Genesis of the Arqiale Pb-Zn-Cu Deposit in the Western Tianshan, Xinjiang: Evidence from Fluid Inclusions and Isotopes
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摘要:
阿尔恰勒Pb–Zn–Cu矿床位于新疆西天山乌孙山脉西南缘，矿体产于下石炭统阿克沙克组灰岩中，其产状整体与地层基本一致。由于矿体具有层控特征，矿区地表和深部未见侵入岩体，导致该矿床与岩浆作用的关系尚不清楚。成矿过程大致可分为4个阶段：石榴子石–辉石阶段（I）、阳起石–黑柱石阶段（II）、石英–方解石–多金属硫化物阶段（III）和碳酸盐阶段（IV）。阶段Ⅱ阳起石与阶段Ⅲ石英、方解石和闪锌矿主要发育气液两相水包裹体（L–V型）以及少量单相液相水包裹体（L型）。阶段Ⅱ中阳起石L–V型包裹体均一温度和盐度分别为278～425 ℃和2.1～13.0 wt.% NaCl eqv，阶段Ⅲ热液矿物中L–V型包裹体均一温度和盐度分别为162～342 ℃和0.5～9.0 wt.% NaCl eqv。流体包裹体和C–H–O同位素组成特征显示，初始成矿流体主要为岩浆水，后期大气降水逐渐混入，导致成矿温度和盐度的降低以及矿物质的沉淀。矿石中硫化物的δ34S值变化范围较大（−7.57‰～1.30‰），Pb同位素具有壳幔混合特征。综合矿床地质、流体包裹体和同位素特征，推断阿尔恰勒属于远端矽卡岩型Pb–Zn–Cu矿床，其成矿物质具有深部岩浆和地层的混源特征。矿区内矿体由南侧浅部的Pb–Zn矿化逐步过渡到北侧深部的Cu±Zn矿化，暗示矿区北部深部可能存在隐伏的含矿岩体及接触带铜矿体。
Abstract:The Arqiale Pb–Zn–Cu deposit is located in the southwestern margin of the Wusun Mountain in the Western Tianshan, Xinjiang Province. The orebodies occur in the limestone of Lower Carboniferous Akeshake Formation and are generally consistent with the strata in occurrence. Considering that the orebodies are stratabound and no magmatic rocks are identified in the orefield, whether the deposit is related to magmatism remains controversial. Ore–forming process can be divided into four stages, including garnet-pyroxene stage (I), actinolite–ilvaite stage (II), quartz–calcite–polymetallic sulfide stage (III) and carbonate stage (IV). Two types of inclusions have been identified in the actinolite from stage Ⅱ and quartz, calcite and sphalerite from stage Ⅲ, including the two–phase aqueous inclusions (L–V type) and mono-phase liquid aqueous inclusions (L type). The L–V type inclusions in actinolite have homogenization temperatures and salinities ranging from 278℃ to 425 ℃ and 2.1 wt.% NaCl eqv to 13.0 wt.% NaCl eqv, respectively. By contrast, the L–V type inclusions in stage III hydrothermal minerals have homogenization temperatures and salinities ranging from 162℃ to 342 ℃ and 0.5 wt.% NaCl eqv to 9.0 wt.% NaCl eqv, respectively. Fluid inclusions and C–H–O isotopic compositions indicate that the initial ore-forming fluids were mainly source from magmatic water, with increasing input of meteoric water with time, leading to the decrease of temperatures and salinities, as well as the precipitation of ore-forming materials. The δ34S rations of sulfides in the ores have a wide range (−7.57‰～1.30‰), and the Pb isotopic compositions have the characteristics of crust–mantle mixing. Combined evidence from geology, fluid inclusions and S–Pb–C–H–O isotopes indicate that the Arqiale Pb–Zn–Cu deposit belongs to the distal skarn type deposit, with the ore–forming materials sourcing partially from the magmatic rocks at depth and partially from the strata. The orebodies in the ore field gradually transit from Pb–Zn orebodies at shallow in the south to Cu ± Zn orebodies at depth in the north, implying that the concealed causative intrusions and skarn Cu orebodies in the contact zone may occur in the deep part in the north of the mining area.
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Keywords:
- fluid inclusions /
- S–Pb isotope /
- Distal skarn deposit /
- Arqiale /
- Western Tianshan
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碳酸盐岩赋矿的贱金属（Pb–Zn±Cu）矿床主要包括密西西比河谷型（MVT）、沉积喷流型（SEDEX）和岩浆热液型3种（Ehya，2014；Rajabi et al.，2015；Boveiri Konari et al.， 2017）。这类矿床受控于层间破碎带或不整合面，矿石组成简单，围岩蚀变弱，矿化深度浅，矿体连续产出并往往与地层产状一致，整体具有“层控”的特点（Zaw et al.，2007；Zhu et al.，2017）。MVT型矿床主要产于沉积盆地边缘或沉积基底突起部位的碳酸盐岩地层中，该种矿床常形成于挤压造山运动的扩张环境中，断层起重要控矿作用，一般与岩浆活动无关（Wang et al.，2014）。SEDEX型矿床主要产于被动大陆边缘或断陷盆地中，围岩以碳酸盐岩为主，且矿体具有“上层下脉”的特征（Leach et al.，2010）。岩浆热液型矿床主要为远接触带的矽卡岩型贱金属矿床或碳酸盐岩交代型贱金属矿床。这类矿床通常形成于碳酸盐岩与中酸性侵入体的复杂交代作用（Meinert et al.，2005）。大多数矽卡岩发现于侵入体内外接触带，称为近端型矽卡岩。但在某些情况下，岩浆热液可沿断层或层间破碎带迁移相当远的距离，在合适的位置发育矽卡岩及矿体，称为远端型矽卡岩。通常，在近端附近常产出温度较高的Fe–Cu型矽卡岩，远端产出温度较低的Zn–Pb型矽卡岩（Vezzoni et al.，2016）。
