新疆伊吾县东山铅锌矿矿相学特征及成因分析

邹振林 韩飞 马吉新 孙韶栋 游曼雯 赵海龙

（新疆维吾尔自治区地质矿产勘查开发局第六地质大队 哈密 839000）

矿相学是以矿石为研究对象的一门基础学科，其任务是在矿相显微镜下研究矿石矿物的光学、物理和化学性质特征，研究矿石的组构以及矿石在时间和空间上发育的规律性[1]。矿相学在矿床学科发展、资源勘查、选矿与冶炼中发挥了重要作用，因此地质与矿冶部门更加注重矿相学科的发展[2]。本文主要介绍新疆伊吾县东山铅锌矿矿相学特征，初步探讨其矿床成因。

1 地质背景

东山铅锌矿区位于准噶尔微板块，以塔水河断裂为界，以北为唐巴勒－卡拉麦里古生代复合沟弧带，以南为哈尔里克古生代复合岛弧带。

矿区内出露地层为中-上奥陶统乌列盖组，根据岩性组合可划分两个岩性段。第一岩性段岩性组合为深灰-灰石英砂岩、青灰色粉砂岩、长石石英砂岩、大理岩、硅质岩，局部夹有凝灰岩；第二岩性段岩性主要为灰紫色流纹岩、灰绿色凝灰岩、晶屑凝灰岩、灰绿色英安岩、角砾凝灰岩、火山角砾岩，局部夹有大理岩、红色硅质岩（铁碧玉）、生物碎屑灰岩、沉凝灰岩。

2 矿相学特征

2.1 矿石物质组成

通过野外观察及室内详细岩矿鉴定，东山铅锌矿区金属矿物以方铅矿、闪锌矿为主，其次还有黄铁矿、黄铜矿、磁黄铁矿、毒砂。脉石矿物有石英、长石、方解石、重晶石、绢云母等（表1）。

表1 东山铅锌矿区矿物成分表

闪锌矿：闪锌矿是东山铅锌矿床中最主要的金属矿物。显微镜下为灰色、目估R=17±、均质、无内反射（含铁较高，形成温度较高）、磨光好、硬度较低（钢针可刻划）、可见乳浊状黄铜矿分布于闪锌矿中，形成固溶体分离结构（图1），黄铜矿乳滴粒径0.01mm 左右。闪锌矿粒径0.005～0.2mm±，多为0.07～0.1mm±，呈浸染状分布于脉石矿物中。

方铅矿：方铅矿在东山铅锌矿床中的金属含量仅次于闪锌矿。镜下显纯白色，目估R=43±，均质，局部可见不均一的非均质性（推测为含银类矿物包裹体），无内反射，呈半自形—他形粒状，磨光好，多见擦痕（硬度低），可见三角孔穴，方铅矿立方体解理所致（图2）。大小0.001～0.07mm±，多为0.1～0.2mm±，多与黄铁矿、闪锌矿共伴生，多呈浸染状分布，方铅矿属于低温硫化物热液晚期产物。

黄铁矿：镜下呈黄白色，有非均性，蓝灰色偏光色（含砷，砷与火山作用关系密切[3]），无内反射，硬度较高，可见弧形剖光面，多呈半自形—他形粒状，呈细脉状、浸染状、团块状产出。从粒径上区分，黄铁矿明显有两期，第一期粒径较大，在1～2mm之间，多为单晶星散分布或分布于其他金属矿物间隙中，自形程度高，呈六面体状，该期黄铁矿在气液或溶浆中自由结晶形成；第二期粒径细小，在0.1～0.5mm 之间，多为半自形—他形晶，多与方铅矿、闪锌矿相伴。

黄铜矿：镜下为黄铜色，均质，无内反射，可见擦痕，硬度低。对比黄铜矿产状，可呈两种类型，第一种呈他形粒状集合体，粒径0.03mm；第二种呈乳浊状分布于闪锌矿中，粒径0.01mm左右。

2.2 矿石结构

（1）半自形-他形粒状结构：矿石中以黄铁矿、闪锌矿、方铅矿为此结构的代表矿物，均呈半自形-它形粒状产出，是矿石中最常见的结构。

（2）包含结构：矿石中黄铁矿呈集合体状产出，其中包含有闪锌矿、黄铜矿微粒。早先形成的热液矿物，形态被后来的热液所破坏，包裹于后期形成的矿物中。要形成该现象，是多期次热液作用的结果。

