江西城门山铜多金属矿床中稀散元素的差异化富集规律

Diversified Enrichment Regularity of Dispersed Elements of Chengmenshan Cu Polymetallic Deposit from Jiangxi Province

摘要

斑岩‒矽卡岩型铜矿床中伴生的稀散元素之间存在明显的差异化富集，其规律尚需深入研究.对城门山斑岩‒矽卡岩铜多金属矿床的矿石开展了光学显微镜和扫描电镜观察，并对钻孔中的稀散元素（Te、Se、Ga、Ge、Cd、In和Tl）和Bi含量开展了相关性分析、聚类分析和分形分析等研究.城门山矿床中的Te以独立矿物为主、少量赋存于硫化物中，其他稀散元素大多呈类质同象赋存于不少于两种硫化物中.复杂的赋存状态导致稀散元素的含量除Tl呈简单分形外，均呈多重分形分布.城门山矿床中的稀散元素具有沉淀顺序先后分开、富集位置空间错位的差异化富集规律，主要受温度、pH、硫逸度和氧逸度等物化条件以及元素性质的制约.稀散元素差异化富集规律的深入研究，可以有效避免在勘查评价过程中遗漏伴生稀散元素矿床.建立了城门山矿床的稀散元素原生晕分布模式，该模式可为伴生稀散元素矿床的成因研究和深部找矿勘查实践提供参考.

Abstract

Porphyry-skarn Cu deposits are frequently characterized by high contents of dispersed elements, which exhibit significantly diversified enrichment between them. However, the regularity of the diversified enrichment remains insufficiently understood. In this study, the primary ore minerals present in the Chengmenshan deposit were investigated, using the optical microscope and scanning electron microscopy. Additionally, correlation analysis, cluster analysis, and fractal analysis were employed to explore the relationships between the dispersed elements (Te, Se, Ga, Ge, Cd, In, and Tl) and Bi contents in the drill cores. The results reveal that Te is predominantly hosted by independent minerals, with only a minor fraction incorporated into sulfides. In contrast, other dispersed elements are incorporated by at least two types of sulfide. The distribution patterns of the dispersed elements at Chengmenshan exhibit multifractal patterns, except for Tl, which follows a simple fractal distribution due to its complex occurrence. The enrichment pattern of these dispersed elements at Chengmenshan is characterized by a sequential separation and spatial dislocation. The pattern is likely influenced by metallogenic factors such as temperature, pH, fS₂, and fO₂, along with the distinctive geochemical properties of the dispersed elements. This research demonstrates that an understanding of the diversified enrichment regularity of these dispersed elements could be instrumental in identifying independent deposits of these elements. Furthermore, a primary halo distribution model for the dispersed elements in the Chengmenshan deposit has been developed, which may serve as a valuable reference for studying the genesis of associated dispersed element deposits and for the prospecting and exploration of deeply buried targets.

Graphical abstract

关键词

稀散元素 / 差异化富集 / 分形分布 / 城门山矿床 / 原生晕 / 矿床学.

Key words

dispersed elements / diversified enrichment / fractal distribution / Chengmenshan deposit / primary halo / ore deposit

0 引言

稀散元素，也称分散元素，通常是指地壳中丰度低（含量多为10^-9级）且极为分散的一类元素，包括Te、Tl、Cd、Ga、Se、Ge、In和Re这八种（涂光炽等， 2004）.稀散元素是战略性金属矿产的重要部分，对高、精、尖科技和未来能源的发展具有举足轻重的地位，供需矛盾日益增加（毛景文等， 2019； 温汉捷等， 2019； 周涛发等， 2020）.稀散元素通常需要富集成百上千倍才能成矿，其超常富集成矿往往需要十分苛刻的条件和特殊的地球化学过程，甚至多次成矿作用叠加（Wedepohl， 1995； 谷团等， 2000； 温汉捷等， 2019）.尽管这些稀散元素均存在多种独立矿物，但只形成少数以独立矿物为主的独立矿床（王登红等， 2019），绝大多数以类质同象的形式替代主要矿化元素而富集成矿，作为副产品在选矿/冶炼过程中加以回收利用（谷团等， 2000； 涂光炽等， 2004； 陶琰等， 2019）.稀散元素具有明显的矿床类型专属性和矿物专属性，即特定的稀散元素与特定类型的金属矿床/矿物有着对应的专属关系——铝土矿（一水铝石）与Ga、铅锌矿（闪锌矿）与Ge、Cd和In等、铜钼矿（辉钼矿）与Re（涂光炽等， 2004； 张乾等， 2008）.近20年来，稀散元素的富集机制越来越受到关注，学者在稀散元素成矿理论体系、矿床类型和成矿专属性、全球资源分布、成矿模式等方面取得了一系列重大突破（涂光炽等， 2004；张乾等， 2008； Cook et al.， 2009； Keith et al.， 2018； 陶琰等， 2019； 温汉捷等， 2019； 谢桂青等， 2019， 2024； 杨志明等， 2020； 周涛发等， 2020）.这些成果深化了稀散元素与主矿化元素之间共/伴生机制的认识，也为（富含）稀散元素矿床的找矿勘查突破提供了重要科技支撑.

前人发现，多种稀散元素可以在同一矿床中发生超常富集，甚至同时达到大型‒超大型规模，形成独特的共生现象（谷团等， 2000； 温汉捷等， 2019）.例如，云南富乐铅锌矿中含有约177 t Ga、329 t Ge、750 t Se和7 500 t Cd（张乾等， 2008； Meng et al.， 2024）；都龙锡锌多金属矿床中的Cd和In分别达到大型和超大型（谷团等， 2000）；希腊色雷斯西部的Pefka和 St Philippos浅成低温热液矿床中具有较高的Te、Se、Ge、Ga和In含量，可达（100~1 000）×10^-6（Voudouris et al.， 2022）.这种共生特征可能与稀散元素和伴生的主金属元素（如Pb、Zn、Sn、Cu、Fe、Sb、Hg和Ag等）均具有亲硫的特性有关，这一相似性导致多种稀散元素同时在以硫化物为主的矿床中发生超常富集（谷团等， 2000； 高任等， 2022）.尽管如此，这些稀散元素在同一矿床中并非全部都有很高的富集系数或富集程度（即岩石或矿石含量/地壳丰度，涂光炽等， 2004；刘家军等， 2020）.然而实际研究过程中，往往只关注一种或两种主要的稀散元素，对于其他稀散元素是否富集、如何富集及稀散元素之间富集过程的关联性研究较少，导致稀散元素之间的差异化富集规律及其控制因素尚不清楚.

