摘要
东昆仑造山带内发育的坑得弄舍大型Au-Ag-Pb-Zn多金属矿床产于上二叠统—三叠系流纹质凝灰岩中。矿区集中发育印支期侵入岩和喷出岩，与矿化关系密切。喷出岩为下三叠统凝灰岩与流纹岩类，侵入岩发育有细粒花岗岩、花岗闪长岩、花岗斑岩和石英斑岩以及与成矿密切相关的隐爆角砾岩。矿区中酸性—酸性岩浆岩属过铝质花岗质岩类，具高硅、过铝质、高钾钙碱性-钾玄质和高分异的特征。各类火成岩的微量元素组成显示其属于地壳来源，属同源岩浆演化分异的结果，暗示其属同一岩浆晶粥体系。S-Pb同位素组成揭示成矿物质来源于岩浆，成矿主要与花岗斑岩与凝灰岩有关。研究表明坑得弄舍多金属矿床形成于晚二叠世弧后伸展—三叠纪弧-陆碰撞期间。
Abstract
The large-scale Kengdenongshe Au-Ag-Pb-Zn polymetallic deposit in the East Kunlun Orogenic Belt is hosted within Late Permian to Triassic rhyolitic tuff. The mining area is characterized by the concentrated development of Indosinian intrusive and extrusive rocks, which are closely associated with Au-Pb-Zn mineralization. The extrusive rocks consist of Lower Triassic tuff and rhyolite, while the intrusive rocks include fine-grained granite, granodiorite, granite porphyry, and quartz porphyry that is closely related to ore-formation. The intermediate-acid to acid magmatic rocks in the mining area belong to peraluminous granitoids, exhibiting high silicon content, peraluminous characteristics, high-K calc-alkaline to shoshonitic affinity, and highly differentiated features. The trace element compositions of various igneous rocks indicate a crustal origin, resulting from the evolution and differentiation of co-magmatic magma, suggesting they belong to the same magmatic mush system. S-Pb isotopic compositions reveal that the ore-forming materials were derived from magmatic sources, with mineralization primarily associated with granite porphyry and tuff. The Kengdenongshe polymetallic deposit formed during the transition from Late Permian back-arc extension to Triassic arc-continent collision.
