江蘇省溧水馬占山銅礦床流體包裹體研究

羅　鳴，汪　希

（1.南京大學(xué)，江蘇南京211000；2.有色金屬華東地質(zhì)勘查局，江蘇南京210000）

江蘇省溧水馬占山銅礦床流體包裹體研究

羅鳴*1，汪希2

（1.南京大學(xué)，江蘇南京211000；2.有色金屬華東地質(zhì)勘查局，江蘇南京210000）

通過對馬占山銅礦床內(nèi)成礦期的石英、重晶石流體包裹體巖相學(xué)、顯微測溫學(xué)方法及激光拉曼光譜分析，表明這些礦物中的流體包裹體主要有：氣液兩相包裹體、純液相包裹體2種。石英、重晶石中的流體包裹體均一溫度分別為134℃～250℃、146℃～244℃，主要集中于200℃～230℃；流體的鹽度wt%NaCl分別為0.9%～6.7%、1.9%～6.6%集中于4%～5%。流體包裹體數(shù)據(jù)揭示出該礦床為典型的中低溫?zé)嵋旱V床，反映出流體演化趨勢為較高溫、較高鹽度的流體向低溫、低鹽度流體演化。揭示出成礦流體由原始的巖漿流體，隨著大氣降水的加入，溫度和鹽度逐漸變小的趨勢。

流體包裹體；成礦流體；馬占山銅礦床

1　礦床地質(zhì)概況

馬占山銅礦床位于溧水火山巖盆地東南部新橋—馬占山斷裂與烏山—馬占山斷裂的交匯處，溧水—石灘頭背斜的南端傾伏部位。礦區(qū)出露的地層主要為侏羅系上統(tǒng)龍王山組和大王山組，馬占山銅礦賦存于侏羅系上統(tǒng)大王山組粗安巖、含角礫粗安巖、粗安質(zhì)含角礫凝灰熔巖（圖1）。

礦石礦物主要為黃銅礦、黃鐵礦，次為赤鐵礦、斑銅礦、孔雀石、褐鐵礦，少量方鉛礦、閃鋅礦。脈石礦物有石英、菱鐵礦、重晶石、方解石和玉髓等。

礦石結(jié)構(gòu)以自形晶粒狀—他形晶粒狀結(jié)構(gòu)、放射狀結(jié)構(gòu)和充填結(jié)構(gòu)為主，次為交代結(jié)構(gòu)。黃鐵礦呈自形、半自形—他形晶粒狀結(jié)構(gòu)。黃銅礦呈半自形—他形晶粒狀結(jié)構(gòu)，交代早期黃鐵礦。黃銅礦被晚期斑銅礦從邊緣浸蝕交代，赤鐵礦呈針狀、薄片狀，集合體呈放射狀結(jié)構(gòu)，主要分布于顆粒間或脈石裂隙中。鏡下可見少量方鉛礦和閃鋅礦沿著脈石裂隙充填，可見閃鋅礦從方鉛礦顆粒邊緣浸蝕交代。礦石構(gòu)造以脈狀、細(xì)脈狀、網(wǎng)脈狀構(gòu)造為主，少數(shù)呈浸染狀、團(tuán)斑狀。黃銅礦、黃鐵礦、赤鐵礦等礦物常共生在一起，呈脈狀、細(xì)脈狀、網(wǎng)脈狀、浸染狀、團(tuán)斑狀不均勻分布于脈石和構(gòu)造角礫巖及碎裂狀粗安巖中，黃銅礦細(xì)脈脈寬一般1～5mm，黃鐵礦、赤鐵礦脈寬一般為1～40mm，重晶石呈透鏡狀產(chǎn)出，脈寬30cm左右。

圍巖蝕變主要有硅化、重晶石化，次為碳酸鹽化、赤鐵礦化、黃鐵礦化，各類蝕變帶空間上伴生，略具分帶。礦區(qū)北部、中西部礦化以硅化、碳酸鹽化為主，東部礦化以硅化、重晶石化為主。大部分蝕變脈呈透鏡狀、脈狀、網(wǎng)脈狀產(chǎn)出，脈寬。