长江中下游成矿带是我国重要的铁铜生产基地，矿化类型以矽卡岩‒斑岩型和玢岩型为主，这些矿床中普遍伴生有Cd、Co、Se、Te、Re和Ga等关键金属元素，部分达到大型‒超大型规模，且大部分元素已能被综合回收利用（谢桂青等，2019， 2024； 周涛发等， 2020）.近年来，学者初步查明了这些矿床中稀散元素的赋存状态、分布特征和成矿规律（谢桂青等， 2019， 2024； 周涛发等， 2020）.然而，不同稀散元素的富集程度存在显著差别的具体原因尚不清楚.例如，该成矿带上的矿床已探明伴生较多的Te和Se，其Te： Se约为0.86，但单个矿床中的Te和Se存在显著的差异化富集，如城门山和武山（九瑞矿集区）以及铜山口（鄂东矿集区）矿床的Te： Se依次为3.80、0.42和0.15，而铜陵矿集区的狮子山矿床伴生有2 065 t Se，无Te数据（高任等， 2022；谢桂青等， 2024）.这种差异化的富集特征明显有悖于Se⁃Te属于地球化学元素对而地球化学行为极为相似的认识（谷团等， 2000； 刘家军等， 2020）.江西城门山铜多金属矿是长江中下游成矿带内典型的斑岩‒矽卡岩矿床，矿床中除伴生Au和Ag以外，还含有5 542 t Te、1 457 t Se、4 981 t Ga、 537 t Ge、10 431 t Cd和1 639 t Tl（均按可供综合利用品位10×10^-6计算），均达到大型‒超大型规模，是典型的多种稀散元素共生的金属矿床（高任等， 2022）.前人对该矿床中的Te、Se、Cd、In、Re和Co等稀散元素开展了部分研究，初步提出了这些元素的赋存状态和分布特征，并建立了包含多种稀散金属矿化的成矿模式（国显正等， 2021； 高任等， 2022； Guo et al.， 2023； 谢桂青等， 2024）.因此，城门山矿床积累了相当的地质勘查资料和研究资料，是开展稀散元素差异化富集规律研究的理想对象.本文在光学显微镜和扫描电镜观测的基础上，对城门山矿床中的稀散元素（Te、Se、Ga、Ge、Cd、In和Tl）及Bi等元素的品位数据开展相关性分析、聚类分析和分形分析，并结合文献中的矿物微区微量元素数据特征，总结了稀散元素的赋存状态，拟揭示稀散元素之间的差异化富集规律及其控制因素，探讨稀散元素差异化富集规律对找矿勘查实践的启示.

1 区域地质背景和矿区地质

九瑞矿集区位于长江中下游成矿带的西段，阳新‒常州断裂北侧、襄樊‒广济和郯城‒庐江断裂交汇点南侧，其西部与鄂东矿集区相接.长江中下游成矿带位于扬子板块北缘，华北板块南缘的大别造山带南侧，该区的构造演化大致经历了三个主要阶段，分别为基底形成阶段（前震旦纪）、沉积盖层阶段（震旦纪‒早三叠世）及碰撞造山和造山后板内变形阶段（中三叠世以来）（常印佛等， 1991； Zhai et al.，1996）.第一阶段的前震旦纪基底主要由变质奥长花岗岩‒英云闪长岩‒花岗闪长岩组合、白云母石英片岩夹有角闪岩组成，与上覆的沉积盖层呈角度不整合关系；第二阶段的沉积盖层主要包括震旦纪碎屑岩、白云岩和硅质岩、寒武纪至三叠纪的海相碳酸盐岩等；第三阶段以中生代大规模岩浆活动和成矿作用为特征（常印佛等， 1991），这些岩浆侵位于沉积盖层浅部的石炭系、二叠系、三叠系及侏罗系地层之中，在其接触带或附近形成了大量与岩浆热液作用有关的铁、铜、金等金属矿床（Zhai et al.， 1996； Pan and Dong， 1999）.长江中下游成矿带由7个各具特色的矿集区组成，自西向东分别为鄂东、九瑞、安庆‒贵池、庐枞、铜陵、宁芜和宁镇矿集区（Zhai et al.， 1996）.区内的中生代岩浆活动和成矿作用被划分为三种类型：①156~137 Ma富钾钙碱性花岗质岩石，岩性主要为闪长岩、花岗闪长岩和花岗闪长斑岩，与之有关矿床类型为斑岩、矽卡岩和层控型铜金钼铁矿床，主要分布在九瑞、安庆‒贵池和铜陵等断隆区（Mao et al.， 2011）；②135~ 123 Ma钙碱性花岗质岩石，岩性主要为石英闪长岩、石英二长岩、花岗闪长岩和闪长岩以及与之相对应的喷出岩，与之相关的矿床主要为位于白垩纪盆地中的玢岩铁矿（宁芜、庐枞地区）和隆凹过渡区的矽卡岩型铁矿（金山店和程潮等）（Mao et al.， 2011； Xie et al.， 2015）；③127~123 Ma侵位的A型花岗岩，岩性主要为石英正长岩、正长岩、碱性花岗岩和对应的喷出岩，对应于金铀矿化（周涛发等， 2017）.上述矿床中共伴生产出有大量的稀散元素和Co等战略性矿产资源，其中，伴生稀散元素规模通常达到大型和超大型，且数量众多；独立的稀散金属矿床（如安徽香泉铊矿和江苏万寿山锗矿）规模一般为中小型，数量较少（谢桂青等， 2019， 2024； 周涛发等， 2020）.

九瑞矿集区内奥陶系至三叠系沉积岩均有广泛出露（图1），包括下奥陶统（伦山组）灰岩、白云岩；志留系（中志留统罗惹坪组、上志留统纱帽组）砂岩、粉砂岩、页岩；上泥盆统（五通组）石英砂岩；中石炭统（黄龙组）灰岩、白云质灰岩；二叠系（下二叠统梁山组、栖霞组、茅口组；上二叠统龙潭组、长兴组、大隆组）和三叠系（下三叠统大冶组；中三叠统嘉陵江组）碳质页岩、厚层状灰岩和白云岩；其中与成矿相关的主要是石炭系‒下三叠统碳酸盐岩（Pan and Dong， 1999； 徐耀明等， 2013）.区内最为主要的断裂为NWW向沿长江展布的隐伏深大断裂，该断裂带控制了区域岩浆岩的线性展布特征，属于一级控岩控矿构造，与之平行的一系列次一级断裂则具体控制了岩浆岩及与之相关矿床的产出位置（常印佛等， 1991；杨明桂等， 2004）.印支期构造运动导致区内地层发育一系列印支期的NW向断裂和NWW⁃NNE向褶皱和断裂，可见由多个轴向近平行交替出现的背斜、向斜所组成的复式褶皱（Pan and Dong， 1999； 徐耀明等， 2013）.

