西藏冈底斯东段帮浦铜多金属矿床成矿流体特征

马 平，郑有业

MA Ping1,Zheng You-Ye2

（1.湖北国土资源职业学院资源勘查系，武汉430090；2.中国地质大学（武汉）资源学院,武汉430074）

(1.Department of Resources Exploration,Hubei Land Resources Vocational College,Wuhan 430090,China; 2.Faculty of Earth Resources,China University of Geosciences,Wuhan 430074,China)

西藏冈底斯东段帮浦铜多金属矿床成矿流体特征

马 平1，郑有业2

MA Ping1,Zheng You-Ye2

（1.湖北国土资源职业学院资源勘查系，武汉430090；2.中国地质大学（武汉）资源学院,武汉430074）

(1.Department of Resources Exploration,Hubei Land Resources Vocational College,Wuhan 430090,China; 2.Faculty of Earth Resources,China University of Geosciences,Wuhan 430074,China)

为了探讨西藏冈底斯斑岩铜矿带帮浦铜多金属矿床流体的来源及演化过程，对矿体中的石英斑晶、辉钼矿石英脉、铅锌矿石英脉及方解石脉中所含的流体包裹体进行了岩相学、显微测温和激光拉曼探针以及硫同位素研究。结果表明：与成矿有关的流体包裹体可以分为富气相包裹体、富液相包裹体、含子晶多相包裹体3个类型。流体包裹体的均一温度、盐度及密度测定值均可分为两个区间，分别为300～350℃、390～440℃，6.96～11.63 wt%NaCl、16.76～23.7wt%NaCl及1.05～1.15g/cm3、0.40～1.00 g/cm3。含石盐子晶包裹体所对应的盐度范围是39.38～56.1wt%NaCl。激光拉曼光谱分析表明，含子晶流体包裹体中子矿物为石盐、黄铜矿、白铁矿等，气相包裹体和液相包裹体中气相中含有CO2。石英斑晶与辉钼矿石英脉中低密度气相包裹体与高密度液相包裹体、高盐度含子晶包裹体共生，其均一温度范围一致，但盐度相差较大，指示成矿流体有不混溶作用或沸腾作用，成矿流体来自于岩浆的出熔，金属硫化物直接来源于岩浆；而铅锌矿石英脉与两种不同性质流体的混合作用有关。

流体包裹体；激光拉曼光谱；帮浦铜多金属矿床；冈底斯；西藏

流体作用是贯穿于整个矿床形成过程的主要控制因素，而造山带深部作用过程中的流体作用一直是斑岩铜矿床研究的重要内容[1]。

在冈底斯花岗岩基北侧弧后盆地范围内，发育一条以铜铅锌多金属矿化为主的矿化带，该矿带不同程度地出露含矿斑岩体，伴有铜铅锌多金属矿化，少数见到铜钼矿化，现已发现一系列的铜多金属矿点，如帮浦、那露果、新嘎果等。然而对该类型矿床的成矿条件及成矿作用的研究较少[2]。本文选择帮浦铜多金属矿床，针对成矿流体包裹体进行了较系统的测试和较深入的综合研究，揭示了斑岩铜多金属矿床成矿流体特征及发展演化趋势。

1 、矿床地质

帮浦矿床位于西藏拉萨市墨竹工卡县境内，距拉萨市约22 km。大地构造位于冈底斯陆缘火山岛弧构造带中部，属拉萨-墨竹工卡铅锌成矿区北部林周-直孔矿区。成矿条件十分有利[3]。

帮浦矿区出露地层主要为古新统典中组中酸性凝灰岩和下二叠统洛巴堆组灰岩。岩浆岩为二长花岗斑岩[4]，呈岩株状产于中酸性凝灰岩中。斑岩体蚀变明显，斑岩体内为(钾)硅化-绢云母化、绢云母化；围岩为粘土化及青盘岩化。

