冀东马城沉积变质型铁矿床流体包裹体研究

许英霞，张龙飞，王明格，刘殿龙，高孝敏，贾东锁

(1. 河北联合大学矿业工程学院地质系，河北唐山 063009； 2. 河北省地矿局第二地质大队，河北唐山 063000)



冀东马城沉积变质型铁矿床流体包裹体研究

许英霞1，张龙飞1，王明格1，刘殿龙1，高孝敏2，贾东锁2

(1. 河北联合大学矿业工程学院地质系，河北唐山 063009； 2. 河北省地矿局第二地质大队，河北唐山 063000)

马城沉积变质型铁矿床是在近几年铁矿勘查中新发现超大型矿床，其矿体赋存于新太古界滦县群，铁矿形成后遭受了多期变质变形作用及后期热液蚀变。本文在野外工作的基础上，对马城沉积变质型铁矿床中不同类型磁铁石英岩中的石英开展了详细的流体包裹体研究，马城铁矿遭受绿帘-角闪岩相变质作用的峰期阶段主要形成IIb类气体包裹体和IV类含液态CO2三相包裹体，流体包裹体均一温度为314℃～580℃，盐度主要位于2wt%～10 wt% NaCl区间，表现为低盐度特征；绿帘-角闪岩相变质作用峰后形成IIa类液体包裹体和III类含子矿物包裹体，流体包裹体主体均一温度为120～447℃，盐度0.88wt%～35.32wt%NaCl，均一温度和盐度变化范围较大，可能代表了区域变质峰后阶段变质流体具有多期性的特点；后期热液蚀变阶段形成I类次生包裹体，包裹体均一温度为131～239℃，盐度为1.4wt%～21.6wt%NaCl，表现为中低盐度特征。

马城 沉积变质型铁矿 流体包裹体 均一温度 盐度

Xu Ying-xia, Zhang Long-fei, Wang Ming-ge, Liu Dian-long, Gao Xiao-min, Jia Dong-suo. Fluid inclusions of the Macheng sedimentary metamorphic iron deposit in eastern Hebei Province [J]. Geology and Exploration, 2015, 51(2):0225-0237.

0 前言

冀东地区是我国仅次于鞍本地区的沉积变质型铁矿床分布区(沈保丰，2012；李厚民等，2012)，截止到2013年底，累计查明资源储量约80亿吨，其中大型矿床15处①。前人对冀东地区沉积变质型铁矿床的地质特征、含铁建造、变质变形、成矿时代和矿床成因等方面进行了大量研究(丁文君等，2009；Gengetal.，2006；李文君等，2012；李延河等，2011；Nutmanetal.，2011；沈其韩等，1981a，b；钱祥麟等，1985；孙大中，1984；孙会一等，2010；万渝生等，2012；许英霞等，2014；张贻侠等，1986)，但对冀东地区BIF形成后遭受的变质作用及后期热液蚀变等研究较少(陈靖等，2014)。马城沉积变质型铁矿床是近几年新发现的超大型矿床，其研究程度相对较低，部分学者对其地质特征、矿床成因及成矿时代进行了研究(金文山等，1985；胥燕辉，2010，2013)，但尚未有对该矿床进行流体包裹体研究的报道。本文在详细的野外观察及室内研究的基础上，对马城铁矿床不同类型矿石石英流体包裹体进行了岩相学研究和显微测温分析，探讨后期区域变质及后期热液活动对铁矿的影响。