新疆西天山伊犁地块伊什基里克成矿带在下石炭统地层中发育一系列的Au、Pb–Zn–Cu和Cu矿床（图1）（高俊等，2009；Xu et al.，2013）。阿尔恰勒Pb–Zn–Cu矿床位于伊什基里克成矿带西侧的乌孙山地区（图1c），矿体呈层状-似层状赋存于下石炭统阿克沙克组灰岩中。阿尔恰勒Pb–Zn–Cu矿床具有明显“层控”特点，矿区范围内尚未发现中酸性岩浆活动迹象，导致矿床成因存在较大争议，目前主要有SEDEX型（安玉伟等，2012；秦来勇等，2012；朱烨，2018）和矽卡岩型（李俊明，2019；Dai et al.，2019）两种成因观点。SEDEX型成因类型主要基于以下证据：矿体与围岩产状一致，整体呈层状、似层状；具有后期热液流体活化迁移和改造富集痕迹；未发现与矿化时空相关的中酸性侵入体（安玉伟等，2012；秦来勇等，2012；朱烨，2018）。但是该矿床矿石中发育较多典型的矽卡岩矿物（以阳起石和黑柱石为主，含少量石榴子石和绿帘石），同时阳起石Sm–Nd和闪锌矿Rb–Sr等时线年龄与矿区南部辉长闪长岩的锆石U–Pb年龄一致（Dai et al.，2019）。Dai等（2019）据此认为其应属于与岩浆作用有关的矽卡岩型矿床。归根结底，阿尔恰勒Pb–Zn–Cu矿床的矿床成因关键问题在于矿化作用是否与岩浆作用有关。笔者通过实地野外地质调查、岩矿相学鉴定、流体包裹体显微测温和C–O同位素测试分析，结合前人发表的S–Pb–H–O同位素数据，旨在查明成矿流体性质及来源、成矿物质来源，揭示矿床成因，为矿区和区域的找矿勘查提供理论支撑。
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Figure 1. (a) Structural sketch of central Asian orogenic belt, (b) tectonic sketch of West Tianshan,(c) structural sketch of Ishkirik metallogenic belt.1. 区域地质背景
西天山位于中亚造山带南缘（图1a），是全球重要的矿产资源基地，常以88°E将其划分为西天山和东天山（Glorie et al.，2011；Xiao et al.，2013）。新疆西天山由南向北可分为4个地块：南天山褶皱带、中天山地块、伊犁地块和北天山岛弧带（图1b）。伊什基里克成矿带位于伊犁地块西南缘，出露地层由老到新分别为下石炭统大哈拉军山组（C1d）中酸性火山岩与阿克沙克组（C1a）浅海相碳酸盐岩、上石炭统伊什基里克组（C2y）陆相中酸性火山岩、下二叠统乌郎组（P1w）陆相火山岩夹少量碎屑岩、上二叠统铁木里克组（P2t）山麓–河流堆积红色磨拉石建造和侏罗系下中统水西沟群（J1-2sh）灰绿色–黄绿色碎屑岩。石炭系构成了成矿带的主体地层，与上覆地层呈角度不整合接触关系（图1c）。
伊什基里克成矿带主体为轴向近东西向的复式背斜，构造活动频繁，乌孙山断裂位于背斜核部，主体为下石炭统大哈拉军山组，向两翼地层依次变新，分别为下石炭统阿克沙克组、上石炭统、二叠系和侏罗系（图1c）。近东西走向的乌孙山断裂为区域内的主干断裂，控制着区内岩浆活动和矿床的空间展布。此外，区域还发育一系列规模较小的南北向的次级张性断裂，与近东西向乌孙山主干断裂共同控制着区域内的矿床分布，尤其是南北向的分支断裂与东西向的主干断裂的复合部位是成矿的最有利地段，如库茹尔Cu-Au矿床、库勒Mo矿床、博古图Au矿床、卡拉萨伊Au矿床、北山Cu矿床和阿尔恰勒Pb-Zn-Cu矿床（图1c）。
区域内岩浆活动活跃，以晚古生代的中酸性侵入岩为主，沿乌孙山断裂近东西向分布。晚泥盆世—早石炭世花岗岩类主要包括钾长花岗岩和花岗闪长岩（363～342 Ma）（李永军等，2007，2008；朱志敏等，2012；Bao et al.，2018；Su et al.，2018；Dai et al.，2019），主要侵位于下石炭统大哈拉军山组，形成于晚古生代南天山洋向伊犁–中天山板块之下北向俯冲背景下。晚石炭世（311～306 Ma）的辉绿岩形成于南天山洋与伊犁–中天山板块同碰撞时期（高俊，1993；Long et al.，2011；Lin et al.，2015）。二叠纪岩体（292～264 Ma）主要包括二长花岗岩和石英钠长斑岩，侵位于上石炭统伊什基里克组，形成于后碰撞背景下（李永军等，2007；Yu et al.，2018）。
2. 矿床地质特征
阿尔恰勒Pb–Zn–Cu矿床位于伊什基里克成矿带西南缘，昭苏县西北30 km处。矿区出露地层为下石炭统大哈拉军山组（C1d）和下石炭统阿克沙克组（C1a）（图2）。下石炭统大哈拉军山组位于矿区南部，走向东西，向北倾向，下部岩性为岩屑晶屑凝灰岩和英安岩等，上部岩性为安山岩和安山质凝灰岩等。下石炭统阿克沙克组位于矿区北部，走向东西，向北倾向，下部岩性为砂岩、灰岩和杂砂岩等，上部岩性为灰岩、生物碎屑灰岩和钙质砂岩等，含有丰富的生物化石（珊瑚、腕足类等）；该地层不整合覆盖于大哈拉军山组之上，其灰色厚层状灰岩是重要的赋矿岩性。
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图 2 阿尔恰勒Pb–Zn–Cu矿区地质图（据Dai et al.，2019）Figure 2. Sketch geological map of the Arqiale Zn–Pb–Cu deposit矿区位于乌孙山复式褶皱北翼，总体为单斜地层，整体倾向北北西。区域内主要有4条构造，分别是北东东向的F1和F2、北北西向的F3和F4（图2）。区域内构造活动丰富，其中F2是成矿前的断裂，倾向北西，被F3和F4错断（图3）；F1、F3和F4是成矿后的断裂，在不同程度上穿切矿体。F1与F3规模较小，断裂宽度约1～2 m。F4为矿区的主要断裂，规模最大，约20 m，将矿体分割为东西两部分。
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图 3 阿尔恰勒Pb–Zn–Cu矿床3号勘探线剖面图（据Dai et al.，2019修改）Figure 3. The geological profile of exploration line 3 of the Arqiale Zn–Pb–Cu deposit阿尔恰勒矿区仅在矿区北部和南部见到少量辉绿岩脉和辉长闪长岩，侵入于大哈拉军山组火山岩中，岩脉为灰绿色，岩体呈褐绿色，岩石致密块状。矿区内辉长闪长岩和辉绿岩岩脉锆石年龄为（343±6 ）MaMa（Dai et al., 2019）和（311.3±2.3） Ma（Lin et al.，2015）。
阿尔恰勒矿床南部地表浅部以铅锌矿体为主，西北深部以铜矿体为主。通过野外实地调查，目前矿区主要有5个矿体，分别编号为Ⅰ～Ⅴ号。Ⅰ、Ⅱ号矿体位于F4西侧，Ⅲ、Ⅳ和Ⅴ号矿体和一些小型体位于F4东侧。其中Ⅰ号矿体是阿尔恰勒Pb–Zn–Cu矿床中最大的一个矿体，赋存于北东–南西走向的阿克沙克组灰岩中，呈层状、透镜状产出（图4a），部分切穿地层（图4b）。该矿体倾向北北东，倾角为65°。它沿走向延伸约220 m，平均宽度为12 m。矿体的Pb、Zn、Cu和Ag的平均品位分别为2.41%、7.24%、2.07%和47 g/t。
