內(nèi)蒙古商都縣雙井子層控金礦床的成礦流體特征

翟媛媛，劉建明，褚少雄，王永斌，高玉友，張明亮

(1.中國(guó)科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所，北京 100029；2.核工業(yè)243大隊(duì)，內(nèi)蒙古赤峰 024006；3.阿魯科爾沁旗國(guó)土資源局，內(nèi)蒙古赤峰 025550)

內(nèi)蒙古商都縣雙井子層控金礦床的成礦流體特征

翟媛媛1，劉建明1，褚少雄1，王永斌1，高玉友2，張明亮3

(1.中國(guó)科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所，北京 100029；2.核工業(yè)243大隊(duì)，內(nèi)蒙古赤峰 024006；3.阿魯科爾沁旗國(guó)土資源局，內(nèi)蒙古赤峰 025550)

內(nèi)蒙古雙井子金礦為賦存于淺變質(zhì)含碳細(xì)碎屑巖系地層中的層控型金礦床，其直接賦礦圍巖為白云鄂博群中的比魯特組碳質(zhì)板巖/碳質(zhì)千枚狀板巖和褐鐵礦化的石英巖。這種淺變質(zhì)含碳細(xì)碎屑巖系中廣泛存在多期次與金礦化相關(guān)的石英脈。本文劃分這些與金礦化相關(guān)的石英脈體的期次，應(yīng)用冷熱臺(tái)和原位激光拉曼光譜等分析技術(shù)，探討雙井子層控金礦的成礦流體特征。結(jié)果表明，根據(jù)石英脈體野外穿插關(guān)系可將其劃分為兩個(gè)期次：第Ⅰ期是產(chǎn)于比魯特組碳質(zhì)板巖中的順層石英脈，第Ⅱ期石英脈產(chǎn)于比魯特組褐鐵礦化的石英巖中，部分為切過(guò)第Ⅰ期碳質(zhì)板巖順層石英脈的石英細(xì)脈。流體包裹體均一溫度集中在180℃～280℃，鹽度集中在4.0 wt% NaClequiv～15.0wt% NaClequiv，流體的密度范圍0.76 g/cm3～0.98 g/cm3，推測(cè)雙井子金礦為中低溫、中低鹽度層控型熱液礦床。激光Raman光譜分析結(jié)果表明，雙井子礦區(qū)成礦流體屬于CO2-CH4-SO2-H2O-NaCl體系。兩期流體均具有中低溫、中低鹽度及弱還原性的特征，且成分復(fù)雜，第Ⅰ期可能為深源巖漿與淺部殼體巖層相互反應(yīng)而產(chǎn)生的混源流體，使地層中成礦組分發(fā)生弱富集；第Ⅱ期為主成礦期，其流體很有可能是區(qū)內(nèi)混合了地表水的巖漿期后熱液。

流體包裹體 層控性金礦床 石英脈期次 雙井子 內(nèi)蒙古

Zhai Yuan-yuan，Liu Jian-ming，Chu Shao-xiong，Wang Yong-bin，Gao Yu-you，Zhang Ming-liang.Characteristics of ore-forming fluids of the Shuangjingzi stratabound gold deposit in Shangdu County，Inner Mongolia[J].Geology and Exploration，2016,52(3):0438-0450.

0 引言

中元古代華北克拉通北緣發(fā)育渣爾泰山群和白云鄂博群裂谷沉積，并形成了世界上著名的狼山-渣爾泰山中元古代SEDEX型Cu-Pb-Zn-S礦帶以及白云鄂博Fe-Nb-REE礦床；與此同時(shí)，這些裂谷沉積中還形成了一套黑色巖系，包括渣爾泰山群中的阿古魯溝組和白云鄂博群中的尖山組和比魯特組(李義明等，2013)。近些年來(lái)，浩堯爾忽洞(比魯特組)、朱拉扎嘎(阿古魯溝組)超大型-大型金礦床以及比魯特、布龍土等小型礦床和礦點(diǎn)陸續(xù)被發(fā)現(xiàn)于這套黑色巖系中，區(qū)域整體顯示出良好的金礦找礦潛力。雙井子層控金礦床的直接賦礦圍巖是白云鄂博群比魯特組一、二巖段，主要巖性為碳質(zhì)粉砂巖、碳質(zhì)千枚狀板巖、含紅柱石的石榴子石碳質(zhì)板巖(胡鴻飛等，2008；王建平等，2009；聶鳳軍等，2010；王建平等，2013)。著名的特大型浩堯爾忽洞金礦和中型賽音烏蘇金礦均產(chǎn)在白云鄂博群比魯特組內(nèi)，礦床與高硫、高碳含量的碳質(zhì)板巖、千枚巖以及千枚狀板巖具有密切的聯(lián)系。此外，據(jù)區(qū)域資料，各種規(guī)模和類(lèi)型的侵入巖在區(qū)內(nèi)廣泛分布。特別是海西期和燕山期的中酸性侵入巖，具有巖石類(lèi)型多、產(chǎn)出規(guī)模大和礦化程度高的特征。海西期和燕山期花崗巖、花崗閃長(zhǎng)巖、花崗斑巖侵入到白云鄂博群，接觸破碎帶與金礦床有密切的空間分布關(guān)系，具有很好的成礦前景。近年來(lái)，有關(guān)比魯特組層控金礦床研究工作相對(duì)較少，前人認(rèn)為其屬于淺成熱液礦床(郭書(shū)圣，2009；金龍，2010)。李義明等(2013)通過(guò)對(duì)比魯特組金礦床碳質(zhì)板巖中的石英脈和偉晶巖脈中的石英流體包裹體特征的研究，認(rèn)為成礦與海西期巖漿活動(dòng)有關(guān)，屬中高溫低壓淺成熱液礦床。徐士銀等(2007)認(rèn)為本區(qū)金多金屬礦床與構(gòu)造關(guān)系密切，尤其是斷裂構(gòu)造為礦床的形成提供了空間。區(qū)內(nèi)發(fā)育的一系列大型近EW向韌性剪切帶發(fā)生糜棱巖化，在此過(guò)程中，產(chǎn)生富含CO2、SiO2、H2O和堿質(zhì)的流體，這種流體能大量地從圍巖中萃取金、銀以及其它的有用金屬元素，對(duì)于金礦床的形成有重要控制作用。相比較而言，對(duì)該類(lèi)型金礦床成礦物質(zhì)和流體來(lái)源缺乏系統(tǒng)研究。特別是從石英脈中流體包裹體角度出發(fā)，探討該區(qū)成礦流體特征及演化的相關(guān)研究工作相對(duì)薄弱。本文重點(diǎn)對(duì)雙井子金礦含金石英脈體特征、石英脈期次劃分、流體包裹體特征、成礦流體的演化等方面進(jìn)行研究。

