2. 中国地质调查局发展研究中心, 北京 100037;
3. 自然资源部矿产勘查技术指导中心, 北京 100083
2. Development and Research Center, China Geological Survey, Beijing 100037, China;
3. Mineral Exploration Technical Guidance Center, Ministry of Natural Resources, Beijing 100083, China
0 引言
天山—北山铅锌成矿带位于中亚造山带、塔里木板块和华北板块的交会地带，在漫长的地质构造演化中，经历了多期次、多阶段的板块裂解—俯冲—碰撞—拼合过程。该区前寒武纪地层广泛出露，构造活动强烈，岩浆岩广泛发育，成矿条件优越，金属矿床(点)星罗棋布，是我国西北地区重要的金属资源富集区之一[1]。该地铅锌矿床主要可分为4种类型，层控-热液型(彩霞山、玉西)、矽卡岩型(白干湖、大红山)、热液型(天湖东、红柳井西、黄羊泉、白云山、白山堂、公婆泉)以及火山岩型(小热泉子)[2-3]。
花牛山铅锌银多金属矿床是天山—北山地区具典型成因意义的铅锌矿床，位于古亚洲金属成矿域的甘肃北山地区[4-5]。由于缺乏对成矿时代精确确定和成矿作用过程的详细刻画，矿床成因机制一直存在争议。聂凤军[1]通过对比矿区周围地层和侵入岩成矿元素含量，认为成矿物质主要来源于围岩地层和附近的侵入岩体，综合甘肃省地质矿产局测得S、Pb同位素数据以及围岩热液蚀变特征，将矿床暂定为矽卡岩型矿床。杨建国等[6-7]综合矿体赋存特征，认为该矿床一矿段矿体受地层层位控制，与地层发生同步褶皱，三矿段矿体受古火山喷口裂隙构造和地层岩性双重控制，2个矿段矿化局限于花西滩—花牛山同生-后期多次复活断裂带北侧或附近，并且矿体围岩常见同生沉积的热水沉积硅质岩、含锰白云岩等，因此一矿段属于典型的喷流沉积矿床，三矿段属于火山喷流-沉积矿床。朱江等[8-9]和李增达[10]认为该矿床与三叠纪花岗岩体关系密切，成矿流体为中高温、中等盐度热液，流体包裹体测温表明闪锌矿形成于高温条件，矿石S、Pb同位素显示深源为主，综合地质特征及地球化学特征认为其属于岩浆热液矿床。
矿物的微量元素组成可以有效反映流体的组成和物理化学条件，为探讨成矿作用过程提供重要信息依据[11-12]。闪锌矿作为铅锌矿床中最主要的金属矿物，因其含有Fe、Mn、Cd、Ge、In、Ga、Se等多种微量元素，众多学者运用其特征来判别不同成因的矿床类型[13-19]。以往单矿物微量元素含量多为化学溶样后采用质谱测试获得，样品纯度无法保障，并且不能很好地限定不同期次闪锌矿的精细微量元素组成变化，因此，获得的结果不能真实反映其中微量元素组成特征。近年来，随着LA-ICP-MS高精度仪器的出现，在原位测试微量元素组成方面展现出强大的优势。不同学者根据其微量元素特征，有效判定了矿床成因[20-32]。本文通过采集花牛山铅锌矿床一、二及三矿段不同类型闪锌矿矿石，通过LA-ICP-MS对其进行研究, 认识该类矿床中硫化物真实微量元素组成特征及赋存状态，结合矿床地质特征，以进一步约束其铅锌矿床成因。
