青海同仁岗察岩体多金属矿床流体包裹体特征
时间：2022-12-07 08:05:05 来源：柠檬阅读网 本文已影响 人 
张辉，孙威威，陆正，张涛
（1.安徽省地球物理地球化学勘查技术院，安徽合肥 230022；
2.青海省有色地质矿产勘查局七队，青海西宁 810007）
研究区位于西秦岭造山带西段，各岩体地质特征和岩性有所差异，但成因和形成时间基本一致[1]。江里沟矿床、双朋西矿床、谢坑矿床是岗察岩体规模较大的三个多金属矿床。它们是三个同源、不同阶段岩浆脉动形成的，构成岗察杂岩体系列[2]。近期，关于岗察岩体多金属矿床的研究成果较为丰富[3～6]，但又存在较多问题。如多数研究者对个别矿体进行了较为成熟的研究，而多个矿床的对比性研究工作十分匮乏。本文选取三个代表性矿床作为研究对象，通过对比分析它们的相关实验数据，对整个岗察岩体的流体特征有了更整体、宏观的认识。
包裹体被包裹在矿物晶格缺陷中，与主矿物共存并且和主矿物之间有相界限[7]，堪称研究成矿作用的“活化石”。系统性、合理化采取矿石样品，在镜下挑选出能代表成矿流体的原生包裹体，利用现代分析方法、测试仪器，对这些原生包裹体进行相关研究，能获得宝贵的成矿流体相关信息，对地质流体演化、成矿作用过程方面的研究有指示作用。
在前人研究成果的基础上，作者选择江里沟、双朋西、谢坑三个矿床作为研究对象，进行了为期35天的野外考察工作，在三个矿区采集了一批具有代表性的矿石样品。在实验室完成包裹体测温工作，对相关数据进行处理，并计算出矿区流体的相关盐度。选出代表性的包裹体进行拉曼光谱分析，测得包裹体的活性成分。
工作区位于秦岭、祁连、昆仑和松潘-甘孜造山带交汇部位，是秦岭造山带的重要组成部分。区内分布有多个多金属矿床（图1）。研究区位于岗察复式背斜，出露地层主要为石炭-二叠系甘家组、下三叠统隆务河群下岩组，岩浆岩主要为酸性斑状花岗岩、闪长岩、花岗闪长岩及角闪闪长岩等。
图1 研究区地质矿产简图[6,8]Figure 1.Geological map of the study area[6,8]
本次研究的样品采自江里沟、双朋西、谢坑三个矿床的多个部位，为主成矿期的含辉钼矿花岗岩及含辉钼矿矽卡岩、含铜金矿矽卡岩（表1）。
表1 各矿床流体包裹体测试样品特征Table 1.Characteristics of fluid inclusion test samples from different deposits
显微镜下可见测温片中流体包裹体十分发育（图2）。据流体包裹体分类准则[7]，把测温片中流体包裹体分为富气、气-液、含子晶、纯液相等四大类。各类包裹体岩相学特征如下：①气-液包裹体大小为5～18μm，气液比为10%～40%，多为不规则状、椭圆状等；
②富气包裹以气相为主，气液比在75%以上，大小为8～15μm，多为不规则及他形；
③含子晶包裹体由液、气、固三相组成，大小为5～15μm，多呈椭圆状及不规则状产出；
④纯液相包裹体多为不规则状，以次生包裹体为多，没有实验意义。
图2 矿区包裹体类型Figure 2.Types of inclusions from the deposit areas(JLG for Jiangligou,XK for Xiekeng,SPX for Shuangpengxi)
流体包裹体可分为原生、次生两类，选取有代表性的原生包裹体进行测试。采用Linkam THMS600冷热台测得均一温度、冰点温度。实验精度为：低于30℃时为±0.2℃，300～600℃时为±1～2℃。采用RM-2000型显微共焦激光拉曼探针进行成分测试。分析条件：室温23℃；
激光器：514nmAr+离子型；
扫描时间：30s；
扫描范围：1000～4000cm-1；
光谱分辨率约为2cm-1。
3.1 流体包裹体测温
本次实验测温样本15件，包裹体总数近300个。根据Hall等[9]的计算公式算出每个流体包裹体的流体盐度。
由图3可知，江里沟矿区的温度和盐度比较符合正态分布。根据镜下岩相学特征及测温数据，把江里沟成矿流体分为两个阶段。第一阶段包裹体以子晶型、富气型为主，为成矿流体的早期高温阶段，温度多在400～550℃之间，平均451℃，其中子晶型、富气型包裹体测温数据很相近，推断为流体沸腾的结果。第二阶段包裹体以气液型为主，为成矿流体的晚期中低温阶段，温度多为250～400℃，平均315℃。盐度有两个分布区域：一个为低盐度区5%～20%和高盐度区30%～60%。