1 區(qū)域地質(zhì)特征

本區(qū)位于內(nèi)蒙古的中部，屬于華北板塊北緣。以烏蘭哈達(dá)斷裂為界，南部區(qū)屬華北板塊，北部區(qū)屬興蒙造山帶南緣早古生代褶皺帶(張臣等，2007)。礦區(qū)內(nèi)出露的地層為中新元古界白云鄂博群的都拉哈拉巖組(Chd)、尖山巖組(Chj)、哈拉霍疙特巖組(Jxh)、比魯特組(Jxb)和第三系上新統(tǒng)商都組(圖1)。都拉哈拉巖組以石英巖為主，夾有變質(zhì)石英砂巖、千枚巖；尖山巖組主要巖性為變質(zhì)石英砂巖、石英巖與千枚狀板巖不等厚互層；哈拉霍疙特巖組上部以結(jié)晶灰?guī)r為主，下部以含礫石英砂巖、含礫石英巖為主夾有板巖；比魯特巖組主要巖性為千枚狀板巖或千枚巖夾石英巖；第三系上新統(tǒng)商都組巖層上部以紅色粘土為主，夾有砂礫層，下部為紅色或雜色粘土質(zhì)沙礫巖夾有紅色粘土。

區(qū)內(nèi)大規(guī)模出露侵入巖，巖性復(fù)雜，主要以海西期和燕山期中酸性巖漿巖為主。礦區(qū)內(nèi)巖漿活動(dòng)強(qiáng)烈，發(fā)育有多期中酸性侵入巖，呈小巖基、巖脈狀產(chǎn)出。1)晚二疊世中粒黑云鉀長(zhǎng)花崗巖(P2ξγ)，產(chǎn)出于雙井子村附近，灰白色，花崗結(jié)構(gòu)，局部具有似斑狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，含鉀長(zhǎng)石較高，一般為40%～60%，更長(zhǎng)石含量10%～15%，石英含量25%～30%，黑云母含量小于5%。與地層接觸部分，發(fā)育NE、NW向節(jié)理，見(jiàn)褐鐵礦化；2)晚侏羅世侵入巖(J3ξγ)，為中細(xì)粒黑云鉀長(zhǎng)花崗巖(J3ξγ)巖體，以巖基狀產(chǎn)出，風(fēng)化色為土黃色，含較高的鉀長(zhǎng)石、石英，云母含量較少，巖體侵入到比魯特組的石英巖內(nèi)，局部見(jiàn)石英巖包體，褐鐵礦化較強(qiáng)；3)二云母花崗巖脈(γ)，主要由鉀長(zhǎng)石、斜長(zhǎng)石、石英、黑云母和白云母組成，巖體呈脈狀，無(wú)蝕變，局部發(fā)育鉀長(zhǎng)石-白云母或石英-白云母?jìng)ゾr脈。另外，區(qū)內(nèi)還零星出露小型的石英斑巖脈和閃長(zhǎng)玢巖脈(圖1)。

由于巖漿活動(dòng)頻繁而廣泛，前中生代地層多在花崗巖體中呈零星小塊捕虜體出現(xiàn)，加之新生代地層廣泛發(fā)育，致使本區(qū)褶皺出露均不完整。區(qū)內(nèi)斷裂較發(fā)育，呂梁期以來(lái)發(fā)育的深斷裂控制了區(qū)內(nèi)的斷裂活動(dòng)?？傮w上可分為近EW向、NE向、NW向三組，以近EW向、NE向兩組較為發(fā)育，NW向斷層晚于近EW向，是主要的導(dǎo)礦、容礦構(gòu)造。其中NW向及近EW向兩組斷裂均是深斷裂活動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的張應(yīng)力及剪應(yīng)力所造成。這些斷裂的主要活動(dòng)時(shí)代為加里東中期及海西晚期。區(qū)內(nèi)內(nèi)生礦產(chǎn)與巖漿活動(dòng)有著密切的關(guān)系，而巖漿活動(dòng)又受區(qū)域構(gòu)造所控制，因此區(qū)內(nèi)內(nèi)生礦產(chǎn)的分布與構(gòu)造有著密切的關(guān)系，特別與斷裂構(gòu)造及其次級(jí)裂隙關(guān)系更加密切。

2 礦床地質(zhì)特征

2.1 礦體特征

經(jīng)過(guò)前期野外踏勘及化探異常追索，系統(tǒng)采樣分析后，確定出兩個(gè)異常區(qū)：即雙井子礦區(qū)和北部石英巖礦化區(qū)(圖1)。

2.1.1 雙井子礦區(qū)

賦礦的碳質(zhì)板巖近EW走向，局部褶皺變形，走向75°～110°。地層間發(fā)育順層石英脈，寬0.1m～2m，石英脈邊部被破碎膠結(jié)(圖2)。撿塊分析：Au:0.632×10-6、Ag:128×10-6、Pb:0.445×10-2。實(shí)測(cè)1 ∶2000地球化學(xué)剖面確定寬約300m強(qiáng)蝕變破碎帶，位于地層與花崗巖的接觸帶，總體走向?yàn)榻麰W向，傾向NW或NE，傾角60°～80°。連續(xù)撿塊組合分析金品位，約160m～180m處蝕變碳質(zhì)板巖中Au:1.6×10-6。結(jié)合實(shí)地踏勘和地球化學(xué)剖面，圈定礦化蝕變帶，整體為層狀，厚度較穩(wěn)定，地表出露長(zhǎng)度為400m～500m，寬度約120m～140m，且礦化體均賦存于白云鄂博群比魯特組碳質(zhì)板巖內(nèi)(圖2)。礦體為石英-碳質(zhì)板巖型，礦石分為褐鐵礦化碳質(zhì)板巖和褐鐵礦化石英兩類(lèi)，較強(qiáng)的熱液蝕變有硅化、高嶺土化、褪色化及褐鐵礦化。

