黑龙江省逊克县坤得气南山金矿床流体包裹体研究

2012-10-10孔含泉

地质与资源 2012年4期

关键词：热液气液盐度

孔含泉

（黑龙江省有色金属地质勘查701队，黑龙江哈尔滨150028）

黑龙江省逊克县坤得气南山金矿床流体包裹体研究

孔含泉

（黑龙江省有色金属地质勘查701队，黑龙江哈尔滨150028）

坤得气南山金矿床产出于小兴安岭-张广才岭多金属成矿带北缘，矿体赋存于光华组硅化长石砂岩、细砂岩中.金矿化包括石英-黄铁矿、石英-多金属硫化物和石英-方解石3个成矿阶段.前两个阶段矿石硅化石英细脉中的石英矿物的流体包裹体，包括气液两相包裹体、富气相包裹体和含子矿物三相包裹体3种类型，并以气液两相包裹体为主.流体包裹体的均一温度变化范围在234.8～420.5℃之间，盐度（NaCl当量质量分数）变化在2.6%～33.6%之间，可分为高温低盐度、中高温中低盐度和中高温中高盐度类.流体包裹体气相成分主要为H2O、CO2；液相成分也以H2O、CO2为主，含有Na+、K+、Ca2+、Mg2+离子；子矿物主要为石盐.3类包裹体在同一矿物颗粒中同时共生发育，表明捕获流体为不均匀流体状态，显示成矿过程中存在一定程度的溶体不混溶作用.根据流体包裹体研究结果，确定矿床为浅成热液成因，而且矿床深部具有找寻斑岩型矿化的潜力.

金矿床；流体包裹体；黑龙江省

Abstract：The Kundeqi Nanshan gold deposit occurs in the north of Xiaoxinganling-Zhangguangcailing polymetal metallogenic belt,with orebodies hosted in the silicified arkose and fine sandstone of Cretaceous Guanghua Formation.The gold mineralization covers three stages,involving quartz-pyrite,quartz-polymetal sulfide and quartz-calcite.Research was carried out for the fluid inclusions in quartz from the silicified quartz vein ores of the former two stages,which include gas-liquid two-phase,gas-rich phase and daughter mineral-bearing three-phase,dominated by the gas-liquid two-phase.The homogenous temperature ranges from 234.8 to 420.5℃,with salinity（NaCl eq.）between 2.6%and 33.6%,which can be classified into high temperature-low salinity,medium-high temperature-low salinity and medium-high temperature medium-high salinity types.The gas compositions in fluid inclusion are mainly H2O and CO2.The liquid compositions are also dominated by H2O and CO2,with Na+,K+,Ca2+and Mg2+ions.Halite is the major daughter mineral.The three types of inclusions coexist in the same mineral grain,suggesting that the hosting fluid have been in inhomogeneous state,showing certain immiscibility during the ore-forming process.Based on the study result for the fluid inclusion,the deposit is decided to be epithermal genesis,with potentiality for porphyry type of mineralization in the deep.

Key words：gold deposit;fluid inclusion;Heilongjiang Province

1 成矿地质背景与矿床地质概况

坤得气南山金矿位于黑龙江省逊克县西南110km，地处小兴安岭-张广才岭多金属成矿带北缘.矿床产出于龙山隆起带的北西缘与茅兰河拗陷接合地带上，是根据化探异常（次生晕）查证发现的浅成低温热液型金矿床［1］.

矿区出露地层较简单，白垩系光华组（K1gh）地层出露面积最大，其次为第三系孙吴组.光华组为矿区赋矿地层，岩石类型包括熔结凝灰岩、角砾熔岩（熔岩角砾岩）及流纹质角砾凝灰岩、长石砂岩、粉砂岩、细砂岩、泥质粉砂岩等，为一套火山角砾岩，含火山物质的杂砂岩夹粉砂岩、泥质粉砂岩.光华组中的熔结凝灰岩，不论是砾石还是胶结物均发生脱玻璃化，形成石英.矿区构造发育，以北西向、近南北向和北北东向构造为主，并以褶皱和断裂为其主要表现形式.研究表明，北西向、南北向断裂构造是本区的主要控矿构造.区内已知金矿床矿体、矿化点和1∶2万土壤金属元素异常均受这两组断裂控制.北东向构造主要控制金、铜、钼多金属成矿带的展布.区内岩浆活动强烈，除地层中的火山熔岩、火山沉积岩外，区内侵入岩大面积分布，并以张广才岭期、燕山期侵入岩为主.燕山期碱长花岗岩、正长花岗斑岩脉与成矿关系密切，它们的活动为该区成矿提供了大量的热源，是区内的重要成矿条件之一.