帮浦铜多金属矿体主要有两种类型：（1）产于矿区中部斑岩体（成矿母岩）内及其接触带的铜钼矿体，矿体形态基本与斑岩体一致，呈筒状、柱状、脉状以及不规则状等，伴随(钾)硅化-绢云母化；（2）产于矿区南部的铅锌矿体，矿体主要受构造控制，呈脉状产出，伴随青盘岩化。该Cu-Mo矿床成因类型应为斑岩型。

2 流体包裹体特征

2.1 包裹体样品

本次工作选择的包裹体寄主矿物为斑岩中的石英斑晶、辉钼矿石英脉中的石英、铅锌矿石英脉中的石英和方解石，它们是斑岩成矿演化过程不同阶段的产物。石英斑晶多形成于岩浆结晶早期阶段的高温高压环境；辉钼矿石英脉中的石英为强硅化蚀变产物，由岩浆期后的高温热液充填形成；铅锌矿石英脉中的石英与方解石，分别为岩浆期后中、低温热液阶段的产物。

2.2 岩相学特征

通过对流体包裹体的镜下观察，我们发现从岩浆早期的石英斑晶到岩浆期后铅锌矿石英脉及方解石脉，都发育了丰富的流体包裹体。包裹体大小从几个μm到几十μm不等，形状一般为负晶形状、椭圆形、多边形状和不规则状。包裹体可分为原生、次生和假次生三类，以原生为主。本次研究的对象是原生包裹体，包裹体特征详见表1。

根据流体包裹体中气相的均一状态以及室温下相态特征，流体包裹体可以划分为以下3个类型：

Ⅰ富液相包裹体：由液相和气相组成，加热后均一为液相（图1-A、1-B、1-F）。其充填度为60%～90%。大小为1～20μm，呈椭圆形、负晶形和它形等。此类包裹体分布最广。

Ⅱ富气相包裹体：由液相和气相组成，加热后均一呈气相 (图1-E)。其充填度集中在50%～20%之间。大小2～10μm，呈椭圆形、它形或负晶形等。

Ⅲ含子晶多相包裹体：由气相、液相和子矿物相组成，包裹体中以透明子矿物为主，亦可见较多的不透明子矿物(图1-A、1-C、1-D)。透明子矿物形状主要为立方体、长方体和菱面体。不透明子矿物形状主要为黑色倒三角，黑色立方体，大小6～16 μm。

镜下观察研究表明：石英斑晶和辉钼矿石英脉中的各类型包裹体分布极广泛，富气相低密度包裹体与富液相高密度包裹体和含石盐子晶的高盐度包裹体共存。铅锌矿石英脉、方解石脉中的包裹体主要以不规则状的富液相流体包裹体为主，缺少富气相包裹体与含子矿物包裹体。

2.3 均一温度

流体包裹体显微测温实验在中国地质大学（武汉）流体包裹体实验室完成,包裹体测温仪器为Linkam 600冷热台。此次显微测温实验共测得166个均一温度数据，25个石盐熔化温度数据。测温数据详见表2。

流体包裹体显微测温数据表明：均一温度的范围从260～540℃，石英斑晶中Ⅰ类均一温度平均值为431℃，Ⅱ类为438℃，Ⅲ类为422℃；辉钼矿石英脉中Ⅰ类均一温度平均值为391℃，Ⅱ类为411℃，Ⅲ类为379℃；铅锌矿石英脉中Ⅰ类均一温度为322℃，方解石中Ⅰ类均一温度平均值为314℃。

流体包裹体显微测温数据分析表明（图2)：石英斑晶中流体包裹体的形成温度主要集中于400～430℃，含辉钼矿石英脉流体包裹体均一温度为390～430℃，铅锌矿化石英脉流体包裹体均一温度为310～340℃。方解石脉中流体包裹体均一温度集中在300～330℃。流体包裹体均一温度的变化与成矿阶段演化相对应，从早期到晚期温度逐步降低。

表1 帮浦多金属矿流体包裹体镜下特征Table 1 Microscopic characteristics of the fluid inclusions from the Bangpu polymetallic deposit