2.1.2 北部石英巖礦化區(qū)

礦化區(qū)賦礦地層為比魯特組碳質(zhì)板巖夾層，呈雙層礦化石英巖，中間夾碳質(zhì)板巖/千枚巖。整體展布穩(wěn)定，東西向延長(zhǎng)約12km，南北寬40m～80m，東端黑毛灣村附近平移至北部，推斷中間有斷層。石英巖破碎強(qiáng)烈，裂隙發(fā)育，較強(qiáng)的硅化、褐鐵礦化，且對(duì)應(yīng)較好的Ag-Cu-Pb-Zn異常。自西向東，整體石英巖帶厚度加大，蝕變加強(qiáng)。在1 ∶50000礦調(diào)中對(duì)土城子礦化點(diǎn)進(jìn)行工程驗(yàn)證，發(fā)現(xiàn)比魯特組礦化蝕變帶和含金石英巖，尤其是兩條含金石英巖脈，強(qiáng)褐鐵礦化、黃鐵礦化，采集揀塊樣中有三個(gè)樣品含Au 0.10×10-6～1.69×10-6，其他樣品含Au 0.10×10-6左右，因此整個(gè)北部石英巖帶具有良好的成礦潛力。

圖1 雙井子層控金礦床礦區(qū)地質(zhì)簡(jiǎn)圖(據(jù)烏蘭察布工業(yè)研究院和核工業(yè)208大隊(duì)，2013修改)Fig.1 Simplified geological map of the Shuangjingzi mine district(modified from Wulanchabu Industrial Institute and Geologic Brigade No.208，CNNC，2013) 1-商都組；2-比魯特巖組；3-哈拉霍疙特巖組；4-尖山巖組；5-都拉哈拉巖組；6-晚侏羅世黑云鉀長(zhǎng)花崗巖；7-晚二疊世黑云鉀長(zhǎng)花崗巖；8-花崗巖脈；9-石英斑巖；10-閃長(zhǎng)玢巖；11-地質(zhì)界線(xiàn)；12-斷層；13-褐鐵礦化的石英巖；14-礦化蝕變帶1-Shangdu Formation；2-Bilute Formation；3-Halahuogete Formation；4-Jianshan Formation；5-Dulahala Formation；6-biotite K-feldspar granite of Late Jurassic；7-biotite K-feldspar granite of Late Permian；8-granite dike；9-quartz-porphyry；10-dioritic por-phyrite；11-geological boundary；12-fault；13-limonite quartzite；14-mineralization alteration zone

2.2 石英脈期次的劃分

本文研究的石英脈均采于雙井子層控金礦床中與金成礦相關(guān)的碳質(zhì)板巖和褐鐵礦化的石英巖中。碳質(zhì)板巖破碎強(qiáng)烈并發(fā)育小型褶皺，其中的石英脈多順地層產(chǎn)出(圖3a、3b)，石英脈中金含量約0.632×10-6，石英脈的邊部被后期熱液破碎膠結(jié)(圖3c)，暗示區(qū)內(nèi)至少有兩期熱液活動(dòng)。肉眼可觀(guān)察到石英脈中的石英結(jié)晶顆粒多為中粒，呈灰白色，并伴有黃鐵礦、方鉛礦化(圖3i)。鏡下可見(jiàn)金屬礦物黃鐵礦、黃銅礦、方鉛礦等(圖4a、4b)，以不規(guī)則塊狀的黃鐵礦、黃銅礦和淺色石英集合體產(chǎn)出。北部褐鐵礦化的石英巖破碎強(qiáng)烈(圖3d、3e)，其中發(fā)育的石英脈呈煙灰色，透明度較好，且寬度不等，少數(shù)為一些毫米級(jí)的石英細(xì)脈以及網(wǎng)脈狀石英，并伴有較強(qiáng)烈的褐鐵礦化和黃鐵礦化(圖3f、3g、3h)，在鏡下可觀(guān)察到石英巖中發(fā)育的石英脈伴有浸染狀的黃鐵礦、方鉛礦、黃銅礦等多種金屬硫化物的侵入(圖4c、4d)。 在野外可明顯觀(guān)察到石英脈的穿插關(guān)系，石英巖中發(fā)育的部分石英脈切過(guò)碳質(zhì)板巖中的順層石英脈，可初步認(rèn)定石英巖中發(fā)育的石英脈晚于碳質(zhì)板巖中的順層石英脈。兩期石英脈均與成礦密切相關(guān)，因而可將石英脈劃分為兩個(gè)期次：1)第Ⅰ期為產(chǎn)于比魯特組碳質(zhì)板巖中的順層石英脈，流體對(duì)早期淺變質(zhì)地層(碳質(zhì)板巖)的萃取和淋濾作用，使得成礦組分遷移和聚集，導(dǎo)致早期地層中金的弱富集；2)第Ⅱ期石英脈主要產(chǎn)于比魯特組褐鐵礦化石英巖中，后期的熱液對(duì)早期的礦源層進(jìn)行疊加改造，為主要的成礦期。

圖2雙井子金礦區(qū)實(shí)測(cè)地質(zhì)剖面圖(1 ∶2000)Fig.2 Measured geologic cross section of Shuangjingzi gold mine (1 ∶2000) 1-碳質(zhì)板巖；2-石英脈；3-花崗巖；4-礦化蝕變帶；5-礦體；6-金品位1-carbonaceous slate；2-quartz veins；3-granite；4-mineralization alteration zone；5-ore body；6-grade of Au