坤得气南山金矿床的矿体多呈透镜状、脉状产出，宽2～7 m，延长数十米至100 m.矿体产状受断裂构造带控制，呈北西或近南北走向，倾向北东或北东东（50～70°），倾角中等到较陡（50～70°）.金矿化主要表现为长石砂岩、粉砂岩或凝灰岩中发育强烈硅化、黄铁矿化和金矿化.金矿体明显与特定岩性有关，受长石砂岩夹流纹质角砾凝灰岩控制.矿床地质特征与砂宝斯金矿床具有明显的相似性［2］.

根据野外矿床地质特征和矿石光片的鉴定与分析，将该金矿床划分为3个主要的成矿阶段：①石英-黄铁矿阶段，主要矿物组合为石英、绢云母和黄铁矿，这一成矿阶段的石英呈灰白色，黄铁矿多呈自形（立方体），以形成充填状黄铁矿石英脉为特征［3］；②石英-多金属硫化物阶段，是主要成矿阶段，以形成黄铁矿为主，少量闪锌矿、自然金以及银金矿等，呈脉状和网脉产出，该阶段黄铁矿主要呈细粒他形、半自形，以五角十二面体黄铁矿常见；③石英-方解石阶段形，成微细石英脉、方解石脉以及方解石-石英脉.上述3个阶段中，石英-方解石阶段不发育.

2 实验样品和实验方法

样品均取自坤得气南山金矿床Ⅱ号金矿体，以硅化、黄铁矿化为主的矿化石英砂岩（KD-10、KD-11）和矿化石英细砂岩（KD-13）为特征.

首先将选定样品制作成0.2～0.3 mm的两面光薄片，在镜下对包裹体的岩相学特征进行详细观察，之后根据石英-黄铁矿阶段、石英-多金属硫化物阶段，选择有代表性的包裹体进行均一温度、冰点和成分等项数据的采集.实验工作在吉林大学地球科学院地质流体实验室的Linkam THMS2600型冷热台（-196～+600℃）和RenishawRM2000型激光拉曼探针上完成.测试时，当温度小于30℃时，升温速率为1℃/min；在200℃以上时，升温速率为10℃/min；在相变化及冰点附近，升温速率小于0.2℃/min.

3 实验结果

3.1 流体包裹体类型和特征

显微镜下观察表明，在强硅化蚀变石英砂岩和石英细砂岩中，普遍存在矿化期形成的热液石英脉体，这些热液石英脉体的矿物石英中普遍发育较多的原生流体包裹体.根据室温下的相态特征，可将流体包裹体类型划分为3种［4］.

Ⅰ型包裹体：室温下为气、液两相，气液比一般为10%～40%，多数集中于15%～25%（图1-1～4）.包裹体形态多为椭圆状，少量呈负晶形状，大小一般为6～25 μm，多数在10～15μm，在石英颗粒中常成群随机分布.

图1 石英流体包裹体显微照片Fig.1 Fluid inclusions in quartz under microscope

Ⅱ型包裹体：室温下呈气、液两相，但气相所占比例较大，通常气液比为60%～90%，常见70%～85%的富气相包裹体.包裹体个体大小差异大，多在7～15 μm之间，形态多为较规则的椭圆形及长条状，也见形状不规则包裹体（图1-5～6）.

Ⅲ型包裹体：室温下呈气、液、固三相，气液比较稳定，一般为15%～20%.固相常为无色，具一定晶形，多呈立方体状，镜下特征显示其多为盐类（NaCl）子晶.该类包裹体大小一般为8～20 μm，形态较规则，多为椭圆状及长条形（图1-7～9）.

3.2 流体包裹体的均一温度与盐度

对上述3种类型流体包裹体分别进行均一法及冷冻法测温研究，结果如下（表1～3）.

表1 气液两相包裹体测温及盐度特征Table1 Characteristics of gas-liquid two-phase inclusions

表2 含子矿物三相包裹体温度及盐度特征Table2 Temperature and salinity of daughter mineral-bearing three-phase inclusions

表3 富气相包裹体温度及盐度特征Table3 Temperature and salinity of gas-rich phase inclusions

Ⅰ型包裹体：冷冻至－80～－100℃使包裹体完全冻结，升温过程中，观测到少量包裹体初熔现象，初熔温度值为－24.5℃～－39.2℃，表明成矿流体中除Na＋外，尚存在一定量的K+、Ca2+及Mg2+等离子成分；Ⅰ型流体包裹体冰点温度值为－4.3～－9.7℃，对应流体盐度为6.9%～13.6%（NaCl质量分数），盐度峰值为11.5%～12.5%；包裹体以均一至热相状态为主，均一温度变化范围为234.8～383.1℃，温度峰值262.5～272.5℃区间.据包裹体盐度及均一温度值，估算流体密度为0.69～0.89 g/cm3.利用邵洁涟（1983）提出的经验公式，估算成矿压力为22.39～40.2 MPa，属较浅成成矿深度范围.

