夾皮溝成礦帶小北溝金礦床成礦流體特征及其地質(zhì)意義

摘要：

小北溝金礦床地處夾皮溝成礦帶中部，為石英脈蝕變巖型金礦床。礦區(qū)賦礦圍巖主要為高角閃巖麻粒巖相斜長角閃巖，含金石英脈呈小而不連續(xù)的平行細(xì)脈或透鏡體狀產(chǎn)于NW向疊加于早期韌性剪切帶之上的次級(jí)脆性剪切裂隙之中，其上、下盤旁側(cè)及尖滅處發(fā)育少量低品位蝕變巖型（蝕變糜棱巖、片糜巖）礦體。主成礦階段流體包裹體研究表明，礦石中石英主要發(fā)育CO2、富CO2、含CO2及氣液兩相四種類型原生流體包裹體，測溫結(jié)果顯示包裹體均一溫度為226.8～362.5 ℃，鹽度（w（NaCl） ）為3.57%～11.95%，密度為0.65～0.91 g/cm3；成礦流體總體屬中低溫、中低鹽度和低密度的富CO2的CO2H2ONaCl體系，成礦壓力為70～206 MPa，成礦深度約為9.8 km。包裹體O同位素δ18OVSMOW值為10.8‰～11.3‰，H同位素δDVSMOW值為-102.8‰～-96.7‰，C同位素δ13CVPDB值為-20.6‰～-8.3‰，反映主成礦階段成礦流體來源具幔源屬性。礦石中CO2和富CO2包裹體CO2相均一溫度為-24.7～26.6 ℃，明顯低于鄰近其他礦床（如三道岔金礦床為21.9～29.7 ℃，二道溝金礦床為23.8～30.9 ℃等），暗示其成礦深度較深。小北溝金礦床的地質(zhì)、流體包裹體和HOC同位素特征共同揭示該礦床屬于中溫?zé)嵋好}型金礦床，處于深大斷裂的脆性區(qū)構(gòu)造層次向韌脆性區(qū)構(gòu)造層次過渡部位，深部仍應(yīng)有一定的進(jìn)一步找礦前景，但礦石類型可能由石英脈型轉(zhuǎn)為構(gòu)造蝕變巖型或蝕變糜棱巖型。

關(guān)鍵詞：

成礦流體；流體包裹體；HOC同位素；中溫?zé)嵋好}型金礦；小北溝金礦床；夾皮溝成礦帶

doi：10.13278/j.cnki.jjuese.20230243

中圖分類號(hào)：P618.51；P59

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

李斌，臧興運(yùn)，王永勝，等.夾皮溝成礦帶小北溝金礦床成礦流體特征及其地質(zhì)意義.吉林大學(xué)學(xué)報(bào)（地球科學(xué)版），2024，54（5）：15751591.doi：10.13278/j.cnki.jjuese.20230243.

Li Bin，Zang Xingyun，Wang Yongsheng，et al.

Characteristics and Geological Significance of Ore-Forming Fluids in Xiaobei-

gou Gold Deposit of the Jiapigou Metallogenic Belt

. Journal of Jilin University （Earth Science Edition），2024，54（5）：15751591.doi：10.13278/j.cnki.jjuese.20230243.

收稿日期：20231010

作者簡介：李斌（1988—），男，工程師，碩士，主要從事區(qū)域地質(zhì)、成礦規(guī)律與預(yù)測等方面的研究，E-mail：53791239@qq.com

通信作者：臧興運(yùn)（1969—），男，研究員，碩士，主要從事區(qū)域地質(zhì)、成礦規(guī)律與隱伏礦體預(yù)測等方面的研究，E-mail： zangxingyun01@163.com

基金項(xiàng)目：深部金礦探測大數(shù)據(jù)應(yīng)用開發(fā)山東省工程研究中心項(xiàng)目（SDK202219）；自然資源部深部金礦勘查開采技術(shù)創(chuàng)新中心項(xiàng)目（LDKF2023BZX25）；中國地質(zhì)調(diào)查局項(xiàng)目（DD20190379）

Supported by the Project of

Engineering Research Center of Application and Development of Big Data for Deep Gold Exploration，Shandong Province （SDK202219）， the Project of Technology Innovation Center for Deep Gold Resources Exploration and Mining， Ministry of Natural Resources （LDKF2023BZX25） and the Project of China Geological Survey （DD20190379）

Characteristics and Geological Significance of Ore-Forming Fluids in Xiaobeigou Gold Deposit of the Jiapigou Metallogenic Belt

Li Bin1，2，Zang Xingyun1，2，Wang Yongsheng2，Liu Zhenyu2，Su Bin2，Yan Dong2

1． No.6 Geological Team of Shandong Provincial Bureau of Geology and Mineral Resources/Shandong Engineering Research Center ""of Application and Development of Big Data for Deep Gold Exploration/Ministry of Natural Resources Technology Innovation ""Center for Deep Gold Resources Exploraion and Mining，Weihai 264209，Shandong，China