表2 帮浦多金属矿床流体包裹体均一温度和石盐熔化温度测定结果Table 2 Homogenization temperatures and salinities of the primary inclusions from the Bangpu polymetallic deposit

图1 帮浦多金属矿床流体包裹体显微照片Fig.1 Microphotographs of fluid inclusions in quartzs from Bangpu copper polymetal deposit in Gangdese belt,TibetA-辉钼矿石英脉中Ⅰ类及Ⅲ类包裹体(Bpm007)；B-辉钼矿石英脉中Ⅰ类包裹体（Bpm004）；C-辉钼矿石英脉中Ⅲ类含石盐及黄铜矿子晶包裹体 (Bpm006)；D-辉钼矿石英脉中Ⅲ类含石盐及白铁矿子晶包裹体 (Bpm006)；E-石英斑晶中Ⅱ类包裹体及含CO2气液两相包裹体（Bpm008）；F-方解石脉体中Ⅰ类包裹体(Bpfi01);V气相;L-液相;H-石盐子晶;Cp-黄铜矿子晶;Mar-白铁矿子晶;LCO2-液相CO2;VCO2-气相CO2.

图2 帮浦矿床流体包裹体均一温度-频数直方图Fig.2 Histograms of Th-Frequency for the fluid inclusions in the Bangpu deposit in Gangdese belt,Tibet A-石英斑晶；B-辉钼矿石英脉；C-铅锌矿石英脉；D-方解石.

图3 帮浦矿床流体包裹体盐度—频数直方图Fig.3 Histograms of salinity for the fluid inclusions in the Bangpu deposit A-石英斑晶；B-辉钼矿石英脉；C-铅锌矿石英脉；D-方解石.

2.4 盐度

富液相流体包裹体（Ⅰ）盐度值计算方法：由冷冻法测定包裹体的冰点温度（138个），根据Bodnar（1993）[5]总结的温度一盐度换算表求得盐度值（图3）。

结果显示：富液相流体包裹体（Ⅰ）盐度值范围在4.96～23.7wt%NaCl。石英斑晶、辉钼矿石英脉、铅锌矿石英脉、方解石脉中Ⅰ类包裹体盐度的平均值分别为22.01 wt%NaCl、17.8 wt%NaCl、10.1 wt% NaCl、7.5 wt%NaCl。

含石盐子晶的包裹体（Ⅲ）盐度值计算方法：由石盐子晶的熔化(消失)温度（表2，温度范围320℃～500℃，平均值398℃），根据卢焕章等（1990）[6]总结的温度一盐度表求得盐度值。

结果显示：含石盐子晶的包裹体（Ⅲ）盐度值范围为39.38～56.1 wt%NaCl，平均值为49.27 wt% NaCl。

研究流体包裹体的盐度表明：石英斑晶以及辉钼矿石英脉中的流体包裹体显示高盐度，铅锌矿石英脉及方解石脉中的流体包裹体显示低盐度，在成矿演化过程中流体盐度不断下降。含石盐子晶的包裹体盐度最高。

图4表明：含石盐子晶的流体包裹体中的石盐晶体大多数晚于气相消失或同时消失，指示盐类子矿物的熔化温度等于或大于气液均一温度。这种包裹体组合的生成机制可能是：当盐水沸腾时，不断分离出蒸气，在水汽大量逸出后，含盐度增加，达到饱和，甚至形成过饱和盐水溶液，矿物捕获这种饱和、过饱和盐水和与其共存的蒸气，就形成了这种沸腾流体包裹体组合。

2.5 包裹体密度特征

流体包裹体密度值确定方法：由流体包裹体的均一温度和盐度投影图获得它们的密度值（图5、图6、图7）。

结果显示：帮浦矿床中含子矿物多相包裹体（Ⅲ）密度最大，变化范围为1.05～1.15 g/cm3，集中于1.10～1.13 g/cm3。富液相包裹体（Ⅰ）的密度变化范围为0.60～1.00 g/cm3，集中于0.80～0.90 g/cm3；富气相包裹体（Ⅱ）的密度变化范围为0.40～0.80 g/cm3，集中于0.50～0.60 g/cm3，密度值最小。

