新疆富蘊(yùn)縣克乃特糜棱巖帶銅金礦化流體特征

衛(wèi)曉鋒, 陰元軍, 劉澤群,楊凱, 徐九華, 程志龍, 丁汝褔

(1. 北京礦產(chǎn)地質(zhì)研究院，北京 100012；2. 北京市地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)總公司 ，北京 100000；3.北京科技大學(xué)資源工程系，北京 100083)

新疆富蘊(yùn)縣克乃特糜棱巖帶銅金礦化流體特征

衛(wèi)曉鋒1, 陰元軍1, 劉澤群2,楊凱3, 徐九華3, 程志龍1, 丁汝褔1

(1. 北京礦產(chǎn)地質(zhì)研究院，北京 100012；2. 北京市地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)總公司 ，北京 100000；3.北京科技大學(xué)資源工程系，北京 100083)

研究區(qū)位于新疆麥茲盆地東南部的可可塔勒鉛鋅成礦帶。對與銅金礦化關(guān)系密切的石英脈中流體包裹體研究發(fā)現(xiàn)：其均一溫度集中在160～200℃，鹽度為0.18%～8.41%，流體密度為0.79～1.04g/cm3，主要成分為H2O、CO2，少量CH4，流體來源于變質(zhì)流體，混入少量大氣降水。銅金礦化期成礦流體為中低溫、中低鹽度、中低密度、富CO2的變質(zhì)流體，與洋陸俯沖體制下弧后盆地的VMS型鉛鋅礦化期的中低溫、低鹽度、低密度、幾乎不含CO2的海水流體明顯不同。顯示該地區(qū)存在晚期與造山-變質(zhì)熱液作用有關(guān)的成礦事件，對本區(qū)的找礦評價具有啟示意義。

成礦流體 ;銅金礦化 ;麥茲盆地

1 區(qū)域地質(zhì)背景及糜棱巖帶特征

麥茲盆地位于阿爾泰南緣造山帶，屬于晚古生代弧后張拉盆地(何國琦等，1996；王京彬等，1998)。該盆地是一個鉛、鋅、鐵礦聚集區(qū)，分為北部鐵礦成礦帶和南部的鉛鋅礦成礦帶，礦床類型主要為噴流-沉積型，層控特征明顯，具有規(guī)模大，形態(tài)規(guī)則，厚度及有用組分穩(wěn)定等特征(王書來等，2005；郭正林等，2007；秦克章等，2008a)，具有優(yōu)越的成礦背景和找礦潛力。筆者在該盆地的東南部克乃特地區(qū)進(jìn)行礦產(chǎn)地質(zhì)調(diào)查工作，主要針對克乃特地區(qū)發(fā)現(xiàn)的銅礦化帶，開展成礦流體特征，進(jìn)行對比研究，探討找礦方向，分析成礦潛力。

克乃特糜棱巖帶位于新疆阿爾泰南緣麥茲火山-沉積盆地的東南段，隸屬于可可塔勒鉛鋅成礦帶(圖1a)。地層主要為下泥盆統(tǒng)康布鐵堡組、中泥盆統(tǒng)阿勒泰鎮(zhèn)組。侵入巖主要沿阿巴宮-庫爾提大斷裂分布，見有輝長巖、角閃石巖、片麻狀花崗巖、肉紅色花崗巖等，火山巖沿NW—SE向呈條帶狀展布(圖1b)，NW—SE走向阿巴宮-庫爾提斷裂調(diào)查區(qū)的南部。(劉澤群等，2010)。

(a)1.中泥盆阿勒泰組；2.下泥盆統(tǒng)康布鐵堡組；3.志留系庫魯姆群；4.中上奧陶統(tǒng)哈巴河群；5.華力西花崗巖；6.華力西閃長巖； 7.地質(zhì)界線；8.斷裂；9.火山機(jī)構(gòu)；10.鉛鋅礦床；11.鐵礦床; (b) 1.華力西花崗巖；2.第四系；3.中泥盆統(tǒng)阿勒泰組絹云母片巖； 4.下泥盆統(tǒng)康布鐵堡組糜棱巖；5.下泥盆統(tǒng)康布鐵堡組斜長片麻巖；6.下泥盆統(tǒng)康布鐵堡組變質(zhì)晶屑凝灰?guī)r與硅質(zhì)巖互層；7.下 泥盆統(tǒng)康布鐵堡組黑云斜長片麻巖；8.矽卡巖；9.長英質(zhì)(碎裂)巖；10.鉆孔編號；11.銅礦化體；12.鋅礦化體；圖1 (a)麥茲盆地地質(zhì)簡圖及(b)克乃特糜棱巖帶地質(zhì)簡圖(據(jù)劉澤群等，2010修改)Fig.1 (a)Simplified geologic map of the Maizi basin and(b)simplified geologic map of the Kenaite mylonite belt

