曹丽 易立文 谢炳庚

摘  要：肯德可克矿床是祁漫塔格成矿带最重要的铁多金属矿床之一。前人对肯德可克矿床的地质特征、地球化学特征、成矿年代与物质来源以及成因进行了研究，但对于成矿类型与成矿环境存在不同的认识。肯德可克矿床中的黄铁矿、黄铜矿、磁铁矿、磁黄铁矿、闪锌矿和方铅矿电子探针分析结果表明，黄铁矿与磁黄铁矿均富Co贫Ni，且磁黄铁矿以单斜磁黄铁矿为主;黄铜矿、闪锌矿与方铅矿硫含量较高，且早期磁铁矿较晚期磁铁矿更富集MnO、TiO2。综合各矿物标型特征认为，肯德可克矿床为具矽卡岩型和热液型特征的中低温矿床。

关键词：标型特征;矿床成因;成矿温度;肯德可克矿床

肯德可克多金屬矿床位于东昆仑西段祁漫塔格山与柴达木盆地的交界地带，是一个以铁矿为主伴生铜、铅、锌、银、铋、金的多金属矿床，也是近些年来祁漫塔格地区发现的最有价值的矿床之一[1]，已有调查工作表明肯德可克铁多金属矿床铁、金、钴等资源的储量分别可达1×109 t、10t、2×104 t。有学者选取肯德可克矿床二长花岗岩、英安质熔结凝灰岩、正长花岗岩等进行LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素测年，获得矿床成岩年龄集中在220～230 Ma[2-5]，厘定岩体形成时代为晚三叠世早期。

前人对肯德可克矿床的研究集中在流体包裹体化学特征、主量与微量元素和稀土元素地球化学特征、全岩硫、铅同位素分析等方面，但由此得出的成矿温压条件与成因类型认识并不一致：张绍宁、黄敏先后测得包裹体均一温度为240℃～520℃和80℃～350℃;而关于肯德可克矿床成因类型目前存在火山-热液型、矽卡岩型、热水沉积-叠加改造型、Sedex型等不同观点[4-15]。针对肯德可克矿床成矿环境与成因类型并未形成统一认识这一现状，本文对肯德可克矿床的主要金属矿物（黄铁矿、黄铜矿、磁铁矿、磁黄铁矿、闪锌矿和方铅矿）进行电子探针测试，通过分析矿物的标型特征，研究成矿温度及成矿类型。

1  区域地质背景

祁漫塔格成矿带由阿尔金构造带、东昆仑构造带与柴达木地块交汇拼贴形成（图1），处于古亚洲构造域和特提斯构造域结合部位[16]，西以青海新疆省界为界，东达青海乌图美仁乡，南越那陵格勒河，北抵柴达木盆地，总体呈NW向展布。区内发育有自古元古界到新生界不同时代的地层，不同时代碎屑岩、碳酸盐岩和火山岩组合为矿床的形成提供了有利的赋矿围岩[17]。区内褶皱以NWW向复式背向斜构造为主[18]，断裂构造主要有NW向和NE向断裂。NW向断裂包括昆南断裂、昆中断裂、黑山-那陵格勒河断裂和昆北断裂，NE向断裂主要有阿尔金断裂（图1），构成呈NWW向展布的条带状构造格局，控制成矿带矿体分布。

2  矿床地质特征

肯德可克矿床位于祁漫塔格弧后裂陷构造带中，主要出露地层有奥陶—志留系滩间山群、上泥盆统牦牛山组、石炭系和第四系（图1）。矿区发育有EW向断裂、NE向及NNW向3组断裂，矿区内岩浆岩发育较少，仅有小规模的石英正长斑岩和闪长岩出露。钻孔资料表明，矿区深部存在闪长玢岩、二长闪长角砾熔岩发育[1，4]。

肯德可克矿床矿石类型复杂，包括铁矿石、铜矿石、铅锌矿石、钴铋金矿石、钼矿石等。金属矿物以磁铁矿、黄铁矿、黄铜矿、磁黄铁矿、闪锌矿、方铅矿为主，微量毒砂、自然金、自然铋;脉石矿物有石英、透辉石、石榴子石、方解石、绿泥石等。矿石构造多为团块状、浸染状、乳滴状。围岩蚀变以与铁、锌矿化相关的矽卡岩化、碳酸盐化和硅化为主。