1 区域及矿区地质特征花牛山铅锌矿床位于甘肃省酒泉市柳园镇境内北山造山带南带，大地构造位置属于塔里木克拉通与华北克拉通交接的位置(图 1)。区域地质演化划分为：前造山期(前寒武纪—寒武纪)；俯冲造山期(奥陶纪—二叠纪)；碰撞造山期(晚二叠世—三叠纪)；造山后期(晚三叠世—)[33]。区域地层出露广泛，发育齐全，从前寒武系到新生界均有出露，其中以震旦系和奥陶系最为发育。区内最老地层为新太古界—古元古界敦煌岩群(Ar3-Pt1D.)，为一套中高级变质岩系，主要岩性为黑云石英片岩、片麻岩、斜长片麻岩、混合岩和石英片岩等。元古宇出露平头山组(Pt2p)、大豁落山组(Pt2-3d)和洗肠井群(Nh-ZX)，其中：平头山组为一套浅海相含硅、镁质碳酸盐岩，下部主要为白云岩夹白云质灰岩，上部以灰岩为主，夹粉砂岩；大豁落山组为一套浅变质富镁、富硅的碳酸盐岩，以富硅质白云岩为主；洗肠井群为一套含冰碛岩的片岩、板岩、千枚岩、角岩和大理岩。下古生界出露寒武系、奥陶系及志留系，其中：寒武系为双鹰山组(∈1sh)和西双鹰山组(∈1-3x)，双鹰山组是一套碎屑岩为主的灰黑色炭质板岩、银灰色千枚岩、黄褐色粉砂质板岩，西双鹰山组岩性组合为一套黑色硅质岩和薄层灰岩；奥陶系为罗雅楚山组(O1l)、花牛山群(O2-3H)和锡林柯博组(O2-3x)，罗雅楚山组岩性组合主要为长石石英砂岩、石英岩、硅质板岩，花牛山群由浅变质碎屑岩、碳酸盐岩和基性-酸性火山岩组成，锡林柯博组以黑色硅质岩为主，夹泥灰岩及砂岩凸镜体；志留系为黑尖山组(S1h)和公婆泉组(S2g)，黑尖山组主要为一套浅海相沉积的含炭质、硅质和钙质的泥灰质岩石地层，公婆泉组主要为一套海相中基性、中酸性火山岩夹大理岩。北山地区不同构造带中广泛发育前寒武以来不同时期的侵入岩，出露面积可达全区的1/3，岩体大多受区域构造控制，近东西向，呈岩基状、岩株状和岩脉状产出，约95%的侵入体为中酸性花岗岩类，主要岩石类型有二长花岗岩、花岗闪长岩、英云闪长岩和钾长花岗岩等。
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| 1.花牛山群三岩组；2.花牛山群二岩组；3.花牛山群一岩组；4.洗肠井群四岩组；5.洗肠井群三岩组；6.洗肠井群二岩组；7.奥陶纪似斑状花岗岩；8.奥陶纪闪长岩；9.泥盆纪正长花岗岩；10.三叠纪正长-二长花岗岩；11.三叠纪二长花岗岩；12.矿体；13.断裂；14.推测断裂；15.大理岩化灰岩；16.砂岩、变质砂岩；17.玄武岩；18.花黑滩钼矿。 图 1 北山造山带大地构造位置图(a)和花牛山铅锌矿矿区地质图(b) Fig. 1 Geotectonic location map of Beishan orogenic belt (a) and geological map of the Huaniushan Pb-Zn deposit (b) |
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矿区出露地层主要有南华系—震旦系洗肠井群(Nh-ZX)、中—上奥陶统花牛山群(O2-3H)，以及少量第四系(图 1)。其中洗肠井群分为二、三、四岩组：二岩组岩性以浅海相泥质岩石为主，岩性主要有变质砂岩、粉砂质板岩、绢云千枚岩等；三岩组以浅海相碳酸盐岩为主，岩性主要为大理岩与砂板岩互层；四岩组以变质砂岩、板岩和角岩为主。奥陶系花牛山群分为一、二、三岩组：一岩组为碎屑岩建造，岩性主要为黑云母角岩、粉砂质板岩、变质粉砂岩；二岩组为玄武岩建造，主要为一套海底喷溢的基性熔岩，岩性主要为蚀变细晶玄武岩和少量粒玄岩；三岩组岩性主要为细碎屑岩、泥灰岩、砂岩、透闪石大理岩、角岩及少量结晶灰岩。
矿区内构造复杂，东西向断裂控制了各矿段的展布和岩体分布，矿体受次一级断裂和裂隙构造控制。主要断裂包括花牛山—察喀尔呼都压扭性深大断裂、五井河隐伏断裂及花牛山北断裂。其中：花牛山—察喀尔呼都断裂呈EW向或近EW向舒缓波状展布，断面南倾，倾角70°~80°，断裂破碎带宽数米到数十米，发育断层角砾岩及糜棱岩化带，沿断裂带有大量以酸性岩为主的花岗岩侵入，在其两侧发育的次级断裂和裂隙控制了矿区内岩枝、岩脉及矿体的空间分布；五井河隐伏断裂呈近EW向舒缓波状，东西长约30 km，断面南倾，倾角65°~75°，断裂带内岩石破碎，局部发育构造角砾岩；花牛山北断裂为NW向扭性断裂，断面倾角较陡[10, 33]。近EW向花牛山—察喀尔呼都断裂是主要的控矿构造，控制了花牛山铅锌矿床的空间分布，三矿段产在该大断裂带附近，一、二矿段则受到次级断裂控制，矿体主要受层间裂隙构造控制，构造上断裂带越发育，则矿体分布越多、越密集。
