.88。
表2 金牛厂矿石闪锌矿和方铅矿稀土元素测试结果

Table 2 Test results of rare earth elements in sphalerite and galena of Jinniuchang ore（×10-6）

样品编号 矿物名称 La Ce Pr Nd Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm
JNC-5 闪锌矿 0.8310 1.2774 0.1654 0.5171 0.1223 0.0208 0.0877 0.0062 0.0569 0.0100 0.0192 0.0017
JNC1-1 方铅矿 0.3631 0.5696 0.0612 0.1787 0.0691 0.0064 0.0306 0.0057 0.0221 0.0085 0.0135 0.0015
JNC3-1 方铅矿 0.3908 0.6141 0.0819 0.2075 0.0558 0.0084 0.0456 0.0074 0.0158 0.0028 0.0084 0.0010
JNC4-1 方铅矿 0.2138 0.2832 0.0267 0.0838 0.0268 0.0064 0.0141 0.0020 0.0114 0.0024 0.0059 0.0016
JNC5-1 方铅矿 0.4777 0.7854 0.0834 0.2615 0.0947 0.0146 0.0275 0.0040 0.0324 0.0057 0.0121 0.0053
JNC7-1 方铅矿 0.9292 0.9769 0.1175 0.3018 0.0373 0.0048 0.0381 0.0064 0.0270 0.0064 0.0230 0.0052
样品编号 矿物名称 Yb Lu Y ΣREE LREE HREE LREE/HREE （La/Yb）N （La/Sm）N （Gd/Yb）N δEu δCe
JNC-5 闪锌矿 0.0243 0.0025 0.5325 3.14 2.93 0.21 14.07 24.58 4.39 2.99 0.61 0.84
JNC1-1 方铅矿 0.0155 0.0031 0.2414 1.35 1.25 0.10 12.41 16.83 3.39 1.64 0.43 0.94
JNC3-1 方铅矿 0.0111 0.0010 0.2338 1.45 1.36 0.09 14.58 25.20 4.52 3.39 0.51 0.84
JNC4-1 方铅矿 0.0093 0.0020 0.0639 0.69 0.64 0.05 13.17 16.49 3.27 1.43 1.02 0.92
JNC5-1 方铅矿 0.0167 0.0035 0.2663 1.82 1.72 0.11 16.00 10.49 4.19 2.66 0.87 0.96
JNC7-1 方铅矿 0.0104 0.0017 0.1614 2.49 2.37 0.12 20.04 64.34 16.07 3.04 0.39 0.72

3.3 电子探针面扫描

方铅矿电子探针面扫描分析（EPMAP-Maping）结果如图4所示。由图4可知，Pb元素富集，Zn和Fe元素存在光密度密集团块，Sn、Sb、Mn、Cu、Cd、Bi、As和Ag元素在方铅矿中均匀分布。
图4 金牛厂铅锌矿床方铅矿电子探针面扫描分析

Fig.4 EPMA-Mapping analysis of galena in Jinniuchang lead-zinc deposit

闪锌矿电子探针面扫描分析结果如图5所示。由图5可知，Zn和Fe元素富集，Cu和Pb元素存在光密度密集团块，Sb、Mn、Ge、Ga、Cd、As和Ag元素在闪锌矿中均匀分布。
图5 金牛厂铅锌矿床闪锌矿电子探针面扫描分析