2　流體包裹體研究

2.1樣品選擇和分析方法

通過對馬占山銅礦床的野外地質(zhì)觀察和系統(tǒng)采樣，本次共選擇了4件與黃銅礦化共生的重晶石樣品、6件與黃銅礦化共生的石英樣品用于流體包裹體研究。先將樣品磨制成厚0.25～0.3mm的包裹體片，首先進(jìn)行流體包裹體巖相學(xué)觀察，然后選擇有代表性的原生包裹體進(jìn)行顯微測溫和激光拉曼分析。流體包裹體顯微測溫在南京大學(xué)內(nèi)生金屬礦床成礦機(jī)制研究國家重點實驗室（流體包裹體分室）完成。使用Linkam THMS600型冷熱臺對主要類型的流體包裹體進(jìn)行冷凍法和均一法測溫工作，采取先冷凍后升溫的方法，測試過程中升溫速度在冰點附近為0.2℃/min，在均一溫度附近為0.5℃/min。該儀器溫度范圍為-196℃～+600℃，測試精度為±0.1℃。流體包裹體鹽度的采用盧煥章等（2004）冰點與鹽度轉(zhuǎn)變值。對氣液兩相包裹體中的氣相進(jìn)行了激光拉曼分析，單個包裹體的激光拉曼分析在南京大學(xué)內(nèi)生金屬礦床成礦機(jī)制研究國家重點實驗室（激光拉曼分室）完成，測試儀器為Renishaw-2000型纖維共焦激光拉曼光譜儀，激光功率為20mW，激發(fā)波長514nm，激光最小束斑1μm，光譜分辨率1～2cm-1。

2.2流體包裹體類型

經(jīng)顯微鏡下詳細(xì)觀察和系統(tǒng)鑒定，所測石英和重晶石樣品中發(fā)育較豐富的流體包裹體，流體包裹體類型劃分主要根據(jù)室溫條件的包裹體相態(tài)特征（盧煥章等，2004張文淮和陳紫英，1994），將其分為氣液兩相包裹體和純液相包裹體2類，絕大多數(shù)包裹體形態(tài)較為規(guī)則，個體較小，一般小于10μm，在不同樣品中的發(fā)育程度也不太一樣。總體上，在石英中流體包裹體呈成群或孤立狀分布，以氣液兩相包裹體為主。在重晶石中局部成群分布，局部可見成帶狀分布，以氣液兩相包裹體為主。

本次進(jìn)行詳細(xì)研究的主要是石英、重晶石中的原生包裹體，這些包裹體呈成群分布或孤立分布，為氣液兩相的流體包裹體，大小以6～10μm為主，個別可達(dá)20μm左右，形態(tài)以近橢圓形為主，次為長條狀和不規(guī)則狀，其氣相百分?jǐn)?shù)相對較小，絕大多數(shù)包裹體氣體體積比小于10%。其中重晶石中包裹體主要有以下幾種形態(tài)：（1）氣液兩相包裹體孤立分布于重晶石顆粒中；（2）負(fù)晶形氣液兩相包裹體孤立分布于重晶石顆粒中；（3）負(fù)晶形氣液兩相包裹體孤立分布于重晶石顆粒中；（4）近橢圓氣液兩相包裹體孤立分布于重晶石顆粒中；（5）近橢圓氣液兩相包裹體孤立分布于重晶石顆粒中；（6）氣液兩相包裹體孤立分布于重晶石顆粒中；（7）近橢圓氣液兩相包裹體成群分布于重晶石顆粒中；（8）近橢圓氣液兩相包裹體孤立分布于重晶石顆粒中。石英中的包裹體有以下幾種形態(tài)：（1）負(fù)晶形氣液兩相包裹體孤立分布于石英顆粒中；（2）近橢圓氣液兩相包裹體孤立分布于石英顆粒中；（3）近橢圓氣液兩相包裹體成群分布于石英顆粒中；（4）近橢圓氣液兩相包裹體成群分布于石英顆粒中；（5）近橢圓氣液兩相包裹體孤立分布于石英顆粒中；（6）近橢圓氣液兩相包裹體成群分布于石英顆粒中；（7）近橢圓氣液兩相包裹體孤立分布于石英顆粒中；近橢圓氣液兩相包裹體孤立分布于石項顆粒中。

2.3顯微測溫結(jié)果

石英和重晶石中流體裹體顯微測結(jié)果如表1所示。盡管在常溫下可以觀察到馬占山礦區(qū)重晶石、石英局部發(fā)育有很好的包裹體，但是有2方面的原因經(jīng)常導(dǎo)致其測溫失??；一是在升降溫的測試過程中，包裹體容易破裂；二是大部分包裹體邊緣呈黑色，相變很難分辨清楚。故進(jìn)行測溫相對較為困難。

本次顯微測溫結(jié)果顯示（表1），重晶石中流體包裹體均一溫度變化于146℃～244℃之間，平均206℃（n=39），鹽度為1.9～6.6wt%（平均為4.3wt%，n=39）（圖2）。

