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0 引言
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银家沟硫铁多金属矿床位于河南省灵宝市朱阳镇境内，自 20世纪 60年代，历经普查、详查、勘探等多阶段地质勘查工作（黎世美等，1990①；刘效民等，1996②；吕文德等，2006③），是豫西地区规模最大的矽卡岩型铁铜硫多金属矿床（胡浩和李建威， 2010），与八宝山铜多金属矿床（王亚伟等，2023）、夜长坪钨钼矿床（毕炳坤和马玉昊，2020）、橡子庙沟铁矿床（王久等，2022）等铁铜钼多金属矿床构成了银家沟—夜长坪—曲里多金属矿集区。前人对银家沟矿床地质特征、地球化学特征、同位素年代学、流体包裹体特征、成矿模式和矿床成因等进行了较详细的研究（陈衍景和郭抗衡，1993；颜正信等，2007；张孝民等，2008；武广等，2013a、2013b；李文智等，2014；吴飞等，2017），但对银家沟矿床的元素地球化学特征方面的研究较少。本文在系统收集、分析研究前人成果的基础上，开展野外地质调查，从主量、微量、稀土元素分析研究入手，总结了银家沟硫铁多金属矿床成矿地质、矿床地质和元素地球化学特征，以期为银家沟硫铁多金属矿床成矿作用提供新的依据。
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1 区域地质概况
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银家沟硫铁多金属矿床地处华北地块南缘华熊台隆，朱阳镇南部将军山背斜北翼，杜关向斜南翼。受区域近东西向挤压构造和北北东向压扭性断裂复合控制，形成了网格状构造格局，在构造体系的交会部位，一系列燕山期中酸性小岩体，东西成列、南北成行产出，自西向东为小川（闪长岩）— 蒲阵沟（花岗闪长岩）带；银家沟（钾长花岗斑岩）— 夜长坪（碱长花岗斑岩）带；后瑶峪（斜长花岗斑岩） —八宝山（碱长花岗斑岩）带（图1）。银家沟岩体侵位年龄为（147.8±1.6～142. 0±2. 0）Ma，（李铁刚等， 2013）。银家沟硫铁多金属矿床成矿年龄为 143 Ma 左右（武广等，2013a），与成岩时代一致，表明银家沟硫铁多金属矿床成矿与银家沟岩体关系密切。
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2 矿床地质特征
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2.1 地层
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矿区出露地层主要为中元古界官道口群巡检司组和龙家园组，呈单斜近东向展布，向北缓倾，岩性主要为燧石（条纹、团块）白云岩，两组地层分层标志为不连续的底砾岩和黄色页岩（图2）。
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2.2 构造
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研究区褶皱构造不发育，仅发育断裂构造，可分为近东西向F101等、北北东向F201等、北北西向 F401等3组（图2）。其中近东西断裂发育6条，走向 290°～300°，倾向北，倾角 55°～75°，构造带长度小于500 m，宽1～3 m，主要产于岩体东南部Ⅲ号矿体群中，充填石英闪长斑岩脉，表现为压性-张性-压扭性 3 个阶段；北北东断裂发育十余条，走向 20°～30°，倾向北西，倾角 60°～80°，构造带长 250～800 m，宽 0.2～10 m，主要产于岩体内、接触带及围岩中，表现为张性-压性-扭性，断面粗糙，部分糜棱岩化挤压透镜体；北北西向断裂发育4条，走向325°～350°，倾向西，倾角 65°～75°，构造带长度 100～500 m，宽0.2～47 m，主要产于岩体西部，表现为早期压性，晚期弱压扭性特征，成束状产出，为Ⅳ号矿体群控矿构造。
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图1 银家沟地区区域构造略图（据颜正信等，2007修改）
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1—钾长花岗斑岩；2—闪长岩；3—新近系；4—向斜；5—背斜；6—纬向系压扭性断裂；7—新华夏系压性断裂；8—华夏系压扭性断裂； 9—扭性断裂；10—性质不明断层；11—研究区位置
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2.3 岩浆岩
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研究区出露岩浆岩主要为银家沟复式岩体，成岩时代为晚侏罗世—早白垩世（胡浩和李建威， 2010；李铁刚等，2013），东西长 1150 m，南北宽 500～600 m，岩性以钾长花岗斑岩为主，周围分布有二长花岗斑岩、石英闪长斑岩、黑云母二长花岗斑岩等，属岩体东部有后期黑云母石英二长斑岩脉斜穿岩体；南部及北西部边缘发育有隐爆角砾熔岩、凝灰熔岩，与围岩呈侵入接触或断层接触。岩体与围岩接触带倾角 65°~82°，一般向岩体内倾斜，接触带附近多见铁帽分布。