2． Geological Survey of Jilin Province，Changchun 130102，China

Abstract：

The Xiaobeigou gold deposit is located in the middle of Jiapigou metallogenic belt and is a quartz vein-altered rock type gold deposit. The ore-bearing surrounding rock of the mining area is mainly high amphibolite and granulite facies plagioclase amphibolit. The gold-bearing quartz veins are small， discontinuous parallel veins or lenticular bodies found within secondary brittle shear fractures superimposed on an early ductile shear zone trending NW. There are also some low-grade altered rock type orebodies （altered mylonite and gylite） developed on the sides of the upper and lower plates， and at the apex. The study of fluid inclusions from the main ore-forming stage shows four types of primary fluid inclusions： CO2， CO2-rich， CO2-containing and gas-liquid two phases. The homogenization temperatures range from 226.8 to 362.5 ℃， with salinity w（NaCl） between 3.57% and 11.95%， and density of 0.65 to 0.91" g/cm3. The ore-forming fluid generally belongs to the CO2-H2O-NaCl system， characterized by low temperature， low salinity and low density. The ore-forming pressure ranges from 70 to 206 MPa， corresponding to a depth of about 9.8 km. The δ18OV-SMOW composition of the O isotope ranges from 10.8‰ to 11.3‰， while δDV-SMOW value of the H isotope show values of -102.8‰ to -96.7‰， and the δ13CV-PDB values of the C isotope are between -20.6‰ and -8.3‰， indicating that the ore-forming fluid source of the main ore-forming stage is of mantle origin. The homogenization temperature of CO2 and CO2-rich inclusions are notably lower at -24.7 to 26.6 ℃ compared to other nearby deposits （such as Sandaocha gold deposit of 21.9 to 29.7 ℃， Erdaogou gold deposit of 23.8 to 30.9 ℃， etc.）， suggesting a deeper mineralization. The geological， fluid inclusions and H-O-C isotopic characteristics of Xiaobeigou gold deposit indicate it is a medium-temperature hydrothermal vein type gold deposit， transitioning from the brittle zone to the deep ductile-brittle zone. There remains potential for further deep exploration， though the ore type may change from quartz vein type to tectonic-altered rock type or tectonic-altered mylonite type.

Key words：

ore-forming fluid；fluid inclusions；H-O-C isotopes；mesothermal vein gold deposit；Xiaobeigou gold deposit；Jiapigou metallogenic belt

0" 引言

吉林夾皮溝金成礦帶地處華北克拉通北緣東段，北西起于樺甸市大砬子一帶，東南延至夾皮溝鎮(zhèn)以南，為一長約60 km、寬為4～10 km的NW—SE 向弧形金成礦帶，礦帶內(nèi)陸續(xù)探明大型金礦床兩處（夾皮溝、三道岔），中型金礦床四處（板廟子、四道岔、二道溝、八家子），小型礦床和礦點(diǎn)近百余處，是國內(nèi)最主要的產(chǎn)金地之一［12］。伴隨礦山開采對(duì)已探明資源儲(chǔ)量的不斷消耗，找尋接替資源任務(wù)緊迫。盡管前人已從成巖成礦年代學(xué)［36］、構(gòu)造地質(zhì)學(xué)［79］、巖石地球化學(xué)［1012］、流體包裹體［1315］、同位素地球化學(xué)［16］等方面對(duì)成礦帶上典型金礦床進(jìn)行了大量研究，取得了一系列重要的研究成果，但有關(guān)成礦帶上金礦床的礦床成因類型和成礦流體來源仍存有較大分歧。成礦流體來源方面，有變質(zhì)流體成礦［17］、幔源或殼源巖漿流體與大氣降水混合［11，13］之說；而礦床類型方面，則有綠巖帶型金礦床［1718］、熱液脈型金礦床［12，14］ 、造山型金礦床［19］等不同觀點(diǎn)。此外，北西向大砬子—夾皮溝斷裂帶構(gòu)造層次的分帶性與成礦帶上礦床中礦石類型的變化性之間的關(guān)系也有待于深入研究。上述研究現(xiàn)狀和爭議在一定程度上限制了人們對(duì)該區(qū)金成礦作用的認(rèn)識(shí)，制約了找礦工作的開展。

成礦帶內(nèi)金礦化以含金石英脈為主，但脈體規(guī)模有所不同：礦帶南段夾皮溝至八家子金礦床一帶主要發(fā)育較大規(guī)模石英脈型金礦化［13］，中部小北溝金礦床含金石英脈以小而多但連續(xù)性較差，其上、下盤旁側(cè)及尖滅處以發(fā)育少量低品位蝕變巖型（蝕變糜棱巖、片糜巖）礦體為顯著特征［20］，北西段三道溝至板廟子金礦床含金石英脈又以較大規(guī)模為主［1］。因此，有必要在詳細(xì)野外工作的基礎(chǔ)上，對(duì)小北溝金礦床主成礦階段礦石中石英開展系統(tǒng)的流體包裹體顯微測溫及HOC同位素測試，以制約成礦流體來源、成礦溫壓條件，揭示礦床成因類型與成礦深度。本次研究可為小北溝金礦床的深部找礦工作提供理論支撐，對(duì)成礦帶上其他金礦床找礦工作也提供一定的參考。

1" 區(qū)域地質(zhì)背景

夾皮溝金成礦帶位于龍崗（復(fù)合）地塊北部，在白山微地塊與夾皮溝微地塊交界處夾皮溝微地塊一側(cè)（圖1a），經(jīng)歷了前新元古代龍崗地塊克拉通化、新元古代—古生代古亞洲洋演化階段、中—新生代濱西太平洋活動(dòng)陸緣演化階段，在多期復(fù)雜的構(gòu)造動(dòng)力學(xué)轉(zhuǎn)換過程中逐漸形成了以Au為主，F(xiàn)e、Ag、Cu等次之的多金屬成礦帶［11］。