区内岩浆岩出露规模较小，成岩时代以燕山期（148~138 Ma）为主，自南东至北西分布了城门山、丁家山、洋鸡山和武山等侵入体（图1），岩性主要为花岗闪长斑岩、石英闪长玢岩和少量闪长岩、石英斑岩、二长花岗岩等，常以岩株状沿着断裂或者构造交汇处发生侵位（Pan and Dong， 1999；徐耀明等， 2013；Xie et al.， 2019）.其中，花岗闪长斑岩与铜、铅、锌、金多金属量矿床关系十分密切，石英斑岩与钼和铜矿床有关，石英闪长玢岩对于形成金银多金属矿床十分有利.另外，还有少量石英闪长岩、闪长岩、次英安斑岩、辉绿玢岩、花岗细晶岩和煌斑岩等岩脉呈群呈带状分布于构造破碎带和小岩体中间，均属燕山期产物（高任等， 2022）.最近在武山和通江岭矿床中还发现了一定规模的白钨矿化，其成矿时代分别与其成矿母岩基本一致（高任等， 2023； 王海等， 2023）.

2 矿床地质

城门山矿床位于九瑞矿集区的东南端，矿区出露地层由南向北依次为志留系、泥盆系、石炭系、二叠系和三叠系（图2a）.地层由老到新依次如下：中志留统罗惹坪组，岩性为石英砂岩夹页岩和石英岩为主；上志留统纱帽组，岩性主要为粉砂岩和页岩；上泥盆统五通组，岩性由下段石英砂岩与石英砂砾岩互层，向上逐渐变为石英砂岩和含云母砂质页岩；上石炭统黄龙组，岩性由下段的厚层状白云岩和白云质灰岩向上变为厚层状灰岩.矿区内二叠系地层由下至上由大梁山组、栖霞组、茅口组、龙潭组和长兴组组成.其中，下二叠统栖霞组，岩性主要为灰岩，下部含有少量碳质成分，上部含有少量燧石.下二叠统茅口组，岩性由下段的碳质灰岩向上变为含燧石厚层灰岩.下三叠统大冶组，与下伏长兴组呈平行不整合接触，下段以页岩为主夹有透镜状灰岩，上段以灰岩为主夹钙质页岩.城门山矿床与成矿作用密切相关的地层主要为五通组、黄龙组、栖霞组和茅口组，其中五通组和黄龙组之间的不整合面兼硅钙界面，是区内层状铜多金属矿体的重要赋存部位，而栖霞组和茅口组则是矽卡岩型矿体的主要围岩（高任等， 2022）.

矿区内的构造以断裂和褶皱为主，其中NEE向、NE⁃NNE向、NW⁃NNW向的三组断裂构造，构成了矿区内构造格架，控制着岩体及矿体的产出.而且断裂形迹较复杂，显示多期次活动的特点（罗建安和杨国才， 2007）.城门山矿床位于长山‒城门山背斜东端北翼近倾伏

端，矿区东部发育北西和北东两组方向的背向斜构造.区内岩浆岩呈岩株状侵入，直径约1 km，岩性为花岗闪长斑岩和石英斑岩.花岗闪长斑岩（145~139 Ma；Li et al.， 2010； 徐耀明等， 2013）主要产出于矿区中部，在平面上呈不规则的椭圆形，向深部逐渐变为近等轴状.其斑晶成分主要为斜长石、黑云母、角闪石，其次为钾长石和石英，基质以石英、斜长石和钾长石为主（图3a）.石英斑岩主要产出于矿区西部，在花岗闪长斑岩西侧呈岩筒状贯入，在其顶部和边缘常含有花岗闪长斑岩捕虏体（图2a；罗建安和杨国才， 2007）.其斑晶成分以石英和钾长石为主，基质矿物种类与斑晶类似，斜长石较少（图3b）.矿区石英斑岩中辉钼矿的成矿时代为142~137 Ma（吴良士和邹晓秋， 1997； Mao et al.， 2006）.

城门山矿床的矿体主要产于岩体接触带及其附近，在石英斑岩与花岗闪长岩斑岩体内部形成斑岩型铜钼矿体，在花岗闪长斑岩与灰岩的接触带形成矽卡岩型矿体，在黄龙组灰岩和五通组砂岩界面则形成了层间交代型矿体，构成“三位一体”复合矿床（图2b；叶少贞等， 2019； 高任等， 2022）.整体上，矿体在空间上呈现以岩体为中心的环带状展布，其中，铜矿体位于岩体上部、接触带和层间，钼矿体位于岩体中心较深的部位（图2b）.在垂向上具有上铜下钼的特征，水平上构成以钼矿体为核心的中心式带状分布模式：钼矿体→铜矿体→铜硫铅锌矿体（马振东等， 2010）.城门山矿床的热液蚀变类型包括钾化、绢云母化、矽卡岩化、硅化、绿泥石化、碳酸盐化和高岭土化等（图3、图4）.其中矽卡岩化主要在外接触带发育，进变质阶段以石榴子石为主，其次为透辉石，退变质阶段含有较多的绿泥石和角闪石等矿物.城门山矿床以石英斑岩为中心向外的蚀变矿化分带为：钾硅化钼矿化带→石英绢云母矽卡岩化铜矿化带→绿泥石碳酸盐化黄铁矿化带；以花岗闪长斑岩为中心的蚀变分带为：绿泥石、绿帘石化花岗闪长斑岩→黄铁矿绢英岩化、高岭土化花岗闪长斑岩→黄铜矿化石榴子石矽卡岩→黄铁矿化透辉石、阳起石大理岩→绿泥石、绿帘石化大理岩化灰岩→灰岩.金属矿物共生组合同样具有分带特征：黄铁矿+黄铜矿+辉钼矿组合（岩体内部/内带）→黄铁矿+黄铜矿+磁铁矿+闪锌矿组合（接触带）→黄铁矿+黄铜矿+闪锌矿+方铅矿+自然银组合（外带）.