0 引言
东昆仑成矿带是中国一个成矿潜力巨大、以金锑银等多种矿种共生的巨型成矿带，目前已发现多处大型—超大型矿床（Chen et al.，2022a，2022b；冯亮亮等，2025；耿健等，2025；李兴辉等，2025；Zeng et al.，2025），主要的典型矿床有那更超大型银矿、石头山大型锑矿、坑得弄舍大型金银铅锌多金属矿床 （图1a；邢令，2023）。坑得弄舍大型 Au-Ag-Pb-Zn 多金属矿床位于东昆仑成矿带东端的沟里金银多金属矿集区（图1b；Zhao et al.，2021），是一个金银铅锌多金属共生矿床。坑得弄舍矿床金银铅锌矿化与区内长英质火山岩有关，矿化进一步细分为岩浆热液型铅锌矿化和浅成低温热液型金矿化，并形成上部的铅锌矿体和下部的金银矿体（蒋明光， 2014），铅锌与金银矿化的叠加区别于该地区主要的单一金矿床或铅锌矿床。矿床成因上曾将其划为与金银相关的火山相关块状硫化物（VMS）矿床，成矿构造背景产于弧后裂谷相关的伸展环境（Zhao et al.，2020）。然而，坑得弄舍多金属矿床的成矿物质来源与成矿作用仍存在争议（何财福等，2012；赵玉京，2017；Zhao et al.，2021）。本文针对坑得弄舍矿区岩浆岩序列开展详细的地球化学研究，通过主微量元素和S-Pb同位素组成分析，查明赋矿岩体成因和成矿物质来源，解析矿床成因，以期为矿区找矿预测提供依据。
1 区域地质背景
东昆仑构造带素有“金腰带”之称（图1a；夏锐， 2017；赵旭，2020；郑英等，2024），受原特提斯与古特提斯构造叠加影响，形成大规模岩浆活动。东昆仑成矿带上发育的矿床主要受区域性的昆中深大断裂及其次级断裂的控制，是带内众多的金银锑铅锌矿床成矿物质来源的最主要通道和容矿空间，断裂带的活动也是其成矿动力基础，进而形成中国重要的稀贵金属（Au、Co、Ni 等）成矿带（李兴辉等， 2025）。
东昆仑成矿带东部的沟里矿集区产出多个大中型金矿床（图1b），果洛龙洼金矿床（>40 t Au）和坑得弄舍金银铅锌多金属矿床（>39 t Au）属于带中最大的两个矿床（图1b；陈加杰，2018；邢令，2023）。沟里矿集区的金矿床多以石英脉型为主，蚀变岩型次之。典型金矿床的赋矿围岩为变质岩，主要赋存在古元古界金水口群和奥陶系—志留系纳赤台群地层中（丁清峰等，2013），矿体受东西向脆韧性剪切带联合控制。沿北西或北东向脆性断裂发育的金矿床除了受断裂构造控矿，还表现为赋存在晚三叠世花岗闪长岩中（Liang et al.，2021）。不同于矿集区内典型的金矿床，坑得弄舍多金属矿床属于金银铅锌叠加矿床，以发育与成矿相关的重晶石化和硅化为主要特征，类似高硫化型浅成低温热液矿床。
2 矿区地质
坑得弄舍矿区最古老的地层是矿区北部出现的古元古界金水口群片麻岩和绿泥石绢云母片岩 （图1c；蒋明光，2014），其上不整合接触的是矿区中南部出露的上石炭统浩特洛洼组灰岩和大理岩。矿体主要分布于矿区中部，赋矿层位以下—中三叠统洪水川组发育流纹质凝灰岩、火山角砾岩等火山碎屑岩为主，并与北侧的金水口群片麻岩和绿泥石绢云母片岩及南侧的灰岩和大理岩均呈断层接触关系（图1c；王策等，2018）。
矿区 Au-Ag-Pb-Zn 矿体赋存于上二叠统—三叠系流纹质凝灰岩中（图1c；何财福等，2012；Zhao et al.，2021）。该类凝灰岩源于地壳折返作用，并与晚二叠世弧后伸展—中三叠世弧-陆碰撞的构造转换过程密切相关（Zhao et al.，2020）。南部流纹质凝灰岩与石炭系浩特洛洼组灰岩和大理岩呈构造接触，北部则与古元古界金水口群片岩和片麻岩呈构造接触（图1c）。