图3 江里沟包裹体数据直方图（方格垂向厚度代表数量）Figure 3.Histogram of data on the Jiangligou inclusions(the vertical thickness of each grey grid represents the quantity)
双朋西矿区的温度和盐度数据特征（图4），也基本符合正态分布。根据镜下岩相学特征和温度数据，将双朋西的成矿流体分为两个阶段。第一阶段以富气型包裹体发育较丰富，为成矿早期的高温阶段，均一温度为400～550℃，平均463℃。第二阶段包裹体类型以气液型为主，为成矿晚期中低温阶段，温度为250～400℃，平均327℃。盐度分布图显示两个范围：低盐度区5%～20%和高盐度区40%～60%。
图4 双朋西包裹体数据直方图（方格垂向厚度代表数量）Figure 4.Histogram of data on the Shuangpengxi inclusions(the vertical thickness of each grey grid represents the quantity)
谢坑矿区温度和盐度数据特征如图5。由图中温度数据和镜下岩相学特征将该矿区流体划分两个阶段。第一阶段中气液型、富气型及子晶型包裹体都很发育，为流体成矿早期的高温阶段，温度为400～600℃，平均475℃。第二阶段包裹体以气液型为主，为流体成矿期的中低温阶段，温度为250～400℃，平均337℃。盐度分布也有两个范围：低盐度区5%～20%和高盐度区50%～60%。
图5 谢坑包裹体数据直方图（方格垂向厚度代表数量）Figure 5.Histogram of data on the Xiekeng inclusions(the vertical thickness of each grey grid represents the quantity)
由盐度-温度分布图（图6）可知，高盐度区的温度多分布在350～500℃，温度、盐度呈线性相关，低盐度区的温度数据较为聚拢，多处在300～400℃之间，显示成矿流体体系具有中高温、中等盐度与高盐度共存的特征。
图6 研究区盐度-温度图Figure 6.Salinity vs temperature chart for the study area
3.2 流体组分
流体组分测试在中国科学院地质与地球物理研究所进行，采用RM-2000型显微共焦激光拉曼探针仪进行测试。实验结果如图7。
图7 矿区激光拉曼光谱特征Figure 7.Features of Raman spectrometry for each deposit area
根据图7的拉曼光谱特征，三个矿区的液相拉曼光谱H2O峰都很突出，说明流体的液相以H2O为主要组分，而流体可以近似为NaCl-H2O体系。流体气相中含有CO2、CH4及CO32-，CO2峰值较强，说明其具有深源特征。H2O/CO2值可以反映成矿作用的强度和有利程度，H2O/CO2值越小，说明成矿作用越强、成矿越有利[10]。流体组分含有CH4，表明其成矿环境为还原环境，并且生物可能也参与了成矿作用[11～12]。
矿床流体包裹体特征研究工作虽然不能完全代替整个岗察岩体的流体相关特征，却丰富了岗察岩体成矿流体组成、演化的研究成果，为研究区的矿产勘查工作提供了以下重要信息。
（1）流体包裹体测温结果显示，研究区内谢坑平均温度为385～395℃，江里沟、双朋西矿区平均温度为345～360℃，这是岩浆岩在两个不同演化阶段的体现，谢坑矿区岩浆岩演化阶段较早，江里沟、双朋西矿区岩浆岩演化阶段较晚。
（2）盐度数据分布在5%～20%及30%～60%两个范围，据盐度-温度分布图特征可知，成矿流体具有中高温、中等盐度与高盐度共存的特征。
（3）由激光拉曼测试结果可知，研究区流体成分以H2O为主，流体可近似为NaCl-H2O体系，含有CO2、CH4。成矿流体中CO2的存在对成矿起到增强作用，流体组分含有CH4表明成矿环境为还原环境，并且生物可能也参与了成矿作用。
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