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图 4 阿尔恰勒Pb–Zn–Cu矿床矿体露头及典型矿石特征a. 矽卡岩层状矿体，与赋矿灰岩产状基本一致；b. 矽卡岩矿体穿切赋矿灰岩层理；c. 阳起石被黄铜矿–方铅矿–闪锌矿脉穿插；d. 方铅矿矿石被方解石细脉穿插；e. 方解石–硫化物（黄铜矿、闪锌矿和黄铁矿）脉沿着灰岩与阳起石矽卡岩接触带产出；f. 方解石–硫化物（黄铜矿、方铅矿和闪锌矿）脉穿切早阶段阳起石；Act. 阳起石；Ilv. 黑柱石；Qz. 石英；Cal. 方解石；Ccp. 黄铜矿；Py. 黄铁矿；Gn. 方铅矿；Sp. 闪锌矿Figure 4. Outcrop of orebodies and typical ores in the Arqiale Pb–Zn–Cu deposit阿尔恰勒矿区矿石包括地表浅部的铅锌矿石和深部的铜矿石（图3），通常呈块状、脉状、浸染状和不规则状产出（图4c～图4f）。矿石中金属矿物主要为闪锌矿、方铅矿、黄铁矿和黄铜矿（图4、图5）。黄铁矿多为中粗粒的自形–半自形晶，在矿石中通常呈稀疏浸染状或浸染状分布，常被黄铜矿交代和包含（图5b），被闪锌矿和方铅矿交代（图5d）。黄铜矿常为粗粒的他形晶体，常交代黄铁矿（图5b）及被闪锌矿和方铅矿交代（图5c～图5d）。随探勘工作的进行，在矿区北西部深部发现大量黄铜矿，常穿插或交代阳起石（图4c、图4e～图4f）。闪锌矿自形程度较低，常与方铅矿一同产出，交代黄铁矿和黄铜矿（图5c）或被方铅矿交代（图5e），透射光下闪锌矿呈棕红色（图5h）。方铅矿常呈粗粒的自形–半自形结构（图4d），常交代早期硫化物，局部可见揉皱结构（图5d）。
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图 5 阿尔恰勒Pb–Zn–Cu矿床矿石显微组构特征a. 自形石榴子石被黄铜矿包含和交代；b. 自形–半自形黄铁矿被黄铜矿交代；c. 两个世代的黄铜矿，第一世代黄铜矿大片产出、并被闪锌矿交代，第二世代黄铜矿呈乳滴状产出于闪锌矿中；d. 半自形黄铁矿被黄铜矿和方铅矿交代，黄铜矿被方铅矿交代；e. 方铅矿交代闪锌矿，二者粒间充填有方解石；f. 矽卡岩期的石榴子石和阳起石被晚期石英和方解石胶结和交代；g. 放射状阳起石被方解石和石英交代；h. 红棕色闪锌矿被石英细脉穿切，部分闪锌矿破碎成角砾被石英胶结；i. 闪锌矿被晚期方解石细脉穿插；Grt. 石榴子石；Act. 阳起石；Qz. 石英；Cal. 方解石；Ccp. 黄铜矿；Py. 黄铁矿；Sp. 闪锌矿；Gn. 方铅矿Figure 5. Microfabric characteristics of ore in the Arqiale Pb–Zn–Cu deposit矿石中非金属矿物主要为石榴子石、辉石、阳起石、黑柱石、方解石和石英等（图4c～图4f、图5f～图5i）。石榴子石大部分石晶型完整，中粗粒自形产出，主要有同心环带结构或振荡环带结构（图5i、图5k），常被阳起石和硫化物交代（图5a、图5f），在部分石榴子石粒间可见黄铜矿填充（图5a）。辉石镜下较少见，一般与石榴子石共生，部分被方解石交代。阳起石通常呈针状或放射状（图4c、图5g），常被金属矿物、方解石和石英交代（图4c、图5g～图5h）。方解石是矿石中主要的脉石矿物，常交代早期的矽卡岩矿物，如石榴子石和阳起石等（图5f～图5g）。石英发育较少，常交代或包含早期矽卡岩矿物（图5f）。围岩蚀变类型多样，主要有阳起石化、碳酸盐化和硅化。阳起石化发育广泛，与Pb–Zn–Cu矿化空间上关系密切，是矿区勘探与采矿工作的重要找矿标志。碳酸盐化表现为方解石呈脉状产于矿石内部；硅化表现为石英脉穿切矿体，常与硫化物共生。
基于矿物组合、矿石组构、脉体穿插关系和围岩蚀变类型，可将成矿过程分为4个阶段：石榴子石–辉石阶段（I）、阳起石–黑柱石阶段（II）、石英–方解石–多金属硫化物阶段（III）和碳酸盐阶段（IV）。阶段I主要发育石榴子石和少量辉石，这类无水硅酸盐矿物常被阳起石交代，或被黑柱石切断；阶段II主要发育阳起石、黑柱石等含水硅酸盐矿物，多被金属硫化物交代，局部被方解石细脉穿切。阶段III为阿尔恰勒Pb–Zn–Cu矿床的主成矿阶段，其中的石英、方解石和金属硫化物紧密共生。阶段IV以发育大量的方解石脉，填充于裂隙中，部分穿切早期金属硫化物和矽卡岩矿物。
3. 样品采集与分析方法
3.1 流体包裹体
笔者选取阿尔恰勒Pb–Zn–Cu矿床平硐和岩心的代表性矿石磨制包裹体片，然后进行流体包裹体岩相学和显微测温工作。在切制包裹体片时，为使所测的样品与成矿流体的关系更为密切，样品以阶段Ⅱ的阳起石和阶段Ⅲ方解石、石英及闪锌矿作为观察对象，将矿石样品送至河北廊坊尚艺岩矿有限公司，磨制成100 μm左右两面抛光的包裹体片。
流体包裹体的均一温度、冰点温度分析测试在成都理工大学地球科学学院资源勘查工程系流体包裹体实验室完成。在镜下观测过程中，将阶段Ⅱ阳起石和阶段Ⅲ方解石、石英及闪锌矿中的流体包裹体根据不同类型、分布特征及形态特征进行分类和圈定。将已圈定好的典型包裹体片用丙酮熔胶济泡去胶水，将包裹体片分解成合适大小，选取颗粒较大，形态完整，便于观察的流体包裹体放置Linkam THMS G600冷热台进行显微测温分析。该冷热台温度测定范围为−196 ℃～+600 ℃，显示温度0.1 ℃，均一温度测定误差为±1 ℃，冰点测定误差为±0.1 ℃。测试过程中，升/降温速率保持在0.5～15 ℃·min−1之间，相变点附近速率降为0.2～1 ℃·min−1。
3.2 C–O同位素
笔者选取矿石中的热液方解石、赋矿灰岩和大理岩开展了C–O同位素分析测试。首先，挑选出代表性样品粉碎至40～60目，在双目镜下挑选纯度高（≥99%）的样品，超声波浴中清洗后放至玛瑙研钵中磨成200目以上粉末。C–O同位素分析在北京科荟检测技术有限公司完成。仪器为美国热电公司的253 plus、Gas Bench。色谱柱（熔硅毛细管柱：规格为Poraplot Q，25 m*0.32 mm）温度为70 ℃。称量约100 μg绝对量方解石单矿物样品加入到12 ml反应瓶中，实验过程中使用18个为标样（分别为NBS18、IAEA–603、GBW04405和GBW04416）。采用高纯氦气进行排空处理，时间为600 s，流速100 ml/min。排空后加入5滴100 %无水磷酸后置于72 ℃加热盘中反应并平衡（方解石反应及平衡时间大于4小时）。样品与磷酸反应且平衡后的CO2气体经过70 ℃的熔硅毛细管柱，与其他杂质气体分离，进入到稳定气体同位素–质谱仪进行测定，测试精度高于0.1‰。
4. 测试结果
4.1 流体包裹体岩相学
阶段Ⅱ和阶段Ⅲ热液矿物中的流体包裹体较为发育，以原生包裹体为主，次生与假次生包裹体较少。根据阿尔恰勒Pb–Zn–Cu矿床流体包裹体在室温条件下不同相态的组分与比例，可将其划分为富液相两相盐水包裹体（L–V型）和纯液相水溶液包裹体（L型）。
阶段Ⅱ阳起石中的L–V型包裹体气液比为15%～36 %，大小为5～17 μm，包裹体呈黄色，气泡颜色较黑，形态多为长条状、椭圆状和圆状，常成群分布（图6a～图6c）；L型包裹体数量较少，大小为3～10 μm，包裹体颜色为无色，呈近圆状分布于L–V型包裹体附近。
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图 6 阿尔恰勒Pb–Zn–Cu矿床阶段Ⅱ和阶段Ⅲ流体包裹体镜下照片a.阳起石中L–V型和L型流体包裹体共存于一个视域中；b.阳起石L型包裹体分布于L–V型包裹体附近；c.阳起石中长条状L–V型包裹体；d.方解石中成群分布的L–V型流体包裹体；e.方解石中的负晶形L–V型流体包裹体；f.方解石中L–V型和L型流体包裹体；g.石英中孤立分布的L–V型流体包裹体；h.闪锌矿中孤立分布的L–V型流体包裹体；i.闪锌矿中星散状分布的L–V型流体包裹体Figure 6. Microscopic images of fluid inclusions in stage Ⅱ and Ⅲ of the Arqiale Pb–Zn–Cu deposit阶段Ⅲ富含L–V型包裹体的宿主矿物多样，包括方解石、闪锌矿和石英。方解石中流体包裹体气液比为12%～42 %，大小为7～20 μm，多聚集产出，形态为柱状、椭圆状或长条状（图6d～图6f）；闪锌矿中流体包裹体气液比为17%～38 %，大小为7～15 μm，呈星散状分布，多为不规则状（图6h～图6i）；石英中流体包裹体数量较少，气液比为20%～35 %，大小为10～15 μm，数量较少，孤立出现，形态为近椭圆状（图6g）。3种宿主矿物的L–V型流体包裹体加热后均一至液相。L型包裹体数量较少，仅在方解石中发现，大小为7～12 μm，包裹体颜色为无色透明，呈椭圆状分布于L–V型包裹体附近。
4.2 显微测温结果
