貴州晴隆銻礦流體混合成礦機(jī)制
——流體包裹體與穩(wěn)定同位素證據(jù)

王津津，胡煜昭，門(mén)文輝

（1.西安地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開(kāi)發(fā)院有限公司，陜西 西安 710100；2.昆明理工大學(xué)，云南 昆明 650093；3.西北有色地質(zhì)研究院有限公司，陜西 西安 710054）

黔西南晴隆銻礦是我國(guó)重要的銻礦產(chǎn)地之一，其成礦機(jī)制一直以來(lái)是眾多地質(zhì)工作者關(guān)注的學(xué)術(shù)問(wèn)題（彭建堂[1,2]2003a，2003b；王國(guó)芝[3]2003；蘇文超[4]，2013；胡煜昭[5-7]，2011a，2011b，2014；陳嫻[8]，2016等）。查明成礦流體來(lái)源與礦質(zhì)沉淀機(jī)制，是確定礦床成因的關(guān)鍵。不同成分或不同性質(zhì)的溶液混合后，引起含礦熱液系統(tǒng)物化性質(zhì)的改變，破壞溶液化學(xué)平衡，從而造成礦質(zhì)的沉淀。

本文在詳細(xì)礦床地質(zhì)研究基礎(chǔ)上，對(duì)脈石礦物流體包裹體進(jìn)行顯微溫度、氣液成分及穩(wěn)定同位素組成測(cè)定，分析成礦流體來(lái)源，探討流體混合對(duì)成礦的貢獻(xiàn)，以闡明成礦機(jī)制。

1 礦床地質(zhì)特征

晴隆銻礦屬于南盤(pán)江——右江盆地的黔西南坳陷，地處揚(yáng)子地臺(tái)西南緣，緊鄰華南褶皺系（王硯耕[9]，1994）。青山鎮(zhèn)斷層與花魚(yú)井?dāng)鄬右约皟烧咧g一系列次級(jí)斷層共同形成的北東向復(fù)式半地塹，構(gòu)成了晴隆銻礦特有的控礦構(gòu)造樣式（圖1）。

礦田出露地層由老至新為：下二疊統(tǒng)茅口組灰?guī)r（P1m）、峨眉山玄武巖（P2β）和上二疊統(tǒng)龍?zhí)督M（P2l）的一套砂巖、粘土巖夾灰?guī)r、泥巖及煤層。在峨眉山玄武巖底部、茅口組灰?guī)r不整合面以上發(fā)育主要賦礦層——大廠層（P2d），按照蝕變程度及礦物組合將該層分為三段：一段（P2d1）為灰白色強(qiáng)硅化火山角礫凝灰?guī)r、硅化灰?guī)r和凝灰質(zhì)火山角礫巖；二段（P2d2）為灰色、灰白色中等硅化黃鐵礦化火山角礫凝灰?guī)r；三段（P2d3）為灰色黃鐵礦化、粘土化凝灰?guī)r和玄武質(zhì)角礫巖。

晴隆銻礦田礦體主要賦存層位為上二疊統(tǒng)大廠層二段，其次賦存層位由上二疊統(tǒng)大廠層三段局部硅化的凝灰?guī)r、角礫凝灰?guī)r中，偶見(jiàn)龍?zhí)督M三段硅化砂巖中見(jiàn)到細(xì)脈狀輝銻礦，工業(yè)意義不大。礦石構(gòu)造主要有塊狀構(gòu)造、網(wǎng)脈狀、脈狀構(gòu)造以及浸染狀構(gòu)造，輝銻礦呈自形、半自形、半自形-他形結(jié)構(gòu)。晴隆銻礦田內(nèi)發(fā)育蝕變有硅化、螢石化、黃鐵礦化、高嶺石化、重晶石化、石膏化、方解石化、鈉長(zhǎng)石化、綠泥石化等。與輝銻礦化關(guān)系最密切的蝕變?yōu)楣杌?、螢石化，其次為黃鐵礦化與高嶺石化[10]。

2 流體包裹體巖相學(xué)

螢石礦物自形程度較高，為自形-半自形結(jié)構(gòu)，顏色多為淺綠色，少量為無(wú)色，流體包裹體發(fā)育較好，主要為氣液兩相，大小4μm～20μm，偶見(jiàn)較大包裹體，長(zhǎng)度達(dá)80μm（圖2-a）；氣液相比約10%～25%，多呈圓、橢圓、矩形、不規(guī)則形狀，成帶、成群的分布。

圖1 晴隆銻礦床地質(zhì)圖（Wang Pengpeng[10]，2017）

白色石英中包裹體較小，大小約1μm～2μm，多為純液相包裹體，呈米粒狀成群狀或線狀分布，在結(jié)晶過(guò)程中可能出現(xiàn)外界雜質(zhì)進(jìn)入流體，結(jié)晶迅速。通過(guò)降溫和升溫，較難觀察包裹體的明顯變化（圖2-b）。

圖2 晴隆銻礦流體包裹體鏡下特征

3 結(jié)果與討論

3.1 顯微溫度計(jì)

螢石流體包裹體均一溫度分布直方圖如下，分布范圍為120℃～235℃，集中分布在125℃～200℃，分布概率最大溫度值為168℃。螢石的冰點(diǎn)溫度變化范圍為-0.2℃～-1.3℃。