2 礦化特征

調(diào)查區(qū)內(nèi)韌性剪切帶發(fā)育，在二長片麻巖、斜長片麻巖中形成了一套完整的糜棱巖系(糜棱巖化-初糜棱巖-糜棱巖)(圖2a)，黑云斜長片麻巖中見到長石的折曲(圖2b)，黑云二長片麻巖中，更長石殘斑定向排列，重結(jié)晶細(xì)粒石英形成的糜棱頁理，殘斑石英的發(fā)生旋轉(zhuǎn)(圖2c)等。

克乃特糜棱巖帶銅金礦化沿NW向呈帶狀分布，與糜棱巖帶展布一致。地球化學(xué)測量顯示Cu-Au異常套合較好，與Pb-Zn異常區(qū)差別較大，與克蘭盆地的鐵木爾特—薩熱闊布類似(徐九華等，2011)。銅(金)礦化體主要分布于鉀長花崗巖與片麻巖地層的接觸部位的綠簾石化、硅化蝕變帶內(nèi)。目前圈定1條銅礦化帶，脈體呈透鏡狀，寬1～3m，斷續(xù)長1.0km，傾向北東35°～55°，傾角55°～65°，Cu品位0.2%～0.8%，Au品位0.1×10-6～0.3×10-6。

黃銅礦和斑銅礦常呈浸染狀產(chǎn)于糜棱巖化大理巖或長英質(zhì)糜棱巖的晚期裂隙中，偶見石榴子石裂隙中。地表發(fā)現(xiàn)的礦化多受到后來的表生成礦作用影響，有較多的次生硫化物富集，如孔雀石、銅藍(lán)、輝銅礦等，它們常交代黃銅礦和斑銅礦，形成交代殘余結(jié)構(gòu)(圖2c、圖2d)。

3 流體包裹體特征

野外發(fā)現(xiàn)，克乃特糜棱巖帶銅金礦化區(qū)發(fā)育三組產(chǎn)狀的石英脈：順層石英脈(Q1)，為早期變質(zhì)產(chǎn)物，變形強(qiáng)烈，糜棱巖帶中形成糜棱巖石英脈或石英質(zhì)糜棱巖，部分石英重結(jié)晶較強(qiáng)(圖3a、圖3b)；垂直切層石英脈(Q2) ，脈中石英單晶粗大，略受碎裂變形，部分石英具剪切裂隙(圖3c)，銅金礦化與垂直切層石英脈的關(guān)系密切，該類型石英脈寬0.2～1.0m，呈脈狀、透鏡狀產(chǎn)出；少量透鏡狀石英脈(Q3)(圖3d)。

選擇不同類型的石英脈進(jìn)行流體包裹體研究，探討成礦流體的特征、來源，研究其成礦作用。

3.1 包裹體巖相學(xué)

根據(jù)室溫(20℃)鏡下觀察流體包裹體的相態(tài)特征及冷凍-加熱過程中的相變，流體包裹體類型主要為：富液相L-V兩相水溶液包裹體、碳質(zhì)包裹體(LCO2) 、單相水溶液包裹體(LH2O)3種。

順層石英脈(Q1)：流體包裹體原生少見，普遍較小(<3μm)，部分樣品次生包裹體較發(fā)育，具定向，橢圓形，以富液相L-V兩相水溶液包裹體為主(圖4a、圖4b)，可見少量LH2O單相水溶液包裹體(圖4c)。

垂直切層石英脈(Q2)：原生和次生流體包裹體均比較發(fā)育(圖4d)，以富液相L-V兩相水溶液包裹體為主(圖4e、圖4f)，還有少量碳質(zhì)包裹體(LCO2)。大小差別較大，最大可達(dá)至64μm，最小<3μm，多為橢圓形、長條形和不規(guī)則狀。