矿区岩浆岩由奥陶纪—泥盆纪中酸性岩体和三叠纪酸性岩体组成，呈EW向条带状展布。三叠纪岩体是由同源岩浆分异、两次侵入的复合岩体，呈岩枝或岩株状侵入矿区地层中。其中：第一期以正长-二长花岗岩(238~228 Ma)序列为主，两者之间呈渐变关系，不具明显的岩相分带；第二期为正长花岗岩(227 Ma)，呈椭圆状岩株侵位于第一期花岗岩体中[1, 10]。此外，区内广泛发育中酸性岩脉，主要受EW向、NW向断裂和裂隙控制。主要为花岗斑岩脉、辉绿岩脉、闪长岩脉、花岗闪长岩脉等，岩脉或穿插地层，或平行于矿体产出，与矿体密切接触的是花岗斑岩脉。
花牛山铅锌矿床由3个矿段组成，其中：一矿段面积最大，约为3.5 km2，矿体主要赋存在南华系—震旦系洗肠井群(Nh-ZX)第三岩组大理岩化灰岩与砂板岩接触部位及层间破碎带(图 2)，多呈似层状，次为扁豆状、透镜状(图 3a)，走向延长10~400 m, 厚0.5~10 m，矿体走向多为70°，倾向北西，倾角50°~70°，随围岩产状变化而变化；二矿段与一矿段产状特征基本相同，面积约为0.5 km2；三矿段面积约为2 km2，矿体主要赋存在中—上奥陶统花牛山群(O2-3H)二、三岩组大理岩化灰岩与玄武岩接触面及层间破碎带中，矿体形态以囊状、脉状和柱状为主(图 3b)，沿走向延伸20~50 m，延伸达50 m，走向280°，倾向NE向，个别为NW向，倾角70°~75°，矿体中心多为块状矿石，边部过渡为浸染状矿石。
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| 1.南华系—震旦系洗肠井群三岩组；2.晚三叠世花岗岩；3.大理岩化灰岩；4.变质砂岩；5.钻孔及钻孔号；6.花岗斑岩脉；7.矿体。 图 2 花牛山铅锌矿一矿段三、四矿带15线剖面图 Fig. 2 Cross-section geological map of the Profile 15 in No.1, No.3 and No.4 ore block of Huaniushan Pb-Zn deposit |
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| a.一、二矿段似层状铅锌矿体；b.三矿段囊状铅锌矿体；c.一、二矿段块状闪锌矿-方铅矿-黄铁矿矿石；d.一、二矿段斑杂状闪锌矿-方铅矿-黄铁矿矿石；e.三矿段块状闪锌矿-方铅矿-黄铁矿-磁黄铁矿矿石；f.一、二矿段环带状黄铁矿被石英胶结；g.一、二矿段黄铜矿在闪锌矿中呈乳滴状；h.一、二矿段闪锌矿沿黄铁矿裂隙充填；i.三矿段方铅矿和黄铜矿沿磁黄铁矿裂隙充填；j.三矿段方铅矿交代闪锌矿；k.三矿段黄铜矿“病毒结构”。f—k.显微照片。Sp.闪锌矿；Gn.方铅矿；Py.黄铁矿；Po.磁黄铁矿；Ccp.黄铜矿；Qz.石英；Apy.毒砂。 图 3 花牛山铅锌矿产出特征及矿相照片 Fig. 3 Photos and micrograph of Pb-Zn mineralization from Huaniushan Pb-Zn deposit |
