內(nèi)蒙古達(dá)亞納鎢鉬礦床成礦流體特征研究

王思耀，佘宏全

（中國地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)資源研究所，北京 100037）

內(nèi)蒙古達(dá)亞納鎢鉬礦床地理位置位于內(nèi)蒙古錫林郭勒盟東烏珠穆沁旗，是由中國地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)資源研究所與內(nèi)蒙古盛旺礦業(yè)公司合作，最新勘查確定的一個(gè)中小型鎢鉬礦床，其中332資源量WO33200t，Mo資源量大于8000t。為探討達(dá)亞納鎢鉬礦的成礦流體演化規(guī)律，本文將從成礦各階段石英中包裹體的測溫實(shí)驗(yàn)、激光拉曼測試和H、O同位素等等方面進(jìn)行探討，以其說明其礦床成因。

1 區(qū)域地質(zhì)背景及礦床地質(zhì)特征

達(dá)亞納礦區(qū)距東烏旗烏里雅斯太鎮(zhèn)西約15公里，區(qū)域成礦位置屬大興安嶺成礦帶西坡東烏旗-嫩江成礦帶南段。出露地層主要為一套石炭系-二疊系火山碎屑巖，含安山質(zhì)晶屑凝灰?guī)r和泥質(zhì)粉砂巖等。地層及巖體受巖漿活動及構(gòu)造作用的影響，常發(fā)育有褐鐵礦化和硅化等蝕變。

礦區(qū)構(gòu)造較為簡單，以發(fā)育NEE向斷裂為主，次級斷裂以NW向和NE向?yàn)橹?，花崗斑巖脈或石英脈充填各個(gè)斷裂。礦化以及蝕變現(xiàn)象發(fā)育在各個(gè)裂隙中，斷裂為該區(qū)主要的成礦控礦構(gòu)造，與礦體的形成密切相關(guān)。

礦區(qū)內(nèi)有多期巖漿巖出露地表，巖性以晚二疊世石英斑巖以及早白堊世黑云母花崗巖為主。石英斑巖呈脈狀侵入到格根敖包組地層中，無礦化和蝕變現(xiàn)象，與礦區(qū)成礦事件無關(guān)。黑云母花崗巖呈巖株產(chǎn)出于格根敖包組地層中，發(fā)育大量蝕變及礦化現(xiàn)象，其中靠近礦化石英脈的巖石蝕變尤為強(qiáng)烈。

2 流體包裹體研究

經(jīng)過系統(tǒng)的野外調(diào)查、巖相學(xué)、包裹體及H、O同位素實(shí)驗(yàn)，可將該礦床成礦過程劃分為四個(gè)階段：早階段石英-白云母階段，成礦石英-輝鉬礦階段和石英-黑鎢礦階段，晚期石英脈階段。

2.1 流體包裹體巖相學(xué)

按照常溫下包裹體相態(tài)及成分等特征，可將達(dá)亞納礦區(qū)石英中包裹體劃分為4種類型

Ⅰ型包裹體：富液相兩相包裹體；由LH2O和VH2O組成，氣相分?jǐn)?shù)8%～15%，少數(shù)可達(dá)到80%，可細(xì)分為Ia型原生和Ib型次生兩種包裹體。Ia型包裹體形態(tài)多樣，形態(tài)呈橢圓形及不規(guī)則，個(gè)體大小集中于5um～25um，且變化比較大，Ia型包裹體氣相分?jǐn)?shù)為8%-～35%。Ib型包裹體呈橢圓形態(tài)；個(gè)體大都為3um～7um，普遍較小，少數(shù)表現(xiàn)為純液相，Ib型包裹體氣相分?jǐn)?shù)一般小于5%。

Ⅱ型包裹體：此類包裹體為含子礦物三相包裹體，由液態(tài)H2O（LH2O）、氣態(tài)H2O（VH2O）和透明子礦物組成，大小5um～16um，分布不均一，氣相分?jǐn)?shù)為8%～28%。此類包裹體在加溫過程中升至包裹體爆裂時(shí)，沒有發(fā)現(xiàn)子晶融化的跡象，由此推測這些子礦物可能為巖漿水中早期結(jié)晶形成。

Ⅲ型包裹體：富氣相兩相包裹體。在實(shí)驗(yàn)過程中僅測試了數(shù)個(gè)，由液態(tài)H2O（LH2O）、氣態(tài)H2O（VH2O）組成，不規(guī)則形態(tài)，5um～105um不等，孤立分布。本類型包裹體的氣相所占比例為70%左右。

Ⅳ型包裹體：此類包裹體為單液相包裹體，形態(tài)呈橢圓形，包裹體大小為5um～10um，鏡下觀測此類包裹體分布I型包裹體附近，據(jù)此，認(rèn)為Ⅳ型包裹體可能由I型包裹體經(jīng)歷“頸縮”過程而形成的。

2.2 流體包裹體顯微測溫

實(shí)驗(yàn)過程中，Ⅳ型包裹體相態(tài)未檢測到明顯變化，無法準(zhǔn)確獲得此類包裹體的溫度數(shù)據(jù)；Ⅱ型和Ⅲ型包裹體樣品數(shù)量少，實(shí)驗(yàn)中未僅獲得的足夠多數(shù)據(jù)，實(shí)驗(yàn)主要測試對象為I型包裹體。包裹體的鹽度則依據(jù)實(shí)驗(yàn)所測的冰點(diǎn)溫度換算而得到。

