一、毒重石矿（岩）石微量元素统计分析
为了解毒重石矿石中元素的含量及其矿化元素组合特点，对毒重石矿石进行了系统的微量元素分析和测试。分析结果表明，毒重石矿石以不同程度地富集 V、Sc、Ti、Cr、Co、Ni、Cu、Pb、Zn、Mo、U及Ag等元素为特点，同时毒重石矿石元素含量的另一个特点是富集高场强元素，如Nb、Ta、Zr、Hf等。
由矿石中微量元素R型聚类分析谱系图（图5-1）可以看出，当相似系数为0.3时，矿石中微量元素可以明显地分为三组：第一组为TiO2、Ta、Nb、W、Ga、Th和As，代表了与陆源物质风化有关的元素组合，反映了矿床的沉积成因特点；第二组元素组合为Ni、Mo、Zr、Hf、Y、U、V、Cr及Co，它反映了除陆源物质外（Zr、Hf及Y），与基性岩浆活动有关的铁族元素（或亲洋壳元素）同时参与了成矿作用，这与镜下鉴定和发现含矿岩系中有中基性火山碎屑物质的混入是一致的，反映了内生与外生相叠加及深源浅成的成矿特点；第三组元素组合为Zn、Cu、Cd及Mn，该组元素组合与前两组明显不同，可能代表与后期成岩或变质作用有关的另一期浅成低温热液矿化。
为进一步证实矿石中元素的这种组合特点，对微量元素进行了R型因子分析，结果如下（表5-3～表5-5）：
图5-1 矿石中微量元素R 型聚类分析图解
表5-3 正交因子载荷矩阵
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表5-4 方差极大正交旋转矩阵
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表5-5 斜交因子相关矩阵
当选取8个因子时，方差累积贡献为0.9037，因此，选择8 个因子基本可以满足本次研究的需要。
由正交因子解矩阵（表5-3）可以看出，有意义的因子为F1和F2，其中F1因子的元素组合主要为U、Th、W、Ta、Hf、Mo、Nb、Zr、Y、Ni、Co、Cr、V及Ti，反映了古陆壳风化残留元素与基性亲洋壳元素的组合特点；F2因子元素组合为Cu、Zn和Cd，代表了可能为热水或后期热液的活动。同时，由上述结果可以看出，由于正交因子解形成多种相关元素在F1上的叠加，不能精细地反映元素之间的内部结果，因此，有必要进行方差极大旋转。由表5-4 方差极大正交旋转矩阵可以看出，经旋转后有意义的因子为F1、F2和F5，其中 F1因子元素组合为 Sc、Ti、Co、Ni、Ga、As、Zr、Nb、Hf、Ta、W 和Th，同样反映了大陆风化残留碎屑物质的元素组合特点；F2因子元素组合为V、Ni、Cu、Zn、Y、Zr、Mo、Cd、U，代表了还原条件下海水与中基性火山碎屑物质相互作用所形成的热水的元素组合特点；F5因子元素组合为Cr、Mn、Co和V，属于典型的与中基性火山岩有关的元素组合，反映了中基性火山物质参与成岩成矿的地球化学特点。由斜交因子相关矩阵（表5-5）可以看出，F2 和F5 因子关系密切，反映了它们可能为一次作用或过程。F1因子和F2及F5因子相关系数均较小，因而，就元素组合特点而言，它们更可能反映了两个不同的作用或过程。F1代表了陆源物质的沉积特点，F2更可能反映了流体与中基性火山碎屑物质相互作用后，流体将与基性火山岩有关的元素带入体系并沉淀沉积的过程。
图5-2 四川庙子毒重石矿床赋矿硅质岩、矿石的稀土元素分布模式
（原始数据唐菊兴等，1998）
二、毒重石矿（岩）石稀土元素地球化学
从理论上讲，水成沉积物或沉积岩的稀土元素组成特征应继承与其达到平衡时的水溶液的稀土元素组成。然而，由于水成沉积物受到不可避免的陆源和火山物质混入等诸多因素（如暴露时间等、沉积速度等）的影响，使得沉积物中稀土元素的组成变得较为复杂。同样，对毒重石矿石而言，其稀土元素的组成理论上应继承与其到达平衡的其结晶的母溶液的稀土元素组成特征。通过对毒重石矿床的系统岩矿鉴定和同位素地球化学研究，发现毒重石矿物主要形成于沉积物早期成岩阶段的孔隙水介质中，这一结果意味着如果不考虑其他因素的影响（如矿石中陆源或火山物质的混入及毒重石的结晶或沉淀速度等），毒重石矿石中稀土元素的组成应反映与毒重石矿物达到平衡时孔隙水流体或成矿流体的稀土元素特点。
图5-3 文峪河毒重石、重晶石矿床矿石稀土元素页岩标准化图解
图5-4 文峪河毒重石、重晶石矿床矿石稀土元素页岩标准化图解
图5-5 文峪河毒重石、重晶石矿床矿石稀土元素页岩标准化图解
由毒重石矿石的稀土元素页岩标准化模式图（图5-2～图5-5）可以看出，毒重石矿石中稀土总量较低，轻、重稀土分异较弱，重稀土略富集，稀土分配模式表现为平坦型，反映了与毒重石达到平衡时的孔隙水流体或成矿流体其稀土元素特点主要受海水和陆源物质所控制。毒重石矿石中稀土元素分配的另一个特点是出现明显的负Ce异常和正Eu异常。对于负Ce异常而言，它反映了海水参与毒重石矿物的形成特点，这与早期成岩阶段沉积物中的孔隙水具有海水某些特点的事实是一致的。然而，对于正Eu异常而言，它一般是热水沉积物稀土元素组成特征的可靠标志，它似乎应反映热水参与毒重石矿物形成的地球化学特点。然而，根据毒重石矿物形成于沉积物早期成岩阶段孔隙水环境的特点，这种正Eu异常的出现更应反映沉积物中中基性火山物质与孔隙水相互作用过程中中基性火山物质中的斜长石等富Eu矿物交代蚀变后将Eu释放到孔隙水中形成的。这一结论与毒重石的锶同位素研究结果是一致的。