Fig.5 EPMA-Mapping analysis of sphalerite in Jinniuchang lead-zinc deposit

4 讨论

4.1 微量元素分布特征

利用ICP-MS微量元素分析，可以检测出硫化物中低含量微量元素组成，通过结合Mapping结果和时间剖面曲线，可以更好地分析硫化物微量元素的赋存状态和分布特征（Ye et al.，2011；George et al.，2015）。叶太平等（2023）通过对黔西北地区铅锌矿硫化物中微量元素进行分析，指出闪锌矿中相对富集Ge、Cd和Ga等元素，黄铁矿中相对富集Mn和As等元素，方铅矿中相对富集Sb元素，且Ge、Mn和As、Sb分别以类质同象形式赋存于闪锌矿、方铅矿和黄铁矿中。
利用ICP-MS对金牛厂铅锌矿床硫化物微量元素进行分析发现，方铅矿中相对富集Sb、Cd、Cu和Ag元素，闪锌矿中相对富集Cd、Cu、Ga、Ge和Sb元素。EPMA-Mapping中方铅矿电子探针面扫描分析结果如图4所示，方铅矿中Sn、Sb、Mn、Cu、Cd、Bi、As和Ag元素均匀分布，显示其主要以类质同象形式赋存于方铅矿中；Zn、Fe元素局部显示有光密度密集团块，表明Zn、Fe元素在方铅矿中有2种赋存形式：一种是以Zn和Fe为主要成分的矿物包裹体，另一种是类质同象。
闪锌矿电子探针面扫描结果（图5）表明，闪锌矿中Sb、Mn、Ge、Ga、Cd、As和Ag元素均匀分布，指示其主要以类质同象形式赋存于闪锌矿中；Cu和Pb元素存在光密度密集团块，表明Cu、Pb元素在闪锌矿中有2种赋存形式：一种是含黄铜矿矿物包裹体，另一种是类质同象。

4.2 成矿物质来源

稀土元素在地质作用过程中的整体迁移，往往可用来示踪矿床成矿物质来源与演化（彭建堂等，2004；张瑜等，2010），δEu和δCe常作为成矿条件的重要参数（Cocherie et al.，1994；Mills et al.，1995），能够在某种程度上判别成矿物质来源（Hanson，1980）。川滇黔成矿域内铅锌矿床赋存围岩多数为碳酸盐岩，且区内分布有大量的峨眉山玄武岩和基底岩石（昆阳群和会理群），前人对域内3类岩石在铅锌成矿过程中是否提供物质来源及其贡献程度进行了深入讨论，目前的观点主要有：（1）主要成矿元素由前寒纪基底岩石提供（Zhou et al.，2001；韩润生等，2019）；（2）主要成矿元素由碳酸盐岩地层提供（李文博等，2006；梁峰等，2016）；（3）主要成矿元素由峨眉山玄武岩提供（黄智龙等，2004；魏杰，2022）。
根据金牛厂矿床稀土元素配分模式图（图6），方铅矿稀土元素配分模式特征与上地壳、峨眉山玄武岩和昆阳群相似，均属于富集LREE、亏损HREE的右倾型，但其具有Eu负异常和弱Ce负异常的特点，与昆阳群基本一致，说明二者之间有一定的成因联系，且昆阳群的ΣREE含量较高，能够在铅锌成矿过程中提供稀土元素。
图6 金牛厂铅锌矿床硫化物稀土元素配分模式

注：EMS-1、EMS-2、EMS-3、EMS-4为峨眉山玄武岩（龚闻敏，2017）；SDQ-1为上地壳稀土元素丰度估值（Rudnick et al.，2003）；JNC-1、JNC-3、JNC-7为金牛厂矿床方铅矿（本文）；KYQ-1、KYQ-2、KYQ-3、KYQ-4为昆阳群变质岩（缪宇等，2020）；HZ-1、HZ-2、HZ-3为会泽矿床闪锌矿（韩润生等，2006）；LH-4、LH-6、LH-11为乐红矿床闪锌矿（赵冻等，2017）；JNC-5为金牛厂矿床闪锌矿（本文）

Fig.6 Distribution pattern of sulfide rare earth elements in Jinniuchang lead-zinc deposit