據(jù)Hall（1993）提出的H2O-NaCl體系鹽度關(guān)系公式計(jì)算得到鹽度變化范圍為（0.35～2.24）wt%NaCleq，較前人測(cè)定值（1.8wt%～wt12%）偏低。

3.2 流體包裹體氣、液相成分

石英流體包裹體液相陽(yáng)離子成分主要為Ca2+、Na+，且Ca2+＞Na+；陰離子成分主要為Cl-，個(gè)別見(jiàn)SO42-，F(xiàn)-含量低于檢出限，其原因可能是由于成礦前階段發(fā)生螢石的大量結(jié)晶析出，造成流體內(nèi)F-大量減少，故成礦流體屬Ca2+—Na+—Cl-—F-型體系，為典型的沉積-改造礦床的熱液流體類(lèi)型（涂光熾[11]，1988）。

晴隆銻礦田流體與輝銻礦共生的石英、螢石流體包裹體氣相組分最主要為H2O，其他依次為CO2、N2、CH4、C2H6、H2S、Ar，O2含量低于檢出限。H2S的存在與O2的特征表明，流體具有還原性。

Norman[12]通過(guò)計(jì)算，提出流體的CO2/CH4—N2/Ar關(guān)系可進(jìn)行來(lái)源的示蹤。將氣體成分特征比值CO2/CH4、N2/Ar投圖（圖3），投點(diǎn)全部落入大氣降水范圍內(nèi)，而石英落在大氣降水與建造水交界處，可見(jiàn)成礦流體具有大氣降水與建造水雙源混合的特征。

但包裹體氣相成分結(jié)果顯示O2的含量非常低，可能是源于大氣降水的那部分流體是在盆地深部經(jīng)過(guò)加熱、循環(huán)所致。

圖3 流體包裹體x（CO2）/x（CH4）—x（N2）/x（Ar）圖解（據(jù)Norman[27]，1999）

3.3 流體包裹體氫氧同位素組成

螢石礦物δDV-SMOW為-79.4‰～-65.9‰，平均為-73.03‰；與輝銻礦共生石英δDV-SMOW為-105.8‰～-128.1‰，平均為-114.28‰；螢石礦物中沒(méi)有測(cè)得有效的δ18OV-SMOW結(jié)果，與輝銻礦共生石英礦物δ18OV-SMOW為3.8‰～6.2‰，礦物平衡水δ18OV-SMOW為-7.8‰～-10.2‰，平均為-8.54‰。

將δ18OV-SMOW與δDV-SMOW進(jìn)行雙變量投影（圖4），顯示投點(diǎn)呈分散狀態(tài)落入雨水線（MWL）右下側(cè)，部分落入建造水區(qū)域，反映成礦流體來(lái)源于加熱的大氣降水和建造水。

圖4 流體包裹體δD對(duì)δ18O投影圖

4 流體混合成礦機(jī)制

混合也是一種水巖反應(yīng)，但這種水-巖反應(yīng)比熱液與巖石之間的反應(yīng)時(shí)產(chǎn)生礦質(zhì)沉淀效率要高得多。作為“沉積——改造型層控礦床”（王津津[13]，2011b），晴隆銻礦成礦作用分為兩期：埋藏成巖期與構(gòu)造改造期。

埋藏成巖期（印支-燕山期），在上覆地層沉積壓實(shí)與擠壓應(yīng)力的條件下，驅(qū)使地層建造排水（包括孔隙水、層間水、結(jié)構(gòu)水等），形成盆地流體在壓實(shí)作用與流體熱增壓的作用下，在地層深部循環(huán)，通過(guò)與凝灰?guī)r層進(jìn)行水巖反應(yīng)，萃取Sb元素初步形成成礦流體，浸染狀構(gòu)造輝銻礦石可能是該時(shí)期的產(chǎn)物。在這個(gè)時(shí)期地層處于增溫增壓過(guò)程，處于相對(duì)“圈閉”的環(huán)境，并未產(chǎn)生大規(guī)模的礦質(zhì)沉淀卸載。

構(gòu)造改造期（燕山晚期—喜山早期），構(gòu)造背景主要為造山后伸展運(yùn)動(dòng)。晴隆銻礦邊界斷層、內(nèi)部北東向次級(jí)斷裂、古巖溶不整合面組成復(fù)式半地塹的礦田構(gòu)造樣式（胡煜昭，2014；2017[14]這個(gè)時(shí)期主要表現(xiàn)為構(gòu)造的張開(kāi)以及斷陷盆地的發(fā)育，溝通外界環(huán)境與成礦系統(tǒng)，形成開(kāi)放體系，大氣降水源源不斷地進(jìn)入，并與含礦的地層建造水混合?；旌献饔弥饕l(fā)生的有利空間如古巖溶不整合面、北東向構(gòu)造、裂隙發(fā)育區(qū)等，富集成礦。

5 結(jié)論

（1）晴隆銻礦成礦溫度范圍為125℃～200℃，鹽度變化范圍為（0.35～2.24）wt%NaCleq，流體密度在當(dāng)時(shí)溫度下變化范圍為0.88g/cm3～0.95g/cm3，成礦流體屬低溫-低鹽-低密度流體；

（2）流體包裹體氣液相成分結(jié)果表明，成礦流體屬Ca2+—Na+—Cl-—F-型體系，氣體成分包括H2O、CO2、N2、CH4、C2H6、H2S、Ar。

（3）成礦流體主要來(lái)源于大氣降水和地層建造水，二者的混合是晴隆銻礦重要的成礦機(jī)制。