青海同仁崗察巖體多金屬礦床流體包裹體特征

張輝，孫威威，陸正，張濤

（1.安徽省地球物理地球化學(xué)勘查技術(shù)院，安徽合肥 230022；2.青海省有色地質(zhì)礦產(chǎn)勘查局七隊(duì)，青海西寧 810007）

0 引言

研究區(qū)位于西秦嶺造山帶西段，各巖體地質(zhì)特征和巖性有所差異，但成因和形成時(shí)間基本一致[1]。江里溝礦床、雙朋西礦床、謝坑礦床是崗察巖體規(guī)模較大的三個(gè)多金屬礦床。它們是三個(gè)同源、不同階段巖漿脈動(dòng)形成的，構(gòu)成崗察雜巖體系列[2]。近期，關(guān)于崗察巖體多金屬礦床的研究成果較為豐富[3～6]，但又存在較多問題。如多數(shù)研究者對(duì)個(gè)別礦體進(jìn)行了較為成熟的研究，而多個(gè)礦床的對(duì)比性研究工作十分匱乏。本文選取三個(gè)代表性礦床作為研究對(duì)象，通過對(duì)比分析它們的相關(guān)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，對(duì)整個(gè)崗察巖體的流體特征有了更整體、宏觀的認(rèn)識(shí)。

包裹體被包裹在礦物晶格缺陷中，與主礦物共存并且和主礦物之間有相界限[7]，堪稱研究成礦作用的“活化石”。系統(tǒng)性、合理化采取礦石樣品，在鏡下挑選出能代表成礦流體的原生包裹體，利用現(xiàn)代分析方法、測(cè)試儀器，對(duì)這些原生包裹體進(jìn)行相關(guān)研究，能獲得寶貴的成礦流體相關(guān)信息，對(duì)地質(zhì)流體演化、成礦作用過程方面的研究有指示作用。

在前人研究成果的基礎(chǔ)上，作者選擇江里溝、雙朋西、謝坑三個(gè)礦床作為研究對(duì)象，進(jìn)行了為期35天的野外考察工作，在三個(gè)礦區(qū)采集了一批具有代表性的礦石樣品。在實(shí)驗(yàn)室完成包裹體測(cè)溫工作，對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并計(jì)算出礦區(qū)流體的相關(guān)鹽度。選出代表性的包裹體進(jìn)行拉曼光譜分析，測(cè)得包裹體的活性成分。

1 礦區(qū)地質(zhì)背景

工作區(qū)位于秦嶺、祁連、昆侖和松潘-甘孜造山帶交匯部位，是秦嶺造山帶的重要組成部分。區(qū)內(nèi)分布有多個(gè)多金屬礦床（圖1）。研究區(qū)位于崗察復(fù)式背斜，出露地層主要為石炭-二疊系甘家組、下三疊統(tǒng)隆務(wù)河群下巖組，巖漿巖主要為酸性斑狀花崗巖、閃長(zhǎng)巖、花崗閃長(zhǎng)巖及角閃閃長(zhǎng)巖等。

圖1 研究區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)簡(jiǎn)圖[6,8]Figure 1.Geological map of the study area[6,8]

2 樣品特征及分析方法

本次研究的樣品采自江里溝、雙朋西、謝坑三個(gè)礦床的多個(gè)部位，為主成礦期的含輝鉬礦花崗巖及含輝鉬礦矽卡巖、含銅金礦矽卡巖（表1）。

表1 各礦床流體包裹體測(cè)試樣品特征Table 1.Characteristics of fluid inclusion test samples from different deposits

顯微鏡下可見測(cè)溫片中流體包裹體十分發(fā)育（圖2）。據(jù)流體包裹體分類準(zhǔn)則[7]，把測(cè)溫片中流體包裹體分為富氣、氣-液、含子晶、純液相等四大類。各類包裹體巖相學(xué)特征如下：①氣-液包裹體大小為5～18μm，氣液比為10%～40%，多為不規(guī)則狀、橢圓狀等；②富氣包裹以氣相為主，氣液比在75%以上，大小為8～15μm，多為不規(guī)則及他形；③含子晶包裹體由液、氣、固三相組成，大小為5～15μm，多呈橢圓狀及不規(guī)則狀產(chǎn)出；④純液相包裹體多為不規(guī)則狀，以次生包裹體為多，沒有實(shí)驗(yàn)意義。

圖2 礦區(qū)包裹體類型Figure 2.Types of inclusions from the deposit areas(JLG for Jiangligou,XK for Xiekeng,SPX for Shuangpengxi)

流體包裹體可分為原生、次生兩類，選取有代表性的原生包裹體進(jìn)行測(cè)試。采用Linkam THMS600冷熱臺(tái)測(cè)得均一溫度、冰點(diǎn)溫度。實(shí)驗(yàn)精度為：低于30℃時(shí)為±0.2℃，300～600℃時(shí)為±1～2℃。采用RM-2000型顯微共焦激光拉曼探針進(jìn)行成分測(cè)試。分析條件：室溫23℃；激光器：514nmAr+離子型；掃描時(shí)間：30s；掃描范圍：1000～4000cm-1；光譜分辨率約為2cm-1。

3 分析結(jié)果及討論

3.1 流體包裹體測(cè)溫

本次實(shí)驗(yàn)測(cè)溫樣本15件，包裹體總數(shù)近300個(gè)。根據(jù)Hall等[9]的計(jì)算公式算出每個(gè)流體包裹體的流體鹽度。

