西藏甲玛斑岩成矿系统闪锌矿矿物学特征及其地质意义*

2023-01-11熊妍唐菊兴唐攀林彬唐晓倩孙渺李发桥祁婧傅渊慧崔浩王梦蝶张忠坤杨征坤

矿床地质 2022年6期

熊妍，唐菊兴，唐攀，林彬，唐晓倩，孙渺，李发桥，祁婧，傅渊慧，崔浩，王梦蝶，张忠坤，杨征坤

（1成都理工大学地球科学学院，四川成都 610059；2中国地质科学院矿产资源研究所自然资源部成矿作用与资源评价重点实验室，北京 100037；3西南科技大学环境与资源学院固体废物处理与资源化教育部重点实验室，四川绵阳 621010；4北京中矿联咨询中心，北京 100044；5中国地质大学，北京 100083；6西藏华泰龙矿业开发有限公司，西藏拉萨 850200）

斑岩型铜矿床供应了全球70%以上的铜，50%以上的钼和20%左右的金元素需求量（Sillitoe，2010；Sun et al.，2015；陈华勇等，2020），是最重要的矿床类型之一，其主要分布于环太平洋成矿域、特提斯成矿域和古亚洲成矿域（芮宗瑶等，2006；王瑞等，2020；侯增谦等，2020）。同时，超大型斑岩型铜矿床主要形成于板块俯冲和陆-陆碰撞等构造背景（Rich‐ards，2003；2014）。西藏冈底斯成矿带经历了俯冲造山、陆-陆碰撞以及碰撞后伸展等复杂地质演化过程（丁林等，2017；郑永飞等，2019；侯增谦等，2020），形成了与众多陆-陆碰撞造山作用有关的斑岩型、矽卡岩型铜多金属矿床（唐菊兴等，2012；Hou et al.,2009；Yang et al.,2009），如驱龙、甲玛、邦铺、拉抗俄等（Yang et al.,2009；Zheng et al.,2016；Tang et al.,2019；2021）。

闪锌矿作为斑岩成矿系统远端热液流体的典型金属硫化物之一，含有多种微量元素，如Fe、Cd、Mn、Ga、Ge、In、Se等元素（Alfantazi et al.,2003；Mos‐kalyk,2003；Höll et al.,2007；Cook et al.,2009；Ye et al.,2011），这些微量元素可以反演矿床的形成条件（袁波等，2014）、指示矿物或矿床的成因（Cook et al.,2009；Ye et al.,2011；叶霖等，2012；Belissont et al.,2014）、指导找矿勘查（Murakami et al.,2013）等。目前，对闪锌矿微量元素的研究主要集中于矽卡岩型矿床（Ye et al.,2011；Tang et al.,2020）、MVT型矿床（Kuhlemann et al.,2001；Kelley et al.,2004；Ye et al.,2012）、VMS型矿床（Cabri et al.,1985；Huston et al.,1995；Revan et al.,2014）以及热液脉状铅锌矿床（Murakami et al.,2013），取得了一批重要的成果。因此，闪锌矿是重要的指针矿物，具有重要的科研价值。

甲玛超大型铜多金属矿床位于冈底斯成矿带的东段，是碰撞型斑岩成矿系统的典型代表。甲玛矿床的勘查和研究程度较高，尽管前人已经对甲玛矿床的地质特征、成矿模式、成矿流体、地球化学特征、矿床成因等方面开展了大量研究工作（唐菊兴等，2010；2011；2013；郑文宝等，2010；周云，2010；周云等，2012；应立娟等，2012），积累了丰富的成果，但是对于斑岩成矿系统远端成矿流体的特征和Manto型矿体研究不足。闪锌矿是甲玛斑岩成矿系统的主要矿石矿物之一，发育于远端硅灰石矽卡岩型矿体、角岩型矿体和Manto型矿体中。因此，本文通过详细的地质编录、镜下鉴定和电子探针分析，查明甲玛矿区不同类型的闪锌矿产状及矿物学特征，探讨远端成矿流体的性质，有助于进一步丰富和完善甲玛斑岩成矿系统理论。