透鏡體石英脈(Q3)：該類型石英脈在礦區(qū)并不發(fā)育，包裹體數(shù)量較少。

3.2 顯微測溫

選取克乃特糜棱巖帶銅金礦化區(qū)不同產(chǎn)狀石英脈，挑選個體較大，清晰度好的包裹體進(jìn)行顯微測溫研究。

a.順層石英脈(Q1)，圍巖為糜棱巖化絹云母片巖，位于阿巴宮-庫爾提大斷裂北側(cè)；b.順層石英脈(Q1)，圍巖為硅質(zhì)巖，可見孔雀石化、鉀化；c.垂直切層石英脈(Q2)，圍巖為斜長片麻巖； d.透鏡體石英脈(Q3)，圍巖為黑云斜長片麻巖圖3 克乃特礦Cu-Au化區(qū)石英脈空間特征照片F(xiàn)ig.3 The space characteristic of quartz vein from the Kenaite Cu-Au mineralization area

顯微測溫實(shí)驗(yàn)在北京科技大學(xué)包裹體實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行，實(shí)驗(yàn)所用的冷熱臺型號為Linkam公司的THMSG600，采用液氮冷卻，電爐絲加熱，測試過程用Linksys軟件控制，測溫范圍為-196℃～+600℃，冷凍和加熱數(shù)據(jù)的測溫精度分別為±0.1℃和±1.0℃。

(1)順層石英脈(Q1)：順層石英脈中包裹體經(jīng)過區(qū)域變質(zhì)作用，原生流體包裹體保留較少，所測數(shù)據(jù)較少且多只測得均一溫度，均一溫度范圍為120～360℃，峰值溫度為260～300℃，以均一成液相為主。

(2)切層石英脈(Q2)：切層石英脈中流體包裹體保存較完全，原生孤立包裹體均一溫度主要集中160～200℃，以均一液相為主，見少量均一氣相，均一溫度350℃以上。該石英脈狀發(fā)育次生帶狀的碳質(zhì)流體包裹體，其部分均一溫度為11.3～30.2℃，平均溫度17.5℃，三相點(diǎn)溫度為-57.0～-62.1℃，平均-59.6℃。

對L-V兩相水溶液包裹體，利用W=0.00+1.78Tm(ice)+0.044 2Tm(ice)2+0.000 557Tm(ice)3(W-NaCl質(zhì)量百分?jǐn)?shù)；Tm(ice)-冰點(diǎn)下降溫度℃)( Hall，et al., 1988)，公式計(jì)算鹽度，切層石英脈流體鹽度集中為：0.18%～8.41%；流體密度采用(Bodnar，et al 1983) NaCl-H2O體系溫度-鹽度-密度關(guān)系圖解求出 ，切層石英脈流體的密度為：0.79～1.04g/cm3(表1)。

3.3 包裹體激光拉曼探針分析

本次測試共選取4件樣品，共獲得14件有效數(shù)據(jù)。激光拉曼測試在中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所分析，儀器為英國雷紹尼公司生產(chǎn)的RM-1000型拉曼光譜儀。實(shí)驗(yàn)條件為514nmAr+激光器，光譜計(jì)數(shù)時間10秒，每1cm全波段一次取峰。

測試數(shù)據(jù)表明，單相碳質(zhì)包裹體僅見CO2譜峰(圖5a，KN26-f)。L-V型包裹體中的液相主要為水(KN215b)，氣相主要為水蒸氣(圖5b KN26-c)，見少量HCl(圖5c，KN26-d) 和CH4(圖5d，KN21-av)。

a.順層石英脈中<3μm包裹體,KN202;b.孤立分布富液相L-V兩相水溶液包裹體,KN215;c.石英中單相水溶液包裹體,KN207;d.切層石英脈發(fā)育多期流體包裹體;e.體積較大富液相L-V兩相水溶液包裹體,KN26;f.帶狀分布富液相L-V 兩相水溶液包裹體,KN214圖4 克乃特Cu-Au礦化區(qū)石英脈中流體包裹體顯微照片F(xiàn)ig.4 The micrograph of fluid inclusions in quartz vein from Kenaite Cu-Au mineralization area