根据矿物穿插关系和共生组合及矿物标型特征研究，将肯德可克矿床成矿作用分为沉积成矿期、变质成矿期和表生氧化期3个阶段（表1）。

3  采样与测试

本次实验样品均采自肯德可克矿床的矿石样品，切片工作由廊坊诚信地质服务公司完成，测试工作在中南大学地球科学与信息物理学院电子探针实验室完成。实验所用仪器为德国Leica DM2500P偏光显微镜和日本岛津公司EPMA-1720型电子探针。电子探针实验条件为：加速电压20 kV，电流15 nA，束斑直径为1 μm，仪器检测限为0.01%～0.05%。测试矿物包括磁铁矿、黄铁矿、磁黄铁矿、黄铜矿、闪锌矿和方铅矿，采用ZAF校正法。

4  矿物成分标型特征

本文对21件矿物薄片进行镜下观测与电子探针测试，结果见图2和表2。样品中金属矿物以淡黄色半自形-自形状黄铁矿居多，粒径一般较大，部分颗粒较小的黄铁矿和少数黄铜矿出溶于块状或浸染状乳黄色微带粉褐色的磁黄铁矿中（图2a-c）;闪锌矿-方铅矿-黄铜矿组合为肯德可克矿床主要矿物共生组合之一（图2-f）。此外，磁铁矿多与黄铁矿伴生，并可分为呈致密块状的早期磁铁矿与呈浸染状产出的晚期磁铁矿（图2-e）。

黄铁矿Fe、S含量分别为45.88%～46.42%、50.54%～51.89%，S/Fe原子比为1.91～1.97，Fe、S含量均较理论值低，体现出肯德可克矿床黄铁矿Fe，S均较亏损，且S的亏损程度大于Fe。As含量偏高，为0.19%～0.82%;Co，Ni含量分别为0.05%～0.22%和0%～0.01%，表现出明显的富Co贫Ni特征。磁黄铁矿分子式为Fe0.84S-Fe0.9S，Fe原子百分比为45.78%～47.37%。另一方面，单斜磁黄铁矿Fe原子含量（46.5%～47%）较六方磁黄铁矿低[19]，电子探针数据显示，82%测点铁原子百分比小于47%，故肯德可克矿床磁黄铁矿以低温条件下形成的单斜磁黄铁矿为主。对比早晚期磁铁矿电子探针数据发现，早期磁铁矿相对富集MnO、Al2O3、TiO2，晚期磁铁矿相对较贫MnO、Al2O3与TiO2。黄铜矿Cu、Fe、S含量理论值分别为34.56%、30.52%和34.92%，肯德可克矿床Cu含量为32.31%～33.66%，明显贫铜，Fe含量为29.08%～30.66%，略为亏损，S含量为34.1%～35.12%，明显富硫。闪锌矿Zn含量（63.08%～65.11%）较理论值67.1%出现明显亏损，S含量为32.84%～32.89%，接近理论值;电子探针数据分析发现，Zn-Fe与Zn-Mn均存在负相关关系，表明Fe、Mn均可类质同象替换Zn进入闪锌矿。方铅矿S含量均值为14.42%，Pb为83.39%～84.68%，低于理论值86.6%，明显贫Pb。

5  讨论

5.1  成矿环境

周学武等研究表明w（Fe）/w（S+As）值与黄铁矿成矿深度有较好的相关性[20]，相关系数为0.878。肯德可克矿床黄铁矿w（Fe）/w（S+As）均值为0.889，成矿于中-浅成环境。低温元素As很难在高温条件下替换S [21]，肯德可克矿床黄铁矿Fe与S含量都较理想值低，As含量0.19%～0.82%，反映黄铁矿成矿温度不高，且沉淀过程中有较多杂质元素以类质同象进入黄铁矿。黄铜矿成矿温度高于200 ℃时，S不足，（Fe+Cu）/S值大于1.875[22]。肯德可克礦床仅21%黄铜矿测点（Fe+Cu）/S值大于1.875，反映肯德可克矿床黄铜矿成矿于低温环境。

六方磁黄铁矿存在于高温环境，缓慢降温时六方磁黄铁矿先以黄铁矿形式出溶，硫充足的条件下有单斜磁黄铁矿生成;而快速降温条件下，硫没有充足时间以黄铁矿出溶，故温度降至254℃以下时会有单斜磁黄铁矿出溶[23]。肯德可克矿床磁黄铁矿以单斜磁黄铁矿为主，同时伴生有黄铁矿，表明肯德可克矿床可能经历了快速降温的过程，磁黄铁矿处于254℃左右的六方磁黄铁矿+黄铁矿+单斜磁黄铁矿交生区（图3）。