石英中流體包裹體均一溫度變化于134℃～250℃，平均206℃（n=37），鹽度0.9～6.7wt%（平均為4.1wt%，n=37）（圖3）。

在鹽度直方圖上，兩者存在一個峰值區(qū)間：4～6wt%。在均一溫度直方圖中，重晶石和石英中流體包裹體有相似的溫度范圍，存在一個峰值區(qū)間：200℃～230℃。

在均一溫度與鹽度關(guān)系圖（圖4）上，重晶石和石英中流體包裹體的均一溫度和鹽度均呈現(xiàn)出正相關(guān)系。反映出流體演化趨勢為較高溫、較高鹽度的流體向低溫、低鹽度流體演化。揭示出成礦流體由原始的巖漿流體，隨著大氣降水的加入、溫度和鹽度逐漸變小的趨勢。

2.4流體包裹體氣相成分的激光拉曼探針分析

表1　重晶石和石英中流體包裹體顯微測溫數(shù)據(jù)

圖2　重晶石均一溫度和鹽度直方圖

圖3　石英均一溫度和鹽度直方圖

針對石英和重晶石中氣液兩相流體包裹體中氣相成分開展了激光拉曼光譜測定工作。結(jié)果表明，本礦區(qū)石英和重晶石中流體包裹體的氣相成分以H2O為主，未見CO2。

重晶石中的氣液兩相包裹體的拉曼光譜，僅僅顯示出H2O的峰，同時也顯示出主礦物重晶石（BaSO4）的譜峰（圖5）。

石英中的氣液兩相包裹體的拉曼光譜，也顯示出H2O的峰，同時顯示出主礦物石英（Quartz）的譜峰（圖6）。

3　結(jié)論

成礦流體的研究結(jié)果表明，重晶石和石英中流體包裹體的均一溫度均小于300℃，其峰值均集中200～240℃之間，而鹽度均小于10wt%，其峰值均集中于4～6wt%之間，表現(xiàn)出中低溫低鹽度的成礦流體。成礦流體的演化揭示出巖漿流體與大氣水混和的趨勢，而包裹體拉曼特征揭示出流體包裹體成分無CO2，主要為水。

圖4　石英和重晶石溫度—鹽度關(guān)系圖

圖5　重晶石標(biāo)本（MZS2-1）流體包裹體激光拉曼圖譜

圖6　石英標(biāo)本（MZS 3-1、MZS 4-2）流體包裹體激光拉曼

通過對國內(nèi)外典型淺成熱液礦床（如江西銀山鉛鋅銀礦床，Wang et al.，2012；內(nèi)蒙谷花腦特銀多金屬礦床，韓宇達(dá)等，2013；山西支家地銀鉛鋅礦床，張會瓊，2014；Kartaldag Au，Unal-Imer et al.，2013；Gua-najuato Cu-Pb-Zn，Mexico，Mango et al.，2014；Hauraki Au-Ag，New Zealand，Simpson et al.，2015）對比（圖7）研究表明，除了極個別礦床有較高均一溫度外（如支家地鉛鋅銀礦床），大多數(shù)淺成熱液礦床成礦流體均一溫度均分布于100℃～300℃之間，而鹽度均分布于0～10wt%之間。這些特征與本礦床的流體包裹體均一溫度和鹽度十分相似，同樣也暗示了本礦床具有淺成熱液礦床的特征。因此，成礦流體研究表明馬占山銅礦床屬于淺成熱液礦床，其成礦流體主要為巖漿流體，并有大氣水加入。

圖7　馬占山銅礦與國內(nèi)外典型熱液礦床對比

［1］劉斌，沈昆.流體包裹體熱力學(xué)［M］.北京：地質(zhì)出版社，1999.

［2］蔡伯良.江蘇省銅井銅（金）礦地質(zhì)特征及找礦潛力［J］.科技資訊，2012.

［3芮宗瑤，李萌清，王龍生，王義天.從流體包裹體研究探討金屬礦床成礦條件［J］.礦床地質(zhì)，2003.

［4］張文淮，陳紫英.流體包裹體地質(zhì)學(xué)［M］.武漢：中國地質(zhì)大學(xué)出版社，1993.

P618.41

A

1004-5716（2016）02-0129-05

2015-10-08

2015-10-13

羅鳴（1985-），女（滿族），遼寧遼陽人，工程師，現(xiàn)從事巖礦鑒定工作。