1 区域地质与矿床地质特征

1.1 区域地质特征

冀东地区位于华北克拉通东部陆块(Zhaoetal，1998，2012)，主体属II级构造单元-燕山台褶带，近东西向，四周被断裂所截，南部平原属华北断拗，中心部位主要由太古宙结晶基底组成，两翼依次为中-新元古代和古生代沉积，北翼的中-新元古代位于轴缘拗陷的中心部位，最大沉积厚度近万米①。出露地层主要为早前寒武纪结晶基底及中元古界以后的沉积盖层，出露的早前寒武纪结晶基底是我国沉积变质铁矿的主要赋存地体，其由高级变质、强烈变形的麻粒岩相-角闪岩相和少量强变形绿片岩相的表壳岩和少量基性-超基性侵入体组成。冀东地区太古宙表壳岩依次划分为曹庄岩组、迁西岩群、遵化岩群、滦县岩群和朱杖子群，其中迁西岩群和滦县岩群是最重要的铁矿赋矿层位。盖层地层包括中-上元古界、古生界、中生界和第四系，其中以中元古界为主，古生界出露最少。冀东地区遭受多期构造运动和变质作用，褶皱、断裂构造发育，褶皱在马兰峪复式背斜、山海关台拱基础上，进一步划分为迁安穹隆、东荒峪穹隆、安子岭穹隆等，漫长而强烈的地质构造运动使穹隆构造又进一步褶皱叠加和分化，形成了一些褶皱束以及紧密褶皱、倒转同斜褶皱等复杂构造形态，大型褶皱束的宽缓箱式构造控制了铁矿分布；区域上断裂主要有青龙河大断裂、喜峰口大断裂、冷口大断裂和固安-昌黎隐伏大断裂。冀东地区侵入岩大体可分为太古宙、元古宙和中生代三个时期，太古宙变质深成岩主要包括迁西片麻岩套、安子岭片麻岩套、冀东汉儿庄片麻岩套及秦皇岛变质花岗岩系列等，冀东地区古元古代侵入岩不发育，中生代侵入岩主要有晚三叠世都山超单元、早侏罗世肖营子超单元及中侏罗世燕子窝超单元。

1.2 矿床地质特征

马城铁矿床位于燕山台褶带-山海关抬拱西南边缘，其西南为蓟县坳陷，南部为黄骅坳陷，隶属司马复式向斜东翼(图1)。

图1 滦县一带区域地质图Fig.1 Regional Geological map around the Luanxian area1-滦县岩群(Ar3L)；2-长城系(Ch)；3-蓟县系(Jx)；4-青白口系(Qn)；5-寒武系()；6-奥陶系(O)；7-第四系(Q)；8 -铁矿体；9-断层；10-倒转复背斜；11-倒转复向斜1-Luxian group(Ar3L)；2-Changcheng system(Ch)；3-Jixian system(Jx)；4- Qingbaikou system (Qn)；5-Cambrian ()；6- Ordovician (O)；7-Quaternary(Q)；8-iron ore body；9-fault；10-overturned anticline；11-overturned syncline

图2 马城铁矿-200 m中段地质平面图②Fig.2 Geological map at -200 m level of the Macheng iron deposit②1-新太古界滦县群；2-辉绿岩脉；3-矿体及编号；4-逆断 层；5-矿体产状1-Archean Luanxin group; 2-diabase; 3-orebody and num ber; 4-reverse fault; 5-orebody occurrence

矿区出露地层主要为双层结构，基底为新太古界滦县岩群，盖层为第四系。第四系厚60～170 m，从北向南逐渐增厚，主要为河床、河漫滩冲洪积物。新太古界滦县岩群是冀东地区最重要的铁矿赋矿层位之一，主要以低角闪岩相变粒岩为主，大体可分为三部分，下部以斜长角闪岩和斜长角闪片麻岩为主，夹黑云变粒岩和浅粒岩等薄层；中部主要为(角闪)黑云变粒岩和斜长角闪岩的互层；上部则以黑云变粒岩为主，夹大量磁铁石英岩及薄层斜长角闪岩等，马城铁矿赋存于滦县岩群上部。

矿区地处司马长复式褶皱带中，现工程控制范围总体为走向近南北、西倾的单斜构造。矿区内主要有F1、F2和F3三个较大的断裂：F1断裂走向北东东，南东倾，倾角64°～70°，主体以垂直位移为主的逆断裂；F2断裂自南向北断续出现，分北、中、南三段，主体走向长近4000 m，水平宽10～130 m，总体呈现自南向北规模变小，倾角变缓的趋势；F3断裂北端走向北东，西南端转为北东东，北端倾角较缓为62°，西南端较陡为85°，根据其错断矿体的情况来看，其上盘上升，下盘下降，为逆断裂。

