陕西省略阳县陈家坝铜铅锌多金属矿床是近几年新发现的矿床，其位于勉(县)-略(阳)-阳(平关)“三角区”(图 1)的核心部位，具有典型的地质特征和较好的找矿潜力，因而广受关注。自20世纪60年代开始至今，西北有色地质勘查局711总队在陈家坝矿区相继开展了地质填图、物化探测量、槽探及钻探等基础地质工作。区域上同属陈家坝-铜厂-徐家坝铜多金属成矿带且与古火山作用有关的大、中型铜铅锌金多金属矿床研究程度较高，包括铜厂、徐家沟、东沟坝、徐家坝等矿床。前人对这些矿床的地质特征、成矿流体特征、成矿物质特征、成矿时代、控矿构造、矿床类型等进行了大量的研究(李福让等，2009；丁振举等，1998；叶霖等，1997；叶霖和刘铁庚，1997；韩润生等, 2000a, 2000b)，但是对研究区矿床成因方面的工作则未见有报道。矿床成因研究可丰富勉略阳三角地区成矿理论研究成果，为后期找矿勘探提供技术支撑。本文结合矿物学和同位素地球化学研究，试图对该矿床成因的理论研究提供佐证。

矿物的微量元素组成在反映流体的来源、氧化还原态(Maslennikov et al., 2009)、成矿温度(田浩浩等，2015)以及示踪元素在矿物和流体相之间的分配规律等成矿信息和成矿作用过程中取得了大量的成果(Reich et al., 2013)。尤其是硫化物中的微量元素含量或配对元素比值的变化可以指示矿床成因类型(Ye et al., 2011)。本文以陈家坝矿区北矿带中的硫化物为研究对象，在野外调查和室内综合研究的基础上，以期对矿床成因加以约束。

1 矿床地质特征 1.1 地层

矿区出露地层由下至上为中上元古界碧口岩群郭家沟组、东沟坝组、下震旦统雪花太坪组。郭家沟组第三岩段(Pt_2-3g₃²)主要分布于矿区南部的超基性岩带南侧，岩性为千枚岩、炭质板岩；东沟坝组中岩段(Pt_2-3d²)为一套海相喷发的火山-沉积建造，在矿区出露最为广泛，分布于矿区中部和北部，走向北东，倾向北西，局部南倾，倾角40°~90°。岩性以角斑岩、角斑质凝灰岩、石英角斑岩为主，夹杂硅化白云岩、含铁碳酸盐岩、泥质、炭质板岩薄层；其次有雪花太坪组上岩段(Z₁xh³)，岩性主要为白云岩。与成矿关系密切的地层主要为东沟坝组石英角斑岩和雪花太坪组白云岩，东沟坝组为区内主要矿源层位。

1.2 构造

矿区断裂构造十分发育，主要以横贯矿床东西的杨家岭-屋基坪构造破碎带和北西向麻柳铺-方家坝区域断裂(图 2)为主。杨家岭-屋基坪破碎带长2.5 km以上，宽10~60 m，走向北东，为后期形成的破碎带，石英角斑岩、角斑岩、白云岩和炭质板岩均遭其破坏。麻柳铺-方家坝区域断裂从研究区中南部穿过，区内长3 000 m，宽为20~50 m的破碎带，切穿了包括郭家沟岩组第三岩段、东沟坝组中岩段和雪花太坪组上岩段在内的所有岩性层，总体产状倾向北西，北东向断裂与北西向麻柳铺大断裂的结点附近是矿体富集的有利部位，北东向断裂与北西向麻柳铺大断裂为本区主要控矿构造。

1.3 矿体及矿石特征

陈家坝铜铅锌多金属矿床目前圈定有北、中、南三条矿化蚀变带(图 2)，共有矿体12条，各矿体在矿化蚀变带内平行展布，产状与矿化蚀变带基本相同。其中2号矿体位于中矿化蚀变带内，是矿区目前勘查程度最高、规模最大、经济价值最高的矿体。矿体赋存于石英角斑岩下部及硅化白云岩中，与围岩产状基本一致，总体走向近东西，倾向北或北西，倾角65°~90°，呈层状、似层状产出。矿石品位较高，铜品位单样最高4.24%，均值为0.50%，锌品位单样最高14.84%，均值为1.29%，铅品位0.34%~1.90%。