區(qū)域上地層主要有新太古界夾皮溝巖群，呈殘留體狀、斷塊狀分布于夾皮溝微地塊中，三道溝巖組主要分布于老金廠鎮(zhèn)楊樹溝—板廟子林場一帶，為形成于島弧構(gòu)造環(huán)境下的拉斑玄武巖及中性火山火山碎屑巖組成的火山沉積建造（黑云片巖鋯石UPb年齡為2 640 Ma）［21］；老牛溝巖組主要分布于夾皮溝鎮(zhèn)四道岔—三道溝一帶，為形成于海底火山作用下的火山碎屑巖含鐵建造（二云片巖鋯石UPb年齡為2 639 Ma）［21］，變質(zhì)程度為高角閃巖麻粒巖相，疊加了較多的綠片巖相。侵入巖主要為在龍崗地塊和夾皮溝微地塊內(nèi)廣泛分布的新太古代深成侵入巖——花崗閃長巖（SmNd全巖等時(shí)線年齡為（2 639±61） Ma）和英云閃長巖（鋯石UPb年齡為（2 521±14） Ma），以及位于大砬子—夾皮溝斷裂帶下盤分布的啞鈴狀新太古代鉀質(zhì)花崗巖（鋯石UPb年齡為（2 505±14） Ma）［2］，另外，龍崗地塊北部陸緣活動(dòng)帶上主要分布晚古生代、中生代花崗質(zhì)雜巖。脈巖主要有形成于晚三疊世—中侏羅世的正長斑巖、閃長玢巖、煌斑巖、輝綠巖等。區(qū)域大型斷裂主要是NW向展布的大砬子—夾皮溝斷裂帶、青茶館—白水灘斷裂帶（圖1a），它們先后經(jīng)歷了韌性、韌脆性和脆性變形過程，并在此過程中形成了一系列的NE向、NW向、近EW向和近SN向的次級(jí)斷裂，控制著夾皮溝金成礦帶礦床、礦體的空間分布［2，79］。

2" 小北溝金礦床地質(zhì)特征

小北溝金礦床位于夾皮溝金成礦帶中部，南東與頭道岔和大線溝礦床毗鄰，北西與老金廠礦床相接（圖1a）。除少量的第四系外，礦區(qū)內(nèi)出露的主要地層為太古宇?yuàn)A皮溝巖群三道溝巖組（圖1b、c），巖性主要包括斜長角閃（片麻）巖，以角閃巖相變質(zhì)作用為主，局部達(dá)麻粒巖相，巖石發(fā)育石榴石、紫蘇輝石等礦物（圖2a、b、c），呈殘留體狀、斷塊狀分布于新太古代花崗閃長巖（圖2d）、英云閃長巖中。新太古代鉀質(zhì)花崗巖分布于礦區(qū)的西南角。中生代侵入巖均以巖脈形式產(chǎn)出，巖性包括閃長（玢）巖（圖2e）、煌斑巖、輝綠巖、正長斑巖等。輝綠巖、閃長玢巖與金礦體的空間關(guān)系最為密切，它們常與礦體在晚期疊加的脆性斷裂內(nèi)共伴生產(chǎn)出，且產(chǎn)狀基本一致（圖1b）。礦區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造較發(fā)育，為成礦前脈巖和礦體的充填創(chuàng)造了條件，主要有NW向成礦前主剪切帶，北西帶上盤毗鄰平行產(chǎn)出的成礦期礦化蝕變構(gòu)造帶，NW、NE以及SN向成礦后斷裂構(gòu)造等［12］。分布于礦床西南的NW向主剪切帶（大砬子—夾皮溝斷裂帶區(qū)內(nèi)出露部分）構(gòu)造活動(dòng)與成礦關(guān)系密切（圖1），總體走向320°～330°，傾向NE，傾角70°～80°，寬90～130 m，巖性主要為碎裂巖、糜棱巖、千糜巖及各類中酸性脈巖，發(fā)育多條平行斷層、破碎帶及擠壓片理化帶，局部地段有金礦體產(chǎn)出。主蝕變帶毗鄰主剪切帶上盤平行產(chǎn)出（圖1b、c），幅寬200～300 m，沿走向或傾斜方向具舒緩波狀特征，帶內(nèi)巖石主要為花崗閃長巖和斜長角閃巖

等遭受動(dòng)力變質(zhì)作用形成的碎裂巖、糜棱巖化巖石、糜棱巖和千糜巖，是小北溝金礦床主要礦體的賦存空間。主蝕變帶傾向北東方向，在小北溝東山還發(fā)育有一號(hào)蝕變帶、十六號(hào)蝕變帶等兩條規(guī)模較大的平行蝕變帶以及一些次級(jí)派生的近南北向蝕變帶（圖1b）。

a、b、c. 石榴紫蘇麻粒巖；d. 糜棱巖化花崗閃長巖發(fā)育鉀化、硅化、絹云母化；e. 碳酸鹽化、綠泥石化、黃鐵礦化的閃長玢巖脈；f、g、h、i. 不同成礦階段礦物特征及相互間穿切關(guān)系；j. 黃銅礦交代黃鐵礦（交代結(jié)構(gòu)）；k. 方鉛礦交代黃鐵礦（交代結(jié)構(gòu)）；l. 黃鐵礦中自然金（包裹金）。Ⅰ. 含黃鐵礦石英階段；Ⅱ. 石英黃鐵礦階段；Ⅲ. 金多金屬硫化物階段；Ⅳ. 碳酸鹽黃鐵礦階段。Car. 碳酸鹽化；Chl. 綠泥石化；Kfs. 鉀化；Gt. 石榴石；Hy. 紫蘇輝石；Q. 石英；Ser. 絹云母化；Si. 硅化；Au. 自然金；Ccp. 黃銅礦；Gn. 方鉛礦；Py. 黃鐵礦；Bi. 黑云母。