1 矿床地质

甲玛矿区位于拉萨市墨竹工卡县，大地构造位置位于雅鲁藏布江缝合带北侧、拉萨地体南缘，冈底斯-念青唐古拉-腾冲板片（唐菊兴等，2011）。根据最新勘查和研究进展，甲玛矿区可分为3个矿段，分别为主矿段、南坑矿段和则古朗北矿段（图1，林彬等，2019；2021）。

矿区内出露的地层主要为上侏罗统多底沟组（J3d）灰岩、大理岩，下白垩统林布宗组（K1l）板岩、角岩，以及第四系，其中，林布宗组和多底沟组是矿区主要的赋矿地层（图1，冷秋锋，2016）。矿区内构造主要是甲玛-卡军果推覆构造和铜山滑覆构造（钟康惠等，2012）。矿区出露的岩浆岩多为中酸性岩浆岩，呈岩枝状产出，主要有（石英）闪长玢岩、花岗闪长斑岩、二长花岗斑岩、花岗斑岩，其中含矿花岗闪长斑岩脉中辉钼矿Re-Os等时线年龄为（14.78±0.33）Ma（应立娟等，2009；2010）。

图1 甲玛矿区地理位置（a）及地质简图（b）（据林彬等，2019修改）1—第四系沉积物；2—下白垩统林布宗组砂、板岩、角岩；3—上侏罗统多底沟组灰岩、大理岩；4—矽卡岩；5—矽卡岩化大理岩；6—矽卡岩型矿体；7—花岗闪长斑岩脉；8—花岗斑岩脉；9—石英闪长玢岩脉；10—细晶岩脉；11—滑覆构造断裂；12—矿段范围；13—钻孔及编号；14—取样点Fig.1 Tectonic location(a)and simplified geological map(b)of the Jiama deposit(modified from Lin et al.,2019)1—Quaternary sedimentary;2—Sandstone,slate and hornfels of Lower Cretaceous Linbuzong Formation;3—Limestone and marble of Upper Jurassic Duodigou Formation;4—Skarn;5—Skarn marble;6—Skarn orebody;7—Granodiorite porphyry dikes;8—Granite porphyry dikes;9—Quartz-diorite porphyry dikes;10—Aplite dike;11—Gliding nappe fault;12—Boundary of ore blocks;13—Drill hole and its number;14—Sample location

甲玛斑岩成矿系统由矽卡岩型铜多金属矿体、角岩型铜钼矿体、斑岩型钼铜矿体、独立金矿体和Manto型矿体组成（图2，Zheng et al.,2016；唐攀等，2017；林彬等，2019）。矽卡岩型矿体根据不同的控矿构造，进一步分为Ⅰ号矽卡岩型矿体和Ⅱ号矽卡岩型矿体。Ⅰ号矽卡岩型矿体是最主要的矿体，形成于斑岩体和多底沟组大理岩的接触带以及林布宗组角岩和多底沟组大理岩的层间滑脱带，呈层状、似层状、厚板状。Ⅱ号矽卡岩型矿体产于铜山滑覆体内，整体呈巨厚的透镜体。角岩型矿体呈筒状，产于深部隐伏斑岩体之上。斑岩矿体呈筒状产于矿区中部（则古朗和铅山之间）。独立金矿体，规模较小，产于斑岩体外围（主要为铜山滑覆体内），呈脉状、透镜体，赋存于石英闪长玢岩中、板岩-角岩中以及矽卡岩中（郑文宝等，2012）。此外，在大理岩中还发育Manto型铅锌、铜铅锌矿体，规模较小，主要发育于铜山范围内；矿物主要为方铅矿、闪锌矿、黄铜矿和磁黄铁矿等硫化物（硫化物含量大于90%）（唐攀等，2017）。