圖3石英脈野外產(chǎn)出特征Fig.3 Photographs of representative samples of different quartz vein occurrences a-碳質(zhì)板巖局部褶皺變形，地層間發(fā)育順層石英脈，寬0.1～2m，為第Ⅰ期；b-比魯特組碳質(zhì)板巖中出露的灰白色順層石英脈；c-碳質(zhì)板巖中的石英脈邊部被破碎膠結(jié)，指示后期巖漿熱液作用；d-石英巖中裂隙發(fā)育，裂隙面褐鐵礦化，局部具碎裂結(jié)構(gòu)；e-碎裂的石英巖，褐鐵礦化強(qiáng)烈；f-石英巖中出露的石英脈，寬3～80cm，同時(shí)切過(guò)碳質(zhì)板巖中的順層石英脈，為第Ⅱ期；g-網(wǎng)脈狀石英；h-石英巖中的石英脈和黃鐵礦(巖芯)；i-碳質(zhì)板巖中的石英脈發(fā)育黃鐵礦化、方鉛礦化(巖芯)a-stage I：hosted in the carbonaceous slate of Bilute Formation，and the deformation of carbonaceous slate occurs partly as fold；b-gray and white quartz veins which are hosted in the carbonaceous slate of Bilute Formation；c-quartz veins hosted in the carbonaceous slate are crushed and cemented by the late hydrothermal liquid；d-quartzite was crushed and associated with limonitization and cataclastic texture；e-cataclastic quartzite with limonitization；f-stage II:hosted in the limonitization quartz rock of Bilute Formation and quartz veins cutting through the first stage；g-network quartz vein；h-quartz veins and pyrite in quartzite(drill core)；i-pyritization and galena in quartz veins hosted in the carbonaceous slate(drill core)

圖4 兩期石英脈在顯微鏡下的礦化特征Fig.4 Microphotographs of mineralization characteristics in quartz veins a-碳質(zhì)板巖中方鉛礦化的石英脈；b-碳質(zhì)板巖中方鉛礦、黃鐵礦、黃銅礦化石英脈；c-石英巖中黃鐵礦、黃銅礦化石英脈；d-石英巖中方鉛礦、黃鐵礦、黃銅礦化石英脈；Gn-方鉛礦，Py-黃鐵礦，Ccp-黃銅礦a-quartz vein with galena hosted in the carbonaceous slate；b-quartz vein with galena，pyritization and chalcopyrite hosted in the carbonaceous slate；c-quartz vein with pyritization and chalcopyrite hosted in quartzite；d-quartz vein with galena，pyritization and chalcopy-rite hosted in quartzite；Gn-galena；Py-pyrite；Ccp-chalcopyrite

3 分析方法和分析結(jié)果

本次研究所用樣品均采于雙井子層控金礦床礦區(qū)內(nèi)與金成礦相關(guān)的碳質(zhì)板巖和褐鐵礦化石英巖中(表1)，并對(duì)這些樣品進(jìn)行巖相學(xué)和流體包裹體研究。對(duì)現(xiàn)象較好的包裹體片進(jìn)行了顯微測(cè)溫和激光拉曼分析。

3.1 流體包裹體巖相學(xué)

通過(guò)顯微鏡下觀(guān)察發(fā)現(xiàn)，兩個(gè)期次的石英脈中包裹體的類(lèi)型豐富多樣，大小不一。其分布多具有隨機(jī)性，少數(shù)分布于裂隙中。所測(cè)包裹體均為原生包裹體，同時(shí)可觀(guān)察到少數(shù)次生包裹體(圖5f)。包裹體大小多數(shù)為4μm～16μm，形態(tài)多呈橢圓形和長(zhǎng)條形，部分發(fā)生變形，呈現(xiàn)不規(guī)則狀。根據(jù)室溫下流體包裹體的充填度和形態(tài)特征，將兩個(gè)期次的石英脈中的包裹體分為3個(gè)大的類(lèi)型：富液相包裹體(L型)、富氣相包裹體(V型)和含CO2包裹體(C型)。按照包裹體的相組成特征，可將這些包裹體進(jìn)一步分為以下幾個(gè)亞類(lèi)：1)富液相包裹體(L型)，依據(jù)相組成和均一方式可分為2個(gè)亞類(lèi)：a、L1型(L+V→L或近臨界均一)，由氣液兩相組成，氣相占40%～50%，大小一般為4μm～16μm；呈長(zhǎng)條形、四邊形、橢圓形等孤立產(chǎn)出，加熱時(shí)均一到液相或近臨界均一；約占包裹體總數(shù)的2%(圖5a)。b、L2 型(L+V→L)，由氣液兩相組成，氣相占15%～40%，包裹體大小一般為3μm～16μm，呈負(fù)晶形、橢圓形、長(zhǎng)條形等成群產(chǎn)出，加熱時(shí)均一到液相；約占包裹體總數(shù)的80%(圖5c、5e)。2)富氣相包裹體(V型，V+L→V)：由氣液兩相組成，氣相占50%～80%，包裹體大小一般為5μm～8μm，呈橢圓形、負(fù)晶形等孤立或成群產(chǎn)出，加熱時(shí)均一到氣相；約占包裹體總數(shù)的5%(圖5b)。3)含CO2包裹體(C型)，依據(jù)相組成和均一方式分為3個(gè)亞類(lèi)：a、C1型(L+ CO2氣+ CO2液→CO2氣)，由液體、氣相CO2和液相CO2三相組成，氣相CO2一般為50%～80%，包裹體大小一般為5μm～15μm，呈負(fù)晶形、橢圓形、長(zhǎng)條形成群產(chǎn)出，加熱時(shí)均一到CO2相(圖5d)。 b、C2型(L+ CO2氣+ CO2液→L)，由液體、氣相CO2和液相CO2三相組成，氣相CO2一般為10%～40%，包裹體大小一般為5μm～15μm，呈橢圓形、負(fù)晶形、長(zhǎng)條形成群產(chǎn)出，加熱時(shí)均一到液相(圖5h)。c、C3型(CO2氣+ CO2液→CO2液或CO2氣)，由氣相CO2和液相CO2兩相組成，氣相CO2一般為20%～65%，包裹體大小一般為5μm～10μm，呈負(fù)晶形、橢圓形、長(zhǎng)條形成群產(chǎn)出，加熱時(shí)均一到CO2液或CO2氣(圖5g、5i)。其中C型包裹體約占包裹體總數(shù)的13%，主要分布在第Ⅰ期石英脈中。