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2.4 矿体特征
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研究区共圈出 7 个工业矿体群，大致围绕斑岩体呈环状分布，编号依次为Ⅰ～Ⅶ（表1）。其中，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ号矿体群规模最大，简述如下：
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Ⅰ号矿体群：位于北部 1～10 勘探线间岩体内接触带，呈隐伏状，走向北东东，长507 m，倾向北北西，斜长 480 m；由 3 个矿体组成，由上到下依次为 Ⅰ1、Ⅰ2、Ⅰ3。其中以Ⅰ2号矿体规模最大，沿走向和倾向出现分枝，倾斜延伸 84～432 m，矿体厚度 2.28～119.99 m，平均33. 09 m。
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Ⅱ号矿体群：分布于岩体北西部主接触带处，由Ⅱ1、Ⅱ2两个矿体组成，其中Ⅱ1号矿体为主要矿体，近东西向延伸，长550 m，倾向延伸115～460 m，平均厚 19.49 m，常伴生菱铁矿、闪锌矿。硫品位沿走向变化较大，品位23.65%～33.68%，总体趋势是两端高、中间低。铜、锌品位呈东西两端高。
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Ⅲ号矿体群：分布于研究区东南部、岩体与白云岩接触带处，地表为断续出露的氧化铁帽。总体呈北东向延伸，走向控制长度 600 m，控制斜深 415～540 m，倾向北西，倾角70°～80°。沿接触带自上而下由2个矿体组成，依次编号为Ⅲ1、Ⅲ2。
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3 样品采集与分析
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本研究针对银家沟硫铁矿床不同矿石类型和蚀变白云岩、矿化蚀变岩、黄铁绢英岩、石英脉等进行了样品采集，具体样品特征描述见表2。
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样品首先经过破碎、混匀、缩分、粉碎至 200 目进行分析测试，测试项目包括常量元素12项（表3），稀土元素 15 项（表4），微量元素 36 项（表5）。测试分析由河南省地矿局第一地质矿产调查院实验室承担，仪器采用美国 Thermo Electron 电感耦合等离子体质谱仪、RGF-6800 原子荧光光度计、 ZSXPrimusII 射线荧光光谱仪、iCAP6300Radial等离子体发射光谱仪等。
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4 讨论
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4.1 主量元素特征
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通过矿石、蚀变岩、银家沟岩体的主量元素对比研究（表3、图3），发现银家沟硫铁多金属矿石和蚀变岩主量元素的主要特征为：①矿石、蚀变岩中亏损成分为 SiO2、TiO2、Al2O3、Na2O、K2O，且 SiO2、 TiO2、Al2O3、Na2O、K2O 在蚀变岩中亏损程度远小于矿石；②矿石、蚀变岩富集成分主要为 Fe2O3、FeO、 MnO、CaO、MgO，其中矿石 Fe2O3 含量 35.54%～53.69%，FeO 含量 2.59%～21.35%；且 Fe2O3、FeO、MnO、CaO、MgO在蚀变岩中的富集程度弱于矿石中的富集程度。以上特征说明在成矿过程中 SiO2、 TiO2、Al2O3、Na2O、K2O 等成分被带出，Fe2O3、FeO、 MnO、CaO、MgO 等成分被带入，并且矿石与蚀变岩相比带入与带出程度均更强。
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图2 银家沟矿区地质图
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1—黄土及残积层；2—灰白色含燧石条带白云岩；3—灰—灰白色白云岩；4—二长花岗斑岩；5—石英闪长斑岩；6—碱长花岗斑岩；7—黑云母二长花岗斑岩；8—黑云母石英二长斑岩；9—闪长玢岩；10—岩浆角砾岩（角砾熔岩）；11—次生石英岩；12—蚀变白云岩；13—铅锌矿化带； 14—褐铁矿（铁帽）；15—断裂及编号；16—地层分界线