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矿区围岩蚀变较发育，由于三叠纪花岗岩浆期后热液沿构造破碎带活动，故近矿围岩发育硅化、矽卡岩化、黄(褐)铁矿化、大理岩化、绿泥石化等。金属硫化物主要有闪锌矿、方铅矿、黄铁矿和磁黄铁矿，其次有黄铜矿、毒砂、磁铁矿、褐铁矿、赤铁矿，含少量深红银矿、硫锑铅矿、银黝铜矿；脉石矿物主要为方解石和石英，矿石构造有块状构造、条带状构造、细脉浸染状构造和浸染状构造，由矿体中心到边部从块状向浸染状过渡(图 3c—e)。矿石结构有交代结构、半自形—自形粒状结构、半自形—他形粒状结构、包含结构、脉状交代结构、骸晶结构和乳滴状结构(图 3f—k)。根据野外穿插现象、矿物组合共生关系以及室内岩相学观察，该矿床由早到晚可划分为以下3个主要阶段；1)火山喷流(预富集)阶段(发育沉积状黄铁矿)；2)岩浆热液期早阶段(矿物共生组合为毒砂+黄铁矿)，毒砂为该阶段最早生成的矿物，表现为被粒状黄铁矿交代成骸晶结构，黄铁矿多呈半自形粒状，被后期生成的闪锌矿及方铅矿交代；3)岩浆热液期晚阶段(矿物共生组合为闪锌矿+方铅矿+磁黄铁矿+黄铜矿)，该阶段为矿床的主要成矿阶段，磁黄铁矿为该阶段最早生成的矿物，闪锌矿多呈半自形粒状，方铅矿交代，其中闪锌矿内可见黄铜矿的乳滴状结构。
2 样品及分析方法本次采集样品来源于花牛山铅锌矿一、二矿段和三矿段，原位微区主微量元素质量分数在武汉上谱分析科技有限责任公司利用LA-ICP-MS完成，详细的仪器参数和分析流程见文献[34]。GeolasPro激光剥蚀系统由COMPexPro 102 ArF 193 nm准分子激光器和MicroLas光学系统组成，ICP-MS型号为Agilent 7700e。激光剥蚀过程中采用氦气作载气、氩气为补偿气以调节灵敏度，二者在进入ICP之前通过一个T型接头混合，激光剥蚀系统配置有信号平滑装置[35]。本次分析的激光束斑和频率分别为32 μm和5 Hz。单矿物微量元素质量分数处理中采用玻璃标准物质NIST 610、NIST 612进行多外标无内标校正[36]，美国地勘局(USGS)的硫化物标准物质MASS-1作为监控标样验证校正方法的可靠性。每个时间分辨分析数据包括大约20~30 s空白信号和50 s样品信号。对分析数据的离线处理(包括对样品和空白信号的选择、仪器灵敏度漂移校正以及元素质量分数计算)采用软件ICPMS DataCal[36]完成。测试元素包括：Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ge、As、Se、Nb、Mo、Ag、Cd、In、Sn、Sb、Te、W、Pt、Au、Tl、Bi、Pb、Th和U。
3 分析结果花牛山铅锌矿一、二矿段及三矿段闪锌矿主要以黑褐色为主，其中Fe质量分数介于5.69 %~11.08 %之间，均值为7.44 %，低于10.00%，个别属于铁闪锌矿。本次对一、二矿段6件主成矿期闪锌矿矿石样品开展了15个测点的分析，对三矿段主成矿期闪锌矿5件矿石样品开展了17个测点的分析，微量元素测试结果见表 1、图 4。总体来说，花牛山铅锌多金属矿床闪锌矿微量元素组成具有以下特征：
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| 图 4 花牛山闪锌矿主微量元素质量分数直方图 Fig. 4 Histogram of major and trace elements for sphalerite |
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1) 富集Fe且变化范围较宽。一、二矿段Fe质量分数在6.20%~11.08%之间，均值为7.84%，三矿段Fe质量分数在5.69%~8.12%之间，均值为7.09%。