矿区分布的火山岩主要为洪水川组火山碎屑岩，U-Pb定年和成因研究显示其为印支期海相火山喷发产物（刘颜等，2018），因受NW向逆冲断层的控制影响，呈不规则带状展布。印支期花岗岩侵位于中部火山碎屑岩中。区内发育F1和F2两条逆冲断裂（图1c），F2断裂控制矿体的产出，其是洪水川组与浩特洛洼组间的层间断裂，总体走向 310°~330°，倾向北，倾角65°~85°。
矿区内发育的硅质岩、重晶石岩和流纹质岩屑晶屑弱熔结凝灰岩等为主要含矿岩石（王春辉， 2017），还有少量重晶石化流纹质凝灰岩和白云岩 （何财福等，2012）。矿体附近流纹质凝灰岩中常见绢云母、绿泥石和碳酸盐蚀变，并伴随赤铁矿和重晶石含量增高。坑得弄舍矿区共圈定富Pb-Zn矿体 13 条、富 Au 矿体 9 条（刘颜等，2018）。富 Pb-Zn 矿体表现为石英硫化物脉发育，主要为岩浆热液成因，大多产于流纹质凝灰岩内部；而富 Au矿体内大量发育重晶石和少量明矾石，属于高硫化型浅成低温热液型矿化，受近EW向逆冲断裂F2控制，分布于矿区岩浆岩与围岩大理岩和凝灰岩的接触带附近 （蒋明光，2014）。
3 岩浆岩地质特征
在印支期岩浆活动高峰期矿区内形成了大量侵入岩与喷出岩。喷出岩主要为下三叠统洪水川群凝灰岩与流纹岩类，部分含晶屑岩屑，部分为无屑结构。另发育有花岗岩和花岗闪长岩，以岩株或岩脉的形式侵入到下三叠统凝灰岩与流纹岩中，还有少量花岗斑岩脉与石英斑岩脉出露。隐爆角砾岩以小型岩株或岩脉的形式产出在岩浆岩体及次火山岩的顶部。
（1）流纹质岩屑晶屑熔结凝灰岩
区内出露的流纹质凝灰岩类岩石可划分为4种主要类型，即流纹岩（图2d）、斑状流纹岩、岩屑晶屑凝灰岩（含晶屑、岩屑及玻屑，图2a、b）与霏细状流纹岩（图2c）。就手标本及镜下特征而言，该类岩石整体色调以灰绿色—浅灰绿色为主，矿物组成相对简单，主要由石英和长石构成。其中，石英以斑晶形式产出，含量占10%~20%，多呈粒状外形，粒径集中于 0.1~2 mm，镜下常见熔蚀结构；长石斑晶含量为 5%~10%，多呈板状或柱状晶形，晶粒尺寸为 0.1 mm~0.5 mm×0.2 mm~2 mm。岩石基质以长英质成分为主，常见鸡骨状、球粒状及斑状结构相伴发育。受成岩后构造活动影响，岩石中可见多期方解石脉 （局部方解石含量可达 8%~10%）及铁白云石脉充填。此外，岩石普遍遭受了不同程度的蚀变作用，主要蚀变类型包括绿泥石化、绿帘石化、褐铁矿化、黏土化及碳酸盐化（图2）。
图2坑得弄舍金铅锌多金属矿区流纹岩特征
a—含屑流纹质凝灰岩：岩屑及晶屑发生绢云母化蚀变；b—晶屑岩屑流纹质凝灰岩：玻屑多具典型的鸡骨状形态特征，同时球粒结构较为发育，岩石普遍受到绢云母化蚀变的影响；c—霏细状流纹岩：可见后期铁白云石脉沿裂隙充填，并伴有褐铁矿化蚀变的发生；d—流纹岩：见方解石脉发育，蚀变以绢云母化为主；Qtz—石英；Pl—斜长石；Srt—绢云母；Ank—铁白云石；Cal—方解石
（2）花岗岩
研究区内出露的花岗岩整体色调介于浅肉红色与浅灰绿色之间，岩石多具典型的中细粒花岗结构，并发育致密块状构造。主要矿物组成为石英 （30%~50%，粒径 0.2~1 mm）、斜长石（20%~30%）及少量钾长石（5%~15%，呈浅肉红色，粒径 0.1 mm~2 mm×0.5 mm~2 mm）。次要矿物包括角闪石和黑云母（总量通常小于 5%），局部见少量角砾。部分长石蚀变形成白色斑点状黏土矿物。岩石中含少量暗色副矿物，常见绿泥石化、绿帘石化、绢云母化及黏土化等蚀变类型。
（3）花岗斑岩
岩石多呈灰绿色、浅灰绿色或浅肉红色，具中粗粒斑状结构及致密块状构造，斑晶成分以石英和长石为主。主要矿物包括石英（含量 30%~50%，粒径 0.5~5 mm）和长石，后者以斜长石（10%~25%，粒径 0.2 mm~1 mm×0.5 mm~4 mm）为主，钾长石次之 （呈肉红色，含量5%~15%）。除上述主要矿物外，岩石中还含有少量次要矿物，主要包括角闪石与黑云母，二者合计含量通常不足 5%；局部地段尚可见少量角砾组分。与此同时，部分长石颗粒发生了蚀变作用，蚀变产物以白色斑点状黏土矿物为主。