图2 甲玛矿区16号勘探线剖面图1—下白垩统林布宗组；2—上侏罗统多底沟组；3—矽卡岩；4—花岗闪长斑岩；5—二长花岗斑岩；6—细晶岩；7—闪长玢岩；8—石英闪长玢岩；9—角岩矿体；10—夹石；11—钻孔及编号Fig.2 Cross section at exploration line 16 through the Jiama deposit1—Lower Cretaceous Linbuzong Formation;2—Upper Jurassic Duodigou Formation;3—Skarn;4—Granodiorite porphyry;5—Monzonitic granite porphyry;6—Aplite;7—Diorite porphyry;8—Quartz-diorite porphyry;9—Hornfel ore-body;10—Horse stone;11—Drill hole and its number

甲玛矿床的矿石矿物主要为斑铜矿、黄铜矿、辉钼矿、闪锌矿、方铅矿、黝铜矿，少量的蓝铜矿、辉铜矿、铜蓝、蓝辉铜矿、孔雀石等；脉石矿物以石榴子石、硅灰石等矽卡岩矿物为主，其次还有方解石、石英、石膏、萤石、绿泥石、绿帘石等。甲玛矿床蚀变主要为角岩化、矽卡岩化、大理岩化、钾硅酸盐化、绢英岩化，少量的青磐岩化、泥化等（唐菊兴等，2009；周云等，2011；胡正华等，2011）。

2 闪锌矿的矿物学特征

此次根据野外地质编录和室内镜下鉴定，根据产出状态，将甲玛矿床的闪锌矿细分为3种类型，分别为：①产于远端硅灰石矽卡岩型矿体中的闪锌矿，可进一步分为主矿段的闪锌矿和南坑矿段的闪锌矿；②产于角岩型矿体中的脉状闪锌矿，主要形成于主矿段；③产于大理岩Manto型矿体中的闪锌矿，主要形成于南坑矿段。

第一类：主矿段和南坑矿段含闪锌矿的硅灰石矽卡岩矿石构造主要为浸染状、脉状、团斑状构造。主矿段和南坑矿段远端硅灰石矽卡岩型矿体中的闪锌矿颜色较丰富，主要有棕褐色、褐色、黄色以及蓝黑色（图3a～c、f、g），矿石结构为半自形粒状结构、他形粒状结构以及与黄铜矿共同构成固溶体分离结构，透射光下闪锌矿的颜色与手标本上的颜色大致相同，主矿段硅灰石矽卡岩中的闪锌矿可见颜色环带（图4a）。与闪锌矿共（伴）生的矿石矿物主要有方铅矿、黄铜矿等，脉石矿物主要是硅灰石、石榴子石等矽卡岩矿物。闪锌矿与其他金属矿物组合包括：①闪锌矿-方铅矿（图4b）；②闪锌矿-黄铜矿-方铅矿；③闪锌矿（乳浊状黄铜矿）-黄铜矿-方铅矿-黝铜矿（图4c）；④闪锌矿-黄铜矿-黄铁矿；⑤闪锌矿-黄铜矿-方铅矿-斑铜矿（图4d）。

第二类：主矿段含闪锌矿的角岩型矿石为脉状构造。闪锌矿的颜色主要呈红褐色、褐色（图3d、e），矿石结构主要为他形粒状结构，透射光下的颜色为红褐色、棕褐色、棕色，可见颜色环带（图4e）。与闪锌矿共（伴）生的金属矿物主要有黄铜矿、方铅矿、黄铁矿，非金属矿物主要是石英和方解石。闪锌矿与其他金属矿物组合分为：①闪锌矿-黄铜矿-方铅矿（-黄铁矿）（图4f）；②闪锌矿-方铅矿；③闪锌矿-黄铁矿-黄铜矿（图4g）。

第三类：南坑矿段大理岩中Manto矿体闪锌矿的颜色主要呈蓝黑色、蓝绿色和褐色（图3h、i），矿石结构为半自形-他形粒状结构，透射光下的颜色与手标本的颜色相似。与闪锌矿共（伴）生的矿石矿物主要有方铅矿、黄铜矿、斑铜矿等，脉石矿物主要是方解石、石英。闪锌矿与其他金属矿物组合分为：①闪锌矿（乳浊状黄铜矿）-方铅矿-黄铜矿（图4h）；②闪锌矿-黄铜矿-斑铜矿（图4i）；③闪锌矿-黄铜矿-方铅矿-黝铜矿。