3 城门山矿床稀散元素品位数据特征

3.1　品位数据分析

本文收集了城门山矿床中的295组钻孔组合样品的分析数据，其中每个组合样品长度为2.23~ 12.26 m，含2~6个基本分析样（矿石品位分析的基本单元）.绝大部分基本分析样品的岩性为矿石，涵盖不同的矿石类型，仅极个别为矿化矽卡岩，样品分布范围以矿床东部地区为主.将所收集稀散元素（Te、Se、Ga、Ge、Cd、In和Tl）及Bi等元素的品位数据，使用SPSS软件开展统计分析，得到各元素的基本特征（表1）.变化范围达到5个数量级的元素有Te（（0.03~119）×10^-6）、Se（（0.09~198）×10^-6）和Tl（（0.01~140）×10^-6），变化范围达到4个数量级的元素有In（（0.01~41.8）×10^-6）和Bi（（0.48~1 020）×10^-6），变化范围达到3个数量级的元素有Ge（（0.12~170）×10^-6）和Cd（（0.36~995）×10^-6），变化范围最小的元素为Ga（（1.89~91.1）×10^-6）.这些元素中，Ga元素变异系数最小（0.72），其他元素变异系数均大于1，最大为Tl，可达3.07.这些元素的平均富集程度（平均值/地壳值，地壳值参考Wedepohl （1995））变化较大，其中Te平均富集程度最高，可达1 972倍，而Ga的平均富集程度最低，为1.2倍，其他平均富集程度超过100倍的元素有Cd（793倍）和Bi（677倍），位于10~100倍之间的元素有Se（68.5倍）和Tl（76.3倍），Ge和In的平均富集程度均低于10倍，分别为7.92倍和9.19倍.这些数据分析结果显示，尽管城门山矿床中的稀散元素除In和Re外，都达到了大型及以上规模，但不同稀散元素之间的富集程度存在明显的差别.

频率分布直方图显示（图5），城门山矿床中的稀散元素（Te、Se、Ga、Ge、Cd、In和Tl）及Bi元素均不呈正态分布，其偏度值均为正值，其中Ga的偏度值最小（2.72），其他元素均具有明显的正偏态特征，低值数据、特别是接近检出限的数据占比较高，而极高值则呈零星分布.对数Q⁃Q图解中（图6），元素在低值部分基本沿参考线（期望值与观测值为1∶1）两侧分布，Ga和Tl的高值部分偏离程度小，偏离点数也较少，其他元素的高值部分则明显偏离参考线；其中，Te、Ge和In的高值部分表现为向上偏离，Se的高值部分表现为向下偏离，而Cd和Bi的高值部分表现为先向下偏离再向上偏离.这些统计结果显示，城门山矿床中的稀散元素及Bi元素，既不呈正态分布，也不呈对数正态分布.

另外，本次从典型剖面线上挑选出10个钻孔，开展稀散元素和Bi元素的含量统计分析，以观察这些元素的空间变化规律.在剖面上，这些钻孔从南西到北东方向，依次揭露岩体、岩体+接触带和地层，其中，钻孔SC001、SC203和SC405样品以斑岩型矿石为主，ZK⁃1506、ZKJ13⁃3和ZK1106主要为斑岩型+矽卡岩型矿石，ZKJ7⁃6、ZKJ5⁃1、ZKJ1⁃3和ZKJ0⁃4则以层间交代型矿石为主.结果表明（图7），从岩体向地层方向，这些钻孔中的Te、Cd、In和Bi总体上有逐渐增高的趋势，Se和Ga先增高后降低，Ge无明显变化规律，但最高值出现在层间交代型矿石中，斑岩体中的Tl明显低于接触带和地层中的含量，后二者含量差别不大.另外，Te和Se在斑岩型和斑岩型+矽卡岩型矿石中的含量变化趋势基本一致，但在层状交代型矿石中的差别较大.总体上，这些稀散元素具有富集位置空间错位的特征.

3.2　相关性和聚类分析

本次使用SPSS软件开展元素含量相关性分析和聚类分析.相关性分析结果显示（表2），城门山矿床中的稀散元素和Bi、As及Sb等元素的相关性程度变化较大，其中，Te和Bi（R=0.54）、Cd和In（R=0.52）、Cd和Sn（R=0.60）、Tl和Sb（R=0.48）及As和Sb（R=0.55）呈明显的正相关，Ge和Sn（R=-0.30）呈一定程度的负相关，其他元素之间的相关性相对较差.聚类分析结果显示（图8），城门山矿床中的稀散元素和Bi、As及Sb等元素大致可以分为5组：①As⁃Sb⁃Tl；② Ge；③ Te⁃Bi；④ Cd⁃In⁃Sn⁃Ga；⑤Se.这些元素的聚类分析结果大体上与相关性分析结果一致：相关系数高的元素分为一组.

3.3　分形分析

本次采用含量‒含量求和法来分析矿石中稀散元素和Bi的品位数据，方法可参见申维（2007）.具体流程为：①将数据按从小到大的次序排列，再按一定间距选择一组元素值C，将大于等于该元素含量的品位数据累加得到含量累加值N，共选择15~20组不同的C和N值；②将C和对应的N值取对数，绘制得到lg（C）⁃lg（N）散点图；③根据散点图寻找适当lg（C）作为估算的分界点，采用最小二乘法确定多条拟合线（lg（N）=⁃D lg（C）+lg（b），其中D为分维数、b为常数），并计算各区间拟合直线与原始数据之间的剩余平方和在各区间的总和，当其最小时确定该lg（C）为分界值，按照此方法获得多个分界值和其对应的分维数D（D1、D2和D3）.分形分析结果显示（图9、表3），城门山矿床中的稀散元素和Bi元素均具有显著的分形特征，且除Tl为简单分形分布外，其他元素均显示为多重分形分布.其中，Te元素的分维数（D1、D2和D3）分别为0.12、0.47、1.61，分界值为10×10^-6和30×10^-6；Se元素的分维数分别为0.12、0.49、0.70，分界值为5×10^-6和15×10^-6；Ga元素的分维数分别为0.05、0.99、1.82，分界值为10×10^-6和25×10^-6；Ge元素的分维数分别为0.07、0.84、1.16，分界值为9×10^-6和25×10^-6；Cd元素的分维数分别为0.01、0.15、0.93，分界值为30×10^-6和200×10^-6；In元素的分维数分别为0.30、1.12、3.61，分界值为5×10^-6和17×10^-6；Tl元素的分维数分别为0.20和1.20，分界值为20×10^-6；Bi元素的分维数分别为0.03、0.55、1.40，分界值为50×10^-6和300×10^-6.大多数元素的第1、2和2、3段分界值所对应的富集程度（分界值/地壳值，地壳值参考Wedepohl （1995））相差1个数量级，仅Te （2 000倍 vs. 6 040倍）和In（100倍vs. 340倍）的富集程度相差小于1个数量级.这些元素中除In以外，其他元素第1、2段分界值与统计数据中的平均富集程度均值大致相当（表1、表3）.