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银家沟硫铁多金属矿石和蚀变岩主量元素的主要特征为：①矿石、蚀变岩中亏损成分为 SiO2、 TiO2、Al2O3、Na2O、K2O，且SiO2、TiO2、Al2O3、Na2O、K2O 在蚀变岩的亏损程度远小于矿石；②矿石、蚀变岩富集成分主要为 Fe2O3、FeO、MnO、CaO、MgO，其中矿石Fe2O3含量53.69%～35.54%，FeO含量21.35%～2.59%；且 Fe2O3、FeO、MnO、CaO、MgO 在蚀变岩中的富集程度弱于矿石中的富集程度。以上特征说明在成矿过程中 SiO2、TiO2、Al2O3、Na2O、K2O 等成分被带出，Fe2O3、FeO、MnO、CaO、MgO 等成分被带入，并且矿石与蚀变岩相比带入与带出程度均更强。
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4.2 微量元素特征
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4.2.1 微量元素相关性分析
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根据银家沟硫多金属矿床中硫铁矿石和蚀变岩微量元素测试结果（表3），进行相关系数分析（图4），第一组元素 Pb、Cu、Ag、Au、Ba 之间呈现出较明显正相关关系；第二组元素为As、Sb、Zn、Co、S、Cr表现出明显的相关关系，表明Zn、S的成矿与基性元素相关；同时还有低温前缘元素出现。第三组元素为 Bi、Mo、F、V、Zr、Hf相关性较好，表明Mo的成矿关系与高温元素及F密切相关。
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图3 银家沟硫铁矿石和蚀变岩相对于岩体主要元素亏损-富集图
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4.2.2 微量元素变化特征
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与中国东部陆壳相比（图5），矿石中富集元素为：Te、Sb、Co、Ti、Cd、Se、Sn、Sb、V、As、Mo、Ag、W、 Zn、Cu、Au、Bi。蚀变岩中富集的元素为：Cs、Nb、Be、 Ba、Rb、Ta、Th、Ga、Co、Ti、F、As、V、Pb、Se、Zn、Cd、 Mo、Cu、W、Ag、Sn、Bi、Au。矿石中亏损的元素为：F、 Be、Cr、Ta、Ga、Ba、Th、S、B、Cs、V、Li、Hg、Se、Nb、Zr、 Rb、Hf。蚀变岩亏损元素为：Hf、Zr、Te、Li、V、Co、B、 Cr、Sr、Se、S、Hg。
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微量元素的变化主要特征表现为：①矿石与蚀变岩的富集和亏损元素多数一致；但富集元素中矿石中元素的富集程度大于蚀变岩；而亏损元素在矿石元素的亏损程度大于蚀变岩。同时，部分矿石中的弱亏损元素在蚀变岩中为弱富集元素。②富集元素主体为基性岩和酸性岩典型元素，主要成矿元素 Pb、Zn、Mo、Au 等均有强富集。③与银家沟岩体相比，矿石和蚀变岩大离子亲石元素中的高场强元素（Th、Nb、Ta、Zr、Hf）与大离子亲石元素（Rb、Ba、 Sr）均显示强亏损（图6），但相容元素Cr和不相容元素V富集。
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银家沟多金属硫铁矿体主要围绕银家沟复式岩体的中心钾长花岗斑岩，呈环状分布，受断裂构造控制；钾长花岗斑岩与围岩的接触带是矿体产出的主要部位。结合前人对银家沟硫铁多金属矿床的同位素年代学、成矿流体和成矿物质来源等研究成果，银家沟硫铁多金属矿床成矿年龄与成岩时代基本一致（武广等，2013a）；H、O同位素组成表明成矿热液主要来自岩浆水，S、Pb同位素表明成矿物质主要来源燕山期中酸性岩体，地层提供了少量成矿物质（武广等，2013b），综合研究表明，银家沟硫铁多金属矿床成矿与区内发育的燕山期钾长花岗斑岩体关系密切。
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注：ΣREE、ΣLREE、ΣHREE单位为10-6；稀土元素总量不包含Y元素；δEu=2*w（Eu）N/[w（Sm）N+w（Gd）N]； δCe=2*w（Ce）N/[w（La）N+w（Pr）N]； 球粒陨石标准化数据据Sun and McDonough， 1989。
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图4 银家沟矿区矿石微量元素相关系数图
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注：取位小数，相关系数大于0.95的约等于1。
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图5 银家沟矿石和蚀变岩相对于中国东部陆壳元素富集与亏损图（中国东部陆壳据鄢明才和迟清华，2005）