礦體小而多，形態(tài)、類型及礦體關(guān)系復(fù)雜，受北西向主剪切帶及其上盤的主蝕變帶控制。按產(chǎn)出部位以脈組形式進(jìn)行編號(hào)，可分為9個(gè)脈組，礦區(qū)北西部發(fā)育0、249、1、4號(hào)脈組，中部有1、2、3、4號(hào)脈組，南東端有10、11、1、9、4號(hào)脈組（圖1b）；各脈組產(chǎn)狀近于平行一致，走向320°～330°，傾向NE，傾角70°～90°，空間展布呈舒緩波狀，單一脈組或規(guī)模較大的礦體有向北西深部側(cè)伏特征。單條礦體走向一般為321°，傾向NE，傾角64°～75°，延長最長約為100 m，一般為50 m，斜深一般大于延伸，多呈透鏡體狀，具膨脹收縮、分支復(fù)合、尖滅再現(xiàn)特點(diǎn)，平均水平厚度為0.82 m，最厚3.25 m，最薄0.13 m［14］。

礦石類型以含金硫化物（主要為黃鐵礦）石英脈為主（圖2f、g、h、i），在主礦體上、下盤旁側(cè)及尖滅處還發(fā)育少量低品位糜棱巖（片糜巖）型礦體。礦石中金屬礦物體積分?jǐn)?shù)約占5.88%，非金屬礦物體積分?jǐn)?shù)約占94.12%。金屬礦物中金屬硫化物主要有黃鐵礦（圖2j、k、l），次要金屬礦物為黃銅礦（圖2j）等，還有少量的閃鋅礦、方鉛礦（圖2k）等，貴金屬礦物有自然金（圖2l）和銀金礦。非金屬礦物主要以石英、長石為主，次要礦物有絹云母、綠泥石、方解石等。礦石結(jié)構(gòu)為半自形—他形粒狀結(jié)構(gòu)、壓碎結(jié)構(gòu)、滴狀結(jié)構(gòu)，礦石構(gòu)造有團(tuán)塊狀構(gòu)造、條帶狀構(gòu)造、細(xì)脈狀構(gòu)造（圖2f、g、h）、浸染狀構(gòu)造和角礫狀構(gòu)造等。

通過礦石礦物共生組合、相互間穿插交代關(guān)系、標(biāo)型特征及礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造的研究，礦床熱液成礦期可劃分為4個(gè)成礦階段［20］：含黃鐵礦石英階段（Ⅰ）（圖2f、g、h），為成礦作用的早期，形成石英脈主體，石英脈呈乳白色塊狀，并有極少量黃鐵礦、磁黃鐵礦出現(xiàn)，呈不規(guī)則粒狀分布，礦物組合黃鐵礦+磁黃鐵礦＋石英+鉀長石＋絹云母；石英黃鐵礦階段（Ⅱ）（圖2f、g、h、i），為弱含金階段，黃鐵礦呈中細(xì)粒半自形、自形晶，團(tuán)塊狀或星點(diǎn)狀分布在石英脈中或蝕變巖中，交代早期形成的黃鐵礦或磁黃鐵礦，金（銀）礦物主要為銀金礦，包于磁黃鐵礦中或分布于黃鐵礦的晶隙及裂隙中，礦物組合黃鐵礦＋磁黃鐵礦＋石英＋銀金礦＋自然金；金多金屬硫化物階段（Ⅲ）（圖2g、h、j、k、l），為主成礦期，多金屬硫化物多呈細(xì)粒半自形，細(xì)脈狀（位于石英脈兩端）、條帶狀（位于石英脈兩端或兩側(cè)）和團(tuán)塊狀（位于石英脈中部）集合體分布在石英脈中，礦物間相互充填交代作用較強(qiáng)烈，金礦物主要為銀金礦和自然金，分布于黃鐵礦、磁黃鐵礦、黃銅礦及石英的裂隙中，礦物組合黃鐵礦＋磁黃鐵礦+黃銅礦＋方鉛礦+閃鋅礦+石英＋銀金礦；碳酸鹽黃鐵礦階段（Ⅳ）（圖2f），是成礦作用的尾生階段，本階段不含金，黃鐵礦呈亮黃色，自形，細(xì)粒集合體，石英和方解石等碳酸鹽礦物多呈脈體穿插于礦石之中。

含金石英脈賦礦圍巖多為糜棱巖化花崗閃長巖、閃長玢巖，蝕變作用強(qiáng)烈（圖2g、h）。蝕變礦物具有明顯的水平分帶特征，由礦體中心向兩側(cè)依次為強(qiáng)硅化、絹云母化、綠泥石化＋綠簾石化、弱鉀化（鉀長石化＋黑云母化）。與礦化關(guān)系最為密切的蝕變作用是硅化、絹云母化和黃鐵礦化。礦體兩側(cè)的花崗質(zhì)巖石均發(fā)生強(qiáng)烈的硅化作用，同時(shí)伴隨一定強(qiáng)度的絹云母化作用，黃鐵礦多表現(xiàn)為浸染狀分布在圍巖中。綠泥石化蝕變作用表現(xiàn)為綠泥石呈集合體的形式構(gòu)成細(xì)脈或網(wǎng)脈，綠泥石化蝕變作用分布廣泛，在靠近礦體處疊加在硅化蝕變之上，而在遠(yuǎn)離礦體處多見于疊加在鉀化蝕變之上或與碳酸鹽化蝕變作用共同出現(xiàn)［14］。

3" 樣品采集及研究方法

在對(duì)礦床地質(zhì)特征進(jìn)行詳細(xì)野外地質(zhì)調(diào)查和巖相學(xué)觀察的基礎(chǔ)上，本次研究選取8件主成礦階段Ⅲ的含金石英脈礦石樣品進(jìn)行流體包裹體研究，其中細(xì)脈狀硫化物礦石（圖2i）2件、條帶狀硫化物礦石（圖2h）3件、團(tuán)塊狀硫化物礦石（圖2f、j）3件；4件石英樣品進(jìn)行了流體包裹體C、H、O同位素分析，其中細(xì)脈狀硫化物礦石1件（樣號(hào)22GP2）、條帶狀硫化物礦石2件（樣號(hào)22GP5，6）、團(tuán)塊狀硫化物礦石1件（樣號(hào)22GP9）。這些樣品采自井下180中段的4號(hào)礦體。