金牛厂矿床闪锌矿稀土元素配分模式为富集LREE、亏损HREE的右倾型，具有Eu负异常和弱Ce负异常的特点，表明闪锌矿的稀土元素迁出量较小，成矿物质来源于围岩的可能性较小（戚学祥等，2008；连永牢等，2010）。
金牛厂铅锌矿床和区内其他铅锌矿床均是在印支晚期（约200 Ma）的造山事件触发的一次区域热液事件成矿地质背景下同步形成的（龚红胜等，2022），而峨眉山玄武岩形成于中二叠世晚期—晚二叠世早期（约为260 Ma）（鲍淼等，2011），二者形成时间相差较大，说明峨眉山玄武岩浆活动并未直接参与区域铅锌矿床的成矿，但也不排除成矿流体活化其部分物质参与成矿过程（Zhou et al.，2013）。
金牛厂矿床闪锌矿的稀土配分模式与滇东北会泽铅锌矿床、乐红铅锌矿床相似，表明它们具有相似或相同的成矿物质来源。而会泽铅锌矿床成矿物质来源主要是基底岩石（昆阳群）和盖层沉积岩；乐红铅锌矿床成矿物质来源主要是基底岩石（昆阳群），沉积岩层可能会提供部分少量物质（孔志岗等，2018）。
综上所述，金牛厂铅锌矿床成矿物质主要源于基底岩石（昆阳群），围岩可能提供少量成矿物质。

4.3 矿床成因

以往研究表明，方铅矿和闪锌矿微量元素在一定程度上可以指示矿床成因类型（Qian，1987；Ye et al.，2011；郭飞等，2020），且大部分情况下微量元素以类质同象形式存在，其存在特征更是鉴别矿床成因类型的重要标志（王奎仁，1989）。Ye et al.（2011）研究认为我国南方的SEDEX型铅锌矿床的闪锌矿相对富集In、Fe和Mn，贫Ga、Ge和Cd；岩浆热液型铅锌矿床的闪锌矿相对富集Mn、Fe、Sn、Co和In，贫Ga、Ge和Cd；其中，大部分SEDEX型和岩浆热液型矿床中Mn元素含量大多大于2 000×10-6。结合矿物微量元素赋存状态和硫化物微量元素含量（表1）对比分析发现，金牛厂铅锌矿床方铅矿相对富集Sb、Cd、Cu和Ag元素，贫Mn、Sn、As、Cr和Ni元素；闪锌矿相对富集Cd、Cu、Ga、Ge和Sb元素，贫Mn、Sn、As、Co、Cr和Ni元素。其中，方铅矿中Mn元素含量为2.9×10-6~11.7×10-6，平均值为5.37×10-6；闪锌矿中Mn元素含量为23.7×10-6。这些特征与前人关于典型SEDEX型、岩浆热液型矿床的认识存在明显差异。
韩润生等（2019）依据沉积型（MVT）铅锌矿床和川滇黔铅锌多金属成矿域内成矿地质作用特征、成矿方式和赋矿碳酸盐岩的成因类型以及勘查方向的不同，将碳酸盐岩容矿的非岩浆后生热液型铅锌矿床划分为典型沉积型（MVT）和会泽型（HZT）2个端元。
通过将金牛厂矿床矿石中部分微量元素含量与典型沉积型（MVT）、会泽型（HZT）矿床进行对比（表3，图7），发现研究区金牛厂铅锌矿床相对富集Cd、Cu和Sb元素，贫Mn、Sn、As、Cr和Ni元素，这些特征与典型沉积型（MVT）矿床和典型会泽型（HZT）矿床均相似，但也存在部分差异。主要表现在：（1）金牛厂矿床具有贫Cr和Ni元素的特征（表1），不同于典型会泽型（HZT）矿床富集Cr元素的特点（韩润生等，2019），也不同于沉积型（MVT）矿床中Ni元素含量相对较高的特点（隗含涛等，2021）；（2）金牛厂矿床赋存于碎屑岩中NWW向张扭性断裂破碎带内，与典型沉积型（MVT）和会泽型（HZT）矿床由碳酸盐岩容矿，且赋矿断裂以压性为主不同；（3）金牛厂矿床和典型会泽型（HZT）矿床构造背景均为碰撞造山和陆内走滑，而典型沉积型（MVT）矿床构造背景为克拉通台地、前陆盆地边缘和被动陆缘；（4）金牛厂铅锌矿床和典型会泽型（HZT）矿床成矿时代均为印支晚期，而典型沉积型（MVT）矿床为泥盆纪—三叠纪早期和白垩—古近纪；（5）金牛厂矿床流体包裹体类型为富液相和气液两相包裹体，典型会泽型（HZT）矿床除了含有纯液相和气—液相包裹体之外，还有纯气相、含子晶多相和CO2三相包裹体，典型沉积型（MVT）矿床为纯液相和气—液相包裹体（龚红胜，2022）。同时，在Mn-Cu（a）和Ge-Mn（b）关系图（图8）中，金牛厂矿床数据点落入典型会泽型（HZT）矿床区域内，与典型沉积型（MVT）矿床存在明显差异。
表3 金牛厂、典型沉积型（MVT）和会泽型（HZT）矿床中矿石微量元素特征