表1 雙井子層控金礦床流體包裹體測(cè)試樣品表

3.2 流體包裹體顯微測(cè)溫分析

基于流體包裹體巖相學(xué)研究基礎(chǔ)，選擇兩個(gè)期次石英脈中的原生包裹體進(jìn)行顯微測(cè)溫。包裹體測(cè)試在中國(guó)科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所流體包裹體實(shí)驗(yàn)室完成，使用Linkan THMSG600型冷熱臺(tái)。對(duì)于富液相包裹體和富氣相包裹體，測(cè)試過(guò)程中盡可能對(duì)同一包裹體進(jìn)行加熱和冷凍，以減小測(cè)試結(jié)果的誤差。對(duì)于L型和V型包裹體，鹽度通過(guò)Halletal.(1988)提出的H2O-NaCl體系鹽度-冰點(diǎn)公式計(jì)算獲得。C型包裹體的鹽度根據(jù)二氧化碳包裹體籠合物消失溫度(Tm,CO2)采用Roedder(1984)的計(jì)算方法獲得。所得到的流體包裹體顯微測(cè)溫?cái)?shù)據(jù)如表2，按不同的期次分別作出均一溫度、鹽度直方圖。

對(duì)于L型和V型包裹體，鹽度通過(guò)Halletal.(1977)提出的H2O-NaCl體系鹽度-冰點(diǎn)公式計(jì)算獲得。C型包裹體的鹽度根據(jù)二氧化碳包裹體籠合物消失溫度(Tm,CO2)采用Roedder(1984)的計(jì)算方法獲得。

3.2.1 均一溫度

從表2、圖6c可以看出，兩個(gè)期次所有樣品流體包裹體的完全均一溫度范圍為150℃～330℃之間，主要集中在180℃～280℃，該礦床具有中低溫?zé)嵋旱V床的流體包裹體特征。

從各個(gè)期次來(lái)看，第Ⅰ期均一溫度范圍在150℃～320℃之間，峰值溫度集中在240℃～280℃。Ⅰ期中L型包裹體的均一溫度范圍在153℃～312℃之間，平均236℃(N=51)；V型包裹體的均一溫度范圍在236℃～253℃之間，平均245℃(N=3)；C型包裹體的均一溫度范圍在185℃～299℃之間，平均255℃(N=20)。三類(lèi)包裹體的均一溫度差別不大(圖6a、6c)。

圖5 雙井子層控金礦床流體包裹體特征及分類(lèi)Fig.5 Microphotographs of fluid inclusions in the Shuangjingzi gold deposit and classification a-兩相富液包裹體(L1型)，氣相占50%左右；b-兩相富氣包裹體(V型)，氣相占70%左右；c-兩相富液包裹體(L2型)，氣相占25%左右，長(zhǎng)條形；d-富CO2三相包裹體(C1型)，完全均一到CO2相；e-兩相富液包裹體(L2型)，氣相占30%左右，橢圓形；f-次生包裹體群，沿裂隙呈線(xiàn)性排列；g-富CO2兩相包裹體(C3型)，CO2氣相占80%左右，長(zhǎng)條形，常溫下只含CO2氣和CO2液兩相；h-富CO2三相包裹體(C2型)，完全均一到液相；i-富CO2兩相包裹體(C3型)，CO2氣相占75%左右，橢圓形，常溫下只含CO2氣和CO2液兩相a-Aliquid-rich two-phase aqueous inclusion(L1)；b-A vapor-rich two-phase aqueous inclusions(V);c-A liquid-rich two-phase aqueous inclusion(L2)；d-three-phase CO2-aqueous inclusion accompany the pure vapor-phase CO2 inclusion(C1)，being CO2 phase when it homogenizes completely；e-A liquid-rich two-phase aqueous inclusion(L2)；f-secondary inclusions；g-pure two-phase CO2 fluid inclusion(C3)；h-three-phase CO2-aqueous inclusion accompany the pure vapor-phase CO2 inclusion(C2)，being liquid-phase when it homogenizes completely；i-pure two-phase CO2 fluid inclusions(C3)，it only contains CO2-vapor phase and CO2-liquid phase at normal temperature

第Ⅱ期均一溫度范圍在150℃～310℃之間，主要集中在220℃～270℃。Ⅱ期中L型包裹體的均一溫度范圍在153～299℃之間，平均226℃(N=66)；V型包裹體的均一溫度范圍在242℃～328℃之間，平均279℃(N=8)；C型包裹體的均一溫度范圍在178℃～302℃之間，平均234℃(N=5)。三類(lèi)包裹體中，V型包裹體的均一溫度出現(xiàn)異常，較其它兩種包裹體均一溫度更高(圖6b、6c)。

從兩期所有包裹體均一溫度直方圖(圖6c)可以看出第Ⅰ期流體峰值溫度較第Ⅱ期更高一些(圖6c)，整體上看，雙井子層控金礦床屬于中低溫?zé)嵋旱V床。

表2 雙井子層控金礦床各期石英脈中流體包裹體顯微測(cè)溫結(jié)果

測(cè)試儀器：Linkan THMSG600型冷熱臺(tái)，溫度控制范圍-195℃～600℃；測(cè)試單位：中國(guó)科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所流體包裹體實(shí)驗(yàn)室；測(cè)試時(shí)間：2014年4月。

3.2.2 鹽度特征

所測(cè)流體包裹體大多數(shù)為氣液兩相包裹體，依據(jù)測(cè)定的樣品中氣液兩相包裹體冰點(diǎn)溫度，可采用H2O-NaCl體系鹽度-冰點(diǎn)公式(Halletal.，1988)計(jì)算出成礦流體的鹽度值，如下：W=0.00+1.7695θ-4.2384×10-2θ2+5.2778×10-4θ3±0.028。其中W為含鹽度(wt% NaClequiv)，適用于含有NaCl濃度為0～23.3wt% NaClequiv范圍，θ為冰點(diǎn)溫度，適應(yīng)于0～21.1℃范圍。對(duì)于含CO2的包裹體，其鹽度計(jì)算方法采用Roedder(1984)籠合物熔化溫度與水溶液相鹽度的函數(shù)：WNaCl=15.52022-1.02342·T-0.05286·T2。式中，WNaCl為水溶液中NaCl的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)，T為籠合物熔化溫度(℃)，應(yīng)用范圍為-9.6℃≤T≤+10℃。