Ⅱ型包裹体：冷冻后回温过程中，观测到少量包裹体冰点温度，变化范围为－1.5～－2.3℃，对应盐度为2.6%～3.9%.包裹体以均一至气相方式为主，均一温度较高，一般为367.2～420.5℃，较低温度段与Ⅰ型包裹体相重叠.

Ⅲ型包裹体：升高温度过程中，大多数子矿物先于气泡消失，子矿物消失温度为166.7～232.1℃，由NaCl子矿物消失温度估算流体盐度为30.3%～33.6%.包裹体以气泡变小消失实现完全均一，均一温度变化范围为239.7～338.6℃.

3.3 流体包裹体成分

根据所测流体包裹体室温下相态特征及冷冻—升温度过程中的相变行为，推断流体成分以水为主，未见明显的CO2、CH4等成分.单个包裹体激光拉曼光谱成分分析亦表明，气液相成分均显示强的H2O峰，而无其他成分明显的拉曼谱峰存在（图2、3），表明成分流体成分主要以H2O为主的特点［5］.

图2 气液包裹体（KD-10）气相成分Fig.2 Gas composition of the gas-liquid inclusion

图3 气液包裹体（KD-10）液相成分Fig.3 Liquid composition of the gas-liquid inclusion

4 结论

对坤得气南山金矿矿石中硅化石英脉的流体包裹体研究表明，矿物石英中主要发育3种类型的原生流体包裹体，即Ⅰ型气液两相、Ⅱ型富气相及Ⅲ型含石盐矿物三相包体.3类包裹体在同一矿物颗粒中同时共生发育，空间上呈成群随机分布现象（KD-11-13，KD-11-11，KD-11-5，KD-11-11，KD-11-7，KD-11-16），表明捕获流体为不均匀流体状态，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型包体均一温度部分重叠，表明它们可能具有近于同时捕获的特点，反映在流体捕获时曾发生一定程度的沸腾作用.Ⅲ型含子矿物包裹体系含水热液进入低压力空间而发生沸腾，导致气相逸出及残余热液盐度增高的结果［6］，这也可能是热液中沉淀成矿的流体作用机制之一.

流体包裹体压力估算结果表明，成矿作用形成深度较浅.流体包裹体成分及特征非常接近斑岩成矿体系.这种矿床成矿流体来自浅成岩体，已有大量研究结果表明，斑岩成矿体系流体沸腾作用是一个普通现象，其典型特征是气液两相，富气相及含子矿物三相包裹体共存，与本区流体包裹体特征相似.在本区砂岩地层中已发现夹层凝灰岩，表明该区岩浆活动的存在，同时440高地存在大量流纹质角砾熔岩，预示矿床深部及附近可能存在花岗斑岩［4］.

综上所述，坤得气南山金矿山在成矿过程中金矿化流体存在沸腾作用，这是热液金矿成矿的一个重要机制，表明该金矿床具有浅成岩浆热液成因特征，同时说明本区具有较好的金矿化的热液成矿条件.根据金矿化主要赋存于硅化砂岩、硅化细砂岩的事实，结合近年来比较公认的浅成热液金矿—斑岩型矿床套叠成矿模式［5］，可以确定坤得气南山金矿床深部很可能存在斑岩型矿化系统，表明该金矿床具备找寻斑岩型矿化的找矿潜力.若能在砂岩型矿化体深部找到斑岩型矿化体，很可能使该矿床的找矿工作取得新的更大突破.

［1］张道俊.山东玲珑金矿地质特征及深部找矿潜力分析［J］.地质找矿论丛，2006，21（增刊）:39—43.

［2］刘斌，段光贤.NaCl-H2O溶液包裹体的密度式和等容式及其应用［J］.矿物学报，1987，7（4）:345—352.

［3］刘斌，沈昆.流体包裹体热力学［M］.北京：地质出版社，1999:3—290.

［4］张祖青，赖勇，陈衍景.山东玲珑金矿流体包裹体地球化学特征［J］.岩石学报，2007，23（9）：2207-2215

［5］卢焕章，Guha J，方根保.山东玲珑金矿的成矿流体特征［J］.地球化学，1999，28（5）:421—437.

［6］孙丰月，金巍，李碧乐，等.关于脉状热液金矿床成矿深度的思考［J］.长春科技大学学报，2000，30（增刊）:27—30.

STUDY ON THE FLUID INCLUSION OF THE KUNDEQI NANSHAN GOLD DEPOSIT IN XUNKE COUNTY,HEILONGJIANG PROVINCE

KONG Han-quan
（No.701 Team,Heilongjiang Nonferrous Metallic Geological Survey,Harbin 150028,China）

1671-1947（2012）04-0362-05

P618.51

2012－03－06；

2012-05-24.编辑：张哲.