图4 帮浦矿床类型Ⅲ类包裹体石盐溶解温度与气液均一温度相关图Fig.4 Halite dissolution temperature as a function of liquid-vapor homogenization temperature for typeⅢinclusions对角线将通过石盐溶解而最终均一的包裹体（左上）与通过气泡消失而最终均一的包裹体（右下）相区别.1-石英斑晶;2-辉钼矿石英脉.

图5 帮浦矿床Ⅰ类型流体包裹体均一温度、盐度、密度关系图Fig.5 Diagram of Homogenization,temperature,salinity,density for theⅠfluid inclusions in the Bangpu deposit1-石英斑晶;2-辉钼矿石英脉;3-闪锌、方铅矿化石英脉;4-方解石脉（;底图据文献[7]）.

在Ⅰ类包裹体中，石英斑晶和辉钼矿石英脉中流体包裹体密度变化范围为0.6～1.0 g/cm3；方铅矿石英脉及方解石变化范围为0.50～0.9 g/cm3。从石英斑晶→辉钼矿石英脉→铅锌矿石英脉→方解石，流体包裹体密度有不断降低的趋势，成矿流体属中低等密度流体。

图6 帮浦矿床流体Ⅲ包裹体子矿物消失温度、盐度、密度关系图Fig.6 Diagram of Homogenization,temperature,salinity,density for theⅢfluid inclusions in the Bangpu deposit1-石英斑晶;2-辉钼矿石英脉;（底图据文献[7]）

图7 帮浦矿床流体Ⅱ类型包裹体均一温度、盐度、密度关系图Fig.7 Diagram of Homogenization、temperature,salinity、density for theⅡfluid inclusions in the Bangpu deposit1-石英斑晶;2-辉钼矿石英脉（底图据文献[7]）

2.6 包裹体压力特征

表3 帮浦矿区矿物流体包裹体压力计算结果Table 3 The results of calculated pressure of the fluid inclusions in the Bangpu deposit

流体包裹体压力值计算方法：由石盐消失温度，根据饱和盐水溶液的压力公式[8]，计算流体所形成时的压力（p）值（表3）。

结果显示：石英斑晶成矿流体压力为195×105～207×105Pa，辉钼矿石英脉的成矿流体压力为113×105～232×105Pa。

根据矿床形成深度H=P/ρg，大陆岩石平均密度为2.7 g/cm3，g=0.0981达因/m2。由压力换算的成矿深度为1219～284 m，平均值为687 m，为浅成-超浅成成矿环境。结合该矿床的矿体埋藏深度60～469 m可知，该矿床属于浅剥蚀-半隐伏矿床，剥蚀程度轻微。

2.7 包裹体成分特征

图8 帮浦矿床石英脉内流体包裹体激光拉曼光谱图谱Fig.8 Laser Raman spectra of fluid inclusions in quartz from Bangpu depositA-Ⅲ类包裹体子晶成分谱线(样品号Bpm006);B-Ⅲ类包裹体子晶成分谱线(样品号Bpm008);C-Ⅲ类包裹体气相成分谱线（Bpm006）; Cp-黄铜矿;Mar-白铁矿;Qz-石英；Zir-锆石.