5.2  矿床成因类型

Bralia提出Co/Ni<1一般代表沉积成因的黄铁矿[25]，Co/Ni>1通常被认为是热液作用的结果。黄铁矿样品富Co贫Ni，Co-Ni关系反映其形成受岩浆热液影响（图4-a）。同时As含量较高，与矽卡岩-热液黄铁矿特点吻合（图4-b），再次证实黄铁矿的形成受热液控制。此外，Zhang统计不同类型矿床方铅矿化学成分，提出Bi含量对矿床成因的指示意义，肯德可克方铅矿lnBi为4.25～9，与岩浆热液矿床方铅矿中lnBi大于3.5一致[26]。

在磁铁矿TiO2-Al2O3-（MgO+MnO）与TiO2-Al2O3-MgO成因判别图解中，早晚期磁铁矿显示一致的过渡特征：TiO2-Al2O3-（MgO+MnO）判别图指示岩浆型磁铁矿向矽卡岩型磁铁矿连续过渡的特征，TiO2-Al2O3-MgO判别图表现出超基性-基性岩浆磁铁矿向沉积变质-接触交代磁铁矿连续过渡的特征（图5），由此认为早期磁铁矿形成与岩浆热液密切相关，晚期磁铁矿与后期热液交代作用有关。

闪锌矿样品绝大部分测点Mn含量小于0.15%，这是岩浆热液型、斑岩型矿床闪锌矿的标志[26]。但近一半样品Fe含量小于5%，表明成矿过程较复杂。对Shen C[31]等获取的典型矽卡岩矿床、岩浆热液型矿床、层控成因矿床闪锌矿电子探针数据作FeS-MnS-CdS三元图（图6），可看出肯德可克矿床闪锌矿具矽卡岩型与岩浆热液型矿床特征。肯德可克矿床闪锌矿的Zn/Cd比值有重要标型意义：火山沉积型矿床的闪锌矿Zn/Cd值达到417～531，热液矿床中Zn/Cd值较低（104～214）[32]，VHMS型矿床Zn/Cd值为290～417[33]。肯德可克矿床闪锌矿样品Zn/Cd值为191.87～313.04，超2/3测点与热液矿床Zn/Cd值吻合，表明具有热液矿床的特征。

6  结论

（1） 肯德可克矿床主要成矿于中低温环境，经历了快速降温过程。

（2） 黄铁矿与磁黄铁矿均富Co贫Ni，结合闪锌矿Fe-Cd-Mn关系与方铅矿Bi含量特征，认为矿床具矽卡岩型和岩浆热液型矿床的特征;早晚期磁铁矿电子探针数据分析结果表明，肯德可克矿床具有从岩浆热液型矿床向矽卡岩型矿床过渡的特征。

致谢：野外样品采集工作、光薄片鉴定和电子探针分析得到中南大学地球科学与信息物理学院老师与研究生师兄师姐的指导与帮助，承蒙审稿专家审阅并给予宝贵意见，在此一并致以衷心的感谢。

参考文献

[1]    黄敏，赖健清，马秀兰，等.青海省肯德可克多金属矿床地球化学特征与成因[J].中国有色金属学报，2013.23（9）：2659-2670.

[2]    奚仁刚，校培喜，伍跃中，等.东昆仑肯德可克铁矿区二长花岗岩组成、年龄及地质意义[J].西北地质，2010，43（4）：195-202.

[3]    肖晔，丰成友，刘建楠，等.青海肯德可克铁多金属矿区年代学及硫同位素特征[J].矿床地质，2013，32（1）：177-186.

[4]    潘晓萍，李荣社，于浦生，等.祁漫塔格地区肯德可克铁钴多金属矿围岩时代及其意义[J].岩石矿物学杂志，2013，32（1）：53-62.

[5]    张明玉，丰成友，王辉，等.东昆仑祁漫塔格地区晚三叠世正长花岗岩岩石成因及构造意义[J].岩石矿物学杂志，2018，37（2）：197-210.

[6]    张绍宁.青海肯德可克铁金多金属矿床特征、成因及找矿预测研究[D].中南大学，2005.

[7]    黄敏.青海省肯德可克多金属矿床特征及成因分析[D].中南大学，2010.

[8]    张雨莲，贾群子，宋忠宝，等.青海省祁曼塔格几个铁矿床磁铁矿的标型特征和地质意义[J].矿床地质，2012，31（1）：169-170.

[9]    易立文.青海祁漫塔格成矿带铁多金属矿磁黄铁矿成因矿物学[C].中国矿物岩石地球化学学会.中国矿物岩石地球化学学会第15届学术年会论文摘要集（3）.中国矿物岩石地球化学学会：中国矿物岩石地球化学学会，2015：177-178.

