河南省东沟钼矿的成矿流体性质及沉淀机制探讨

游水凤，柳汉丰，刘素楠

(江西应用技术职业学院，江西 赣州 341000)

流体是自然界物质和能量的载体及重要的成岩成矿介质，通过流体包裹体研究可获取有关古地质流体的P-T-V-X参数，对查明各种地质作用的物理化学条件具十分重要的意义(卢焕章，2004)。东沟钼矿是我国东秦岭钼矿带中近几年新发现的超大型斑岩钼矿床，地处华北地块南缘。东沟钼矿的成矿流体研究已有报道(杨永飞等，2011)，但是该文章中得出的成矿压力，并没有显示出是何种条件下计算的，计算结果意义不明。另外，文章仅给出了流体的单个包裹体的激光拉曼成分，并没有进一步具体说明成矿流体沉淀时的环境及流体性质。本文根据东沟钼矿各成矿期次的流体测温研究计算流体在沸腾条件下的压力条件；群体包裹体的成分分析及成矿流体的氧逸度、二氧化碳逸度、pH、Eh值等的计算，研究成矿流体在成矿时的环境及性质，以期对东沟钼矿的成矿机制提供依据。

1 矿区地质特征

东沟钼矿位于华北地块南缘南以洛南-栾川-方城断裂(简称栾川断裂)为界与北秦岭中元古界宽坪群呈断层接触，其北以秦岭造山带现今北界潼关-三门峡-鲁山断裂为界与华北地块相邻(图1)(叶会寿等，2006)。

矿区主要出露中元古界鸡蛋坪组玄武安山岩、安山岩、英安岩、凝灰岩。赋矿岩石主要有玄武安山岩、杏仁状安山岩、英安岩、安山质火山角砾岩、凝灰岩。

矿区位于拔菜坪宽缓背斜东端南翼近轴部位，掘头村-王坪区域性断裂的西南侧。区内以断裂构造为主。控矿构造主要为东沟花岗斑岩侵入形成的裂隙系统。

图1 东沟钼矿地质(引自叶会寿等，2006)

主要有中元古代石英闪长玢岩(δμ22)和燕山晚期东沟花岗斑岩(γπ53)。前者分布于矿区西南角，与熊耳群鸡蛋坪组火山岩呈侵入接触。岩石呈淡绿色，块状构造，斑状结构。基质为半自形粒状和包含微晶结构。后者出露于矿区中部下铺村东的山坡上，岩石呈肉红色，块状构造，斑状结构。

2 矿床地质特征

矿区依据赋矿岩石类型和空间位置的不同，分为内、外接触带两种类型矿体。外接触带中的矿体位于斑岩体顶面以上安山岩类辉钼矿矿石中，内接触带中的矿体位于斑岩体顶面以下花岗斑岩型辉钼矿矿石中(叶会寿等，2006)。

矿石中金属矿物组成比较简单，主要为辉钼矿，少量磁铁矿、黄铁矿、钛铁矿、黄铜矿、斑铜矿等。脉石矿物原岩成分主要有斜长石、角闪石、黑云母、钾长石、石英等，热液形成的矿物主要有石英、钾长石、绢云母、方解石及萤石等。矿石构造主要有细脉状构造、网脉状构造、薄膜状构造。矿石以自形叶片状、鳞片状结构为主，次为半自形-它形粒状结构。

根据矿石矿物共生组合、矿脉穿插关系，将热液期成矿过程划分为石英-钾长石化阶段、石英-辉钼矿阶段、石英-碳酸盐化阶段等3个成矿阶段。

3 成矿流体的物理、化学条件

3.1 成矿温度、盐度

流体包裹体显微测温在中国地质大学(北京)地球化学实验室完成。显微测温工作使用的仪器为英国产LINKAM THMSG 600冷热台，可测温范围为-196～600℃，均一温度重现误差±1℃，冰点温度误差±0.1℃。东沟钼矿床中的原生包裹体可分为3类：气液两相包裹体、含CO2三相包裹体和含子晶三相包体，测温结果及盐度显示(表1)。