本次流体包裹体实验中，共对阶段Ⅱ和阶段Ⅲ的205个流体包裹体进行均一温度、冰点温度分析，据公式计算出盐度和密度（刘斌等，1999；Hall et al.，1988）。阳起石、石英、方解石和闪锌矿中流体包裹体测试结果如表1、图7和图8。
表 1 阿尔恰勒Pb–Zn–Cu矿床气液两相水流体包裹体显微测温结果Table 1. Temperature measurement results of two–phase aqueous inclusions from the Arqiale Pb–Zn–Cu deposit成矿阶段 宿主矿物 包裹体类型（数量） 冰点温度（℃） 均一温度（℃） 盐度（wt.% NaCl eqv） 密度（g/m³） 阶段Ⅱ 阳起石 L–V（84） −9.1～−1.2 278～425 2.1～13.0 0.6～0.9 阶段Ⅲ 闪锌矿 L–V（7） −5.4～−2.6 226～265 4.3～8.4 0.8～0.9 方解石 L–V（111） −5.8～−0.3 162～311 0.5～9.0 0.7～1.0 石英 L–V（3） −5.4～1.8 230～342 3.1～8.1 0.7～0.9 ![]()
图 7 阿尔恰勒Pb–Zn–Cu矿床阶段Ⅱ及阶段Ⅲ均一温度（a）和盐度直方图（b）Figure 7. (a) Histogram of homogenization temperature and (b) salinity of stage Ⅱ and Ⅲ fluid inclusions in the Arqiale Pb–Zn–Cu deposit![]()
图 8 阿尔恰勒Pb–Zn–Cu矿床流体包裹体均一温度–盐度散点图（据Wilkinson，2001）Figure 8. Scatter diagram of homogenization temperatures–salinities of fluid inclusions in the Arqiale Pb–Zn–Cu deposit阶段Ⅱ阳起石中L–V型包裹体均一温度和冰点温度变化范围分别为278.1～425.1 ℃和−9.1～−1.2 ℃，对应盐度为2.1～13.0 wt.% NaCl eqv.，密度为0.6～0.9 g/cm3。阶段Ⅲ方解石、闪锌矿及石英中L–V型包裹体均一温度范围在161.5～310.6 ℃、225.6～265.5 ℃和230.4～342.1 ℃，冰点温度分别为−5.4～−2.6 ℃、−5.8～−0.3 ℃和−5.4～1.8 ℃，对应盐度分别为0.5～9.0 wt.% NaCl eqv.、4.3～8.4 wt.% NaCl eqv.和3.1～8.1 wt.% NaCl eqv.，密度分别为0.7～1.0 g/cm3、0.8～0.9 g/cm3和0.7～0.9 g/cm3。
4.3 C–O同位素组成
阿尔恰勒3件热液方解石、6件灰岩和3件大理岩的C–O同位素分析结果列于表2。方解石的δ13CV-PDB、δ18OV-PDB和δ18OV-SMOW值范围分别为−2.8‰～0.4‰、−26.6‰～−16.8‰和3.5‰～13.6‰。灰岩的δ13CV-PDB、δ18OV-PDB和δ18OV-SMOW值范围分别为0.3‰～2.5‰、−23.5‰～−13.3‰和6.7‰～17.1‰。大理岩的δ13CV-PDB、δ18OV-PDB和δ18OV-SMOW值范围分别为−0.3‰～2.0‰、−22.3‰～−20.8‰和7.9‰～9.5‰。
表 2 阿尔恰勒Pb–Zn–Cu矿床热液方解石、灰岩和大理岩C–O同位素组成Table 2. C–O isotopic compositions of hydrothermal calcite, limestone and marble from the Arqiale Pb–Zn–Cu deposit样号 样品名称 δ13CV-PDB（‰） δ18OV-PDB（‰） δ18OV-SMOW（‰） 资料来源 AE-46 方解石 0.4 −20.6 9.6 本文 AE-75-2 方解石 −0.6 −16.8 13.6 AE-95 方解石 −2.8 −26.6 3.5 AE-107 含化石灰岩 2.1 −13.3 17.1 AE-108 含化石灰岩 2.5 −19.8 10.5 AE-109 含化石灰岩 2.1 −14.6 15.9 AE-42 不含化石灰岩 0.5 −23.5 6.7 AE-50 不含化石灰岩 0.6 −20.7 9.5 AE-54 不含化石灰岩 0.3 −14.3 16.2 AE-58 大理岩 0.8 −22.1 8.1 AE-61 大理岩 −0.3 −20.8 9.5 AE-63 大理岩 2.0 −22.3 7.9 A6 方解石 0.4 −26.0 4.1 Dai et al.，2019 A10 方解石 0.9 −18.3 12.0 A19 方解石 0.1 −25.8 4.3 A20 方解石 −0.2 −26.4 3.7 A22 方解石 0.3 −22.3 7.9 A32 方解石 0.1 −25.4 4.7 A39 方解石 0.2 −24.8 5.4 A46 方解石 0.6 −19.5 10.8 A47 方解石 0.5 −19.7 10.6 A48 方解石 0.8 −19.2 11.1 A49 方解石 0.7 −18.6 11.7 A50 方解石 0.9 −19.0 11.3 A51 方解石 0.6 −19.0 11.3 A55 方解石 0.1 −25.5 4.6 A61 方解石 −0.9 −26.7 3.4 A73 方解石 1.1 −23.8 6.4 AE-75-1 方解石 −0.9 −25.4 4.8 Peng et al.，2022 AE-84 方解石 −1.9 −22.5 7.7 AE-112 方解石 −2.4 −26.1 4.0 AE-115 方解石 −1.0 −24.0 6.2 AE-120 方解石 −2.6 −26.9 3.2 5. 讨论
5.1 成矿流体性质及来源
流体包裹体特征显示，不同阶段的成矿流体特征随着成矿过程的进行而发生变化。阶段Ⅱ包裹体均一温度变化范围为278.1～425.1 ℃，盐度为2.1～13.0 wt.% NaCl eqv.，密度为0.6～0.9 g/cm3；阶段III成矿流体的均一温度变化范围为161.5～342.1 ℃，盐度为0.5～9.0 wt.% NaCl eqv.，密度为0.7～1.0 g/cm3；指示阿尔恰勒Pb–Zn–Cu矿床成矿流体早期为中高温、中低盐度和低密度特征，晚期为低中温、低盐度和低密度特征（图8）。流体包裹体特征与典型的SEDEX型矿床有较大差别（均一温度和盐度为60～280 ℃和4～23 wt% NaCl之间；Leach et al.，2004），如爱尔兰Silvermines矿床（Samson et al.，1987）、印度Daira矿床（牛佳等，2017）和广西盘龙Pb–Zn矿床（张海坤等，2020），温度变化范围较小，整体＜300 ℃。相比之下，从阶段Ⅱ到阶段Ⅲ的温度变化与矽卡岩型矿床更相似，如滇西芦子园Pb–Zn矿床（邓明国等，2018）、湖南康家湾Pb-Zn矿床（李永胜等，2021）和西藏蒙亚啊矿床（牛旭宁，2019），矽卡岩期温度变化在300～700 ℃，石英–硫化物期在100～500 ℃（Shu et al,.，2021）。
前人研究表明，阶段Ⅱ阳起石中流体包裹体的δDH2O和δ18OH2O值范围分别为–45.0‰～–53.1‰和0.5‰～9.3‰（李俊明，2019），整体与岩浆水的H–O同位素组成相近（李俊明，2019；Dai et al., 2019；Sheppard, 1986）；阶段III石英中流体包裹体的δDH2O和δ18OH2O值范围分别为–98.7‰～80.7‰和–6.0‰～–0.6‰（代俊峰，2019），低于原始岩浆水的H–O同位素值。在δD–δO图解中（图9a），阳起石样品点位于原生岩浆水区域内及左侧，石英样品点落于岩浆水与大气降水线之间。本文及前人测得的矿石中热液方解石的δ13CV-PDB值范围为–2.8‰～1.1‰（平均为–0.2‰），与岩浆或地幔以及海相碳酸盐岩范围相近；方解石的δ18OV-SMOW值在3.2‰～13.6‰（平均为7.3‰），变化范围相对较宽，整体符合岩浆或地幔来源（图9b）。较宽的δ18OV-SMOW变化范围可能是由于大气降水的加入，导致δ18OV-SMOW同位素发生负向漂移。从图9b可以看出，赋矿灰岩样品点位于花岗岩和海相碳酸盐岩之间，大理岩样品整体位于花岗岩区域，很可能是由于赋矿灰岩和大理岩与成矿热液发生水–岩反应过程中产生了δ18O同位素交换作用。