（4）花岗闪长岩
矿区内的花岗闪长岩整体呈浅黄绿色调，岩石具中细粒花岗结构。矿物组成上，以石英、斜长石及角闪石为主要组分，其中石英含量为 10%~20%，粒径一般为 0.2~3 mm；斜长石含量为 50%~65%，晶粒大小为 0.1 mm~0.5 mm×0.2 mm~3 mm；角闪石含量约为 15%。斜长石普遍遭受绢云母化蚀变，角闪石则多蚀变为绿泥石，显微镜下单偏光下岩石整体常呈蓝绿色调。岩石中次要矿物主要为方解石和黑云母，且角闪石内部常见不透明副矿物包裹体分布。总体上，岩石蚀变作用较为发育，主要蚀变类型包括绿泥石化、绢云母化及碳酸盐化（图3a、b）。
（5）隐爆角砾岩
隐爆角砾岩整体呈灰色—浅灰绿色，主要矿物组分为石英与长石。其中石英按产出特征可划分为两种类型：其一为粒度较粗大的自形—半自形石英斑晶，含量约为5%，粒径为0.2~0.5 mm，表面普遍发育熔蚀结构；其二为细粒他形石英构成的粒状集合体或脉状体（图3d、e、f），粒径一般小于0.2 mm，推测系后期热液胶结作用的产物，为典型的隐爆角砾岩标志特征之一。石英总含量约为 40%。长石则主要以板状晶屑的形式产出，另含少量柱状晶屑，二者合计含量约 10%，粒度一般为 0.2 mm~0.5 mm× 0.3 mm~2.2 mm。岩屑成分较为复杂，以隐晶质和暗色碎屑为主，物源包括围岩碎块及岩体角砾（图3d、 e）；岩屑形态多样，多呈不规则状，次圆状与柱状也较为常见（图3c），粒径自数毫米至数厘米不等，其中大者可达20 cm以上，总含量约为40%。此外，岩石中尚见约 10% 的鸡骨状玻屑。胶结物以硅质石英为主，并含有一定量的凝灰质组分。次要矿物包括方解石和黑云母，副矿物则为暗色金属硫化物。岩石普遍发育绢云母化蚀变，蚀变矿物绢云母多呈浅绿—暗绿色的粒状集合体产出（图3c）。总体而言，岩石具典型的角砾状结构及块状构造。
图3坑得弄舍金铅锌多金属矿区花岗闪长岩及隐爆角砾岩特征
a—花岗闪长岩中发育网脉状石英细脉；b—花岗闪长岩中斜长石蚀变为绢云母，角闪石部分蚀变为绿泥石，呈交代残余结构；c—含岩屑角砾的隐爆角砾岩，见粒状浅绿—暗绿色绢云母；d—具多源角砾的隐爆角砾岩，含细粒石英角砾及岩体来源碎屑；e—见围岩角砾与石英角砾，后者周边为后期石英胶结及凝灰质胶结，伴蚀变；f—隐爆期石英胶结特征；Chl—绿泥石；Qtz—石英；Pl—斜长石；Ser—绢云母；Amp—角闪石；Bt—黑云母
4 岩石地球化学特征
矿区主要赋矿围岩为岩屑晶屑凝灰岩。在TAS 图解（图4a）上，除样品 ZK7-10 因 SiO2 含量极高 （85.03%）而落入硅质岩区域（属强烈硅化产物）外，其余样品均投影于酸性岩区。在 SiO2-K2O图解（图4b）中，这些酸性岩样品主要归属于钙碱性系列— 钾玄岩系列。部分样品烧失量（LOI）较高，指示其遭受了较强的热液蚀变作用，同时CaO和Na2O含量普遍偏低，应与后期蚀变过程中的元素迁移有关。样品的分异指数（DI）为76~95（表1），表明岩浆整体经历了较高程度的分异演化。由于高LOI和硅化作用的影响，铝饱和指数 A/CNK 值变化范围较大 （0.47~2.19），难以准确反映原岩特征；但在 Th-Rb 判别图解（图4d）上，样品投点主要落入 I 型花岗岩区域，暗示其源岩性质偏向于I型花岗岩。
表1坑得弄舍矿区岩浆岩主量（%）和微量元素（10-6）组成
图4坑得弄舍火成岩岩石分类图解
a—TAS分类图（底图据Le Bas et al.，1986）；b—SiO2-K2O（底图据Peccerillo and Taylor，1976）；c—A/CNK-A/NK图；d—Rb-Th图解