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4.3 稀土元素特征
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硫铁矿石稀土元素总量在7.96×10-6～58.47×10-6，轻重稀土比值 0.46～2.16，（La/Yb）N=0.88～6.96， δEu多数接近1，无明显异常。蚀变岩中稀土元素总量跨度较大，在 3.34×10-6～452.23×10-6，轻重稀土比值1.25～11.26，（La/Yb）N在1.25～22. 04之间，可分为明显两类，稀土元素总量低的一类，δEu在0.72～0.87，弱负异常，稀土元素总量高的一类 δEu 为 1.10～12.46，显示明显正异常（图7）。
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图6 银家沟硫铁矿石和蚀变岩相对于岩体部分微量元素亏损与富集图
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硫铁矿石和蚀变岩中稀土元素的配分曲线均表现出轻稀土富集的右倾模式。主要特征总结如下：①除个别样品存在明显的 Eu 正异常（YJG016） 或负异常外（YJG001），其他样品 Eu 元素异常均不明显。②根据表4、图7可将稀土元素分为3类。第 Ⅰ类稀土配分曲线近水平，且重稀土略高于轻稀土，曲线类似标准的拉斑玄武岩稀土配分曲线，此类样品（YJG002、YJG017）为硫铁矿矿石，两者稀土总量很小，差异大，无 Eu 异常。第Ⅱ类轻重稀土分馏程度低，稀土总量14.20×10-6～3.34×10-6，轻重稀土比 1.25～2.61，稀土配分曲线斜率小，（La/Yb）N 为 12.38～2.64。此类样品包括矿石样（YJG012、 YJG001）和蚀变白云岩（YJG013、YJG016、YJG021）。值得注意的是YJG001矿石样品δEu为0.49，表现出强Eu负异常，初步认为是由于矿石中含有菱铁矿和铁白云石（白云石）或重晶石所致。第Ⅲ类轻重稀土分馏程度差异较大，最低轻重稀土比为 1.52（菱铁-黄铁矿石），最高11.26（硫铁矿蚀变岩），一般为 2. 06～7.37。稀土配分曲线轻稀土部分斜率较大， （La/Yb）N 为 43.30～4. 09，多数为 6.12～17.60。 δEu值为0.72～0.98，即多为弱负异常，少数为无异常。总体规律是随着稀土总量逐渐增大，LREE/ HREE和（La/Yb）N 逐渐增大；δEu值逐渐减小。
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图7 稀土元素配分图（据Sun and McDonough，1989）
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5 结论
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（1）银家沟硫铁多金属矿床矿石中 SiO2含量普遍很低，蚀变岩中SiO2含量普遍高，反映岩体中SiO2 成矿中被带出；矿石和蚀变岩均亏损 TiO2、Al2O3、 Na2O、K2O，但蚀变岩的亏损远小于矿石；矿石和蚀变岩均强烈富集 Fe2O3和 FeO；MnO 在矿石中强富集，在蚀变岩中为弱亏损。
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（2）银家沟硫铁多金属矿床微量元素特征主要表现为矿石与蚀变岩的富集和亏损大部分一致，矿石中的元素富集程度和亏损程度均大于蚀变岩；矿石和蚀变岩中大离子亲石元素中高场强元素（Th、 Nb、Ta、Zr、Hf）与大离子亲石元素（Rb、Ba、Sr）与银家沟岩体相比均显示强亏损；强富集Pb、Zn、Mo、Au等成矿元素。综合同位素年代学、成矿流体和成矿物质来源等研究成果，表明银家沟硫铁多金属矿床成矿与区内发育的燕山期钾长花岗斑岩体关系密切。
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（3）银家沟硫铁多金属矿床矿石和蚀变岩中稀土元素的配分曲线可分为 3 类：第Ⅰ类稀土配分曲线近水平，且重稀土略高于轻稀土，曲线类似标准的拉斑玄武岩稀土配分曲线，无 Eu 异常；第Ⅱ类轻重稀土分馏程度低，稀土配分曲线斜率小，矿石中 Eu 元素为强负异常；碎裂石英脉中 Eu 元素为极强正异常，初步认为是由于矿石中含有菱铁矿和铁白云石（白云石）或重晶石所致；第Ⅲ类轻稀土分馏较强、重稀土分馏不强，稀土配分曲线斜率不大，Eu元素多为弱负异常，少数为无异常。
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注释
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① 黎世美，瞿伦全，王西午，姚志安，张维探.1990. 银家沟矿区多金属硫铁矿床中金银矿远景调研普查地质报告[R]. 洛阳：河南省地矿局第一地质调查队.