矿石结构构造类型主要为脉状、网脉状和交代结构，浸染状构造，此为热液成矿作用的典型标志(曹毅等，2016)。矿石矿物主要为金属硫化物，以黄铁矿、黄铜矿、闪锌矿和方铅矿(图 3a)为主；脉石矿物主要有白云石、绢云母、方解石、绿泥石、重晶石和石英(图 3b)。矿石矿物中黄铁矿含量较高，多呈自形-半自形粒状(图 3c)和浸染状，常见黄铜矿、闪锌矿交代黄铁矿(图 3d)，使黄铁矿呈不规则形态残留而呈交代残留结构；黄铜矿呈脉状交代黄铁矿(图 3e)；闪锌矿呈它形细粒、浸染状，或呈脉状分布在黄铜矿中(图 3f)；方铅矿为浅灰色，多与闪锌矿共生分布于硅化白云岩裂隙中(图 3a)。综上，矿物生成顺序为：黄铁矿→黄铜矿→闪锌矿、方铅矿。

1.4 围岩蚀变

矿床发育广泛的围岩蚀变，蚀变类型有绢云母化、褐铁矿化、硅化、碳酸盐化(方解石化、白云石化)、黄铜矿化、闪锌矿化、方铅矿化、重晶石化和黄铁矿化等(图 3)。其中硅化、绿泥石化、黄铁矿化与铜铅锌矿化关系极其密切，这是找矿的明显标志。

2 样品及分析测试方法

用于分析测试的样品均采自钻孔深部。黄铜矿、黄铁矿、闪锌矿的挑选是在河北省廊坊区域地质调查研究院完成。硫同位素分析由中国科学院地球化学研究所矿床地球化学国家重点实验室承担，用MAT230C同位素质谱仪，采用连续流进样方式对硫化物样品进行硫同位素分析，硫同位素结果采用CDT标准，用δ³⁴S表示，分析精度0.1‰。

黄铁矿微量分析由中国科学院地球化学研究所矿床地球化学国家重点实验室的激光剥蚀等离子质谱实验室承担，使用型号为ELAN DRC-e的四级杆型电感耦合等离子体质谱仪测试黄铁矿稀土元素和微量元素含量。

3 分析结果 3.1 黄铁矿微量元素

陈家坝铜铅锌多金属矿床黄铁矿微量元素ICP-MS测试结果见表 1。由表 1可见，部分亲铜、亲铁元素(Bi、Ag，As、Co、Ni)和成矿元素(Cu、Ag、Pb、Zn)的含量通常都比较高，Ag的含量值相对稳定，为5.08×10^-6~18.6×10^-6，As为64.73×10^-6~157.04×10^-6，基本分布于仪器检测限之上，Li、Nb、Sb、Ga、Cs、Dy等元素的含量较低。与大陆上部地壳(韩吟文等，2003)相比(表 1)，该矿床黄铁矿中Co、Ni、Pb、W、Cu、Zn、Bi、Cd、Mo的富集系数(富集系数为某元素在黄铁矿中的平均含量与大陆上部地壳平均含量的比值)均大于2，为强富集元素，其中Cu的含量最高，为831.08×10^-6~3536.17×10^-6。Ga、Rb、Sr、Y、Zr、Ba、Hf、Th、U的富集系数 < 1，则为贫化元素。这种贫化现象可能与断裂带中有较大体积的流体通过、造成这些元素淋失有关，而水岩反应导致的岩石体积增加也使这些元素含量相对减小(华仁民等，2002)。黄铁矿中Cu、Ag、Pb、Zn、Co、Ni等元素富集可能反映了成矿流体中富集成矿元素的特征(李厚民，2004)。

3.2 硫同位素

陈家坝铜铅锌多金属矿床金属硫化物硫同位素测试结果见表 2。由表 2可见，12件金属硫化物δ³⁴S值为4.88‰~8.90‰，极差4.02‰，均值为7.37‰，呈阶梯式分布(图 4)，且绝大多数介于6.0‰~9.0‰。其中，5件黄铜矿的δ³⁴S值为4.88‰~7.35‰，极差为2.47‰，均值为6.23‰；6件黄铁矿的δ³⁴S值为7.82‰~8.9‰，极差为1.08‰，均值为8.40‰；1件闪锌矿的δ³⁴S值为6.92‰。

4 讨论 4.1 成矿温度

因为矿床形成条件和地质背景的多样性，不同类型矿床某些硫化物中的微量元素含量或比值具有较大的差异性，这主要与矿床形成时的压力、温度等条件有关。黄铁矿产于多种成因类型的矿床中，其Co、Ni含量对成矿温度具有一定的指示意义，Co含量越大，矿物形成温度越高(盛继福等，1999)。一般低温型黄铁矿的Co含量低于100×10^-6，中温型黄铁矿的Co含量为100×10^-6~1000×10^-6，高温型黄铁矿的Co含量高于1000×10^-6(梅建明，2000)。陈家坝矿区黄铁矿的Co含量为54.8× 10^-6~165.02×10^-6，说明本区黄铁矿成矿温度不高，可能形成于中低温环境。