2) 富集Mn和Cd，Mn质量分数变化范围宽。一、二矿段Mn质量分数在0.22%~2.11%之间, 均值为0.97%，三矿段Mn质量分数在0.66%~1.25%之间，均值为0.99%；一、二矿段Cd质量分数在0.31%~0.46%之间, 均值为0.37%，三矿段Cd质量分数在0.49%~0.60%之间，均值为0.55%，三矿段较一、二矿段Cd质量分数更为富集。
3) 富集In。一、二矿段In质量分数在253.55×10-6~1 188.29×10-6之间, 均值为484.39×10-6，三矿段In质量分数在99.59×10-6~302.03×10-6之间，均值为226.84×10-6；一、二矿段质量分数略高于三矿段。
4) Pb、Cu和Ag质量分数变化大。除个别一、二矿段细脉状闪锌矿Pb质量分数高以外，Pb质量分数总体范围在0.11×10-6~2 314.64×10-6之间, 均值为395×10-6；Cu富集，Cu质量分数在0.01%~7.41%之间, 均值为0.09%，多数低于0.10%，个别异常高值可能是其中闪锌矿中黄铜矿“病毒”结构发育；一、二矿段Ag均值为27.19×10-6，三矿段Ag均值为4.61×10-6。
5) 含微量元素Sn、Sb。Sn质量分数在0.98×10-6~30.91×10-6之间, 均值为6.36×10-6；Sb质量分数在0.05×10-6~38.65×10-6之间, 均值为4.50×10-6。
6) 贫Ga、Ge和Ni。一、二矿段Ga质量分数均值为2.02×10-6，三矿段Ga质量分数均值为9.12×10-6；一、二矿段Ge质量分数均值为0.39×10-6，三矿段Ge质量分数均值为0.37×10-6；一、二矿段Ni质量分数均值为0.20×10-6，三矿段Ni质量分数均值为0.27×10-6。
(7) Tl和Bi元素质量分数大多低于0.10×10-6。
上述分析结果表明，花牛山铅锌金属矿床中闪锌矿以富集Fe、Mn、In、Cd、Cu等元素，贫Ga、Ge、Ni等元素为特征。
4 讨论 4.1 微量元素赋存状态LA-ICPMS对硫化物微量元素分析具有低的检测限，还能够获取元素随激光剥蚀深度的空间变化趋势，因此可以探讨微量元素的赋存状态[20-21, 27, 31]。Ga2+、Ge4+、Cd2+、In3+、Sb3+次外层有18个电子，构成方式与锌离子相似，Mn2+、Fe2+为性质与Zn2+相近的过渡型离子，由于具有相同的离子类型、相似的离子半径，因此可以类质同象代替Zn2+进入闪锌矿[37]。在LA-ICPMS时间分辨率剖面图(图 5)中，Fe、Mn、In、Cd、Cu均呈现平缓的直线，表明Fe、Mn、In、Cd、Cu是以类质同象的形式赋存于闪锌矿中[20]。研究[20, 38-39]表明，Fe和Zn可通过简单的阳离子交换(Zn2+↔Fe2+)进入闪锌矿的晶格。本次研究中，Fe和Zn质量分数呈负相关，一、二矿段相关系数(R)为0.57，三矿段R为0.96；表明Fe主要以替代Zn的形式进入闪锌矿的晶格。Cu和In一般受成对替代机制控制(2Zn2+↔Cu++In3+)[39]，本次实验中，一、二矿段Cu和In相关性并不明显，R为-0.19，三矿段R为-0.46，岩相学观察中，闪锌矿中存在黄铜矿(CuFeS2)的“病毒”结构；表明Cu和In确实以类质同象的形式赋存在闪锌矿中，但对闪锌矿进行分析时受到了黄铜矿包体的影响，使Cu质量分数变化大，导致相关性不明显。此外，Ag、Pb在剖面图中呈现较大波动，表明这两种元素以显微包裹体的形式赋存于闪锌矿中，前人在背散射图像中观测到深红银矿(Ag3SbS3)独立矿物[10]，以及闪锌矿中存在方铅矿独立包裹体(图 3g、3k)，均证明Ag和Pb是以显微包裹体的形式存在于闪锌矿中。