图3 甲玛斑岩成矿系统含闪锌矿矿石特征a.硅灰石矽卡岩型矿石中浸染状闪锌矿+方铅矿+黄铜矿，闪锌矿呈棕褐色；b.硅灰石矽卡岩型矿石中团斑状闪锌矿+方铅矿，闪锌矿呈褐色；c.硅灰石矽卡岩型矿石中浸染状闪锌矿+方铅矿，闪锌矿呈黄色；d.角岩型矿石中脉状闪锌矿+方铅矿+黄铜矿+黄铁矿，闪锌矿呈棕褐色；e.角岩型矿石中脉状闪锌矿+方铅矿+黄铁矿，闪锌矿呈红褐色；f.硅灰石矽卡岩型矿石中稠密浸染状闪锌矿+方铅矿+黄铜矿，闪锌矿呈褐色；g.硅灰石矽卡岩型矿石中脉状闪锌矿+黄铜矿+方铅矿，闪锌矿呈蓝黑色；h.大理岩Manto型矿石中闪锌矿+黄铜矿+方铅矿，闪锌矿呈蓝黑色；i.大理岩Manto型矿石中闪锌矿+黄铜矿+方铅矿，闪锌矿呈褐色；701-94为样品号，具体代表ZK701的94 m处的样品Sph—闪锌矿；Gn—方铅矿；Ccp—黄铜矿；Py—黄铁矿；Wo—硅灰石Fig.3 Characteristics of sphalerite-bearing ores from the Jiama porphyry metallogenic systema.Disseminated sphalerite+galena+chalcopyrite in wollastonite skarn type ore,sphalerite is brownish brown;b.Patchy sphalerite+galena in wollastonite skarn type ore,sphalerite is brown;c.Disseminated sphalerite+galena in wollastonite skarn type ore,sphalerite is yellow;d.Vein sphalerite+galena+chalcopyrite+pyrite in hornfels-type ore,sphalerite is brownish brown;e.Vein sphalerite+galena+pyrite in hornfels-type ore,sphalerite is reddish brown;f.Dense disseminated sphalerite+galena+chalcopyrite in wollastonite skarn type ore,sphalerite is brown;g.Vein sphalerite+chalcopyrite+galena in wollastonite skarn type ore,sphalerite is blue-black;h.Sphalerite+chalcopyrite+galena in marble Manto type ore,sphalerite is blue-black;i.Sphalerite+chalcopyrite+galena in marble Manto type ore,sphalerite is brown;701-94 is sample number,specifically representing the sample at 94 m depth of drill hole ZK701Sph—Sphalerite;Gn—Galena;Ccp—Chalcopyrite;Py—Pyrite;Wo—Wollastonite

3 样品采集与分析方法

根据上述分类，此次闪锌矿的样品主要采集于甲玛矿区的4个区域9个钻孔，分别是主矿段硅灰石矽卡岩型矿体（ZK701、ZK703、ZK707）、主矿段角岩型矿体（ZK1534）、南坑矿段硅灰石矽卡岩型矿体（ZK4404、ZK5481、ZK5880）以及南坑矿体大理岩Manto型矿体（ZK5487、ZK5880），共有样品17件。样品中金属矿物多为闪锌矿、黄铜矿和方铅矿，其次是黄铁矿以及少量斑铜矿等，脉石矿物主要有石英、硅灰石、石榴子石、方解石。闪锌矿的颜色主要为蓝黑色、黄色及红褐色3种颜色。

闪锌矿电子探针实验在中国地质科学院矿产资源研究所完成，采用JCXA-8230型电子探针仪（日本电子公司产），工作条件：加速电压20 kV，通过样品的电流为20 nA，束斑直径＜5 μm。采用的标样是各类元素的金属硫化物比如硫化铅（Pb）、硫化锗（Ge）、硫化亚铁（S、Fe）、硫化镍（Ni）、硫化镉（Cd）等，以及金属单质（Co、Au、Ag等）。