（3）固溶体分离结构：这一结构普遍出现在矿区闪锌矿中。当成矿介质的温度骤然降低至共析点时，固溶体开始分离。由于分离不够完全，分解出的黄铜矿没有聚集，伴随着温度的继续下降，分散的黄铜矿呈乳滴状固结在闪锌矿中形成乳浊状结构。该结构表明矿床经过骤变而后趋稳的成矿作用[4]。

2.3 矿石的构造

（1）浸染状构造：磁黄铁矿、黄铁矿、闪锌矿等呈星点状分布于矿石中，是最主要的矿石构造。

（2）脉状构造：黄铁矿、闪锌矿呈细脉浸染状分布于岩石中，脉宽0.5-20mm不等。金属矿脉切穿岩石层理，表明成矿受热液作用明显。

（3）块状构造和次块状构造：在该类构造中金属矿物含量较高，块状构造金属含量在75%以上，而次块状构造的金属含量在50%～75%之间。矿物主要为闪锌矿、方铅矿，还有部分黄铁矿。

图1 闪锌矿黄铜矿固溶体分离结构

2.4 矿物生成顺序

通过野外观察及室内鉴定，东山铅锌矿床矿物生成顺序为黄铁矿→黄铁矿+闪锌矿+黄铜矿+毒砂→黄铁矿+闪锌矿+方铅矿→闪锌矿+方铅矿→白铅矿+铅钒+褐铁矿。因此将东山铅锌矿床划分出三个成矿期，分别为成岩期、热液成矿期和表生氧化期，其中热液成矿期也为三个阶段，即黄铁矿-石英阶段、闪锌矿-黄铜矿-石英阶段以及方铅矿-重晶石阶段（表2）。

3 矿床成因讨论

东山铅锌矿床构造上位于哈尔里克古生代复合岛弧带中，赋矿岩石为中-上奥陶统乌列盖组的海相火山-沉积岩，空间上延伸较为稳定，在矿化带及铅锌矿体主要产于乌列盖组。含矿岩石主要为钙质粉砂岩，部分产于重晶石和角砾凝灰岩中，矿体受层位控制明显，矿层产于火山喷发间隙期的火山岩、沉积岩中。

图2 方铅矿三角孔穴

海相火山热液作用有关的矿床，其矿床形成温度在50-400℃，属于减压降温的成矿环境[5]。东山铅锌矿床既有中低温矿物方铅矿、重晶石，又有中高温矿物闪锌矿、黄铜矿，成矿温度与其较为符合。矿床中出现的固溶体分离结构与减压降温的成矿环境相符。

东山铅锌矿床常见矿物有黄铁矿、闪锌矿、方铅矿、黄铜矿、毒砂、重晶石等，其特点是富含铅、锌，而含铜较少。矿石构造有块状构造、浸染状构造、脉状构造。这些特点也与海相火山热液作用有关的矿床较为相似。

4 结论

（1）矿区出露地层中第一岩性段岩石组合为石英砂岩、粉砂岩、大理岩、硅质岩，局部夹有凝灰岩。第二岩性段岩性组合为凝灰岩、火山角砾岩、流纹岩、英安岩，局部夹有大理岩、红色硅质岩。以上岩性组合为海相火山沉积作用的产物。

（2）通过矿相学分析，东山铅锌矿区金属矿物以方铅矿、闪锌矿为主，其次还有黄铁矿、黄铜矿、磁黄铁矿、毒砂等。黄铜矿呈零星乳滴状分布于闪锌矿中。表明矿物富含铅、锌，而含铜较少。该特点与海相火山热液作用有关的矿床较为相似。

表2 东山铅锌矿区矿物成分表

（3）闪锌矿与黄铜矿出现的固溶体分离结构表明，成矿经历了减压降温的成矿环境。

（4）东山铅锌矿床划分出三个成矿期，分别为成岩期、热液成矿期和表生氧化期。热液成矿期为三个阶段，即黄铁矿-石英阶段、闪锌矿-黄铜矿-石英阶段以及方铅矿-重晶石阶段。

（5）东山铅锌矿床既有中低温矿物方铅矿、重晶石，又有中高温矿物闪锌矿、黄铜矿。其成矿温度跨度较大与海相火山热液矿床较为相符。

综上，新疆伊吾县东山铅锌矿床在成因上属于海相火山热液矿床。