凝灰岩和花岗斑岩的稀土总量（ΣREE）接近，为 111×10-6~153×10-6，呈右倾式分布（图5a）。细粒花岗岩和隐爆角砾岩虽然 SiO2含量接近（图4a），但 ΣREE 差异较大，细粒花岗岩含量为 65.3×10-6~75.5×10-6，隐爆角砾岩含量为 110×10-6~140×10-6，与凝灰岩和花岗斑岩的ΣREE接近。在稀土配分模式图上，均呈现明显的右倾（图5）。矿区岩浆岩富集轻稀土，亏损重稀土，具有明显的铕异常，表明长石的分离结晶较为普遍。在微量元素蛛网图上，矿区岩浆岩显示富集 Rb、Ba、Th、U、K 等大离子亲石元素，亏损Nb、Ta、P、Sr、Ti等高场强元素。
5 硫铅同位素组成
由表2中数据看出，坑得弄舍矿区 δ34S 值为 10.0×10-3~12.2×10-3，整体来看，硫同位素的变化范围不大，根据坑得弄舍硫化物同位素组成频率直方图（图6）可见，硫同位素分布相对集中，说明硫同位素的分馏基本达到平衡，且来源比较单一。
铅同位素测试结果表明，坑得弄舍金铅锌矿区的208Pb/204Pb 值为 38.341~39.373；207Pb/204Pb 值为 15.626~15.694；206Pb/204Pb值为 18.334~18.389。基于单阶段铅演化模式，采用参数 α0=9.307、β0=10.294、 γ0=29.476 及地球年龄 T=4.43 Ga，计算获得铅同位素特征参数（表2）。结果显示，矿区铅模式年龄为 254~297 Ma，平均值为 270 Ma。Th/U 比值为 3.74~4.17，变化较小，显示铅同位素组成稳定。μ 值 （238U/204Pb）为 9.52~9.65，位于地壳 μc=9.81 与原始地幔μ0=7.80之间，指示铅来源于壳幔混合。
表2坑得弄舍多金属矿床硫铅同位素值
注：测试单位为核工业北京地质研究分院分析研究测试中心（2013年）。
图6坑得弄舍方铅矿单矿物δ34S直方图
6 讨论
6.1 矿区岩浆岩成因
矿区岩浆岩具有明显的演化关系（图4），且稀土元素和微量元素组成具有协同一致性（图5），这表明矿区内的主要岩浆岩可能来源于同一个岩浆房。整体而言，矿区内主要岩浆岩相包含喷出相 （凝灰岩）、次火山岩相（隐爆角砾岩和花岗斑岩）以及侵入相（细粒花岗岩），构成一个完整的火山岩浆晶粥（Mush）系统（Bachmann and Bergantz，2004），这是一个长期存在、晶体为主的，主要靠热传导冷却的岩浆晶体熔体共存的系统，其形成演化对坑得弄舍成矿系统具有明显的控制作用。正因为矿区岩浆岩来源于同一个岩浆分异演化体系，且花岗闪长岩属于典型的 I 型花岗岩，因此，整体而言，矿区岩浆岩应都属于 I 型花岗岩系列，其来源为壳源火成岩的重熔。构造判别图解（图7）显示坑得弄舍金铅锌多金属矿区存在同碰撞与火山岛弧的构造环境 （图7a）。根据 Pearce et al.（1984）观点认为，后碰撞花岗岩投点区域可以与同碰撞和火山岛弧花岗岩重合，矿区内多数样品落入后碰撞花岗岩区域内 （图7c）。研究区岩浆岩具有高钾、过铝质、高钾钙碱性系列和壳源的特征，显示出后碰撞岩浆岩的特征（Liégeois et al.，1998），故推断坑得弄舍金铅锌多金属矿区的成矿发生于后碰撞构造事件的火山岛弧中。
6.2 硫铅同位素成矿物质来源示踪与演化
矿区内方铅矿的产出主要与硫化物石英脉有关，该类矿脉多发育于重晶石岩及重晶石化的凝灰岩之中。经测试，方铅矿δ34S值为+10.0‰~+12.2‰，该数值指示矿区硫化物中含有地壳硫（+10‰~+20‰）。对比分析表明，样品的 δ34S 组成接近于蒸发岩δ34S值（+10‰~+30‰）的下限，同时亦落在花岗岩类 δ34S（-13.4‰~+26.7‰）的变化范围之内，然而已明显超出典型岩浆矿床的硫同位素组成区间 （-2.0‰~+6.5‰）。据此可以认为，坑得弄舍金铅锌多金属矿床中的硫主要来源于地壳内部的岩浆岩，另有部分硫则可能来自地层或蒸发岩。