4 分析结果

上述不同产状的闪锌矿的电子探针分析结果见表1。

表1 甲玛斑岩成矿系统闪锌矿的电子探针成分分析结果（w(B)/%）Table 1 Electron probe analysis of sphalerite from the Jiama porphyry metallogenic system(w(B)/%)

续表1Continued Table 1

研究结果显示，主矿段的远端硅灰石矽卡岩型矿体的闪锌矿w（S）为33.18%～34.10%，平均值33.60%；w（Zn）为60.35%～64.15%，平均值61.95%；w（Fe）为0.65%～6.09%，平均值3.88%；w（Mn）为0.14%～1.22%，平均值0.34%；w（Cd）为0.04%～0.14%，平均值0.08%。以S元素为1摩尔数来计算闪锌矿中Fe元素占比的化学分子式，结果为(Zn0.88～0.94Fe0.09～0.01)0.95～0.98S。

主矿段角岩型矿体的脉状闪锌矿w（S）为33.09%～33.96%，平均值33.49%；w（Zn）为56.81%～63.15%，平均值60.20%；w（Fe）为4.02%～9.24%，平均值6.17%；w（Mn）为0.15%～0.44%，平均值0.29%；w（Cd）为0.08%～0.19%，平均值0.14%。以S元素为1摩尔数来计算闪锌矿中Fe元素占比的化学分子式，结果为(Zn0.83～0.92Fe0.16～0.07)0.96～1.00S。

南坑矿段远端硅灰石矽卡岩型矿体的闪锌矿w（S）为33.17%～33.84%，平均值33.49%；w（Zn）为57.90%～66.15%，平均值63.21%；w（Fe）为0.09%～6.66%，平均值2.47%；w（Mn）为0.06%～0.59%，平均值0.25%；w（Cd）为0.04%～0.14%，平均值0.09%。以S元素为1摩尔数来计算闪锌矿中Fe元素占比的化学分子式，结果为(Zn0.84～0.97Fe0.11～0.00)0.95～0.98S。

大理岩Manto型矿体的闪锌矿w（S）为33.23%～33.57%，平均值33.36%；w（Zn）为59.99%～66.50%，平均值62.77%；w（Fe）为0.02%～5.76%，平均值3.12%；w（Mn）为0.11%～0.55%，平均值0.30%；w（Cd）为0.04%～0.12%，平均值0.08%。以S元素为1摩尔数来计算闪锌矿中Fe元素占比的化学分子式，结果为(Zn0.88～0.98Fe0.10～0.00)0.96～0.99S。

5 讨论

5.1 闪锌矿的颜色与微量元素的关系

闪锌矿颜色多变，其原因不仅与Fe元素含量有关，还受多种离子的共同影响（刘铁庚等，1994）。目前，关于闪锌矿颜色变化原因的观点有：①闪锌矿的颜色一般随着Fe含量增加，从无色变为黄色、褐色甚至加深至黑色（陈丰，1979；刘英俊等，1984）；②当闪锌矿中w（Fe）＜1%时，闪锌矿的颜色受其他元素影响变得更丰富，其中黄色与Cu、Ga元素的类质同象有关的可能性较大，红色与Cu、Ga、Hg等元素加入有关的可能性较大（李迪恩等，1990）；③闪锌矿中含有多种杂质元素，其颜色的变化与Cu、Tl、Cd等元素有关（Toulmin III et al.,1991）；④闪锌矿的颜色变化还跟S同位素有关（刘铁庚等，1994）；⑤闪锌矿颜色的变化与Cd、Fe的相关性有关，一般浅色闪锌矿更加富集Cd元素，且Cd与Fe呈正相关，深色闪锌矿的Cd与Fe呈负相关，褐色的闪锌矿既有Cd与Fe的负相关也有Cd与Fe的正相关（刘铁庚等，2010a）。