Table 3 Characteristics of trace elements in ores of Jinniuchang，typical sedimentary（MVT）type and Huize（HZT）type deposits（×10-6）

矿床名称 矿床类型 元素 样品数量 含量范围 平均值 数据来源
湘西花垣 典型沉积型（MVT） Mn 46 0.67~1305.74 132.02 隗含涛等（2021）
As 40 0~4.19 1.50
Co 38 0.00~5.03 0.50
Cu 46 1.00~485.00 163.59
Ga 46 1.37~172.21 34.28
Ge 46 2.04~245.63 29.42
Sn 46 0.01~2.61 1.14
会泽 典型会泽型（HZT） Mn 20 0.46~20.82 9.31 韩润生等（2019）
As 20 1.15~56.93 14.37
Co 20 0.03~1.33 0.31
Cu 20 7.46~319.13 137.14
Ga 20 0.12~65.16 11.63
Ge 20 3.06~231.15 80.55
Sn 20 0.06~22.32 2.35
毛坪 典型会泽型（HZT） Mn 20 5.08~19.68 12.67 韩润生等（2019）
As 20 0.35~159.03 14.55
Co 20 0.03~0.05 0.04
Cu 20 5.48~782.08 169.94
Ga 20 0.14~8.69 1.80
Ge 20 0.63~814.31 146.77
Sn 20 0.08~19.34 2.70
乐红 典型会泽型（HZT） Mn 9 19.13~30.86 24.19 韩润生等（2019）
As 9 30~83 53.70
Co 9 0.41~41.20 7.43
Cu 9 110.00~2 480.00 658.33
Ga 9 9.30~158.00 51.91
Ge 5 11.30~59.20 34.71
Sn 5 1.56~81.00 13.97
金牛厂 类会泽型 Mn 6 2.91~23.7 8.43 本文
As 6 3.0~30.5 9.06
Co 6 0.22~1.93 0.77
Cu 6 12.7~2 650.0 648.62
Ga 6 0.14~138 23.24
Ge 6 0.14~167 28.33
Sn 6 2.38~8.11 4.79
图7 金牛厂、典型沉积型（MVT）和会泽型（HZT）矿床中矿石微量元素对比

1. 25%~75%；2. 1.5倍四分位范围内；3. 平均值；4. 真实值；5. 离群值

Fig.7 Comparison of trace elements in ores of Jinniuchang，typical sedimentary（MVT） and Huize（HZT） type deposit

图8 不同类型铅锌矿Mn-Cu（a）和Ge-Mn（b）关系图

注：图中数据来源于表3

Fig.8 Relationship diagram of Mn-Cu（a） and Ge-Mn（b）of different types of lead-zinc deposit