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Figure 9. (a) δDH2O versus δ18OH2O diagram of the ore-forming fluids and (b) δ13C versus δ18O isotopic diagram of calicite, limestone and marble from the Arqiale Pb–Zn–Cu deposit流体包裹体和成矿流体C–H–O同位素特征综合表明，阿尔恰勒Pb–Zn–Cu矿床的初始成矿流体为深部隐伏岩体分泌的岩浆热液，随着成矿作用的进行，大气降水逐渐混入，成矿流体的温度和盐度逐渐降低。从温度–盐度谐和图（图8）中可以看出，盐度和温度整体呈正相关关系，即盐度随着温度的降低而降低，表现出浅表流体稀释的趋势，亦体现了岩浆热液与大气降水混合的特点。
5.2 成矿物质来源
前人对热液矿床的研究发现，成矿热液中S主要有3种不同的来源：①地幔硫或岩浆硫，δ34S变化范围较小，总体在0±3‰（Chaussidon et al.，1990）。②壳源硫，δ34S变化范围很大，受海相硫酸盐或生物成因影响（温春齐等，2009）。③混合硫，受多种来源影响，具有混合的特征（Rollinson，1993）。阿尔恰勒矿床矿石中金属硫化物主要为黄铁矿、黄铜矿、闪锌矿和方铅矿，并未发现与其共生的硫酸盐矿物，表明成矿时成矿环境为还原条件，此时硫化物的δ34S值大致能够代表成矿流体的总δ34S值（Ohmoto，1972；Ohmoto et al.，1979；Hoefs，1997）。因此，可以依据该矿床主成矿阶段Ⅲ矿石中硫化物的δ34S值来进行成矿流体中硫源的示踪。阿尔恰勒Pb–Zn–Cu矿床矿石中的硫化物原位S同位素分析显示，矿石中硫化物相对富集轻硫（−7.57‰～−5.63‰）（表3）；矿石中硫化物单矿物的δ34S值范围为−7.10‰～1.30‰（平均为−1.56‰）（表3）（Dai et al.，2019）。本文及文献中的S同位素频数直方图显示出2个峰值：−3‰～2‰和−4‰～−8‰（图10a）。与自然界中一些重要的地质储库的S同位素值进行对比，前者与地幔或岩浆岩δ34S范围类似，后者与沉积硫化物的δ34S值范围相符（图10b）（Meinert et al.，2005）。阿尔恰勒Pb–Zn–Cu矿床的δ34S值具有“两段式”的特征，表明成矿流体中的硫具有多来源的特征。其中，零值附近的δ34S值反应有岩浆硫或地幔硫的贡献。原位的轻δ34S值明显低于典型岩浆热液型的Pb–Zn矿床，如小兴安岭二股Fe–Zn矿床（2.4‰～4.6‰）（Zhao et al.，2021），加拿大麦肯齐古尔希Cu–Ag矿床（4.6‰～9.1‰）（Massawe et al., 2022），西藏洞中拉Pb–Zn矿床（2.1‰～3.9‰）（Sun et al.，2020），与SEDEX型矿床δ34S值分布较宽的特征也有较大差异（−8‰～30‰）（Leach et al.，2010）。由此推测，阿尔恰勒矿床成矿流体中除岩浆硫的贡献外，亦有部分地层硫的加入（Claypool et al.，1980）。
表 3 阿尔恰勒Pb–Zn–Cu矿床矿石中硫化物S同位素组成Table 3. Sulfur isotopic compositions of sulfides in the ores from the Arqiale Pb–Zn–Cu deposit样品号 矿物 δ34SV-CDT（‰） 资料来源 样品号 矿物 δ34SV-CDT（‰） 资料来源 AECcp-1 黄铜矿 −5.63 Peng et al.，2022 A31-2 闪锌矿 0.70 Dai et al.，2019 AECcp-2 黄铜矿 −5.81 A45 闪锌矿 −7.00 AECcp-3 黄铜矿 −5.56 A52 闪锌矿 −4.10 AECcp-4 黄铜矿 −6.18 A53 闪锌矿 −6.80 AESpy-1 闪锌矿 −6.43 A54 闪锌矿 0.70 AESpy-2 闪锌矿 −6.03 A60-2 闪锌矿 −6.70 AESpy-3 闪锌矿 −5.92 A63 闪锌矿 0.70 AESpy-4 闪锌矿 −7.12 A82 闪锌矿 1.10 AEPy-1 黄铁矿 −7.13 A56 黄铜矿 −0.10 AEPy-2 黄铁矿 −7.57 A69 黄铜矿 1.20 安玉伟，2013 AEPy-3 黄铁矿 −7.47 A105 黄铜矿 0.90 AEPy-4 黄铁矿 −6.66 A91 黄铜矿 −2.60 A1-1 方铅矿 −0.50 Dai et al.，2019 A113 黄铁矿 −0.40 A2 方铅矿 −1.10 A112 黄铁矿 0.60 A7-1 方铅矿 −1.10 A115 黄铁矿 0.20 A9-1 方铅矿 −0.90 AQL01 方铅矿 1.30 A23 方铅矿 −0.80 AQL02 方铅矿 −4.70 A31-1 方铅矿 −1.50 AQL07 方铅矿 −3.70 A60-1 方铅矿 −7.10 AQL16 方铅矿 −2.60 A1-2 闪锌矿 0.90 AQL01 闪锌矿 −4.20 A4 闪锌矿 0.80 AQL02 闪锌矿 −0.10 A7-2 闪锌矿 0.50 AQL07 闪锌矿 −2.50 A9-2 闪锌矿 0.80 AQL16 闪锌矿 −2.20 ![]()
图 10 阿尔恰勒Pb–Zn–Cu矿S同位素直方图（a）和其他S同位素储库对比（b）（其他储库据Hoefs，2009）Figure 10. (a) Histogram of the sulfur isotopic compositions of sulfides from the Arqiale Pb–Zn–Cu deposit and (b) compare with other sulfur isotope reservoirsPb同位素在运移和沉淀过程中，物理化学条件的变化几乎不会引起其变化，因此Pb同位素是追踪矿床中金属矿床成矿物质来源的有力证据（Zartman et al.，1981）。阿尔恰勒Pb–Zn–Cu矿床方铅矿的原位Pb同位素变化范围较小（表4），放射成因铅较低，μ 值（9.40～9.41）高于地幔原始μ 值范围，但明显低于地壳铅（μ = 9.58）（Zartman et al.，1981）；ω值（35.36～35.46）低于地壳平均值（36.84）（Doe et al.，1979），Th/U值（3.64～3.65）与地幔值（3.45）较为接近（Zartman et al.，1981）。在Pb构造演化图解上（图11），阿尔恰勒Pb–Zn–Cu矿床矿石硫化物样品的投点于上地壳与地幔演化曲线之间，暗示矿石铅具有壳幔混合特征。另外，在Pb构造演化图解中，样品点总体上呈线性关系，并具有混合铅高斜率的特征，证明不同端元的Pb流体混合是引起Pb同位素线性分布的重要原因之一（Andrew et al.，1984），进一步表明了成矿物质的来源具有多样性。