从手标本和镜下鉴定可以看出，甲玛斑岩成矿系统中不同产状的闪锌矿颜色变化较丰富。主矿段硅灰石矽卡岩型矿体的闪锌矿w(Fe)最低为0.65%，最高为6.09%，w(Fe)小于1%的闪锌矿透射光下颜色呈黄色（图5a），化学式为（Zn0.94Fe0.01）0.95S；w(Fe)大于1%的闪锌矿颜色呈褐色、棕褐色，化学式为（Zn0.87～0.93Fe0.10～0.04）0.97～0.99S。主矿段硅灰石矽卡岩型矿体中部分闪锌矿具有明显的颜色环带，核部颜色较浅，边部颜色较深，呈现浅黄色到褐色的颜色变化（图6a、b）；电子探针数据显示（表1），从闪锌矿颜色浅的位置到颜色深的位置，Fe元素含量变化逐渐增加，表明Fe含量越高颜色越深。

图5 甲玛斑岩成矿系统透射光下不同颜色的闪锌矿a.硅灰石矽卡岩型矿石中闪锌矿呈黄色；b.大理岩Manto型矿石中闪锌矿呈黄褐色；c.硅灰石矽卡岩型矿石中闪锌矿呈褐色；d.大理岩Manto型矿石中闪锌矿呈棕褐色；e.角岩型矿石中闪锌矿呈红褐色；f.硅灰石矽卡岩型矿石中闪锌矿呈淡黄色；g.硅灰石矽卡岩型矿石中闪锌矿呈蓝黑色；h.大理岩Manto型矿石中闪锌矿呈淡蓝黑色；i.大理岩Manto型矿石中闪锌矿呈蓝绿色Fig.5 Different colors of sphalerite under transmitted light from the Jiama porphyry metallogenic systema.Sphalerite is yellow in wollastonite skarn ore;b.Sphalerite is yellowish-brown in in marble Manto type ore;c.Sphalerite is brown in wollastonite skarn ore;d.Sphalerite is brownish brown in marble Manto type ore;e.Sphalerite is reddish brown in hornfels-type ore;f.Sphalerite is light yellow in wollastonite skarn ore;g.Sphalerite is blue-black in wollastonite skarn ore;h.Sphalerite is light bluish-black in marble Manto type ore;i.Sphalerite is blue-green in marble Manto type ore

主矿段角岩型矿体中脉状闪锌矿的w(Fe)最低值为4.02%，最高值为9.24%，均大于1%，闪锌矿的颜色从褐色（化学式为（Zn0.87～0.92Fe0.11～0.07）0.98～0.99S）到棕色（化学式为（Zn0.85～0.92Fe0.14～0.07）0.98～1.00S）、棕褐色（化学式为（Zn0.86～0.87Fe0.13）0.99～1.00S），最后呈红褐色（化学式为（Zn0.83～0.89Fe0.16～0.10）0.96～0.99S）（图5e）。大部分脉状闪锌矿与主矿段的部分闪锌矿一样，具有明显的颜色环带，核部颜色较浅，边部颜色较深，呈现有黄色到棕褐色变化（图6c、f）、棕色到红褐色变化（图6d、e）2种环带；电子探针数据（表1）显示，从闪锌矿颜色深到颜色浅的位置，其Fe元素含量逐渐减小，表明Fe含量越低颜色越浅，且脉状闪锌矿的颜色也随着深度的增加而加深，说明w(Fe)有随着深度的增加而增高的趋势。

图6 甲玛斑岩成矿系统闪锌矿颜色环带及Fe元素含量变化特征Fig.6 Color bands and Fe content of sphalerite from the Jiama porphyry metallogenic system

南坑矿段硅灰石矽卡岩型矿体中的闪锌矿w(Fe)最低为0.09%，w(Fe)小于1%的闪锌矿颜色呈蓝黑色（w(Fe)接近0.1%，化学式为Zn0.96～0.97S）（图5g）和淡黄色（w(Fe)接近1%，化学式为（Zn0.95～0.97Fe0.02～0.01）0.97～0.98S）（图5f）；w(Fe)大于1%（最高为6.66%）的闪锌矿颜色呈浅褐色（化学式为（Zn0.92Fe0.06～0.05）0.97～0.98S）和棕褐色（化学式为（Zn0.84～0.86Fe0.11～0.10）0.95～0.97S）（图5c）。