4.2 成矿流体来源

由于Y和Ho常具有相同的地球化学性质(叶霖等，2012)，其Y/Ho值在许多地质过程中，并不发生改变(Shannon，1976)，因此常被用于研究成矿流体特征(张政等，2016)。矿区黄铁矿的Y/Ho值为5.5~42.0，均值22.42，变化范围较大，与现代海底热液的Y/Ho值范围相差较大(图 5)，主体与矿区的石英角斑岩很相似，反映有岩浆流体参与成矿。

4.3 硫的来源

硫同位素是成矿物质来源、成矿流体迁移过程及矿床成因的灵敏指示剂(Ohmoto and Rye, 1979)，常用于研究员成岩成矿作用的物理化学条件和硫的来源(周小栋等，2015)。由表 2可知，金属硫化物的δ³⁴S值为4.88‰~8.90‰，落在内陆海硫酸盐、大气圈降水硫酸盐及陆地水硫酸盐范围内(图 6)，说明其硫源可能来自卤水硫酸盐。黄铜矿的δ³⁴S值(4.88‰~7.35‰)小于黄铁矿δ³⁴S值(7.82‰~8.9‰)，矿物中δ³⁴S值的含量大小顺序与硫化物结晶时的δ³⁴S富集顺序基本一致(陈俊和王鹤年，2004)，表明陈家坝铜铅锌矿床成矿流体中硫化物间的硫同位素总体达到平衡。

矿区金属硫化物的δ³⁴S值为正值，明显富集重硫同位素，且变化范围不大，表现为海水硫酸盐特征(匡文龙等，2015)。热液叠加改造作用加强，使轻的同位素优先活化转移，从而硫同位素发生平衡分馏，相对富含³⁴S(袁见齐等，1985)。综合分析可知，矿床硫源并不单一，是由卤水硫酸盐与海水硫酸盐混合组成。

4.4 矿床成因

黄铁矿产于许多成因类型的矿床中，对于黄铁矿的微量元素研究多集中在矽卡岩型铅锌(铜、钼)矿床和斑岩型铜、钼矿床，部分侧重VMS型铜铅锌矿床(Revan et al., 2014)。由于形成时的物理化学条件的不同，黄铁矿在成分、构造和特性方面存在较小的差异，Co、Ni同属铁族元素，地球化学行为极为相似。

前人研究显示(Thomas et al., 2011)，沉积成因黄铁矿的Co/Ni < 1，岩浆成因黄铁矿的Co/Ni值多大于5，岩浆热液成因黄铁矿的Co/Ni值介于1~5之间，变质热液成因黄铁矿的Co/Ni值更接近沉积成因的黄铁矿(一般 < 1)；与火山岩有关的矿床中黄铁矿的Co、Ni含量较高，其Co/Ni值一般都大于5。本矿床中黄铁矿的Co含量高(平均含量为115.67×10^-6)而Ni含量(均值为42.77×10^-6)，1.29 < Co/Ni < 5.95，均值为3.2，主要落于岩浆热液成因的黄铁矿范围内。结合矿石结构构造特征表明(图 3b、3d、3e、3f)，黄铁矿受后期热液交代影响严重。部分黄铁矿Co/Ni=5.95＞5，是继承了早期火山成因黄铁矿(5 < Co/Ni < 50，均值为8.7)发育而成。已有研究指出(王瑞廷等，2004；丁坤等，2017)，铜厂矿田存在碧口群海相火山活动及相关成矿事件，陈家坝矿床铜铅锌块状硫化物矿体的形态、产状与围岩基本保持一致，呈似层状、透镜状，成群成带产出，是陈家坝矿床海底火山喷流沉积交代作用的产物。综合矿床地质特征、黄铁矿微量元素分析及硫化物硫同位素分析，认为该矿床为非典型VMS矿床，属于海底火山喷流沉积-改造型矿床。

5 结论

(1) 黄铁矿中Cu、Pb、Zn、Ag、Au等成矿元素富集，Ga、Rb、Sr、Y、Zr、Ba、Hf、Th、U等元素含量低，反映了成矿元素中富集成矿流体；黄铁矿的Y/Ho值与石英角斑岩较为相似，指示岩浆流体参与成矿。

(2) 陈家坝铜铅锌矿床的成矿流体的硫同位素已达分馏平衡，硫主要由卤水硫酸盐与海水硫酸盐混合组成。

(3) 该矿床成矿温度为中低温，属于海底火山喷流沉积-改造型矿床。

致谢: 感谢西北有色地质勘查局七一一总队在野外工作过程中给予的帮助。