表 4 阿尔恰勒Pb–Zn–Cu矿床矿石中硫化物Pb同位素组成Table 4. Pb isotope compositions of sulfides of ores from the Arqiale Pb–Zn–Cu deposit样号 矿物 206Pb/204Pb 207Pb/204Pb 208Pb/204Pb μ ω Th/U 来源 AE-81-13 方铅矿 18.267 15.567 38.065 9.41 35.46 3.65 Peng et al.， 2022 AE-81-14 方铅矿 18.266 15.566 38.059 9.41 35.42 3.64 AE-81-15 方铅矿 18.262 15.561 38.049 9.40 35.36 3.64 AE-81-16 方铅矿 18.269 15.567 38.062 9.41 35.43 3.64 AE-81-17 方铅矿 18.266 15.565 38.058 9.41 35.41 3.64 A2 方铅矿 18.290 15.643 38.294 9.56 36.98 3.74 Dai et al.，2019 A7-1 方铅矿 18.277 15.628 38.242 9.53 36.70 3.73 A9-1 方铅矿 18.298 15.650 38.314 9.57 37.09 3.75 A23 方铅矿 18.305 15.656 38.338 9.59 37.21 3.76 A31-1 方铅矿 18.227 15.552 37.996 9.39 35.25 3.63 A60-1 方铅矿 18.318 15.659 38.348 9.59 37.21 3.76 A1-1 闪锌矿 18.286 15.635 38.282 9.55 36.88 3.74 A1-2 闪锌矿 18.272 15.614 38.201 9.51 36.43 3.71 A4 闪锌矿 18.282 15.633 38.262 9.54 36.80 3.73 A7-2 闪锌矿 18.300 15.651 38.319 9.58 37.11 3.75 A31-2 闪锌矿 18.273 15.610 38.190 9.50 36.34 3.70 A45 闪锌矿 18.295 15.615 38.204 9.51 36.32 3.70 A52 闪锌矿 18.270 15.592 38.134 9.46 35.96 3.68 A53 闪锌矿 18.285 15.613 38.204 9.50 36.36 3.70 A54 闪锌矿 18.266 15.599 38.159 9.48 36.14 3.69 A60-2 闪锌矿 18.324 15.667 38.365 9.61 37.32 3.76 A63 闪锌矿 18.990 15.600 38.491 9.41 33.79 3.48 A82 闪锌矿 18.473 15.723 38.720 9.70 38.49 3.84 A56 黄铜矿 18.314 15.670 38.381 9.61 37.47 3.77 A69 黄铜矿 18.287 15.577 38.068 9.43 35.45 3.64 A105 黄铜矿 18.308 15.668 38.372 9.61 37.45 3.77 A91 黄铜矿 18.300 15.651 38.317 9.58 37.10 3.75 A113 黄铁矿 21.518 15.946 38.182 10.79 28.83 2.59 A112 黄铁矿 18.319 15.647 38.331 9.57 37.02 3.74 A115 黄铁矿 18.310 15.579 38.070 9.43 35.36 3.63 ![]()
图 11 阿尔恰勒Pb–Zn–Cu矿床矿石中硫化物Pb同位素模式图（底图据Zartman et al.，1981修改）Figure 11. Tectonic model map of Pb isotope of sulfides of ores from the Arqiale Pb–Zn–Cu deposit综合流体包裹体和C–H–O–S–Pb同位素组成特征，笔者推测阿尔恰勒Pb–Zn–Cu矿床的成矿物质部分来源于深部隐伏的侵入岩体，部分来源于大气降水循环对流过程中萃取的地层中的成矿元素。
5.3 矿床成因及找矿启示
碳酸盐岩赋矿的贱金属矿床成因的确定，尤其是查明其是否与岩浆作用有关，对进一步的找矿勘查工作具有重要理论指导意义。前人将阿尔恰勒Pb–Zn–Cu矿床归为SEDEX型矿床（安玉伟等，2012；秦来勇等，2012；朱烨，2018），其最主要的地质证据是基于矿体受阿克沙克组灰岩控制，呈层状产出，且矿物组合以闪锌矿和方铅矿为主。然而，笔者通过野外地质调查发现，阿尔恰勒Pb–Zn–Cu矿床矿体虽然整体顺层产出（图4a），但依然发现少量矿体切层的现象（图4b）。另外，在采集的样品中矿石矿物除闪锌矿和方铅矿，还普遍发育黄铁矿和黄铜矿，脉石矿物发育一套典型的矽卡岩矿物组合，例如石榴子石、辉石、阳起石和黑柱石等。从矿石组构角度上看，矿石以浸染状构造、角砾状构造和交代结构为主，并未发现SEDEX型矿床中典型的条带状和纹层状矿石（Xu et al.，2019）。
流体包裹体和H–O同位素特征表明，成矿流体性质不同于典型的SEDEX矿床，随成矿过程发生了较大的变化，且早期以岩浆流体为主，晚期与大气降水发生了广泛的流体混合作用（图8）。流体混合可能是阿尔恰勒Pb–Zn–Cu矿床主要的矿质沉淀机制。阿尔恰勒矿床硫化物δ34S值变化范围较大（−7.57‰～1.30‰），其中硫化物原位和单矿物的δ34S值分别为−7.57‰～−5.63‰（平均为−6.49‰）和−7.10‰～1.30‰（平均为−1.56‰），与沉积喷流型Pb–Zn矿床硫化物的δ34S值范围相差较大（以重硫为主，主要为−5‰～+15‰）（Leach et al.，2005）。
因此，综合阿尔恰勒Pb–Zn–Cu矿床的矿化地质特征、流体包裹体和S–Pb–H–O同位素组成，笔者推断该矿床更符合岩浆热液型矿床的特征。矿区内未发现与成矿相关的岩浆岩（Serguei et al.，2019），可能是目前所勘探查明的矿体尚未接近真正的矿化中心。矿石中发育的少量中细粒自形石榴子石和辉石以及大量粗粒自形阳起石和黑柱石，暗示阿尔恰勒Pb–Zn–Cu矿床可能为远离岩体中心和接触带的远端型矽卡岩矿床（Chen et al.，2017）。
深部中酸性岩浆侵入过程中，含矿热液在岩浆房顶部不断聚集，压力不断增大，最后压力释放过程中热液流体沿构造裂隙或层间破碎带运移至下石炭统阿克沙克组灰岩中，与围岩发生接触交代作用，形成典型的高温干矽卡岩矿物，如石榴子石、辉石等。随着成矿温度和盐度的降低，中高温、中低盐度的成矿流体进一步与阿克沙克组含生物灰岩发生水岩反应，形成大量阳起石、黑柱石等含水矽卡岩矿物，并交代早期的石榴子石等矿物（Deer et al.，2013）。随着水-岩反应的持续进行，外部来源流体（大气降水）沿断裂下渗受岩浆热烘烤后循环上升，萃取地层中的成矿元素，并与岩浆热液发生混合，导致成矿流体降温和稀释，最终引起闪锌矿、方铅矿和黄铜矿在有利部位沉淀富集成矿，并在靠近岩体中心的深部位置形成Cu±Zn矿体，在浅部位置逐渐过渡为Pb–Zn矿体。
在完整的近端–远端矽卡岩成矿系统中，成矿流体由深部至浅部会发生物理化学条件和成分的规律性变化，因此常常会导致热液蚀变和矿化元素的空间分带现象（Meinert et al.，2005）。近年来的找矿勘查工作显示，阿尔恰勒矿床由矿区南部浅表的Pb–Zn矿体向北部深部逐渐过渡为连续产出、形态产状稳定的厚大Cu±Zn矿体，同时矿体中石榴子石含量逐渐增多、Zn+Pb含量逐渐变小，暗示矿区北部深部的矿体更加靠近隐伏的成矿岩体。因此，矿区北部的深部是找矿勘查的有利地段，甚至有望找到岩体与地层之间的接触带矽卡岩矿体。
6. 结论
（1）阿尔恰勒Pb–Zn–Cu矿床初始成矿流体为深部隐伏岩体分泌的岩浆热液，随着成矿作用的进行，循环大气降水逐渐混入，使得成矿流体降温和稀释，导致闪锌矿、方铅矿和黄铜矿的沉淀富集成矿。
（2）阿尔恰勒矿床矿石中硫化物的δ34S值变化范围较大（−7.57‰～1.30‰），显示出岩浆硫和地层硫的混合特征；矿石Pb同位素显示壳幔混源的特点；成矿物质主要来源于隐伏的岩浆岩，同时地层亦提供了部分成矿物质。
（3）阿尔恰勒Pb–Zn–Cu矿床属于与岩浆作用有关的远端型矽卡岩型矿床。矿区内由南向北，矿体由浅部的Pb–Zn矿体逐渐过渡为北部深部的Cu±Zn矿体，同时石榴子石的含量逐渐增加，暗示矿区北部深部是有利的找矿地段，甚至有望找到隐伏的矽卡岩带和接触带矿体。
致谢：野外工作中得到了新疆维吾尔自治区有色地质勘查局七〇三队的大力支持和帮助，成文过程中编辑部匿名审稿老师对文章提出的宝贵建议，在此一并表示感谢。
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图 1 中亚造山带构造简图（a、伊犁地块位置简图（b）和伊什基里克成矿带构造简图（c）（据魏虎等，2013；胡耀华，2016；Gao et al.，2009；Dai et al.，2019修改）
Figure 1. (a) Structural sketch of central Asian orogenic belt, (b) tectonic sketch of West Tianshan,(c) structural sketch of Ishkirik metallogenic belt.