大理岩中Manto型矿体的闪锌矿w(Fe)大多低于1%，最低为0.02%，颜色呈蓝黑色、蓝绿色（图5h、i），化学式为Zn0.96～0.98S；w(Fe)大于1%（最高为5.76%）的闪锌矿颜色呈黄褐色、棕褐色（图5b、d），化学式为（Zn0.88～0.90Fe0.10～0.08）0.97～0.99S。

根据刘铁庚等（2010a）的闪锌矿颜色分类，甲玛闪锌矿分为浅色、暗色和褐色3类，3类颜色闪锌矿的Cd-Fe关系见图7。从图7可以看出，浅色闪锌矿的Cd-Fe关系图有向右倾斜的趋势，暗色闪锌矿和褐色闪锌矿的Cd-Fe相关性不大，这与暗色闪锌矿的Cd-Fe呈负相关、浅色闪锌矿的Cd-Fe主要呈正相关、褐色闪锌矿的Cd-Fe正负相关都有（刘铁庚等，2010a）的结论不符，表明甲玛闪锌矿颜色变化与Cd元素的相关性不强。

图7 甲玛闪锌矿的Cd-Fe关系图Fig.7 Diagrams of Cd-Fe of sphalerite from Jiama

甲玛4种产状不同颜色的闪锌矿Fe含量和颜色的变化关系表明，闪锌矿Fe含量越高，颜色就越往红、棕色加深；Fe含量越低，其颜色就越偏蓝色、黑色，表明甲玛闪锌矿颜色变化与Fe含量的变化相关性较强，但是局部的蓝黑色闪锌矿的Fe含量反而比红褐色闪锌矿的Fe含量更低，国内广东凡口铅锌矿床的闪锌矿（张术根等，2009）和加拿大Torritories的Pine Point铅锌矿床（Roedder et al.,1968）也出现了这种现象，不完全符合Fe含量越高颜色越深的规律，反映出导致闪锌矿颜色变化的原因比较复杂，不是单单只有元素间类质同象替换的因素（Roedder et al.,1968；Fowler et al.,1996）。

5.2 闪锌矿微量元素对成矿温度的指示

闪锌矿的形成温度与微量元素组成及其特征比值密切相关（Warren et al.,1945；Möller,1987；Fren‐zel et al.,2016）。研究表明，Fe含量与成矿温度具有正相关性，可以作为地质温度计（Kullerud,1953；卢焕章，1975；景向阳等，2010；刘铁庚等，2010b）。印修章等（2004）研究发现，w(Fe)在3%～10%之间闪锌矿的形成温度为200～300℃，w(Fe)在1%～3%之间闪锌矿形成温度为100～200℃。而闪锌矿的Zn/Fe比值也能用于判断其成矿温度，Zn/Fe＞100时闪锌矿成矿温度为低温，10＜Zn/Fe＜100时，为中温，Zn/Fe＜10时，为中偏高温（余琼华等，1987）。

甲玛矿床中闪锌矿的w(Fe)最高为9.24%，最低为0.02%。其中，主矿段硅灰石矽卡岩型矿体中的闪锌矿w(Fe)为0.65%～6.09%，角岩型矿体中闪锌矿w(Fe)为4.02%～9.24%，南坑矿段硅灰石矽卡岩型矿体中的闪锌矿w(Fe)为0.09%～6.66%，大理岩Manto矿体中的闪锌矿w(Fe)为0.02%～5.76%，绝大部分闪锌矿的Fe含量＞1%。甲玛矿床主矿段硅灰石矽卡岩型矿体中的闪锌矿Zn/Fe比值在10～99之间，均值为25；角岩型矿体中闪锌矿Zn/Fe比值在6～15之间，均值为10；南坑矿段硅灰石矽卡岩型矿体的闪锌矿Zn/Fe比值最低为9，最高为749；大理岩Manto型矿体的闪锌矿Zn/Fe比值最低为10，最高为3137。从图8可以看出，闪锌矿Fe含量变化对温度的指示与Zn/Fe比值对温度的指示是大体一致的。因此，甲玛矿床的闪锌矿形成温度主要是中温，其中，角岩型矿体的脉状闪锌矿w(Fe)平均为6.17%，形成温度为中偏高温；硅灰石矽卡岩型矿体及大理岩Manto型矿体的闪锌矿形成温度主要为中温，部分为中低温。