由圖3可知，江里溝礦區(qū)的溫度和鹽度比較符合正態(tài)分布。根據(jù)鏡下巖相學(xué)特征及測(cè)溫?cái)?shù)據(jù)，把江里溝成礦流體分為兩個(gè)階段。第一階段包裹體以子晶型、富氣型為主，為成礦流體的早期高溫階段，溫度多在400～550℃之間，平均451℃，其中子晶型、富氣型包裹體測(cè)溫?cái)?shù)據(jù)很相近，推斷為流體沸騰的結(jié)果。第二階段包裹體以氣液型為主，為成礦流體的晚期中低溫階段，溫度多為250～400℃，平均315℃。鹽度有兩個(gè)分布區(qū)域：一個(gè)為低鹽度區(qū)5%～20%和高鹽度區(qū)30%～60%。

圖3 江里溝包裹體數(shù)據(jù)直方圖（方格垂向厚度代表數(shù)量）Figure 3.Histogram of data on the Jiangligou inclusions(the vertical thickness of each grey grid represents the quantity)

雙朋西礦區(qū)的溫度和鹽度數(shù)據(jù)特征（圖4），也基本符合正態(tài)分布。根據(jù)鏡下巖相學(xué)特征和溫度數(shù)據(jù)，將雙朋西的成礦流體分為兩個(gè)階段。第一階段以富氣型包裹體發(fā)育較豐富，為成礦早期的高溫階段，均一溫度為400～550℃，平均463℃。第二階段包裹體類型以氣液型為主，為成礦晚期中低溫階段，溫度為250～400℃，平均327℃。鹽度分布圖顯示兩個(gè)范圍：低鹽度區(qū)5%～20%和高鹽度區(qū)40%～60%。

圖4 雙朋西包裹體數(shù)據(jù)直方圖（方格垂向厚度代表數(shù)量）Figure 4.Histogram of data on the Shuangpengxi inclusions(the vertical thickness of each grey grid represents the quantity)

謝坑礦區(qū)溫度和鹽度數(shù)據(jù)特征如圖5。由圖中溫度數(shù)據(jù)和鏡下巖相學(xué)特征將該礦區(qū)流體劃分兩個(gè)階段。第一階段中氣液型、富氣型及子晶型包裹體都很發(fā)育，為流體成礦早期的高溫階段，溫度為400～600℃，平均475℃。第二階段包裹體以氣液型為主，為流體成礦期的中低溫階段，溫度為250～400℃，平均337℃。鹽度分布也有兩個(gè)范圍：低鹽度區(qū)5%～20%和高鹽度區(qū)50%～60%。

圖5 謝坑包裹體數(shù)據(jù)直方圖（方格垂向厚度代表數(shù)量）Figure 5.Histogram of data on the Xiekeng inclusions(the vertical thickness of each grey grid represents the quantity)

由鹽度-溫度分布圖（圖6）可知，高鹽度區(qū)的溫度多分布在350～500℃，溫度、鹽度呈線性相關(guān)，低鹽度區(qū)的溫度數(shù)據(jù)較為聚攏，多處在300～400℃之間，顯示成礦流體體系具有中高溫、中等鹽度與高鹽度共存的特征。

圖6 研究區(qū)鹽度-溫度圖Figure 6.Salinity vs temperature chart for the study area

3.2 流體組分

流體組分測(cè)試在中國(guó)科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所進(jìn)行，采用RM-2000型顯微共焦激光拉曼探針儀進(jìn)行測(cè)試。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖7。

圖7 礦區(qū)激光拉曼光譜特征Figure 7.Features of Raman spectrometry for each deposit area

根據(jù)圖7的拉曼光譜特征，三個(gè)礦區(qū)的液相拉曼光譜H2O峰都很突出，說明流體的液相以H2O為主要組分，而流體可以近似為NaCl-H2O體系。流體氣相中含有CO2、CH4及CO32-，CO2峰值較強(qiáng)，說明其具有深源特征。H2O/CO2值可以反映成礦作用的強(qiáng)度和有利程度，H2O/CO2值越小，說明成礦作用越強(qiáng)、成礦越有利[10]。流體組分含有CH4，表明其成礦環(huán)境為還原環(huán)境，并且生物可能也參與了成礦作用[11～12]。

4 結(jié)論

礦床流體包裹體特征研究工作雖然不能完全代替整個(gè)崗察巖體的流體相關(guān)特征，卻豐富了崗察巖體成礦流體組成、演化的研究成果，為研究區(qū)的礦產(chǎn)勘查工作提供了以下重要信息。

（1）流體包裹體測(cè)溫結(jié)果顯示，研究區(qū)內(nèi)謝坑平均溫度為385～395℃，江里溝、雙朋西礦區(qū)平均溫度為345～360℃，這是巖漿巖在兩個(gè)不同演化階段的體現(xiàn)，謝坑礦區(qū)巖漿巖演化階段較早，江里溝、雙朋西礦區(qū)巖漿巖演化階段較晚。

（2）鹽度數(shù)據(jù)分布在5%～20%及30%～60%兩個(gè)范圍，據(jù)鹽度-溫度分布圖特征可知，成礦流體具有中高溫、中等鹽度與高鹽度共存的特征。

（3）由激光拉曼測(cè)試結(jié)果可知，研究區(qū)流體成分以H2O為主，流體可近似為NaCl-H2O體系，含有CO2、CH4。成礦流體中CO2的存在對(duì)成礦起到增強(qiáng)作用，流體組分含有CH4表明成礦環(huán)境為還原環(huán)境，并且生物可能也參與了成礦作用。