4 讨论

4.1　稀散元素的赋存状态

前人研究认为，稀散元素具有多种赋存状态，基本上以独立矿物出现的是Te、Tl矿床和部分Se矿床；以类质同象形式存在的是Cd、Ga、In和Re矿床；完全以有机质吸附的是Ge和部分Se矿床；三种形式兼有的是Se矿床（涂光炽等， 2004）.对于城门山矿床而言，矿区地层中有机质含量相对较低（栖霞组约0.95%，茅口组约0.72%；舒全安等， 1992），明显不同于赋存于黑色岩系中的硒矿围岩的有机碳含量（0.85%~6.64%；涂光炽等， 2004）.加之矿床的形成与岩浆热液密切相关，无法供给有机质组分，因而稀散元素呈有机质结合态及吸附态的可能性较低.由此可见，前两种最有可能是城门山矿床中稀散元素的主要赋存方式，但具体到某个元素而言，可能还存在一定的差异.

前人研究认为，城门山矿床中Te的赋存状态以独立矿物（如碲银矿、碲铋银矿、辉碲铋矿、硫楚碲铋矿和碲黝铜矿等）为主，少量呈类质同象赋存在黄铁矿和黄铜矿中（韩颖霄， 2020； 国显正等， 2021； 谢桂青等， 2024）.高任等（2022）发现Te在褐铁矿矿石中含量较高，因而可能有少量Te在氧化矿石中以吸附态形式存在（温汉捷等， 2019）.本次还发现辉碲铋矿被碲银矿和硫铋铜矿穿插交代、辉碲铋矿被辉铋矿交代、碲铋矿被碲银矿交代的现象（图10a~10g）.由于Te与Bi具有明显的正相关关系（R=0.54），且聚类分析中Te和Bi也位于同一组内（图8），指示Te⁃Bi矿物的存在（图10a~10g），可能存在低熔点Te⁃Bi金属熔体（刘家军等， 2021）.同时，Te和Bi的分维数（D1、D2和D3分别为0.12、0.47、1.61和0.03、0.55、1.40）的中高值（D2和D3）较为接近，而低值则差别较大，指示二者在相对高的含量中具有类似的活动规律或赋存状态，也支持二者形成独立矿物的认识.城门山矿床中尚未有发现Se的独立矿物的报道，但辉铋矿、辉碲铋矿和硫楚碲铋矿中的Se相对较高，可超过0.2%（图11；国显正等， 2021），明显高于黄铜矿（平均值为34×10^-6）、黄铁矿（平均值为23.2×10^-6）、闪锌矿（平均值为14×10^-6）和辉钼矿（平均值为78.8×10^-6）；同时含碳地层中Se含量并无异常，指示Se很可能主要以类质同象的形式存在，且以黄铜矿和黄铁矿为主（高任等， 2022； Guo et al.， 2023）.另外，Se和Te的含量均具有多重分形分布的特征（图9），且二者的低值分维数（D1和D2分别为0.12、0.49和0.12、0.47）相似、高值分维数（D3分别为0.70和1.61）差别明显，指示二者可能在低含量时具有类似的分布特征，如以类质同象的形式赋存于硫化物中，但高含量部分Se依然以类质同象的形式存在（D2和D3差异较小），而Te可能更多地以独立矿物的形式存在，这种差别可能是导致Te和Se在聚类分析中分离以及无明显相关性（R=0.05）的重要原因.

城门山矿床中的Ga、In和Tl之间的正相关性较差（R=0.22~0.26），聚类分析中位置相差较远（图8），三者对应的低中高分维数也相差明显（表3），指示三者的赋存矿物可能存在较大的差别.城门山矿床中的Ga在闪锌矿中（平均值为41.7×10^-6）和黄铜矿中（平均值可达9.42×10^-6）可能以类质同象的形式存在（Guo et al.， 2023），还可能少量赋存于磁铁矿和矽卡岩的绿帘石、绿泥石中（涂光炽等， 2004； 温汉捷等， 2020； 周涛发等， 2020； Zhu et al.， 2024）.城门山矿床中闪锌矿的In含量（平均值为170×10^-6）明显高于黄铜矿（59.8×10^-6）和黄铁矿（1.25×10^-6），指示闪锌矿可能是In的主要赋存矿物（表4）.由于矽卡岩石榴子石中的In含量可达629×10^-6（Xu et al.， 2021），因此不排除城门山矿床中的石榴子石也可能含有少量的In.城门山矿床中的黄铁矿、黄铜矿、闪锌矿和辉钼矿中的Tl含量均较低，平均值均小于2.1×10^-6（表4），指示它们可能都不是Tl的主要赋存矿物，明显不同于常见的具有Tl伴生的富含硫化物的矿床，如金顶铅锌矿和香泉铊矿中的Tl主要赋存于黄铁矿中，含量超过1 000×10^-6（张乾等， 2008； Zhou et al.， 2008； 温汉捷等， 2020）.Tl与As和Sb的含量都呈现出明显的相关关系（R=0.38~0.55），而聚类分析中也分为1组，且Tl含量数据也显示为简单分形特征；不排除Tl除赋存于富含As和Sb的硫化物之中外，还与As和Sb形成独立硫盐矿物（如硫锑铊矿（Tl₂Sb₆As₄S₁₆），Makovicky， 2018）的可能，这可能是含铜黄铁矿矿石中的Tl含量可高达~1 000×10^-6的重要原因，而含铜斑岩矿石中的Tl（最高可达~800×10^-6）可能赋存于含钾矿物中（高任等， 2022；温汉捷等， 2020）.另外，城门山矿床中与第二世代黄铁矿共生白铁矿中的Tl含量可高达~2 000×10^-6（韩颖霄， 2020），这与其他研究中发现白铁矿中的Tl含量较为接近（可达~1 000×10^-6；Zhu et al.， 2022；姜永果等， 2023），因而不排除城门山矿床中的Tl也有部分来自白铁矿的可能.