图8 甲玛闪锌矿的Fe-Zn/Fe关系图Fig.8 Diagram of Fe-Zn/Fe of sphalerite from Jiama

根据Keith等（2014）的闪锌矿经验温度计公式Fe/Zn=0.0013(t)-0.2953，分别计算4种产状的闪锌矿的最低形成温度。通过计算得出，主矿段硅灰石矽卡岩型矿体中的闪锌矿最低温度为234.95～304.57℃（平均275.71℃），角岩型矿体中脉状闪锌矿的温度为276.50～352.31℃（平均312.16℃），南坑矿段硅灰石矽卡岩型矿体的温度为228.15～315.62℃（平均257.98℃），大理岩Manto矿体的最低温度为227.40～300.71℃（平均266.72℃）。计算结果表明，甲玛矿床整体闪锌矿的最低形成温度属于中偏高温。结合w(Fe)以及Zn/Fe比值来看，甲玛斑岩成矿系统中的闪锌矿形成于中偏高温-中低温的环境，其中，角岩型矿体中脉状闪锌矿的形成温度最高，硅灰石矽卡岩型矿体中闪锌矿的形成温度中等，大理岩Manto矿体中闪锌矿的形成温度最低。

5.3 闪锌矿元素组成对成矿过程的指示

闪锌矿作为甲玛矿床主要的金属硫化物之一，其形成温度可以近似代表其所在流体的成矿温度。上述结果表明，甲玛矿床闪锌矿的成矿温度集中在中温，但是不同岩性中的闪锌矿的形成温度略有不同。成矿温度最高的是主矿段角岩型矿体中的脉状闪锌矿，温度在中偏高温；其次是主矿段和南坑远端硅灰石矽卡岩矿体中的闪锌矿，温度主要是中温；成矿温度最低的是南坑大理岩Manto矿体中的闪锌矿，温度为中低温。角岩型矿体、矽卡岩型矿体和Manto型矿体是甲玛斑岩成矿系统的有机组成部分，闪锌矿温度计表明角岩型矿体距离斑岩体近，其成矿流体温度较高；远端的硅灰石矽卡岩型矿体距离斑岩体远，其成矿流体温度较低；而更远的大理岩中Manto型矿体成矿流体温度最低。此外，角岩矿体中闪锌矿从深部到浅部其形成温度逐渐降低。闪锌矿温度计表明甲玛斑岩成矿系统流体来自于深部的斑岩体，随着成矿流体远离热液中心，温度逐渐降低。主矿段的闪锌矿都出现了颜色环带的现象，核部为浅色，边部为深色，闪锌矿深色位置比浅色位置的Fe含量高（图6a～f），指示闪锌矿核部温度低而边部温度高，这可能是二期流体的叠加造成的。

成矿流体在运移过程往往伴随着成分的变化，从图9a可以看出，随着Fe元素含量的增加，Zn元素含量逐渐降低，Fe元素和Zn元素有着明显的反比关系，Fe与Zn的替换关系非常明显。而且在不同岩性中Fe含量也不同，主矿段角岩型矿体中的脉状闪锌矿明显w(Fe)最高，集中在4%～8%；其次是硅灰石矽卡岩矿体中的闪锌矿w(Fe)集中在2%～6%；w(Fe)最低的是大理岩Manto型矿体，集中在0～4%。从角岩到硅灰石矽卡岩再到大理岩Manto矿体，表明距离斑岩成矿中心越远，闪锌矿的Fe元素含量越低。