坑得弄舍矿区铅同位素主要位于造山带之上和上地壳之间（图8a），且多数更靠近造山带（图8b）。推测坑得弄舍矿区铅主要以上地壳源区成分为主，可能含有少量的下地壳成分。
从铅同位素构造环境判别图解（图8c、d）来看，样品投点主要分布于造山带及下地壳区域，反映成矿物质总体来源于俯冲造山背景下上地壳与下地壳物质的混合。进一步的Pb同位素特征显示，成矿物质中既有来自地壳深部的组分，也混入了上地壳成分，然而其Pb同位素组成并未表现出明显的混合线演化趋势，据此推测成矿物质可能源自单一源区。就赋矿岩浆而言，其或由下地壳初始物质发生部分熔融并经历分异作用所形成，进而构成一个贯穿地壳的岩浆系统；该系统在后续演化过程中不断分异，并与围岩发生混染，最终通过流体出溶作用使成矿物质得以沉淀富集成矿。
a—Nb-Y图解；b—Ta-Yb图解；c—Rb-（Y+Nb）图解；d—Rb-（Ta+Yb）图解
ORG—洋脊花岗岩；syn-COLG—同碰撞花岗岩；post-COLG—后碰撞花岗岩；WPG—板内花岗岩；VAG—火山弧花岗岩
a—（ 207Pb/204Pb）-（ 206Pb/204Pb）图解；b—（ 208Pb/204Pb）-（ 206Pb/204Pb）图解；c—（ 207Pb/204Pb）-（ 206Pb/204Pb）图解（含不同储库端元）；d—（ 208Pb/204Pb）-（ 206Pb/204Pb）图解（含不同储库端元）；A，B，C，D为各自区域集中区
6.3 成矿作用
早古生代—晚古生代—早中生代期间，东昆仑地区曾遭受强烈的俯冲与碰撞造山作用。在此过程中，区内不仅发育了丰富多样的构造形态与变质现象，同时亦产生了大量地质流体，这些流体构成了金属元素在区域范围内迁移和富集的重要介质 （丰成友等，2004）。就矿区而言，含金铅锌矿化断裂带及斑岩脉的形成时代明显晚于金水口群变质岩，而与泥盆系—石炭系花岗岩类的侵入活动大致同期或略为偏晚，据此推测其成矿物质或与深部岩浆活动存在成因联系。
坑得弄舍矿区岩浆活动以二长花岗岩、花岗岩、花岗斑岩和石英斑岩等岩脉侵入为主，形成时代集中于晚二叠世—三叠纪时期（赵旭，2020），为成矿提供了一定的物质基础。至晚三叠世，造山作用进入尾声，区内发育一系列北西—北西西向断裂，切穿早前变质地层，并于断裂交汇部位侵入浅成斑岩脉。与此同时，富含 H2O 和 CO2的热液沿着由脆性断裂—裂隙构成的控矿通道向上迁移，当其运移至地壳浅部时，由于温度与压力条件的急剧改变，铅、锌、铜等金属硫化物遂在有利构造部位发生沉淀并逐步富集成矿。综合上述分析，坑得弄舍金铅锌多金属矿床的形成与岩浆流体及热液活动之间存在密切的成因联系，可将其归为与中酸性岩浆活动有关的高硫型浅成低温热液矿床，同时还显示出细脉浸染状斑岩型铅锌矿化的若干特征。
7 结论
（1）坑得弄舍Au-Ag-Pb-Zn多金属矿区发育多类型火成岩，主要包括岩屑晶屑熔结凝灰岩、流纹岩、细粒花岗岩、花岗斑岩、花岗闪长岩和隐爆角砾岩。详细的地球化学分析显示矿区内火成岩来源于同一个岩浆房演化，形成包括中性岩、中酸性岩到酸性岩的完整火成岩-次火山岩-侵入岩相体系，应属I型花岗岩。
（2）岩浆岩均显示出后碰撞岩浆岩的特征，指示成矿发生于弧陆碰撞造山事件后的伸展环境中。
（3）矿区内的金银铅锌矿化与火山岩浆热液活动密切相关，S-Pb同位素组成研究指示成矿物质主要来源于岩浆，有少量地幔和地层来源的成矿物质参与。
（4）坑得弄舍金铅锌多金属矿床形成与岩浆流体和热水溶液有密切的关系，形成了与中酸性岩浆有关的高硫型浅成低温热液矿床及细脉浸染斑岩型铅锌矿床。