帮浦矿床中含子矿物多相包裹体（Ⅲ）激光拉曼光谱分析如图8所示，结果显示：包裹体中气相成分为CO2气体，子矿物主要为石盐子晶、黄铜矿、白铁矿。石英斑晶的包裹体内含有大量的黄铜矿子晶与白铁矿子晶。

2.7 硫同位素特征

帮浦铜多金属矿床对铅锌矿石4个样品进行了硫同位素测定，δ34S范围为-4.6‰～+1.24‰，均值-1.90‰。与新嘎果、夏龙矿床的硫同位素相比（表4），硫同位素组成非常相似，δ34S变化范围很小。说明成矿流体主要来自上部地壳,具有复杂的演化历史[9]，是岩浆热液和地下水热液混合均匀化再循环的产物。

3 结论

(1)对流体包裹体的观测表明：与铜钼矿化相关的石英斑晶以及辉钼矿石英脉中的流体包裹体具有低密度的气相包裹体与高密度的液相包裹体、高盐度的含子晶包裹体共生,且其均一温度范围相似,但盐度相差较大,指示成矿流体有不混溶作用或沸腾作用。

(2)激光拉曼光谱分析表明,流体包裹体含有石盐子晶透明子矿物以及黄铜矿、白铁矿等不透明子矿物，气相包裹体和液相包裹体的气相中含有CO2。指示成矿流体来自于岩浆的出溶,金属硫化物直接来源于岩浆。

(3)从方铅矿、闪锌矿化阶段中团块状、脉状石英硫同位素值，得出铅锌矿化阶段的成矿流体及主要成矿元素(硫)来自于斑岩系统,成矿流体主要为岩浆水与地下水的混合，所以流体减压沸腾及不同性质流体混合作用是促使帮浦矿床金属离子沉淀富集的主要机制。

表4 帮浦多金属矿床与新嘎果、夏龙多金属矿床矿石硫同位素组成对比表Table 4 Comparison of sulfur isotope compositions between the Bangpu polymetallic deposit and the Xingaguo,the Xialong polymetallic deposit

激光拉曼探针分析由中国地质大学(武汉)何谋春教授帮助完成，在此深表谢忱。

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[4]侯增谦,曲晓明,黄卫,高永平.冈底斯斑岩铜矿成矿带有望成为西藏第二条玉龙铜矿带[J].中国地质,2001.28:27-29.

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[6]卢焕章,李秉伦,沈昆,等.包裹体地球化学[M]．北京：地质出版社，1990,241p.

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Ma P and Zheng Y Y.Ore-forming fluid characteristics of Bangpu copper polymetal deposit,Eastern Gangdese.2014,30(1)∶7-15.

∶In order to investigate the origin and evolution of ore-forming fluid in Bangpu copper polymetallic deposit in Gangdese porphyry copper belt in Tibet,fluid inclusions from quartz of porphyry and molybdenite-bearing veins and Pb-Zn veins and calcite from calcite-bearing veins are studied by petrography,microthermometry,laser Raman microprobe and sulfur isotope methods.The results showed that:fluid inclusions can be divided into gas-rich inclusions,liquid-rich inclusions,sub-crystalline multiphase inclusions;homogenization temperature, salinity and density can be divided into two intervals,300～350℃,390～440℃,6.96～11.63 wt%NaCl,16.76～23.7wt%NaCl and 1.05 to 1.15 g/cm3,0.40～1.00 g/cm3respectively.Salinity of halite-bearing inclusions are 39.38～56.1wt%NaCl.Raman spectroscopy showed the mineral in fluid inclusions containing halite,chalcopyrite, marcasite,etc.,CO2is contained in gas phase of inclusions.The coexistence of low_density gas_rich inclusions, high_density liquid_rich inclusions and high_salinity halite-bearing inclusions with striking salinity differences in the same range of homogenization temperatures in the quartz phenocryst,molybdenite-quartz veins,is attributed to the immiscible separation of fluids,boiling of magma or mixing of fluids，ore-forming fluid exsolution from the magma.The Pb-Zn quartzmaybe formed by mixing of two fluids of different nature.

∶fluid inclusion;laser raman spectroscopy;Bangpu polymetal deposit;Gangdese,Tibet

P611.1+3

A

1007-3701(2014)01-007-09

10.3969/j.issn.1007-3701.2014.01.002

2013-06-04；

2013-08-30.

教育部科学技术研究重大项目（No.308018）.

马平（1984—），女，硕士，主要从事矿床成矿机制研究，E-mail：maping03@126.com.