城门山矿床中黄铜矿的Ge含量（平均值为2.78×10^-6）略高于黄铁矿（平均值为1.8×10^-6）和闪锌矿（平均值为1.1×10^-6），但整体都较低，绝大部分低于矿石平均值（5.95×10^-6，表4；高任等， 2022）.从矿石类型的角度来看，存在层间交代型>矽卡岩型>斑岩型的特征，平均值分别为9.96×10^-6、5.21×10^-6、2.65×10^-6，指示层状硫化物中的某种矿物可能含有相对高的Ge（高任等， 2022）.这种低Ge、高In含量的闪锌矿与高温热液交代型闪锌矿接近（Frenzel et al.， 2016），指示闪锌矿可能并不是Ge的主要赋存矿物.由于矽卡岩中绿帘石和磁铁矿中的Ge含量分别可达578×10^-6和73×10^-6，因而，不排除绿帘石和磁铁矿是矽卡岩型矿石中Ge的来源之一（Meng et al.， 2017； Zhu et al.， 2024）.另外，Ga⁃Ge元素对的分形特征与Te⁃Se元素对类似——低值分维数（D1和D2）接近、高值分维数（D3）相差较大，指示Ga和Ge的低含量部分与高含量部分所对应矿石中的赋存矿物可能存在较大差别.另外，闪锌矿中的Ga和Ge具有明显的相关性（R=0.65，Guo et al.， 2023），排除了二者竞争替代闪锌矿中Cu的可能，也指示除闪锌矿外，Ga和/或Ge很可能还有其他重要的赋存矿物.

城门山闪锌矿中的Cd含量（平均值为4 211×10^-6）显著高于黄铜矿（平均值为10.3×10^-6）、黄铁矿（平均值为5.89×10^-6）和辉钼矿（平均值为22.4×10^-6），且与Zn呈明显的相关关系（R=0.65），指示闪锌矿可能是Cd的主要赋存矿物（高任等， 2022； Guo et al.， 2023）.Cd和In具有明显的相关性（R=0.52），在聚类分析中也分为1组（图8、表2）.尽管二者具有类似的多重分形特征，但分维数中仅高值（D3）一致，低值部分（D1和D2）差别较大（图9、表3），指示其在低值部分与高值部分的赋存矿物差别较大，且含量较高时，Cd和In均赋存于闪锌矿中，这可能是二者均在层间交代型矿石中含量较高的原因（图7）.城门山矿床中也有硫镉矿的报道（韩颖霄， 2020； 高任等， 2022）.本次，也发现少量富含Cd的纳米级包体，可能为硫镉矿（图10h~10i），指示部分Cd以独立矿物的形式存在，可能与晚期低温条件有关（谷团等， 2000）.另外，城门山矿床中的Cd从深到浅有升高的趋势，指示低温和表生氧化可能对于Cd的富集有一定的促进作用（高任等， 2022）.

因此，城门山矿床中的稀散元素，仅Te可能以独立矿物为主、少量呈类质同象分布外，其他元素多呈类质同象赋存于硫化物中（图12）.其中，Se主要分布于黄铜矿和黄铁矿中，少量分布于碲铋矿物和辉钼矿中；Ga、In和Cd主要赋存于闪锌矿中，部分In和Ga还可以进入黄铜矿，少量Cd以独立矿物硫镉矿的形式存在；Tl可能与白铁矿有关，或赋存于少量独立矿物或富含As、Sb的硫化物/硫盐矿物中；Ge主要赋存于层间交代型矿石中，但黄铁矿、黄铜矿和闪锌矿可能都不是Ge的主要赋存矿物.总之，稀散元素同时赋存于多种类质同象矿物和/或多种独立矿物，可能是城门山矿床中稀散元素的含量大多具有多重分形分布特征的重要原因.

4.2　稀散元素差异化富集的控制因素

Se具有很强的亲硫性，高温环境下容易进入硫化物晶格，只有在相对低温、贫S或者低温、高fO₂（赤铁矿稳定）的情况下才会形成独立矿物（谷团等， 2000； Škácha et al.， 2017； 刘家军等， 2020）.对于城门山矿床而言，早期高温环境下有大量黄铁矿（Py1）的沉淀（图4；韩颖霄， 2020），Se可以替代S而大量分散进入早期硫化物，导致流体中Se含量降低，即使晚期贫S的情况下也难以形成Se的独立矿物.因而，早期高温环境下Se的分散可能是城门山矿床中难以见到硒化物的重要原因.城门山矿床中的三种矿石类型（斑岩型、矽卡岩型和层间交代型），分别产于岩体内、接触带和地层中，成矿温度具有由高到低依次降低的特点（高任等， 2022）.城门山矿床黄铜矿中的Se含量从斑岩型（平均值为42.8×10^-6）到矽卡岩型（平均值为35.6×10^-6）再到层间交代型（平均值为17.9×10^-6）依次降低，也指示温度对于Se的富集可能具有一定的控制作用（Škácha et al.， 2017； Keith et al.， 2018； Guo et al.， 2023）.另外，接触带附近的样品具有相对高的Se含量（图7），表明水岩反应对于Se的富集也可能有明显影响（刘家军等， 2020）.

对于Te而言，其亲硫性不如Se，因而相对难以替代S进入硫化物而分散，但也需要成矿流体中S的浓度明显降低才能形成碲化物（涂光炽， 2000）.前人研究认为，碲化物在中高硫逸度状态下大量形成，而低硫逸度条件下，碲化物较少或者缺失（Voudouris， 2006； Voudouris et al.， 2022）.城门山矿床中有大量碲化物产出，但缺乏指示高硫逸度的硫砷铜矿/吕宋铜矿和原生铜蓝，仅出现少量次生铜蓝和疑似块硫锑铜矿（图4、图10），因而整体符合中等硫逸度的特征.其早期硫化物大量结晶导致成矿流体中的S逸度明显降低，这种S逸度的降低可能不足以使硒化物沉淀，但碲化物却大量形成，同时富含Se（图11）.城门山矿床中Te和Bi明显的相关性及多重分形特征的相似性（图9、表3），指示Bi在Te的富集过程中起到了重要的作用.另外，还可见半自形辉碲铋矿被硫铋铜矿和碲银矿交代、碲铋矿被碲银矿交代的现象（图10a~10f），可能与大量碲化物结晶后、Te逸度明显降低有关——碲银矿稳定存在所需的Te逸度明显低于碲金矿和碲铋矿（Xu et al.， 2014）.正是这种相对低的Te逸度，导致Au也无法与Te结合形成碲金矿，这与城门山矿床中Au主要呈自然金状态产出相符合（孔凡斌等， 2020）.前人的研究显示，Te在氧化性和偏碱性的流体中溶解度较高，还原性流体中溶解度较低（Grundler et al.， 2013； Hurtig et al.， 2024）.城门山矿床早期黄铁矿（Py1）中出现硬石膏包体、但后期缺乏的现象（韩颖霄， 2020），指示氧逸度的降低.另外，矿床中碲的独立矿物形成于第一世代黄铁矿之后，与白铁矿（稳定存在时指示pH<5；Murowchick and Barnes， 1986）和第二世代黄铁矿及绢云母大体同时形成（韩颖霄， 2020），指示pH的明显降低（图4d、4e）.因此，城门山矿床中大量碲的沉淀可能与温度、硫逸度、氧逸度和pH的降低有关.