流體包裹體測試分析工作均在吉林大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院流體包裹體實(shí)驗(yàn)室完成，室內(nèi)將礦石磨制成厚約0.02 mm的雙面剖光光薄片，無水乙醇浸泡清洗后晾干用以進(jìn)行流體包裹體巖相學(xué)及顯微測溫研究。測溫儀器為英國Linkan THMSG600型冷熱兩用臺(tái)，分析精度低于0 ℃時(shí)為±0.1 ℃，高于200 ℃時(shí)為±2 ℃。流體包裹體C、H、O同位素分析在核工業(yè)北京地質(zhì)研究院穩(wěn)定同位素實(shí)驗(yàn)室完成，具體實(shí)驗(yàn)流程、儀器參數(shù)和標(biāo)樣情況參見文獻(xiàn)［11］。

4" 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

4.1" 流體包裹體

4.1.1" 流體包裹體巖相學(xué)特征

鏡下可見，主成礦階段石英中捕獲了大量的流體包裹體，根據(jù)流體包裹體在室溫條件（25 ℃）下的相態(tài)和冷凍、升溫過程中的相態(tài)變化可分為CO2、富CO2、含CO2及氣液兩相4種類型流體包裹體（圖3），在石英顆粒中多隨機(jī)分布，不同類型包裹體成群產(chǎn)出，顯示原生流體包裹體屬性。8件樣品中包裹體類型與巖相學(xué)特征基本相同，呈現(xiàn)出同一成礦階段特點(diǎn)［22］。

CO2包裹體：多呈橢圓形及次圓狀，室溫下呈單一相態(tài)形式產(chǎn)出，大小一般在5～10 μm之間，多數(shù)小于8 μm。少量呈氣相CO2和液相CO2兩相形式產(chǎn)出，后者氣相CO2占比一般為10％～25%。

富CO2包裹體：呈橢圓形及長條狀，室溫下由CO2及水溶液兩相組成，CO2所占比例一般為85％～95%，包裹體大小一般為5為～12 μm，多數(shù)大小介于6～8 μm之間。

含CO2包裹體：多呈橢圓形及長條狀，室溫下由CO2及水溶液兩相組成，CO2相所占比例一般為35％～40%，少數(shù)可達(dá)40％～45%，該類包裹體大小一般為6～10 μm，個(gè)別可達(dá)15 μm。

氣液兩相包裹體：形態(tài)多為橢圓形、長條形及不規(guī)則狀，室溫下由氣泡及水溶液相兩相組成，氣液比一般為15％～20%，部分可達(dá)20％～25%，該類包裹體大小一般為6～12 μm，多數(shù)小于10 μm。

4.1.2" 流體包裹體顯微測溫結(jié)果

小北溝金礦床流體包裹體的顯微測溫結(jié)果如表1和圖4所示。

CO2包裹體：室溫下呈單一相態(tài)，降溫過程中凝聚出氣泡而成為兩相包裹體。升溫過程中測得固相CO2熔化溫度各類型礦體基本相同，為-60.4～-59.0 ℃；包裹體均一溫度細(xì)脈狀硫化物礦石為-24.7～-11.5 ℃，條帶狀硫化物礦石為-6.2～3.4 ℃，團(tuán)塊狀硫化物礦石為11.9～26.6 ℃；估算其密度依次為0.87～0.91、0.81～0.85、0.67～0.77 g/cm3，表現(xiàn)為CO2密度較大且逐漸降低的特點(diǎn)。

a、b. 細(xì)脈狀硫化物礦石；c、d. 條帶狀硫化物礦石；e、f. 團(tuán)塊狀硫化物礦石。1. CO2包裹體；2. 富CO2包裹體；3. 含CO2包裹體；4. 氣液兩相包裹體。

富CO2包裹體：室溫下呈CO2及水溶液兩相狀態(tài)，降溫過程中CO2相中凝聚出CO2氣泡而成為三相包裹體。升溫過程中，測得該類包裹體CO2固相熔化溫度為-60.2～-59.0 ℃，包裹體CO2相部分均一溫度有所不同：細(xì)脈狀硫化物礦石為-24.5～-21.9 ℃，條帶狀硫化物礦石為-6.0～6.5 ℃，團(tuán)塊狀硫化物礦石為10.2～20.2 ℃;表明CO2相密度逐漸降低的特點(diǎn)。包裹體籠形物熔化溫度為6.6～8.2 ℃，對(duì)應(yīng)流體鹽度（w（NaCl））為3.57%～6.46%，w（NaCl）峰值為4.69%～6.46%（圖4b、d、f），包裹體以完全均一至CO2相方式為主，完全均一溫度變化范圍：細(xì)脈狀硫化物礦石為329.8～354.7 ℃，條帶狀硫化物礦石為267.5～361.2 ℃，團(tuán)塊狀硫化物礦石為263.8～336.9 ℃（圖4a、c、e）。依據(jù)包裹體完全均一溫度及鹽度，估算流體密度依次為0.65～0.69、0.65～0.80、0.69～0.81 g/cm3。