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| 图 5 闪锌矿LA-ICP-MS时间分辨率剖面图 Fig. 5 Representative time-resolved depth profiles for sphaleriteanalysed by LA-ICP-MS |
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已有研究表明，随着成矿温度由高到低的变化，闪锌矿中的微量元素会呈现出有规律的变化。例如，高温条件下，离子活动性增强，离子半径相近的类质同象代替容易进行，故高温形成的闪锌矿相对富集Fe、Mn、In、Se和Te等元素，低温闪锌矿富Cd、Ga、Ge [40-41]。本矿床闪锌矿均相对富集Fe、Mn、In(其中In质量分数较高(一、二矿段和三矿段均值分别为484.39×10-6和226.84×10-6)，远高于低温铅锌矿床(滇西勐兴[42]，均值为0.17×10-6；扬子北缘马元，均值为0.09×10-6)，高于中温铅锌矿床(云南老厂[26]，均值为196×10-6)，类似于中高温矿床(内蒙古黄岗梁[30]，均值为483×10-6；河南中鱼库[43], 均值为318×10-6))，指示矿床形成于中—高温形成环境。
除此之外，Ga/In值和Zn/Cd值可用于判断矿床形成温度：当Ga/In＜0.01、Zn/Cd＞500时，为高温条件(＞300 ℃)；当Ga/In值为0.01~5.00、Zn/Cd值介于100~500时，为中温条件(200~300 ℃)；当Ga/In值为1.0~100、Zn/Cd＜100时，为低温条件(＜200 ℃)[17, 37, 44]。结果表明：一、二矿段Ga/In值为0.001~0.020，三矿段Ga/In值为0.018~0.144；一、二矿段闪锌矿Zn/Cd值为122~174，均值为156，三矿段闪锌矿Zn/Cd值为92~118，均值为104。以上均指示矿床为中温形成环境。
闪锌矿的颜色也能在一定程度上反映出形成温度的高低，中高温热液矿床中温阶段和中温热液矿床较高温阶段，闪锌矿的颜色一般是黑色、黑褐色，其含Fe2+离子较多[45]。本矿床3个矿段闪锌矿为黑色—深褐色，Fe质量分数值范围为5.69%~11.08%，指示其形成于中—高温环境。
前人曾对该矿床开展过流体包裹体测温实验[9]，得出岩浆热液期石英均一温度峰值为276~362 ℃，而闪锌矿由于均一温度过高未能测出。此外，张铭杰[46]对闪锌矿成因矿物学研究也表明其形成于高温条件。综上，结合闪锌矿颜色、微量元素质量分数及比值的判断，表明花牛山铅锌矿床闪锌矿形成于中高温条件。
4.3 矿床成因类型闪锌矿中的微量元素，如Fe、In、Ga、Cd等大多为亲硫元素，主要以类质同象形式置换主元素Pb、Zn和S。它们在矿物中置换主元素的量，受元素浓度、温度、压力及pH值制约，因此可以利用微量元素特征判断铅锌矿床成因[47]。
前人[23]总结发现，不同类型铅锌矿富集微量元素呈现出差异，矽卡岩型矿床富集Co、Mn，同生沉积块状硫化物矿床富集In、Sn和Ga，密西西比河谷(MVT)型矿床富集Ge、Cd、Tl和As，热液脉型铅锌(银)矿床富集Mn、Sn，以较高Fe、Pb、Cu、Sb和低Ni质量分数为特征，富集In、Ga、Ge等分散元素[48]。本矿床以富集Fe、Mn、In等元素，贫Ga、Ge、Ni等元素为特征，与兰坪李子坪[17]、贵州天桥[18]、贵州习水洞子沟[19]、四川天宝山[27]、陕西马元[28]等MVT型铅锌矿床的微量元素质量分数特征呈现出显著差异；而与云南都龙[49]，内蒙古黄岗梁[30]、内蒙古孟恩陶勒盖[50]、豫西赤土店[51]等以岩浆热液为主导的铅锌矿床特征呈现出相似性。此外，本矿床闪锌矿Cd较为富集，比一般岩浆热液矿床(云南都龙，均值为1 625×10-6；豫西赤土店，均值为3 429×10-6)富集程度略高，但低于典型的MVT型矿床(四川天宝山，均值为7 227×10-6；滇西勐兴，均值为5 976×10-6)，暗示着成矿流体在运移过程中活化萃取了围岩中的Cd，同贵州都匀牛角塘富Cd铅锌矿床形成机制相似[52]。