表1 东沟钼矿床不同成矿阶段流体包裹体显微测温结果

3.2 成矿流体压力

在测温过程中，辉钼矿-石英阶段的包裹体片中，同一视域下不同类型包裹体常常共生，均一温度相近且均一方式多样，应为沸腾作用形成(图2)。利用流体包裹体数据处理Flincor程序(Brown，1989)计算获得辉钼矿石英脉形成压力为18M～95MPa，钾长石石英脉和方解石石英脉缺乏适合参与计算的包裹体未获得形成压力。采用Shepherd(1985)计算公式获得辉钼矿石英脉的形成深度为0.7～3.7km，推测石英-钾长石阶段的最大成矿深度应大于3.7km，而从均一温度及盐度数值上看，晚期石英-碳酸盐化阶段属于成矿后期，流体的成矿深度应接近于近地表条件。同时，沸腾包裹体的出现，也表明东沟钼矿中流体的沸腾作用是导致钼矿沉淀的重要机制之一。

图2 东沟钼矿床沸腾包裹体群

3.3 成矿流体成分

3.3.1 单个包裹体成分

激光拉曼分析研究在中国地质科学院国土资源部成矿作用与资源评价重点实验室进行，单个流体包裹体的激光拉曼分析采用Reinishaw invia型激光拉曼扫描光谱仪，激发波长为λ=514.5nm，光谱范围为100～4000cm-1。气液两相包裹体的液相成分拉曼图谱显示出强烈的液相水谱峰，气相显示出强烈的CO2谱峰，表明气液两相包裹体型包裹体的气泡成分为CO2，液相成分为H2O。含子晶三相包裹体液相成分拉曼图谱显示出强烈的液相水谱峰，子晶由于粒度太小而难以进行拉曼光谱分析。含CO2三相包裹体的拉曼谱图中除石英的特征峰外，仅含CO2征峰和液相H2O峰，未见其他组分。

3.3.2 群体包裹体成分

3.4 流体的物理化学条件

东沟钼矿床石英-辉钼矿阶段流体成分主要为CO2、CH4、SO2、H2S、H2O等，可以认为此阶段流体属于CO2-H2O-NaCl体系，石英-碳酸盐阶段流体以H2O为主，极少量CO2，可以看做H2O-NaCl体系。由于水溶气体相互反应，在一定条件下达到平衡，根据其平衡时的流体组成，可以确定其物理化学条件(Crerar et al.,1978；徐文炘，1991)。根据相关方程(徐文炘，1991；Crerar，1978)计算得到fO2、fCO2、pH值、Eh值如表3所示，结果表明，东沟钼矿床氧逸度从早到晚具有依次降低的趋势，钼矿床的形成总体属于弱还原环境，至晚阶段硫化物沉淀殆尽时，氧化性略增强，石英-辉钼矿阶段pH值具有明显降低的趋势。

表2 东沟钼矿床流体包裹体气相、液相成分/(μg/g样品)

表3 东沟钼矿床氧逸度、二氧化碳逸度、pH和Eh值

4 结论

东沟斑岩钼矿的成矿流体早期具有高温、高盐度，晚期温度及盐度均降低的特征。由沸腾包裹体群计算得到，石英-辉钼矿阶段的形成压力为18M～95MPa，对应的成矿深度为0.7～3.7km，石英-钾长石阶段的最大成矿深度应大于3.7km，而晚期石英-碳酸盐化阶段的成矿深度接近于近地表条件。东沟钼矿的成矿流体含有CH4、C6H6等还原性气体且其氧逸度从早到晚具有依次降低的趋势，pH值范围从早至晚，也具有明显降低的趋势。表明东沟钼矿的主成矿阶段，成矿流体处于一种相对还原的环境。流体演化过程中，流体性质不断变化，且流体发生沸腾作用，因此共同导致钼元素的沉淀。

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