综上所述，金牛厂矿床成因类型与典型沉积型（MVT）铅锌矿床和会泽型（HZT）铅锌矿床相似，是介于二者之间的过渡类型，但矿床成矿时代、构造背景、流体包裹体类型、REE配分模式特征、成矿物质来源以及微量元素特征，均与典型会泽型（HZT）矿床（会泽和乐红铅锌矿床）更接近，因此金牛厂矿床成因类型属于类会泽型（HZT）。

4.4 找矿方法

韩润生等（2019）通过对川滇黔接壤区富锗铅锌矿进行研究，提出了大比例尺“四步式”综合找矿方法，并获得了国家发明专利。该方法具有独特的技术特点和适用范围，主要对会泽型（HZT）或类会泽型（HZT）铅锌矿床的深部及外围找矿预测提供方法支撑。该方法操作步骤如下：（1）通过研究成矿规律，建立找矿预测地质模型；（2）通过构造和蚀变岩相填图及精细解析，筛选出有利找矿区段；（3）利用构造地球化学勘查，圈定出重点找矿靶区；（4）通过物探和工程验证，确定隐伏矿体位置和规模。
本文研究表明金牛厂铅锌矿床成因类型属于类会泽型（HZT），因此可以运用大比例尺“四步式”找矿方法。首先，依据成矿规律建立本矿床的找矿预测地质模型；然后，开展大比例尺的构造、蚀变及岩相填图工作；在此基础上，通过精细的构造解析，来厘定矿区成矿构造体系；与此同时，综合研究构造—蚀变岩相演化过程及空间分带规律，从而确定矿化蚀变的自然边界和热液矿化中心位置；最后，结合构造地球化学勘查和地球物理勘查的先进手段，圈定出重点找矿靶区。

5 结论

（1）金牛厂铅锌矿床中方铅矿相对富集Sb、Cd、Cu和Ag元素，亏损Mn、Sn、As、Cr和Ni元素；闪锌矿相对富集Cd、Cu、Ga、Ge和Sb元素，亏损Mn、Sn、As、Co、Cr和Ni元素。微量元素主要以类质同象形式赋存于方铅矿和闪锌矿中。
（2）成矿物质主要来源于基底岩石（昆阳群），围岩可能提供少量的成矿物质。
（3）矿床成因类型介于典型的沉积型（MVT）铅锌矿床与会泽型（HZT）铅锌矿床之间，属于类会泽型（HZT）矿床，适宜采用大比例尺“四步式”综合找矿方法进行重点找矿靶区的圈定。

我国攻克铌资源高效利用关键技术

新一轮找矿突破战略行动实施以来，自然资源部中国地质调查局联合湖北省人民政府针对鄂西北竹山—竹溪地区庙垭超大型铌—稀土矿开展综合利用技术攻关，攻克了铌资源高效利用关键核心技术，将盘活铌资源92.9万t，实现庙垭超大型铌—稀土矿床经济利用。

铌具有耐腐蚀、耐高温的特点，是航空航天、国防军工及核能等领域不可或缺的关键金属，是重要的战略性资源。我国已经探明铌资源量470万t，在世界排名第二，集中分布在内蒙古白云鄂博、湖北两竹地区、江西宜春、新疆拜城、陕西华阳川等地区。与国外相比，我国的铌资源普遍矿石性质复杂，品位低，难利用。

庙垭铌—稀土矿的勘探可追溯至20世纪60年代，但限于技术手段制约，始终难以实现资源开发利用。通过综合利用技术攻关，我国地质科研人员创新研发了铌—稀土“同步富集—反浮选—选择性还原分离”工艺技术，使铌精矿品位由传统工艺的5%~8%提高到17%，回收率从20%提高到50%，同时实现了伴生稀土、铁、硫等资源的综合利用。鄂西北铌资源综合利用关键核心技术的突破和推广应用，将为我国低品位难利用铌资源的开发利用提供经济可行的技术路径，这对我国实现铌资源自给自足、提高安全保障能力具有重大意义。

脚注

中国自然资源报）

http://www.goldsci.ac.cn/article/2025/1005-2518/1005-2518-2025-33-1-84.shtml

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