根據(jù)此鹽度-冰點(diǎn)公式計(jì)算獲得的鹽度，做出了不同硅化期次石英脈中包裹體以及同一期次石英脈中不同類(lèi)型包裹體的鹽度分布直方圖(圖7)。從圖7c可以看出兩個(gè)期次所有樣品流體包裹體的鹽度范圍在2.0wt% NaClequiv～23.0wt% NaClequiv之間，主要集中在4.0wt% NaClequiv～15.0wt% NaClequiv，總體表現(xiàn)為中低鹽度流體(<30.0wt% NaClequiv)(盧煥章等，2004)。

從各個(gè)期次來(lái)看，第Ⅰ期流體包裹體鹽度范圍在2.0wt% NaClequiv～23.0wt% NaClequiv之間(圖7a)，主要集中在6.0wt% NaClequiv～15.0wt% NaClequiv。Ⅰ期中L型包裹體的鹽度范圍在3.6wt% NaClequiv～20.5wt% NaClequiv之間，平均11.4wt% NaClequiv；V型包裹體的鹽度范圍在12.5wt% NaClequiv～16.2wt% NaClequiv之間，平均14.0wt% NaClequiv；C型包裹體的鹽度范圍在3.0wt% NaClequiv～21.0wt% NaClequiv之間，平均13.4wt% NaClequiv。三種包裹體均在12.0wt% NaClequiv～13.0wt% NaClequiv處取得峰值。

第Ⅱ期流體包裹體鹽度范圍在3.0wt% NaClequiv～20.0wt% NaClequiv之間(圖7b)，主要集中在4.0wt% NaClequiv～12.0wt% NaClequiv。Ⅱ期中L型包裹體的鹽度范圍在3.4wt% NaClequiv～17.8wt% NaClequiv之間，平均9.1wt% NaClequiv；V型包裹體的鹽度范圍在4.7wt% NaClequiv～18.1wt% NaClequiv之間，平均10.0wt% NaClequiv；C型包裹體的鹽度范圍在9.4wt% NaClequiv～19.9wt% NaClequiv之間，平均15.5wt% NaClequiv。三種包裹體均在9.0wt% NaClequiv～10.0wt% NaClequiv處取得峰值。

兩個(gè)期次石英脈中流體包裹體中不同類(lèi)型的包裹體鹽度存在差異。L型和V型包裹體鹽度分布較為相似，而C型包裹體的鹽度較前兩者更高。整體上看(圖7c)，從第Ⅰ期至第Ⅱ期，流體包裹體的鹽度呈不斷減小的趨勢(shì)。

3.2.3 流體的密度

對(duì)于兩相水溶液包裹體來(lái)說(shuō)，可利用Bodnar(1983)提出的鹽水體系溫度-鹽度-密度相圖(圖8)，根據(jù)兩個(gè)期次中各類(lèi)包裹體完全均一溫度以及對(duì)應(yīng)的鹽度，可近似得出兩相水溶液包裹體的密度。從圖8中可以看出，兩個(gè)期次中所有兩相水溶液包裹體的流體密度范圍在0.75 g/cm3～1.00 g/cm3之間。其中，第Ⅰ期包裹體密度范圍在0.80 g/cm3～0.95 g/cm3之間，集中分布于0.85 g/cm3～0.90g/cm3；第Ⅱ期包裹體密度范圍在0.75 g/cm3～1.00g/cm3之間，集中分布于0.85 g/cm3～0.95g/cm3。

圖6 雙井子層控金礦床的流體包裹體均一溫度直方圖Fig.6 Histograms of homogenization temperature of fluid inclusions in different quartz vein stages a-第Ⅰ期石英脈中流體包裹體的均一溫度直方圖；b-第Ⅱ期石英脈中流體包裹體的均一溫度直方圖；c-兩個(gè)期次石英脈中所有流體包裹體均一溫度直方圖a-histograms of homogenization temperature of fluid inclusions in stageⅠ；b-histograms of homogenization temperature of fluid inclusions in stage Ⅱ；c-histograms of homogenization temperature of all fluid inclusions in two quartz vein stage

圖7 雙井子層控金礦床流體包裹體鹽度直方圖Fig.7 Histograms of salinities of fluid inclusions in different quartz vein stages a-第Ⅰ期石英脈中流體包裹體的鹽度直方圖；b-第Ⅱ期石英脈中流體包裹體得到鹽度直方圖；c-兩個(gè)期次石英脈中所有流體包裹體鹽度直方圖a-histograms of salinities of fluid inclusions in stage-Ⅰ；b-histograms of salinities of fluid inclusions in stage-Ⅱ；c-histo grams of salinities of all fluid inclusions in two quartz vein stage

圖8 鹽水體系溫度-鹽度-密度相圖(底圖據(jù)Bodnar，1983)Fig.8 Phase diagram of T-W-ρ for salt-water systems(base diagram after Bodnar，1983)

對(duì)于含CO2的流體包裹體，采用Shepherdetal.(1985)提出的含CO2均一溫度和CO2相密度關(guān)系圖解(圖9)，根據(jù)含CO2流體包裹體的CO2部分均一溫度以及均一時(shí)的狀態(tài)，可近似得出含CO2流體包裹體的CO2相密度。

圖9含CO2均一溫度和CO2相密度關(guān)系圖解(底圖據(jù)Shepherd et al.，1985)Fig.9 Homogenization temperature versus density of CO2-phase diagram for CO2-bearing fluid inclusions (base diagram after Shepherd et al.，1985)