樣品編號樣品特征包裹體類型孤立和小群體分布的原生包裹體帶狀分布的次生包裹體大小(μm)Tmice(℃)Thtotal(℃)鹽度(%)密度(g/m3)大小(μm)TmCO2(℃)ThCO2(℃)Thtotal(℃)KN211順層產(chǎn)出石英脈,Q1L-V6.45～10.40(9)—151～350——2.57～11.21(13)KN21切層純白色石英脈,帶有少量褐鐵礦化,Q2L-V3.01～63.81(52)-0.1～-0.593～3370.18～0.880.88～0.94—KN26純白色石英脈,Q2L-V3.02～20.41(51)-0.2～-0.6113～3260.35～1.060.79～1.013.01～6.32(10)154～234碳質(zhì)—— —2.75～9.85(17)-57.0～-62.16.0～21.6—KN85純白色石英脈Q2L-V1.69～5.12(6)—159～186———KN98純白色石英脈,Q2L-V2.53～11.33(25)-0.2～-2.1150～2750.35～3.550.94～0.982.81～4.52(3) —145～221KN12眼球狀、透鏡狀石英,Q2L-V3.14～18.84(42)-0.5～-5.4105～3190.88～8.410.81～1.04—

4 氫氧同位素

水是成礦流體的基本組成部分，氫氧同位素是區(qū)分水的來源及示蹤其演化歷史的重要示蹤劑。本次選擇測試共計(jì)挑選5件樣品，來探討克乃特糜棱巖帶銅金礦化成礦流體的來源及其演化。

從結(jié)果可以看出，順層石英脈中流體的δD變化于-113.3‰～-124.3‰，計(jì)算得到平衡流體的δ18O值集中在8‰～10.1‰；切層石英脈中流體的δD變化于-97.2‰～-101.3‰，計(jì)算得到平衡流體的δ18O值集中在7.8‰～11.5‰。在δ18O-δD圖解上(Sheppard，1977)(圖6、表2)，投點(diǎn)落在巖漿水和變質(zhì)水下方，表明其熱液可能來源于巖漿水或者變質(zhì)水，綜合克乃特銅金礦化區(qū)流體包裹體總體上中低溫、低鹽度，含CO2，顯示變質(zhì)熱液水來源的特征。因此，克乃特Cu-Au多金屬礦化區(qū)成礦流體總體屬于變質(zhì)熱液，可能受到少量大氣降水的混入。

5 討論

前人研究認(rèn)為，古代熱水沉積礦床(陳衍景，2010)和現(xiàn)代大洋海底噴流沉積礦床(Luders，et al.,2001)的成礦流體主要為海水參與的淺成流體，顯示出低鹽度、低密度、幾乎不含CO2的流體特征，成礦溫度范圍140～280℃。近年來，學(xué)者對麥茲盆地的可可塔勒鉛鋅礦、克蘭盆地的烏拉斯溝銅礦、薩爾闊布金礦(徐九華等，2011；秦雅靜等，2012)、鐵木爾特鉛鋅銅礦(王琳琳等，2012；楊蕊等，2013)研究發(fā)現(xiàn)：該礦床的銅、金礦化階段成礦流體具有富CO2、中溫、低鹽度、低密度的變質(zhì)流體特點(diǎn)，與早期噴流-沉積鉛鋅成礦階段流體特征明顯不同，推測麥茲盆地至少發(fā)生了2次以上的成礦作用期。

圖5 克乃特流體包裹體激光拉曼探針譜峰圖Fig.5 Representative Raman spectra of fluid inclusions from the Kenaite

樣品號樣品特征 均一溫度(°C)δDV-SMOW(‰)δ18OV-SMOW(‰)δ18OH2O(‰)KN07KN11順層石英脈300-113.310.13.2290-124.380.7KN21KN26KN36切層石英脈241.5-99.47.8-1.5205.8-97.28.2-3.0190-101.311.5-0.7

注:據(jù)核工業(yè)部地質(zhì)研究所測試。

研究表明，克蘭—麥茲盆地存在401～412Ma和204～260Ma 2個成礦集中期(董永觀等，2012；劉偉，2014；鄭義等，2014)。結(jié)合阿爾泰南緣的區(qū)域構(gòu)造演化過程，認(rèn)為克蘭—麥茲盆地經(jīng)歷了泥盆紀(jì)洋陸俯沖體制弧后盆地的VMS型鉛鋅成礦事件和晚二疊—三疊紀(jì)碰撞造山后板塊伸展的構(gòu)造變形作用的銅金熱液成礦事件。變質(zhì)熱液成礦事件，不僅對早期VMS型層狀礦體疊加改造，也可以形成獨(dú)立的脈狀造山型礦床，對區(qū)域成礦規(guī)律和找礦方向具有重要的意義。