含CO2包裹體：室溫下呈CO2及水溶液兩相狀態(tài)，降溫過程中CO2相中凝聚出CO2氣泡而成為三相包裹體。升溫過程中，測得該類包裹體CO2固相熔化溫度為-68.9～-58.7 ℃，包裹體均一溫度細(xì)脈狀硫化物礦石為-16.7～-11.5 ℃，條帶狀硫化物礦石為-4.6～5.9 ℃，團(tuán)塊狀硫化物礦石為10.8～28.5 ℃；表明CO2相密度逐漸降低的特點(diǎn)。包裹體籠形物熔化溫度為6.6～7.8" ℃，對(duì)應(yīng)流體

w（NaCl）為4.14%～6.46%，w（NaCl）峰值為6.29%～6.46%（圖4b、d、f），包裹體完全均一以均一至水溶液相方式為主，完全均一溫度變化范圍依次為298.6～348.5 ℃、287.2～331.2 ℃、245.6～362.5 ℃（圖4a、c、e）。依據(jù)包裹體完全均一溫度及鹽度，估算流體密度依次為0.67～0.79、0.72～0.78、0.65～0.84 g/cm3。

氣液兩相包裹體：室溫下由氣泡及水溶液相兩相組成。冷凍升溫過程中測得該類包裹體冰點(diǎn)溫度為-8.2～-4.4 ℃，對(duì)應(yīng)流體w（NaCl）為7.01%～11.95%（圖4b、d、f）；包裹體以均一至液相方式為主，完全均一溫度變化范圍細(xì)脈狀硫化物礦石為275.6～325.4 ℃，條帶狀硫化物礦石為243.5～347.3 ℃，團(tuán)塊狀硫化物礦石為226.8～329.3 ℃（圖4a、c、e）。依據(jù)包裹體完全均一溫度及鹽度，估算流體密度依次為0.77～0.83、0.75～0.91、0.77～0.90 g/cm3。

4.2" HOC同位素

對(duì)小北溝金礦床主成礦階段4件石英樣品進(jìn)行了流體包裹體HOC同位素分析，結(jié)果（表2）表明：細(xì)脈狀硫化物礦石氧同位素δ18OVSMOW值為11.1‰，換算成流體包裹體水氧同位素δ18OH2OSMOW值為4.3‰，包裹體水氫同位素δDVSMOW值為-98.9‰；條帶狀硫化物礦石氧同位素δ18OVSMOW值為10.8‰和11.3‰，換算成流體包裹體水氧同位素δ18OH2OSMOW值為4.0‰和3.7‰，包裹體水氫同位素δDVSMOW值為-102.8‰、-96.7‰；團(tuán)塊狀硫化物礦石氧同位素δ18OVSMOW值為11.1‰，結(jié)合均一溫度換算成流體包裹體水氧同位素δ18OH2OSMOW值為3.5‰，包裹體水氫同位素δDVSMOW值為-99.4‰。結(jié)合前人研究成果（表2），小北溝金礦床各成礦階段的δDVSMOW值分別為早期-92‰和-97‰、主期-102.8‰～-92‰、晚期-97‰～-78‰，δ18OVSMOW值分別為早期4.0‰和11.6‰、主期8.3‰～11.3‰、晚期4.4‰～12.8‰，δ18OH2OSMOW值分別為早期0.50‰和5.49‰、主期-3.26‰～4.3‰、晚期-9.40‰～-2.68‰。

包裹體CO2碳同位素分析（表2）表明，4件樣品包裹體碳同位素δ13CVPDB值為-20.6‰～-8.3‰。其中細(xì)脈狀硫化物礦石（22GP2）為-14.8‰，條帶狀硫化物礦石（22GP5，6）為-17.9‰和-8.3‰，塊狀硫化物礦石（22GP9）為-20.6‰，總體上呈現(xiàn)出隨金屬硫化物增多碳同位素值逐漸降低的特點(diǎn)。

5" 討論

5.1" 成礦流體性質(zhì)與演化

研究［12］表明，夾皮溝地區(qū)金礦床的成礦流體總體上具有中溫（170～310 ℃）、中低鹽度（1%～18%）的特點(diǎn)，并可分為CO2H2ONaCl

體系和NaClH2O體系。小北溝金礦床主成礦階段礦石發(fā)育CO2、富CO2、含CO2及氣液兩相4種類型原生流體包裹體，它們?cè)谑㈩w粒中共生發(fā)育的事實(shí)表明成礦流體均屬CO2H2ONaCl體系熱液；在同一視域內(nèi)可見4種類型原生流體包裹體共存（圖3），表明其捕獲時(shí)成礦流體處于一種不均勻熱液體系狀態(tài)，同時(shí)暗示成礦流體可能發(fā)生過不混溶作用［2224］；成礦溫度范圍為227～363 ℃之間，屬于中低溫成礦；w（NaCl）變化范圍在3%～12%之間，屬中低鹽度范圍；密度為0.65～0.91 g/cm3。上述表明本礦床主成礦階段成礦流體為一種中低溫、中低

鹽度和低密度的富CO2的CO2H2ONaCl體系。

不同類型礦石中石英氣液兩相、含（富）CO2包裹體均一溫度與鹽度條件相近（表1、圖5），但CO2包裹體和富CO2包裹體CO2相均一溫度、CO2相密度差異明顯（表1），隨硫化物增多均一溫度逐漸升高，CO2相密度逐漸降低。反映在同一成礦階段，成礦物理化學(xué)環(huán)境基本相同的背景下，成礦壓力的波動(dòng)（降低）造成包裹體捕獲壓力降低。容礦斷裂形成的張性空間越大、帶內(nèi)壓力越低、流體不混溶程度越高，導(dǎo)致捕獲的CO2相密度越小，均一溫度越高。反映在硫化物發(fā)育數(shù)量上，構(gòu)造張性空間越大、壓力越低、流體不混溶程度越高，硫化物沉淀數(shù)量越多，在石英脈中分布形態(tài)由細(xì)脈狀至條帶狀，再至團(tuán)塊狀。