由于圖解法求得的流體包裹體密度誤差較大，為了更加精確的得出樣品中流體包裹體的密度，利用劉斌等(1999)提出的估算公式和密度-鹽度-溫度關(guān)系表以及Touret(1979)計(jì)算CO2密度公式，通過(guò)計(jì)算對(duì)得到的流體包裹體密度數(shù)據(jù)加以驗(yàn)證。得到的樣品中各類(lèi)包裹體的密度值見(jiàn)表2。

通過(guò)計(jì)算可看出，第Ⅰ期石英脈中流體包裹體密度范圍為0.78g/cm3～0.95 g/cm3，CO2相密度范圍為0.57g/cm3～0.95 g/cm3；第Ⅱ期包裹體密度范圍在0.76g/cm3～0.98 g/cm3之間，CO2相密度范圍為0.71g/cm3～0.85g/cm3；兩個(gè)期次石英脈中流體包裹體的密度差異較小。

總體看來(lái)，雙井子層控金礦床成礦流體的密度范圍主要為0.76g/cm3～0.98 g/cm3，可得出該礦床成礦流體屬于低密度流體。

3.3 激光拉曼分析

單個(gè)流體包裹體Raman成分分析在中國(guó)科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所流體包裹體實(shí)驗(yàn)室完成，儀器是法國(guó)HORIBA JOBIN YVON 生產(chǎn)的LabRam HR激光共焦顯微拉曼光譜儀。本次工作對(duì)兩個(gè)期次的石英脈進(jìn)行了單個(gè)包裹體的激光拉曼分析，結(jié)果表明：兩個(gè)期次的石英脈中液體包裹體和氣體包裹體氣相成分主要出現(xiàn)寄主礦物石英的特征峰和CO2的特征峰(1285 cm-1、1388 cm-1)，部分還出現(xiàn)SO2的特征峰(1151 cm-1)、CH4的特征峰(2917 cm-1)(圖10)，少量包裹體中還有的H2S的存在；液相成分均顯示出寬泛的水峰。

從單個(gè)包裹體的激光拉曼分析結(jié)果可以看出：流體主要組分為CH4、CO2和SO2。氣體組分主要為CO2，可能由于成礦流體中碳組分的加入而發(fā)生濃縮作用，導(dǎo)致CO2的大量出現(xiàn)。而富含H2O和CO2的流體系統(tǒng)多與原巖碳質(zhì)沉積巖石遭受低級(jí)變質(zhì)作用密切相關(guān)，表明該流體成礦環(huán)境為還原條件。

圖10 雙井子層控金礦床單個(gè)包裹體成分激光Raman分析光譜圖Fig.10 Representative Raman spectra of fluid inclusions from Shuangjingzi gold deposita-第Ⅰ期C型包裹體激光Raman分析光譜圖，氣相成分為CO2-CH4；b-第Ⅱ期C型包裹體激光Raman分析光譜圖，氣相成分為SO2-CO2-CH4a-Raman spectra of C-type fluid inclusion in stageⅠ，the components of the vapor are CO2 and CH4；b-Raman spectra of C-type fluid inclusion in stage Ⅱ，the components of the vapor are SO2、CO2 and CH4

4 討論

4.1 CO2-CH4-SO2-H2O-NaCl流體系統(tǒng)與金的礦化

資料顯示，金在中低溫?zé)嵋褐谐Ｒ越鹆蚪j(luò)合物(Au2(HS)2S2-、Au(HS)2-、AuHS0)和金氯絡(luò)合物(AuCl2-、AuCl0、AuOHCl-)的形式搬運(yùn)；而金礦床的形成需要有金絡(luò)合物經(jīng)過(guò)搬運(yùn)和沉淀才能實(shí)現(xiàn)，一些成礦流體物理化學(xué)條件的改變，如溫度、壓力、pH值，會(huì)引起熱液中成礦物質(zhì)的沉淀，大大的促進(jìn)了金的富集程度(張德會(huì)，1997；范宏瑞等，2001)。而H2S和CO2在金的有效搬運(yùn)中起到了很大的作用。H2S易與金形成絡(luò)合物，CO2具有弱酸性，且CO2可調(diào)節(jié)流體的pH值，提高金的溶解度。這與熱液金礦床地質(zhì)特征和流體包裹體的分析結(jié)果相符(陳衍景等，2007；盧煥章，2008)。

雙井子層控金礦床礦區(qū)兩期石英脈流體包裹體特征表明，熱液流體為CO2-CH4-SO2-H2O-NaCl體系，較富CO2并含有少量H2S。在相對(duì)高溫條件下，由于CO2的存在降低了熱液流體的pH值，使得金具有較高的溶解度。同時(shí)H2S參與反應(yīng)，促使金以絡(luò)合物(Au2(HS)2S2-、Au(HS)2-、AuHS0)的形式搬運(yùn)，并且隨著溫壓條件的不斷改變，金將發(fā)生沉淀和富集(王必任等，2011)。因此雙井子層控金礦床成礦具備金沉淀的物理化學(xué)環(huán)境。

4.2 流體的來(lái)源及演化特征

已有研究表明，雙井子層控金礦床區(qū)域內(nèi)分布的其他金礦床(點(diǎn))與海西期富堿中基性或中酸性巖侵入巖脈群具有密切的時(shí)空分布關(guān)系(聶鳳軍等，2010)，但金及其他成礦組分是否來(lái)自地殼深部(地幔源)仍存在較大爭(zhēng)議。深源中基性或中酸性巖漿與地殼淺部巖(體)層的相互作用(混染作用或水-巖反應(yīng))可以導(dǎo)致巖體中金含量明顯增高，混源流體對(duì)淺變質(zhì)巖地層的萃取和淋濾作用是導(dǎo)致成礦組分遷移和聚集的重要機(jī)制(江思宏等，2001；Jiangetal.，2005)。第Ⅰ期流體具有富CO2-CH4、弱還原性的特征，該期流體活動(dòng)形成于較高溫的環(huán)境，形成順層產(chǎn)出且礦化較明顯的石英脈，褐鐵礦化顯著，發(fā)育黃鐵礦。該期流體很有可能是區(qū)域內(nèi)海西期的深源巖漿在上升侵位的過(guò)程中，與地殼淺部巖層相互作用(混染作用或水-巖反應(yīng))而產(chǎn)生的混源流體。流體與圍巖白云鄂博群比魯特組碳質(zhì)板巖發(fā)生流體交換，導(dǎo)致流體中部分CH4組分的出現(xiàn)，同時(shí)流體對(duì)碳質(zhì)板巖/千枚狀板巖等淺變質(zhì)地層的萃取和淋濾作用，使得成礦組分遷移和聚集。而正是由于流體性質(zhì)的突然轉(zhuǎn)變，促使金在主成礦期內(nèi)大量沉淀富集。第Ⅱ期流體具有中低溫、富CO2、SO2和弱還原性為特征，該期流體活動(dòng)形成于較Ⅰ期更低溫的流體環(huán)境，并且隨著溫度的降低，流體鹽度較Ⅰ期逐漸降低，說(shuō)明有低鹽度的流體混入。已有資料顯示同為白云鄂博群產(chǎn)出的中高溫淺成熱液礦床(浩堯爾忽洞金礦床)成礦與海西期巖漿活動(dòng)有關(guān)(Wangetal.，2013)，本期流體很有可能是混合了地表水的巖漿期后熱液。