岩浆热液流体包裹体原位微区成分分析结果显示，Cd、In和Ge均与Zn呈正相关关系，相关系数分别为0.81、0.71和0.54（Audétat and Zhang， 2019），因而形成规模化锌矿床的岩浆热液矿床具有形成Cd、In和Ge矿化的潜力.谷团等（2000）研究认为，Cd在高温下与同族元素Zn的矿化同步而呈类质同象进入闪锌矿，但在低温下与Zn分离形成独立矿物（如硫镉矿、方镉矿等）.城门山矿床中出现少量硫镉矿可能是Cd与Zn矿化分离的结果（图10h~10i；高任等， 2022）.In的地球化学性质主要与Sn、Cd相近，因而主要富集在硫化物矿床的高温闪锌矿和黄铜矿之中（温汉捷等， 2019）.闪锌矿中的In³⁺需要与其他具有奇数价态的元素（如Cu⁺、Ag⁺、Sn³⁺等）联合替代Zn²⁺而进入闪锌矿（Cook et al.， 2009）.城门山矿床中的闪锌矿具有富Cu（平均值为2 667×10^-6）和贫Ag（平均值为7.48×10^-6）、Sn（平均值为14.1×10^-6）的特点，因而In（平均值为170×10^-6）可能多与Cu⁺联合替代Zn²⁺而进入闪锌矿，这与闪锌矿中Cu含量较低时、In与Cu的相关性较好的现象相符合，但Cu含量高时二者相关性较差，可能指示黄铜矿包体的存在（Guo et al.， 2023）.同时，城门山矿床在Py1之后广泛产出Py2+白铁矿组合，指示流体pH降低，在这种低pH的流体中In的溶解度降低，有利于形成高In闪锌矿（Seward et al.， 2000）.

有研究显示，Sn可能在In的迁移和富集过程中起到了促进作用，因而富In的矿床也通常富Sn（张乾等， 2008； 温汉捷等， 2019）.流体包裹体原位微区成分显示，富Sn的岩浆热液也具有较高的In含量（Audétat and Zhang， 2019）.城门山矿床中偶见含锡矿物被斑铜矿包裹和交代（韩颖霄， 2020），且黄铜矿、闪锌矿和黄铁矿中的Sn含量也较低，平均值分别为114×10^-6、14.1×10^-6和19.8×10^-6（Du et al.， 2020； Guo et al.， 2023），因此，矿床中的In富集规模有限可能与成矿母岩岩浆源区贫In或成矿流体贫Sn有关.此外，城门山矿床的锌矿化达到中型规模，而且品位较低（平均值为3.66%；叶少贞等， 2019），也可能是导致铟矿化规模有限的另一重要因素.尽管城门山矿床中的Ga和Ge资源量均达到大型规模，但矿石中的Ga品位值较低（平均值为18.01×10^-6），平均富集程度仅为1.2倍，明显低于Ge（7.92倍），最高富集程度（6.07倍）则远远低于Ge（122倍，表4）；指示二者存在明显差异化富集过程，可能与Ga可以同时赋存于闪锌矿（平均值为9.42×10^-6）和黄铜矿（平均值为41.7×10^-6）中有关，而Ge在黄铁矿、闪锌矿和黄铜矿中的含量差别不大，平均值均低于3×10^-6（表4）.另外，闪锌矿中Ga和Ge低含量也可能与流体低pH有关（Zhao et al.， 2023）.城门山矿床中闪锌矿富In、贫Ga和Ge的特征与高温闪锌矿的微量元素含量特征基本一致（Frenzel et al.， 2016； Meng et al.， 2024），指示温度和pH对于In、Ga和Ge的富集程度具有重要的影响.

城门山矿床中Tl的平均富集程度达到76.3倍，规模达到大型，但矿床中黄铁矿的Tl和As含量较低（平均值分别为1.33×10^-6和589×10^-6，表4），明显不同于As、Hg和Sb矿床和卡林型金矿及其他低温矿床中的黄铁矿特征，这类黄铁矿是Tl和As的主要赋存矿物，其含量分别可达1 000×10^-6和~5%（涂光炽等， 2004； 张乾等， 2005， 2008； Zhu et al.， 2022）.值得注意的是，相关性和聚类分析结果显示，城门山矿床中的As、Sb和Tl具有密切的关系（图8、表3），然而这种密切的关系可能并不是黝铜矿（富含As和Sb）所引起的，其原因在于已报道的黝铜矿中的Tl含量大多低于10×10^-6（George et al.， 2017）.相比斑岩型和矽卡岩型矿化中的黄铁矿，层间交代型矿石中的黄铁矿具有最高的Tl和As（Guo et al.， 2023），指示温度对于Tl的富集具有重要的影响——低温有利于Tl的富集.另外，白铁矿的稳定存在指示pH<5（Murowchick and Barnes， 1986），其较高的Tl含量（~2 000×10^-6；韩颖霄， 2020）指示酸性条件可能有利于Tl的富集，与最近关于滇东北火德红MVT矿床Tl的富集机制的研究结果一致（姜永果等， 2023）.

谷团等（2000）研究显示，稀散元素与其主矿化元素往往既有相同的活化‒迁移‒成矿历程，又有自己的独特行为.城门山矿床中部分稀散元素之间的中等‒强相关性、聚类分析中的相近分布和多重分形特征的相似性，体现了这些元素与有关寄主矿物/独立矿物之间形成条件的相似性，也是这些稀散元素能够在城门山矿床中同时富集成矿并达到较大规模的根本原因.同时，稀散元素往往具有差异化的双重或多重亲和性属性，而成矿/成岩元素多具单一亲和性（涂光炽等， 2004），这种稀散元素之间、稀散元素与主矿化元素之间地球化学亲和性属性的差异，可能是导致不同稀散元素富集程度产生明显差异的重要因素.在温度、pH、硫逸度和氧逸度等成矿条件的综合影响下，城门山矿床中不同的主矿化元素和部分稀散元素的独立矿物先后沉淀，且沉淀的空间位置存在一定的差异，形成主矿化元素的分带；而以类质同象形式相伴生的稀散元素与主矿化元素之间亲和性的差异决定了稀散元素类质同象作用可以进行的程度，进而导致了不同稀散元素在同一/不同矿石矿物中的含量的高低变化，在宏观上表现为矿石中稀散元素品位随着空间位置的变化而变化，而且可以与主矿化元素表现出对应的分带关系.这种沉淀顺序先后分开、富集位置空间错位的差异化富集特征，可能是成矿条件与元素独特的地球化学性质和地球化学行为特征联合影响的结果.