区内混合岩化程度较高，矿体顶底板围岩大多发生混合岩化，形成混合岩、黑云(角闪)混合片麻岩、黑云(角闪)混合花岗岩类岩石，原岩大多呈残留体出现。区内岩浆岩仅有脉状产出的辉绿岩，主要位于矿区北部，呈脉状产出，截穿矿体。

全区共分为14个矿体，依次编号为I～XIV，其中I、II、V号矿体最大，为主矿体，其资源量占全区总资源量的84.43%。

图3 马城铁矿23号勘探线剖面图②Fig.3 Geological profile of NO.22 expioration line in theMacheng iron deposit②1-第四系；2-新太古界滦县群；3-矿体及编号；4-地质 界线；5-钻孔位置及编号1-Quaternary; 2- Archean Luanxin group; 3- orebody and number; 4-geological boundary; 5-drillhole and number

I号矿体出露于基岩面，埋深97～136 m，浅部由平行多层矿体组成，矿体呈似层状、透镜状产出，走向298°～355°，南西倾，倾角30°～56°。矿体沿走向长1350 m，控制矿体最大倾斜延伸1208 m。矿体最厚144.13 m，平均厚41.73 m，矿石量约12197×104t，平均品位36.16%。II号矿体位于I号矿体北端，出露于基岩面，埋深78～240 m，由两层铁矿层组成，顶部多夹石，矿体呈似层状、透镜状产出。总体走向4°，北西倾，倾角34°～57°，上部较陡，下部变缓，局部为14°～18°。矿体走向长1140 m，控制矿体最大倾斜延伸1000 m，最大厚241.24 m，平均厚108.95 m，矿石量约24793×104t，平均品位35.21%。V号矿体为区内最大的矿体，占总资源量的49.03%，出露于基岩面，位于III号矿体下盘，距III号矿体水平间距120～270 m，埋深62～351m。矿体浅部夹石多，由两层主矿层组成，矿体走向长1000 m，最大厚151.81 m，平均厚87.62 m。矿体呈似层状、大透镜状产出。矿体走向335～355°，倾向南西，倾角22～47°，矿石量约51226×104t，平均品位35.21%。此外，矿区尚有其他矿体，但规模一般较小。

根据组成矿石的脉石矿物，矿石类型可分为磁铁矿石英岩、透闪(阳起石)磁铁石英岩、角闪磁铁石英岩。矿石矿物主要为磁铁矿，含少量赤铁矿及假象赤铁矿。脉石矿物以石英为主，其次为角闪石、透闪石、阳起石、透辉石、黑云母等。不同类型矿石中均可见绿泥石、绿帘石、碳酸盐等蚀变矿物。矿石的结构主要有自形-他形晶粒状变晶结构、交代结构。矿石的构造主要为条纹-条带状构造，少量呈浸染状构造。在浸染状矿石中，含有较多的透闪石和碳酸盐等蚀变矿物，颗粒一般较粗，品位较高。

2 流体包裹体岩相学研究

用于包裹体测温的样品分别采自马城铁矿床不同的钻孔中。根据所采样品特征可将其分为未蚀变条纹-条带状磁铁石英岩、未蚀变超贫磁铁石英岩、弱蚀变条带状磁铁石英岩及弱蚀变稠密浸染状磁铁石英岩。样品主要特征见表1和图4。