兩個(gè)期次的石英脈流體包裹體特征表明，雙井子層控金礦床的成礦流體屬于中低溫、中低鹽度、含少量H2S的CO2-CH4-SO2-H2O-NaCl體系。第Ⅰ期流體成分復(fù)雜，表現(xiàn)出中溫、中鹽度的特征，并具有弱還原性。隨著流體溫度下降，一些還原性的氣體逸出，使流體氧化性增強(qiáng)，但整體仍表現(xiàn)弱還原性，而后混合低鹽度的端元，致使流體鹽度降低，因而第Ⅱ期流體很有可能是區(qū)內(nèi)混合了地表水的巖漿期后熱液。

5 結(jié) 論

(1)雙井子層控金礦床中發(fā)育石英脈，其中與金成礦相關(guān)的石英脈可被劃分為兩個(gè)期次：第Ⅰ期為產(chǎn)于比魯特組碳質(zhì)板巖中的順層石英脈，第Ⅱ期石英脈主要產(chǎn)于比魯特組褐鐵礦化的石英巖中，部分為切過(guò)第Ⅰ期碳質(zhì)板巖順層石英脈的石英細(xì)脈。

(2)雙井子層控金礦床流體包裹體均一溫度集中在180℃～280℃，鹽度4.0 wt% NaClequiv～15.0wt% NaClequiv，流體的密度范圍0.76g/cm3～0.98g/cm3，可推測(cè)該礦床為中低溫、中低鹽度層控型熱液礦床。

(3)雙井子層控金礦床成礦流體屬CO2-CH4-H2O-NaCl體系。第Ⅰ期流體具有中溫、中鹽度及弱還原性的特征且成分復(fù)雜，可能為深源巖漿與淺部殼體巖層相互反應(yīng)而產(chǎn)生的混源流體，而后與淺變質(zhì)地層碳質(zhì)板巖的流體交換使地層中發(fā)生金等成礦組分的弱富集；第Ⅱ期為主成礦期，流體由于氣體逸出氧化性增強(qiáng)，并與低鹽度端員混合，流體鹽度降低，很有可能是區(qū)內(nèi)混合了地表水的巖漿期后熱液。而流體性質(zhì)的突然改變則導(dǎo)致金在成礦期內(nèi)大量沉淀富集。

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Characteristics of Ore-forming Fluids of the Shuangjingzi Stratabound Gold Deposit in Shangdu County，Inner Mongolia

ZHAI Yuan-yuan1，LIU Jian-ming1，CHU Shao-xiong1，WANG Yong-bin1，GAO Yu-you2，ZHANG Ming-liang3

(1.InstituteofGeologyandGeophysics，ChineseAcademyofSciences，Beijing100029; 2.GeologicPartyNo.243，CNNC，Chifeng，InnerMongolia024006; 3.ArhorchinBureauofLandandResources，Chifeng，InnerMongolia025550)

The Shuangjingzi gold deposit is a stratabound ore deposit occurring in metamorphic carbonaceous clastic rock.The host rock of this deposit is carbonaceous slate and carbonaceous phyllitic slate of Bilute Formation where the quartz veins，correlated gold mineralization are exposed extensively.This work made a division of the stages of quartz veins，and used the application of hot and cold platforms and laser Raman spectra classification technology to reveal characteristics of fluid inclusions and to explore features of ore-forming fluids of the Shuangjingzi deposit.The results show that quartz veins can be divided into two stages：stage I hosted in the carbonaceous slate of Bilute Formation，and stage II hosted in the limonitization quartz rock of Bilute Formation，where partial quartz veins cut through the first stage of quartz vein.The homogenization temperature of fluid inclusions concentrates in 160℃～280℃ with the salinity concentrating in 4.0wt% NaClequiv to 15.0wt% NaClequiv，and density of fluid concentrating in 0.76 ～ 0.98g/cm3.It indicates that the Shuangjingzi gold deposit formed in medium-low temperature and low salinity.With respect to the composition of fluid inclusions，the laser Raman spectrum analysis shows that the ore-forming fluid could be the system CH4-CO2-SO2-H2O-NaCl.The fluids of these two stages are characterized by medium-low temperature，medium salinity and weak reducibility.The former is mixed with water which was interacted by deep source magma rock and shallow crust.Weak enrichment of ore-forming components occurred in the stratum.The latter occurred in the main gold deposit-forming period，which was probably post-magmatic hydrothermal mixed with surface water.

fluid inclusion，stratabound ore deposit，quartz vein stages，Shuangjingzi，Inner Mongolia

2015-10-22；

2016-04-26；[責(zé)任編輯]陳偉軍。

中國(guó)科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所所地合作項(xiàng)目(11351760)資助。

翟媛媛(1992年-)女，在讀碩士研究生，主要從事礦產(chǎn)普查與勘探工作。E-mail:1091188424 @qq.com。

劉建明(1958年-)男，研究員，從事區(qū)域成礦規(guī)律研究。E-mail:jmliu@mail.iggcas.ac.cn。

P618.51

A

0495-5331(2016)03-0438-13