5.2" 成礦流體來源及礦床成因

前人［1415］對(duì)小北溝金礦床的HO同位素的研究表明，成礦流體具有幔源流體特征，極有可能是來自于巖漿水。本次HO同位素測試結(jié)果（表2）表明，小北溝金礦床主成礦階段的δDVSMOW值為-98.9‰、-102.8‰、-96.7‰、-99.4‰，δ18OH2OSMOW值為4.3‰、4.0‰、3.7‰、3.5‰，該范圍與巖漿水的HO同位素組成（δDVSMOW=-80‰～-50‰，δ18OH2OSMOW=6‰～10‰）基本一致，明顯區(qū)別于典型變質(zhì)水的HO同位素組成（δDVSMOW=-65‰～-20‰，δ18OH2OSMOW=5‰～25‰）［11，14］。

在反映流體來源的δDVSMOWδ18OH2OSMOW組成圖解（圖6）中，主成礦階段樣品投點(diǎn)均位于地幔初生水左腳下方中國金銅系列巖漿水 ［25］左側(cè)，反映了流體來源相對(duì)統(tǒng)一，直接來源于地幔流體或深部巖漿分異熱液。同時(shí)還可以看出，成礦早階段樣品數(shù)據(jù)更傾向巖漿水范圍，成礦晚期階段的數(shù)據(jù)點(diǎn)均向大氣降水線方向移動(dòng)，即發(fā)生了明顯的“氧漂移”，顯示巖漿水與大氣降水混合特征，暗示隨著成礦作用的演化，成礦流體中有大氣降水的加入。

由于所研究礦石包裹體揮發(fā)性成分中主要為CO2，因此包裹體CO2碳同位素組成基本代表了流體總碳同位素組成。與地球中各類碳儲(chǔ)庫碳同位素對(duì)比分析（表2、圖7）表明，小北溝金礦床成礦流體碳同位素值低于地幔、巖漿來源碳同位素值，趨向于有機(jī)碳同位素值。造成此類碳同位素組成原因可能包括：1）初始流體來自巖漿，并受到大氣降水帶來的上覆地層中有機(jī)質(zhì)碳加入；2）深源巖漿侵位過程中受到圍巖中有機(jī)物質(zhì)的混染；3）來自地幔中含有機(jī)物質(zhì)導(dǎo)致的低碳同位素區(qū)的幔源流體。由于小北溝金礦床賦礦圍巖地層中缺乏有機(jī)質(zhì)，因此，由1）、2）引起的可能性較低。由表2可知，小北溝金礦床主成礦階段的δ13CVPDB值分別為-8.3‰、-14.8‰、-17.9‰和-20.6‰，與雙遼地區(qū)地幔捕虜體交代流體δ 13 C值（-24.3‰ ～-18.5‰）基本一致，也與中國東部其他地區(qū)地幔捕虜體釋出CO2的碳同位素特征相近（圖7）。而研究［2628］表明，俯沖太平洋板片之上由于沉積有機(jī)質(zhì)的混入，是造成雙遼地區(qū)地幔捕虜體交代流體現(xiàn)有特征的主要原因。類比認(rèn)為小北溝金礦床流體包裹體CO2碳同位素有機(jī)成因特征也應(yīng)由太平洋板塊俯沖引起。

5.3" 成礦壓力與成礦深度

研究表明，成礦深度與成礦壓力具非線性關(guān)系。既不能簡單地用靜巖壓力梯度計(jì)算，也不能用靜水壓力梯度計(jì)算，不同壓力段計(jì)算成礦深度的公式有所不同［2930］。

1）當(dāng)測得的流體壓力小于40 MPa時(shí)，用靜水壓力梯度來計(jì)算。即用壓力除以靜水梯度（10" MPa/km），即

y＝x/10。（1）

2）當(dāng)測得的流體壓力為40～220 MPa時(shí)，

y＝0.0868/（1/x＋0.00388）＋2。（2）

3）當(dāng)測得的流體壓力為220～370 MPa時(shí)，

y＝11＋e（x-221.95）/79.075。（3）

4）當(dāng)測得的流體壓力大于370 MPa時(shí)，

y＝0.0331385x＋4.19898。（4）

式中：x、y分別代表流體壓力值（MPa）和成礦深度（km）。

由表1可知，利用不混溶包裹體等容線相交法（圖8）［11，31］獲得本礦床礦石形成壓力估算范圍為70～206 MPa，平均約為138 MPa，利用式（2）計(jì)算得出成礦深度為7.8～11.8 km，平均為9.8 km。

小北溝礦區(qū)三道溝巖組斜長角閃巖礦物成分主要為角閃石、斜長石，另外發(fā)育石榴石、紫蘇輝石（圖2b、c），說明變質(zhì)程度為高角閃巖相麻粒巖相，礦區(qū)剝蝕程度較深；控礦構(gòu)造為疊加在早期韌性剪切帶之上的次級(jí)脆性斷裂構(gòu)造，含金石英脈長度、寬度規(guī)模不大，礦體相互平行且小而多，多出現(xiàn)在糜棱巖或超糜棱巖中，在石英脈兩端或旁側(cè)還常見有糜棱巖型、片糜巖型等蝕變巖型礦體，可見本礦床成礦環(huán)境為由脆性向韌脆性過渡的較深層次的擠壓構(gòu)造環(huán)境。由表3可知，小北溝金礦床主成礦階段CO2包裹體CO2相均一溫度明顯低于鄰近其他礦床，也暗示本礦床成礦深度較深。