[10]  陶诗龙，赖健清，黄敏，等.青海祁漫塔格肯德可克多金属矿床硫、铅同位素特征及成因意义[J].地质找矿论丛，2016，31（2）：182-189.

[11]  潘彤，孙丰月.青海东昆仑肯德可克钴铋金矿床成矿特征及找矿方向[J].地质与勘探，2003，39（1）：18-22.

[12]  李宏录，刘养杰，卫岗，等.青海肯德可克铁、金多金属矿床地球化学特征及成因[J].矿物岩石地球化学通报，2008，27（04）：378-383.

[13]  杨永强，孙江华，李钟山.东昆仑矽卡岩及其成矿作用[J].矿床地质，2010，29（1）：319-320.

[14]  蔡岩萍，李炯，梁海川，等.青海肯德可克矿区钴多金属矿地质特征及成因初探[J].黄金科学技术，2011，19（2）：41-46.

[15]  李欢，奚小双.青海虎头崖-肯德可克矿区地球化学特及其喷流成矿作用[J].中国有色金属学报，2012，22（3）：772-783.

[16]  高永宝.东昆仑祁漫塔格地区中酸性侵入岩浆活动与成矿作用[D].长安大学，2013.

[17]  丰成友，赵一鸣，李大新，等.青海西部祁漫塔格地区矽卡岩型铁铜多金属矿床的矽卡岩类型和矿物学特征[J].地质学报，2011，85（7）：1108-1115.

[18]  易立文，鲁安怀，谷湘平，等.东昆仑祁漫塔格铁铜多金属成矿带主要矿床矿石矿物学特征[J].矿物学报，2013，33（2）：862-863.

[19]  杨镇，杨立强，刘江涛，等.云南羊拉铜矿床磁黄铁矿标型矿物学特征及成矿意义[J].岩石学报，2014，30（9）：2669-2680.

[20]  周學武，李胜荣，鲁力，等.浙江弄坑金银矿区黄铁矿成分标型研究[J].矿物岩石地球化学通报，2005（4）：317-326.

[21]  李洪梁，李光明.不同类型热液金矿床主成矿期黄铁矿成分标型特征[J].地学前缘，2019，26（3）：202-210.

[22]  赵珊茸，边秋娟，凌其聪.结晶学及矿物学[M].北京：高等教育出版社.2011.

[23]  郭维民，陆建军，章荣清，等.安徽铜陵冬瓜山矿床中磁黄铁矿矿石结构特征及其成因意义[J].矿床地质，2010，29（3）：405-414.

[24]  Kissin S A， and Scott S D. Phase relations involving pyrrhotite below 350 degrees C [J]. Economic Geology， 1982，77（7）：1739-1754.

[25]  Bralia A， Sabatini G， Troja F. A revaluation of the Co/Ni ratio in pyrite as geochemical tool in ore genesis problems [J]. Mineralium Deposita， 1979，14（3）：353-374.

[26]  Zhang Q. Trace Elements in Galena and Sphalerite and Their Geochemical Significance in Distinguishing the Genetic Types of Pb-Zn Ore Deposits [J]. Geochemistry， 1987，6（2）： 177-190.

[27]  Bajwah Z U， Seccombe P K， Offler R. Trace element distribution， Co：Ni ratios and genesis of the big cadia iron-copper deposit， new south wales， Australia [J]. Mineralium Deposita， 1987，22（4）：292-303.

[28]  宋学信.中国各种成因黄铁矿的微量元素特征[A].中国地质科学院矿床地质研究所文集（18）[C].中国地质学会，1986：10.

[29]  陈光远，孙岱生，殷辉安.成因矿物学与找矿矿物学[M].重庆出版社，1987：1-874.

[30]  林师整.磁铁矿矿物化学、成因及演化的探讨[J].矿物学报，1982，2（3）：166-174.

[31]  Shen C， Gu X P and Yang B， et al. Mineralogical characteristics and photocatalytic properties of natural sphalerite feom China [J]. Journal of Environmental Sciences， 2020，89：156-166.

[32]  Song X X. Minor elements and ore genesis of the Fankou lead-zinc deposit， China [J]. Mineralium Deposita， 1984，19（2）：95-104.

[33]  Zaw K， Large R R. Petrology and geochemistry of sphalerite from the Cambrian VHNS deposits in the Rosebery-Hercules  district， western Tasmania： Implications for gold mineralisation and Devonian metamorphism-metasomatic processes [J]. Mineralogy and Petrology， 1996，57（1-2）：97-118.