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图 2 阿尔恰勒Pb–Zn–Cu矿区地质图（据Dai et al.，2019）
Figure 2. Sketch geological map of the Arqiale Zn–Pb–Cu deposit
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图 3 阿尔恰勒Pb–Zn–Cu矿床3号勘探线剖面图（据Dai et al.，2019修改）
Figure 3. The geological profile of exploration line 3 of the Arqiale Zn–Pb–Cu deposit
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图 4 阿尔恰勒Pb–Zn–Cu矿床矿体露头及典型矿石特征
a. 矽卡岩层状矿体，与赋矿灰岩产状基本一致；b. 矽卡岩矿体穿切赋矿灰岩层理；c. 阳起石被黄铜矿–方铅矿–闪锌矿脉穿插；d. 方铅矿矿石被方解石细脉穿插；e. 方解石–硫化物（黄铜矿、闪锌矿和黄铁矿）脉沿着灰岩与阳起石矽卡岩接触带产出；f. 方解石–硫化物（黄铜矿、方铅矿和闪锌矿）脉穿切早阶段阳起石；Act. 阳起石；Ilv. 黑柱石；Qz. 石英；Cal. 方解石；Ccp. 黄铜矿；Py. 黄铁矿；Gn. 方铅矿；Sp. 闪锌矿
Figure 4. Outcrop of orebodies and typical ores in the Arqiale Pb–Zn–Cu deposit
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图 5 阿尔恰勒Pb–Zn–Cu矿床矿石显微组构特征
a. 自形石榴子石被黄铜矿包含和交代；b. 自形–半自形黄铁矿被黄铜矿交代；c. 两个世代的黄铜矿，第一世代黄铜矿大片产出、并被闪锌矿交代，第二世代黄铜矿呈乳滴状产出于闪锌矿中；d. 半自形黄铁矿被黄铜矿和方铅矿交代，黄铜矿被方铅矿交代；e. 方铅矿交代闪锌矿，二者粒间充填有方解石；f. 矽卡岩期的石榴子石和阳起石被晚期石英和方解石胶结和交代；g. 放射状阳起石被方解石和石英交代；h. 红棕色闪锌矿被石英细脉穿切，部分闪锌矿破碎成角砾被石英胶结；i. 闪锌矿被晚期方解石细脉穿插；Grt. 石榴子石；Act. 阳起石；Qz. 石英；Cal. 方解石；Ccp. 黄铜矿；Py. 黄铁矿；Sp. 闪锌矿；Gn. 方铅矿
Figure 5. Microfabric characteristics of ore in the Arqiale Pb–Zn–Cu deposit
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图 6 阿尔恰勒Pb–Zn–Cu矿床阶段Ⅱ和阶段Ⅲ流体包裹体镜下照片
a.阳起石中L–V型和L型流体包裹体共存于一个视域中；b.阳起石L型包裹体分布于L–V型包裹体附近；c.阳起石中长条状L–V型包裹体；d.方解石中成群分布的L–V型流体包裹体；e.方解石中的负晶形L–V型流体包裹体；f.方解石中L–V型和L型流体包裹体；g.石英中孤立分布的L–V型流体包裹体；h.闪锌矿中孤立分布的L–V型流体包裹体；i.闪锌矿中星散状分布的L–V型流体包裹体
Figure 6. Microscopic images of fluid inclusions in stage Ⅱ and Ⅲ of the Arqiale Pb–Zn–Cu deposit
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图 7 阿尔恰勒Pb–Zn–Cu矿床阶段Ⅱ及阶段Ⅲ均一温度（a）和盐度直方图（b）
Figure 7. (a) Histogram of homogenization temperature and (b) salinity of stage Ⅱ and Ⅲ fluid inclusions in the Arqiale Pb–Zn–Cu deposit
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图 8 阿尔恰勒Pb–Zn–Cu矿床流体包裹体均一温度–盐度散点图（据Wilkinson，2001）
Figure 8. Scatter diagram of homogenization temperatures–salinities of fluid inclusions in the Arqiale Pb–Zn–Cu deposit
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图 9 阿尔恰勒Pb–Zn–Cu矿床成矿流体H–O同位素图解（底图a据Taylor，1974）和方解石–灰岩–大理岩的C–O同位素图解（底图b据Hedenquist et al.，1994）
Figure 9. (a) δDH2O versus δ18OH2O diagram of the ore-forming fluids and (b) δ13C versus δ18O isotopic diagram of calicite, limestone and marble from the Arqiale Pb–Zn–Cu deposit
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图 10 阿尔恰勒Pb–Zn–Cu矿S同位素直方图（a）和其他S同位素储库对比（b）（其他储库据Hoefs，2009）
Figure 10. (a) Histogram of the sulfur isotopic compositions of sulfides from the Arqiale Pb–Zn–Cu deposit and (b) compare with other sulfur isotope reservoirs
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图 11 阿尔恰勒Pb–Zn–Cu矿床矿石中硫化物Pb同位素模式图（底图据Zartman et al.，1981修改）
Figure 11. Tectonic model map of Pb isotope of sulfides of ores from the Arqiale Pb–Zn–Cu deposit
表 1 阿尔恰勒Pb–Zn–Cu矿床气液两相水流体包裹体显微测温结果
Table 1 Temperature measurement results of two–phase aqueous inclusions from the Arqiale Pb–Zn–Cu deposit
成矿阶段 宿主矿物 包裹体类型（数量） 冰点温度（℃） 均一温度（℃） 盐度（wt.% NaCl eqv） 密度（g/m³） 阶段Ⅱ 阳起石 L–V（84） −9.1～−1.2 278～425 2.1～13.0 0.6～0.9 阶段Ⅲ 闪锌矿 L–V（7） −5.4～−2.6 226～265 4.3～8.4 0.8～0.9 方解石 L–V（111） −5.8～−0.3 162～311 0.5～9.0 0.7～1.0 石英 L–V（3） −5.4～1.8 230～342 3.1～8.1 0.7～0.9 
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表 2 阿尔恰勒Pb–Zn–Cu矿床热液方解石、灰岩和大理岩C–O同位素组成
Table 2 C–O isotopic compositions of hydrothermal calcite, limestone and marble from the Arqiale Pb–Zn–Cu deposit