2.1 流体包裹体分类

流体包裹体岩相学研究在变质流体研究过程中占有相当重要的地位，也是流体包裹研究关键的第一步(Touret，2001; 余能，2005)。根据包裹体在室温下及加热过程中的相变特征，可将样品中的包裹体分为4个类型：I类为次生包裹体(图5a、k)，主要为气液两相包裹体，少量液体包裹体。无色或浅灰色，多椭圆型、长条形及不规则状，多呈线状或群状分布，个体大小一般3～20 μm，一般所测包裹体大小约4～8 μm，气液比介于2%～25%。蚀变条带状磁铁石英岩和稠密浸染状磁铁石英岩中存在大量此类包裹体，超贫磁铁石英岩及未蚀变条纹-条带状磁铁石英岩中也有，但相对较少。II类为气液两相原生包裹体，初融温度表明该类包裹体属NaCl-H2O体系，根据室温下气液相所占比例，可分为IIa类液体包裹体(均一到液相)和IIb类气体包裹体(均一到气相)。以IIa类液体包裹体为主(图5b、c、d、j)，一般无色，以负晶形及椭圆状规则状为主，长孤立分布，部分可在石英包裹体内部呈线性分布，个体一般3～10μm，部分10～15μm，气液比一般5%～15%，个别达30%～40%，在各类样品的石英中均可见，但是在发生蚀变的磁铁石英岩中，不易与次生包裹体区分。IIb类气体包裹体较少(图5e、f)，常呈灰色、灰黑色，多呈负晶形，规则状，孤立产出，个体较小，一般3～7 μm,仅在未蚀变磁铁石英岩的石英中测得几个数据，在其他矿石类型中均未测得准确数据。III类为含子矿物包裹体(图5g、h)，该类包裹体数量较少，室温下主要有液相、气相和子矿物组成，子矿物一般透明，呈立方体，推测为石盐。该类包裹体一般无色，多为椭圆形、多边形及不规则状，气液比一般5%～20%。仅在蚀变的磁铁石英岩中的宽条带中见了少量该类包裹体。IV类含液态CO2三相包裹体(图5i)，主要有VCO2、LCO2、LH2O三相组成，可见明显的“双眼皮”结构，大多孤立分布，部分呈线性排列。一般灰色、灰黑色，大多10μm以下，个别包裹体较大，VCO2+LCO2占整个包裹体20%～70%。在蚀变及未蚀变的条带状磁铁石英岩中可见，但数量较少。

表1 马城铁矿床各类石英样品主要特征

图4 马城铁矿各类矿石手标本及显微照片Fig.4 Ore samples from the Macheng iron deposit and their micrographsa-条纹状磁铁石英岩; b-超贫磁铁石英岩; c-弱蚀变条带状磁铁石英岩; d-弱蚀变稠密浸染状磁铁石英岩; e-单偏光显微镜下, 条带状磁铁石英岩; f-正交偏光显微镜下, 弱蚀变透闪磁铁石英岩; Q-石英；Mt-磁铁矿；Tr-透闪石；Cc-碳 酸盐a- striped magnetite quartzite；b-ultralow-grade magnetite quartzite；c-banded magnetite quartzite with weak alteration；d-dense disseminated magnetite quartzite with weak alteration；e-banded magnetite quartzite under plane-ploatized lingt microscope；f-tremo lite magnetite quartzite under cross-polarized light microscope；Q-quartz；Mt-magnetite；Tr-tremolite；Cc-carbonate

图5 马城铁床流体包裹体显微特征Fig.5 Micro-photographs of fluid inclusions in the Macheng iron deposita-不规则状的I类次生包裹体；b-孤立分布呈负晶形的IIa类液体包裹体；c- IIa类液体包裹体；d- IIa类液体包裹体；e- IIb类气体包裹体；f-呈负晶形的IIb类气体包裹体；g-形状规则的IIa类液体包裹体和III类含子矿物包裹体；h-III类含子矿物包裹体；i-IV类含液态CO2三相包裹体；j-线性分布于单个石英颗粒内的IIa类液体包裹体；k-线性分布的I类次生包裹体；Mt- 磁铁矿；Act-阳起石a-I-type irregular shape secondary fluid inclusion；b-isolated IIa-type negative crystal fluid inclusion；c-IIa-type fluid inclusion；d-IIa-type fluid inclusion；e-IIb-type gas fluid inclusionf-isolated IIb type negative crystal fluid inclusion；g-IIa-type regular shape fluid inclusion and III-type daughter minerals bearing fluid inclusions；h-III-type daughter minerals bearing fluid inclusions；i-IV-type CO2-bearing three-phase inclusions；j-IIa-type fluid inclusion with linear distribute in a single quartz；k-I-type secondary fluid inclusion with linear distribute；Mt-magnetite；Act-actinolite