Tl作为分散元素，主要在低温闪锌矿中富集，能够有效地判断层控型和岩浆热液型铅锌矿床[38, 51]。岩浆热液型矿床闪锌矿中Tl的质量分数<6×10-6，层控铅锌矿床中为28×10-6 [51, 53]，本矿床一、二矿段Tl质量分数均值为0.03×10-6，三矿段Tl质量分数均值为0.01×10-6，均属于岩浆热液型。
不同成因类型矿床中闪锌矿的Cd质量分数变化不大，介于0.2%~1.0%之间，通过Cd/Fe和Cd/Mn值也可以明确区分与岩浆热液活动有关的层控/沉积型铅锌矿床，前者Cd/Fe和Cd/Mn值分别小于0.1和5.0；后者比值分别大于1和10[51]。研究区一、二矿段Cd/Fe和Cd/Mn均值分别为0.05和0.63，三矿段均值分别为0.08和0.57，也证明3个矿段均倾向于岩浆热液活动有关的类型。此外，在微量元素判别图(图 6)中，3个矿段均落在了岩浆热液型铅锌矿床范围内，表明该矿床3个矿段均属于岩浆热液型。
前人[6-7]依据矿体赋存特征，将本矿床定为喷流(火山喷流)-沉积型矿床，本次调研发现，矿体底部未见角砾状和网脉状矿，矿体均发育在岩性界面及层间破碎带中。对花牛山地区岩石元素测量数据表明，其空间分布形成一定的矿化分带，岩体内接触带以W、Sn为主，外接触带以Mo、W、As、Pb、Ag为主，距岩体500~1 000 m地段，发育以Pb、Zn、Ag、Mn为主的中低温热液元素组合；距岩体3 000~4 000 m地段，出现As、Sb、Bi、Ag、Au等低温元素组合。流体包裹体研究显示主成矿温度峰值为276~362 ℃，盐度介于10.23 %~21.11%，属中高温、中等盐度流体，显示岩浆流体特征[7]。成矿物质来源，原位S同位素显示双峰式分布，一、二矿段δ34S为负值(介于-9.37‰~-4.88‰)，可能为混源硫，三矿段为正值(介于1.93‰~4.13‰)，表明矿石硫主要来自花岗岩浆，原位Pb同位素均显示其与岩浆作用关系密切，具有深部来源特征(项目未发表数据)，与前人测得矿段三叠纪正长花岗岩中钾长石Pb同位素落在相同区域[10]，表明3个矿段Pb来源均与矿区三叠纪岩体关系紧密。综上，该矿床3个矿段均属于同一岩浆热液成矿系统，空间上产于岩体外接触带，受到区域性大断裂及EW向次级断裂控制，导致赋矿围岩不同。
综合矿床地质特征及闪锌矿微量元素地球化学特征，认为花牛山铅锌矿床成因类型属于中高温岩浆热液型。
5 结论1) 花牛山铅锌矿床闪锌矿以富集Fe、Mn、In、Cd、Cu等元素，贫Ga、Ge、Ni等元素为特征，其中Mn、Fe、In、Cd、Cu以类质同象的形式赋存于闪锌矿中，Ag、Pb以显微包裹体的形式赋存于闪锌矿中，微量元素特征指示其形成于中高温环境。
2) 闪锌矿微量元素组成特征与岩浆热液为主导的矿床(都龙、黄岗梁、孟恩陶勒盖、赤土店)类似，闪锌矿Tl元素质量分数以及Cd/Fe和Cd/Mn值均显示岩浆热液类型，微量元素判别图中也落入岩浆热液区域。结合矿床地质特征、闪锌矿微量地球化学特征，认为该矿床成因类型属于中高温岩浆热液型。
致谢: 顾雪祥教授和章永梅副教授对本文岩相学观察以及实验数据解释进行了指正，赵凯培和柳志华同学对本文文字表述进行了润色，在此一并致谢。
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