样号 样品名称 δ13CV-PDB（‰） δ18OV-PDB（‰） δ18OV-SMOW（‰） 资料来源 AE-46 方解石 0.4 −20.6 9.6 本文 AE-75-2 方解石 −0.6 −16.8 13.6 AE-95 方解石 −2.8 −26.6 3.5 AE-107 含化石灰岩 2.1 −13.3 17.1 AE-108 含化石灰岩 2.5 −19.8 10.5 AE-109 含化石灰岩 2.1 −14.6 15.9 AE-42 不含化石灰岩 0.5 −23.5 6.7 AE-50 不含化石灰岩 0.6 −20.7 9.5 AE-54 不含化石灰岩 0.3 −14.3 16.2 AE-58 大理岩 0.8 −22.1 8.1 AE-61 大理岩 −0.3 −20.8 9.5 AE-63 大理岩 2.0 −22.3 7.9 A6 方解石 0.4 −26.0 4.1 Dai et al.，2019 A10 方解石 0.9 −18.3 12.0 A19 方解石 0.1 −25.8 4.3 A20 方解石 −0.2 −26.4 3.7 A22 方解石 0.3 −22.3 7.9 A32 方解石 0.1 −25.4 4.7 A39 方解石 0.2 −24.8 5.4 A46 方解石 0.6 −19.5 10.8 A47 方解石 0.5 −19.7 10.6 A48 方解石 0.8 −19.2 11.1 A49 方解石 0.7 −18.6 11.7 A50 方解石 0.9 −19.0 11.3 A51 方解石 0.6 −19.0 11.3 A55 方解石 0.1 −25.5 4.6 A61 方解石 −0.9 −26.7 3.4 A73 方解石 1.1 −23.8 6.4 AE-75-1 方解石 −0.9 −25.4 4.8 Peng et al.，2022 AE-84 方解石 −1.9 −22.5 7.7 AE-112 方解石 −2.4 −26.1 4.0 AE-115 方解石 −1.0 −24.0 6.2 AE-120 方解石 −2.6 −26.9 3.2
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表 3 阿尔恰勒Pb–Zn–Cu矿床矿石中硫化物S同位素组成
Table 3 Sulfur isotopic compositions of sulfides in the ores from the Arqiale Pb–Zn–Cu deposit
样品号 矿物 δ34SV-CDT（‰） 资料来源 样品号 矿物 δ34SV-CDT（‰） 资料来源 AECcp-1 黄铜矿 −5.63 Peng et al.，2022 A31-2 闪锌矿 0.70 Dai et al.，2019 AECcp-2 黄铜矿 −5.81 A45 闪锌矿 −7.00 AECcp-3 黄铜矿 −5.56 A52 闪锌矿 −4.10 AECcp-4 黄铜矿 −6.18 A53 闪锌矿 −6.80 AESpy-1 闪锌矿 −6.43 A54 闪锌矿 0.70 AESpy-2 闪锌矿 −6.03 A60-2 闪锌矿 −6.70 AESpy-3 闪锌矿 −5.92 A63 闪锌矿 0.70 AESpy-4 闪锌矿 −7.12 A82 闪锌矿 1.10 AEPy-1 黄铁矿 −7.13 A56 黄铜矿 −0.10 AEPy-2 黄铁矿 −7.57 A69 黄铜矿 1.20 安玉伟，2013 AEPy-3 黄铁矿 −7.47 A105 黄铜矿 0.90 AEPy-4 黄铁矿 −6.66 A91 黄铜矿 −2.60 A1-1 方铅矿 −0.50 Dai et al.，2019 A113 黄铁矿 −0.40 A2 方铅矿 −1.10 A112 黄铁矿 0.60 A7-1 方铅矿 −1.10 A115 黄铁矿 0.20 A9-1 方铅矿 −0.90 AQL01 方铅矿 1.30 A23 方铅矿 −0.80 AQL02 方铅矿 −4.70 A31-1 方铅矿 −1.50 AQL07 方铅矿 −3.70 A60-1 方铅矿 −7.10 AQL16 方铅矿 −2.60 A1-2 闪锌矿 0.90 AQL01 闪锌矿 −4.20 A4 闪锌矿 0.80 AQL02 闪锌矿 −0.10 A7-2 闪锌矿 0.50 AQL07 闪锌矿 −2.50 A9-2 闪锌矿 0.80 AQL16 闪锌矿 −2.20
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表 4 阿尔恰勒Pb–Zn–Cu矿床矿石中硫化物Pb同位素组成
Table 4 Pb isotope compositions of sulfides of ores from the Arqiale Pb–Zn–Cu deposit
样号 矿物 206Pb/204Pb 207Pb/204Pb 208Pb/204Pb μ ω Th/U 来源 AE-81-13 方铅矿 18.267 15.567 38.065 9.41 35.46 3.65 Peng et al.， 2022 AE-81-14 方铅矿 18.266 15.566 38.059 9.41 35.42 3.64 AE-81-15 方铅矿 18.262 15.561 38.049 9.40 35.36 3.64 AE-81-16 方铅矿 18.269 15.567 38.062 9.41 35.43 3.64 AE-81-17 方铅矿 18.266 15.565 38.058 9.41 35.41 3.64 A2 方铅矿 18.290 15.643 38.294 9.56 36.98 3.74 Dai et al.，2019 A7-1 方铅矿 18.277 15.628 38.242 9.53 36.70 3.73 A9-1 方铅矿 18.298 15.650 38.314 9.57 37.09 3.75 A23 方铅矿 18.305 15.656 38.338 9.59 37.21 3.76 A31-1 方铅矿 18.227 15.552 37.996 9.39 35.25 3.63 A60-1 方铅矿 18.318 15.659 38.348 9.59 37.21 3.76 A1-1 闪锌矿 18.286 15.635 38.282 9.55 36.88 3.74 A1-2 闪锌矿 18.272 15.614 38.201 9.51 36.43 3.71 A4 闪锌矿 18.282 15.633 38.262 9.54 36.80 3.73 A7-2 闪锌矿 18.300 15.651 38.319 9.58 37.11 3.75 A31-2 闪锌矿 18.273 15.610 38.190 9.50 36.34 3.70 A45 闪锌矿 18.295 15.615 38.204 9.51 36.32 3.70 A52 闪锌矿 18.270 15.592 38.134 9.46 35.96 3.68 A53 闪锌矿 18.285 15.613 38.204 9.50 36.36 3.70 A54 闪锌矿 18.266 15.599 38.159 9.48 36.14 3.69 A60-2 闪锌矿 18.324 15.667 38.365 9.61 37.32 3.76 A63 闪锌矿 18.990 15.600 38.491 9.41 33.79 3.48 A82 闪锌矿 18.473 15.723 38.720 9.70 38.49 3.84 A56 黄铜矿 18.314 15.670 38.381 9.61 37.47 3.77 A69 黄铜矿 18.287 15.577 38.068 9.43 35.45 3.64 A105 黄铜矿 18.308 15.668 38.372 9.61 37.45 3.77 A91 黄铜矿 18.300 15.651 38.317 9.58 37.10 3.75 A113 黄铁矿 21.518 15.946 38.182 10.79 28.83 2.59 A112 黄铁矿 18.319 15.647 38.331 9.57 37.02 3.74 A115 黄铁矿 18.310 15.579 38.070 9.43 35.36 3.63
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1. 沈金祥，张建芳，曹华文，喻黎明，方乙，邹灏. 浙江缙云县吾山萤石矿床成因：来自稀土元素、流体包裹体、红外光谱的制约. 西北地质. 2024(04): 37-49+305 . 
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