成礦過程（含金石英脈形成過程）實(shí)際上是物理化學(xué)狀態(tài)相對(duì)平衡的含礦氣水熱液由高壓區(qū)（總體構(gòu)造環(huán)境）遷移到低壓區(qū)（斷裂構(gòu)造局部應(yīng)力釋放區(qū)，本礦床為脆性剪切裂隙），減壓沸騰導(dǎo)致平衡破壞，含礦氣水熱液積淀凝固形成礦體，這個(gè)減壓的過程被對(duì)壓力變化相對(duì)敏感的CO2包裹體以CO2相均一溫度升高、CO2相密度降低的形式記錄下來（表1、圖8）?？梢姡镜V床主成礦階段流體包裹體特征一定程度上反映了較深層次構(gòu)造環(huán)境下含礦氣水熱液聚集沉淀成礦的溫壓環(huán)境變化過程。

5.4" 夾皮溝金成礦帶礦化垂向分帶及進(jìn)一步找礦意義

不論是對(duì)夾皮溝金成礦帶上各礦床（點(diǎn)）的礦床成因類型和成礦時(shí)代持何種不同的學(xué)術(shù)觀點(diǎn)，其與北西向大砬子—夾皮溝斷裂帶有著密切的關(guān)系從未受到懷疑［2］。受大型韌脆性斷裂構(gòu)造控制的熱液脈狀礦床可以在地殼連續(xù)成礦，成礦深度從近地表到地殼至少15 km，可分成4個(gè)構(gòu)造層次類型，即近地表（約＜6 km）、脆性區(qū)（6～10 km）、韌脆性區(qū)（10～12 km）、超韌性—韌性區(qū)（＞12 km）［3639］。這種成礦深度由淺到深的變化體現(xiàn)在礦體圍巖從次綠片巖相到麻粒巖相，礦石類型從石英脈型（又可細(xì)分為相互交叉的網(wǎng)脈狀、粗脈狀、相互平行的細(xì)脈狀）、構(gòu)造蝕變巖型至蝕變糜棱巖型，成礦流體溫度上由低到高，從不到200 ℃到超過590 ℃，成礦壓力從5.31 MPa到160 MPa，成礦流體的鹽度從不足5%的低鹽度到50%的高鹽度，表明成礦流體來源從以大氣降水為主演變到深源流體來源的變化過程［19，4041］。

夾皮溝金成礦帶上的其他主要金礦床，成礦深度多在2～7 km之間（表3），處于脆性區(qū)構(gòu)造層次，深部找礦空間很大（圖9）。目前開采深度已超過1 500 m的二道溝金礦床，近NS向主蝕變帶內(nèi)淺部含有多條含金石英脈，由淺至深礦體間距逐漸縮小，數(shù)量逐漸減小，由淺部的4條主礦體向深部510 m中段收斂至1條新1號(hào)脈主礦體，礦體垂直延伸大、連續(xù)性好，沿傾向延伸大于1 600 m，已開采至1 410 m中段［42］；成礦帶西部的板廟子金礦床，地表（0 m中段，標(biāo)高410 m）出露30條蝕變帶，向深部逐漸尖滅合并收斂，至180 m中段（標(biāo)高230 m）僅剩302、303兩條蝕變帶，垂向延伸較大，至652 m中段（-243 m標(biāo)高）仍很穩(wěn)定［43］，同樣表現(xiàn)出地表（淺部）發(fā)育多條脈寬變化較大、以中細(xì)脈（脈寬0.2～

1.5 m）為主的含金石英脈，向深部逐漸收斂至1～2條（1.2～2.0 m）相對(duì)穩(wěn)定的中脈至大脈的變化規(guī)律。夾皮溝本坑成礦深度約為9.84 km，已處于脆性區(qū)構(gòu)造層次末端，下戲臺(tái)坑的新10號(hào)脈（含金石英脈）在350 m中段下盤已出現(xiàn)了新的蝕變巖型礦體，其與含金石英脈型礦體相伴生，主要為破碎帶蝕變巖型金礦體［44］。小北溝金礦床成礦深度約為9.8 km，應(yīng)處于脆性區(qū)構(gòu)造層次向脆韌性區(qū)構(gòu)造層次過渡部位，深部仍應(yīng)有一定的找礦前景，但礦石類型可能轉(zhuǎn)為構(gòu)造蝕變巖型或蝕變糜棱巖型。目前已知含金石英脈兩端或旁側(cè)常見的糜棱巖型、片糜巖型等蝕變巖型礦體，深部可能會(huì)成為主要礦石類型。

6" 結(jié)論

1）小北溝金礦床主成礦階段礦石中石英發(fā)育CO2、富CO2、含CO2及氣液兩相4種類型原生流體包裹體，成礦流體為中低溫、中低鹽度和低密度的富CO2的CO2H2ONaCl體系。

2）包裹體中氧同位素δ18OVSMOW值為10.8‰～11.3‰，水氧同位素δ18OH2OSMOW值為3.7‰～4.3‰，氫同位素δDVSMOW值為-102.8‰～-96.7‰；碳同位素δ13CVPDB值為-20.6‰～-8.3‰，主成礦階段成礦流體具幔源特征。

3）包裹體測溫結(jié)果顯示：主成礦階段成礦溫度變化范圍在226.8～362.5 ℃之間，鹽度為3.75%～11.95%，密度為0.65～0.91 g/cm3，成礦壓力為70～206 MPa，成礦深度約為9.8 km。依據(jù)熱液脈狀礦床地殼連續(xù)成礦模式，本礦床應(yīng)處于深大斷裂帶中脆性區(qū)構(gòu)造層次向韌脆性區(qū)構(gòu)造層次過渡部位，深部仍應(yīng)有一定的找礦前景，但礦石類型可能轉(zhuǎn)為構(gòu)造蝕變巖型或蝕變糜棱巖型。

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