根據(jù)本次實(shí)驗(yàn)記錄數(shù)據(jù)及鹽度計(jì)算結(jié)果，在石英-輝鉬礦階段中，包裹體的均一溫度集中于250℃～320℃，而在石英-黑鎢礦階段中，包裹體的均一溫度則為220℃～320℃之間。

2.3 流體包裹體的激光拉曼探針

在觀察的基礎(chǔ)上，分別從兩個(gè)成礦階段中挑選出適合進(jìn)行激光拉曼光譜實(shí)驗(yàn)的Ⅰ型包裹體進(jìn)行分析。利用實(shí)驗(yàn)結(jié)果數(shù)據(jù)分析，可知兩階段中包裹體的成分并沒有實(shí)質(zhì)性的差別，氣液相成分均以H2O為主。

3 氫、氧同位素

本次實(shí)驗(yàn)對9件來自石英-輝鉬礦階段的含礦石英脈樣品以及5件來自石英-黑鎢礦階段的含礦石英脈樣品進(jìn)行H-O同位素分析。測試結(jié)果顯示，來自石英-輝鉬礦的9件樣品的δ18O V-SMOW(‰)在8.6～9.3之間，均值為8.9，δD V-SMOW(‰ )值在-88～-107之間，均值為-99，δ18O H2O(‰)均值2.2;來自石英-黑鎢礦樣品的5件樣品的δ18O V-SMOW(‰)在9.0～10.1之間，均值9.5，δD V-SMOW(‰ )值在-88～-94之間，均值為-91，δ18O H2O(‰ )均值為2.7。

4 討論

4.1 成礦流體來源

將H-O同位素實(shí)驗(yàn)所得數(shù)據(jù)投影在δD-δ18OH2O圖上，所有樣品點(diǎn)都分布在原生巖漿水區(qū)域左下方，并都靠近雨水線一側(cè)；從黑鎢礦階段到輝鉬礦階段，氫同位素測試值有輕微但可見的降低，這些現(xiàn)象表明，達(dá)亞納鎢鉬礦床成礦流體的來源以巖漿水為主，并且有大氣水加入。

根據(jù)之前研究，礦區(qū)內(nèi)黑云母花崗巖的鋯石U-Pb諧和年齡為(135±1)Ma（向安平等，2016），礦體中采集的輝鉬礦Re-Os等時(shí)線年齡為（132.9±2.6）Ma（向安平等，2016），二者在誤差范圍內(nèi)可以認(rèn)為一致，足以說明黑云母花崗巖與成礦關(guān)系極密切。綜合以上結(jié)論推測，該礦床的成礦流體為黑云母花崗巖的巖漿水與大氣水混合熱液。

4.2 成礦流體性質(zhì)

輝鉬礦階段中包裹體的均一溫度范圍為250℃～320℃，并可看出為正態(tài)分布；鹽度w（NaCl，eq）1-4，屬高-中溫、低鹽度，綜合前人激光拉曼分析所得結(jié)果（張令進(jìn)等，2018），可認(rèn)為石英-輝鉬礦階段流體為中高溫、中低鹽度NaCl-H2O流體體系。

黑鎢礦階段中包裹體的均一溫度范圍為220℃-320℃，鹽度w（NaCleq）稍高于輝鉬礦階段，為1.74-8.95。屬低溫、中低鹽度。綜合激光拉曼分析所得結(jié)果（張令進(jìn)等，2018），可認(rèn)為石英-黑鎢礦階段成礦流體區(qū)別于輝鉬礦階段，為中低溫、中低鹽度的NaCl-H2O體系。

4.3 礦床成礦機(jī)制

流體沸騰作用會導(dǎo)致氣體逸出流體，使流體鹽度升高，從而促進(jìn)金屬礦物發(fā)生沉淀。鏡下觀測到石英-輝鉬礦階段中有少量富氣相包裹體均一至氣相的現(xiàn)象，同時(shí)，在相同的結(jié)晶平面內(nèi)，觀測到了Ⅰ型包裹體、Ⅱ型包裹體和Ⅲ型包裹體等的共生，此現(xiàn)象被認(rèn)為是流體發(fā)生沸騰作用的標(biāo)志（王曉勇等，2010）。因此，沸騰作用可能是輝鉬礦沉淀的主要機(jī)制。

溫度的降低會導(dǎo)致流體的飽和度減小，從而促進(jìn)金屬礦物的沉淀。在此次研究中，純氣相或富氣相的包裹體在石英-黑鎢礦階段沒有被發(fā)現(xiàn)，也沒有看到共生于同一結(jié)晶平面的多個(gè)類型的包裹體，由此推測沸騰作用在石英-黑鎢礦階段中并未發(fā)生。

同時(shí)，Ia型包裹體的鹽度在一定范圍內(nèi)的變化以及此類包裹體的均一溫度和鹽度存在定向性的趨勢表明，該階段的流體很可能存在自然冷卻過程，即流體降溫使得黑鎢礦從流體中沉淀。

5 結(jié)論

（1）達(dá)亞納鎢鉬礦床中與鉬成礦有關(guān)的流體屬中-高溫、中-低鹽度的NaCl-H2O流體體系；與鎢成礦有關(guān)的流體為中低溫、中低鹽度的NaCl-H2O體系。

（2）巖漿水為主且有大氣降水參與的混合流體是達(dá)亞納鎢鉬礦床熱液來源，成礦時(shí)代為早白堊世，并與黑云母花崗巖巖體成巖密切相關(guān)。

（3）達(dá)亞納鎢鉬礦床輝鉬礦沉淀的主要機(jī)制是流體沸騰作用，而黑鎢礦的沉淀可能與成礦流體的降溫有關(guān)。