4.3　稀散元素差异化富集对找矿勘查实践的启示

鉴于多种稀散元素在同一矿床中均可以具有较高的富集程度，表现出共生规律，富集特征也存在相似性（如分形分布特征）（谷团等， 2000），在矿床学研究和找矿勘查过程中需要采用综合研究/评价的方法，即除了关注与主矿化元素密切相关的稀散元素组合外，还应考虑与这些稀散元素具有类似的地球化学性质和地球化学行为的其他稀散元素矿化的可能性，特别是关注丰度差异较大的地球化学元素对（如Te和Se、Ga和Ge等），查漏补缺，开展综合研究/评价.同时，注意同种矿物中同时富集多种稀散元素的情况，如Cd、Ga、Ge和In等均可以在闪锌矿中富集，但在高温和低温情况下的元素组合有所差别，前者主要为Cd⁃In组合，后者则为Cd⁃Ga⁃Ge组合（谷团等， 2000； Frenzel et al.， 2016； Meng et al.， 2024）.

另外，同一矿床中稀散元素分形图谱中分界值所对应的富集程度存在显著差别，特别是中高值分维数（D2和D3）所对应分界值的富集程度（如城门山矿床中的Te为6 000倍，Cd为 2 000倍），加之具有高Te含量的样品数量在所研究的钻孔样品中占有相当的比例，指示可能较多独立矿物（碲化物、铋化物和硫镉矿等）的存在，具有潜在的经济价值，因而找矿勘查时需要考虑它们形成稀散元素独立矿床的可能性.

与岩浆热液有关的金属矿床在形成过程中，往往在矿体附近形成一圈地球化学分散晕，也称为原生晕，其规模可以达到矿体范围的几十倍和上百倍，是勘查地球化学中最可靠的方法之一（邵跃， 1997）.然而，涉及稀散元素原生晕的研究较少，如矽卡岩型铜（铁）矿床中的Se与Cu、Ag和Au的分布模式一致，在接触带上均具有明显的异常，可以作为铜矿体的近矿指示元素（邵跃，1997； 刘崇民等， 1998）；斑岩铜矿及附近围岩中的Se、Te和Tl也表现出规律性的富集和亏损，这些特征也被用来指示矿化中心位置（Chaffee，1976；Halley et al.， 2015）.另外，与高温Ca⁃K⁃Fe交代作用有关的富铁Au⁃Co⁃Bi和Ni矿床中也有少量Se和Te富集的报道（Gadd et al.， 2023）.这种稀散元素与金属元素共伴生的特征增加了矿床的潜在经济价值，同时其富集和亏损的空间展布规律还具有作为岩浆‒热液成矿系统找矿勘查指示标志的潜力.

城门山矿床在侧向上存在明显的矿化分带，从岩体到地层依次为斑岩型铜钼矿化（上铜下钼）、矽卡岩型铜硫（锌）矿化、层间交代型铜硫（铅锌银）矿化，对应的矿物组合依次为黄铁矿+黄铜矿+辉钼矿、黄铁矿+黄铜矿+磁铁矿+闪锌矿、黄铁矿+黄铜矿+闪锌矿+方铅矿+自然银（高任等， 2022）.城门山矿床中的稀散元素从岩体到地层也表现出一定的侧向分布特征（图7），且与矿化分带具有明显的对应关系，矿化分带所对应的稀散元素依次为：Re±Se（斑岩钼矿石）→Ga±Se±Te（含铜斑岩矿石）→Se⁃Tl（矽卡岩型铜矿石）→Te⁃Ge⁃Cd⁃In⁃Tl（层间交代型铜铅锌银矿石）.其中Re的分布呈筒状，与Mo矿化空间基本一致，Ga±Se±Te和Se⁃Tl呈套合的钟状分布，Te⁃Ge⁃Cd⁃In⁃Tl则呈层状或帽檐状分布（图13）.同时，Ga从深到浅有增高的趋势（高任等， 2022）.另外，由于高级泥化带的缺失，不能排除其顶部也曾经出现Tl大量富集的可能（Halley et al.， 2015）.在平面上，形成多个以Re为核心的同心环状，这种分布特征与Mo→Cu→Pb⁃Zb⁃Ag的环状特征基本一致（马振东等， 2010），也指示这些稀散元素主要来源于岩浆.这种稀散元素的原生晕分布模式，一方面可以为岩浆热液有关的伴生稀散元素矿床的成因研究提供参考，另一方面，还可以作为主矿化元素的深部找矿勘查的指示元素，具有重要的理论研究和实践意义.

5 结论

本文在详细镜下观察的基础上，对城门山矿床中的稀散元素（Te、Se、Ga、Ge、Cd、In和Tl）和Bi含量数据开展了多种统计分析.结果显示，城门山矿床中的稀散元素，除Te外，多呈类质同象赋存于两种或者多种矿物中.复杂的赋存状态导致稀散元素和Bi的含量呈多重分形分布和简单分形分布（仅Tl）.不同的元素之间的分形特征既有相似性又存在一定的差异性，可能指示了元素赋存状态/矿物的相似性和差异性.城门山矿床中稀散元素具有沉淀顺序先后分开、富集位置空间错位的特征，这一特征的形成受温度、pH、硫逸度和氧逸度等成矿条件的联合控制，并与各元素独特的地球化学性质和地球化学行为特征密切相关.稀散元素富集过程相似性和差异性特征的深入研究，可以在找矿勘查实践过程中起到查漏补缺，避免遗漏稀散元素的作用，同时还能兼顾稀散元素独立矿床.城门山矿床中的稀散元素存在明显的空间分带特征，构成稀散元素原生晕，可以为伴生稀散元素矿床的成因研究提供参考，同时还可以作为主矿化元素的深部找矿勘查的指示元素.

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基金资助

国家自然科学基金项目(92162217)

国家自然科学基金项目(41925011)

国家自然科学基金项目(92462306)

新一轮找矿突破战略行动科技支撑项目(ZKKJ202425)