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② 刘效民，华西霞，杨志民，陈殿凯，武永立，高兰墀，司马献章，宋云礼，邓红玲，张为民，付玉衡，黄志华.1996. 河南灵宝银家沟矿区Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ号矿体硫铁矿勘探地质报告[R]. 洛阳：河南省地矿局第一地质调查队.
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③ 吕文德，司马献章，刘国印，宋要武，孙卫志，肖中军，曹月怀，赵云雷，严海麒，徐文超，赵荣军，夏中广，颜正信 .2006. 河南卢氏—栾川地区铅锌银矿评价报告[R]. 郑州：河南省地质调查院.
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摘要
银家沟硫铁多金属矿床位于华北克拉通南缘，受地层、构造控矿作用强烈。本文对银家沟硫铁多金属矿床的成矿地质背景、岩（矿）石主量、微量、稀土元素地球化学特征进行了系统研究。主量元素特征为矿石中SiO2含量普遍很低，矿石和蚀变岩亏损TiO2、Al2O3、Na2O、K2O，强烈富集Fe2O3和FeO；矿石、蚀变岩微量元素富集和亏损基本一致，与银家沟岩体相比，Th、Nb、Ta、Zr、Hf、Rb、Ba、Sr元素显著亏损，Pb、Zn、Mo、Au 成矿元素显著富集。稀土元素配分曲线可分为3类：①稀土配分曲线平坦，重稀土略高于轻稀土，Eu元素无明显异常；②轻重稀土分馏程度低，稀土配分曲线斜率小；③轻重稀土分馏程度差异较大，轻稀土分异强度较大，Eu多为弱负异常，少数为无异常。矿石Eu强负异常，可能是矿石中含有菱铁矿和（铁）白云石或重晶石所致。综合以往同位素年代学、成矿流体和成矿物质来源等研究资料，认为银家沟硫铁多金属矿床成矿与区内发育的燕山期碱长花岗斑岩关系密切。
Abstract
The Yinjiagou pyrite-polymetallic deposit， located in the southern margin of North China Craton， is mainly controlled by the strata， structures and magmatic rocks. In this paper， metallogenic geological background and deposit geology of the deposit are studied. A systematic research is carried out on rock（ore） geochemical characteristics of the major， trace and rare earth elements. Characteristics of the major elements show that content of SiO2 is generally low in pyrite-polymetallic ores， and the ores and altered rock are deficientin TiO2，Al2O3，Na2O， K2O， and great enrichment of Fe2O3 and FeO in the ores and altered rocks. Enrichment and deficiency of the trace elements in the ores and altered rocks are basically consistent. Compared with the Yinjiagou magmatic rocks， there exist obvious deficiency of Th， Nb， Ta， Zr， Hf， Rb， Ba， Sr， and enrichment of metallogenic elements Pb， Zn， Mo and Au. The REE distribution patterns can be divided into three types：①The REE distribution curves show flat pattern， with HREE slightly higher than LREE， and no remarkable Eu anomaly；②LREE and HREE exhibit low fractionation， with small distribution curve slope. ③LREE and HREE show significant fractionation difference， with great differentiation of LREE， and mostly slightly negative Eu anomalies or no anomalies. The pyrite-polymetallic ores exhibit strongly negative Eu anomalies， which may be caused by the presence of siderite，（iron） dolomite or barite. Based on previous research data on isotopic geochronologies， metallogenic fluids and metal- logenic material sources， it is recognized that the Yinjiagou pyrite-polymetallic deposit is closely related to the widely distributed K-feldspar granite porphyries of Yanshanian.