克乃特地區(qū)銅金礦化的成礦流體具有中低溫、低鹽度、低密度、含CO2變質(zhì)流體，因此，在克乃特地區(qū)進(jìn)行礦產(chǎn)潛力評價，在關(guān)注WMS型礦床的勘查工作，也需重視與變質(zhì)熱液成礦事件有關(guān)的銅金礦化評價。

6 結(jié)論

(1)克乃特糜棱巖帶銅金礦化區(qū)包括富液相L-V兩相水溶液包裹體、碳質(zhì)包裹體和單相水溶液包裹體三種流體包裹體。順層石英脈均一溫度主要集中在260～300℃，切層石英脈均一溫度主要集中在160～200℃。碳質(zhì)包裹體三相點(diǎn)溫度為-57.0～-62.1℃，平均-59.6℃，部分均一溫度為11.3～30.2℃，平均溫度17.5℃。

(2)激光拉曼探針分析測試表明，L-V型包裹體中的L主要為水溶液，V主要為水蒸氣，不含有其他揮發(fā)份；LCO2單相碳質(zhì)包裹體主要為CO2譜峰，微量CH4，與顯微測溫基本吻合。

圖6 克乃特Cu-Au礦化區(qū)流體δ18O-δD體系圖Fig.6 The fluid δ18O-δD system diagram from Kenaite Cu-Aumineralization area

(3)克乃特糜棱巖帶銅金礦化區(qū)成礦流體具有中低溫、低鹽度、含CO2的變質(zhì)流體特征。

(4)克蘭—麥茲盆地存在泥盆紀(jì)洋陸俯沖體制弧后盆地的VMS型成礦和晚二疊—三疊紀(jì)碰撞造山后板塊伸展的構(gòu)造變形作用的銅金熱液成礦事件。變質(zhì)熱液成礦事件，不僅對早期VMS型層狀礦體疊加改造，也可以形成獨(dú)立的脈狀造山型礦床，是該地區(qū)礦產(chǎn)評價的又一主攻礦產(chǎn)類型。

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Mineralized Fluids Characteristics of Cu-Au Ore District in Kenaite Mylonite Belt of Fuyun, Xinjiang

WEI Xiaofeng1, YIN Yuanjun1, LIU Zequn2, YANG Kai3, XU Jiuhua3,CHENG Zhilong1, DING Rufu1

(1. Beijing Institute of Geology for Mineral Resources, Beijing 100012, China; 2. Beijing Geological and Mineral Exploration and Development Co.Ltd, Beijing 100000, China; 3. Resource Engineering Department, University of Science and Technology Beijing, Beijing 100083, China)

The study area is located in Keketale Pb-Zn metallogenic belt in southeast of Maizi basin, Xinjiang. Studies on aqueous fluid inclusions in the quartz veins related to Cu-Au mineralization demonstrate that the total homogenization temperatures are concentrated in the range of 160-200 ℃, while the salinity is 0.18%-8.41%, the fluid density is 0.79-1.04 g/cm3, and the fluid inclusions components are mainly H2O and CO2, with minor CH4. The fluids were derived from metamorphic fluids and mixed with a little meteoric water. The fluids of Cu-Au mineralization period were metamorphic fluids with medium-low temperatures, medium-low salinities, medium-low density and CO2enrichment. The metallogenic fluids are different from the marine water fluids of VMS Pb-Zn mineralization period from the ocean-continental subduction back-arc basin, whose features are medium-low temperatures, low salinities, low density and hardly contain any CO2. It shows that this region did exist later-fperiod metallogenic events related to orogenic-metamorphic hydrothermal process, which has enlightening significance for prospecting evaluation in this area.

metallogenic fluids; Cu-Au mineralization; Maizi basin

2015-03-10；

2015-05-04

中國地質(zhì)調(diào)查局礦產(chǎn)調(diào)查項(xiàng)目“新疆富蘊(yùn)縣克乃特銅多金屬礦調(diào)查評價”(1212011085020)

衛(wèi)曉鋒(1981-)，男，中級工程師，從事礦產(chǎn)勘查方面的工作。E-mail:yanchixiaowei@163.com

P588.33;P618.41

A

1009-6248(2015)03-0262-09