2.2 不同类型矿石包裹体岩相学特征

(1) 未蚀变条纹-条带状磁铁石英岩：主要含I类包裹体、IIa类包裹体和IIb类气体包裹体，少量的IV类包裹体。I类包裹体通常呈线性分于石英颗粒间，大多形态不规则，个体一般3～10 μm，个别包裹体较大，达15～20 μm，气液比约2%～15%，该类包裹体占未蚀变磁铁石英岩中包裹体的27%。IIa类包裹体常呈孤立分布，或在单个石英颗粒中呈线性或群状分布，包裹体一般较小，大小约3～8 μm，个别大于10 μm，气液比约3%～15%，占所测包裹体总数的52%。IIb类包裹体含量相对较少且较难识别，常孤立分布，或与IIa类包裹体相伴产出，个体一般3～5 μm，气液比大于50%，占所测包裹体总数的18%。IV类含量非常少，仅测得2个数据，约5 μm左右，VCO2+LCO2约占25%，占所测包裹体总数的3%。

(2) 未蚀变超贫磁铁石英岩：主要为I类包裹体和IIa类包裹体，仅测得1个IV类包裹体。I类包裹体大多呈线性分布，有的呈群状分布，大小一般3～15 μm，气液比约5%～15%，该类包裹体占未蚀变超贫磁铁石英岩中包裹体的31%。IIa类包裹体主要在单个石英颗粒中呈线性分布，包裹体大小一般约3～11 μm，气液比较小，一般约2%～10%，该类包裹体是超贫磁铁石英岩中最主要的包裹体类型，占所测包裹体总数的67%。IV类含量极少，所测的包裹体大小约5 μm，VCO2+LCO2约占20%。

(3) 弱蚀变条带状磁铁石英岩：包裹体种类较多，I类、IIa类、IIb类、III类和IV类包裹体均可见。I类包裹体主要呈线性分布，大小一般3～15 μm，个别大于20 μm，气液比约2%～15%，占所测包裹体总数的51%。IIa类包裹体大小一般5～17 μm，气液比约5%～20%，个别达30%，由于所样品中次生包裹体较多，测温时重点寻找孤立分布的IIa类包裹，该类包裹体占所测包裹体总数的36%。IIb类偶尔可见，但未测得准确数据。III类包裹体呈孤立状分布，或与IIa类包裹相伴，大小一般5～18 μm，气液比约5%～10%，子矿物主要为无色透明的立方体，推断为石盐晶体，占所测包裹体总数的7%。IV类含量孤立分布，大小约510 μm，VCO2+LCO2约占20%～50%，占所测包裹体的6%。

(4) 弱蚀变稠密浸染状磁铁石英岩：该类样品中仅见I类和IIa类包裹体，I类包裹体在该类矿石中所占比例较大，主要分布在石英颗粒之间，呈线性分布，大小一般3～13μm，气液比约5%～15%，占所测包裹体的78%。IIa类包裹体主要呈孤立状分布，大小一般5～11μm，气液比约5%～15%，占所测包裹体的22%。

3 流体包裹体显微测温结果

流体包裹体的显微测温实验在河北联合大学矿业工程学院流体包裹体实验室完成，测试仪器为Linkam THMSG600型显微冷热台，测温区间-196～600℃，冷冻数据误差为±0.1℃，加热数据误差为±2℃。实验过程中为防止包裹体在加热过程中爆裂，先进行冷冻测温，为了彻底将包裹体完全冻结，降温到-190℃，然后以15℃/min的速度升温，当接近相变温度时，升温速率降低为0.5～1℃/min。由于CO2包裹体在升温过程中极易爆裂，在升温过程中采用10℃/min的速度，当CO2液相或气象开始晃动时，降低升温速度为0.5℃/min。本次共测得269个均一温度值和126个冰点温度值，流体包裹体测温结果见表2和图6。表2中I类、IIa类和IIb类气液两相包裹体的盐度，根据流体包裹体冷冻法冰点与盐度关系表(Bodnar，1993)查得；III类含子矿物包裹体的盐度，根据NaCl子矿物熔化温度与盐度换算表(卢焕章等，2004)查得；IV类含液态CO2三相包裹体的盐度根据CO2笼合物融化温度和盐度关系表(Collins，1979)查得。

通过对马城铁矿床不同类型矿石石英中的包裹体进行系统测试，所测包裹体的均一温度范围较宽(131～>580℃)；根据所测气液包裹体的冰点温度和含液态CO2三相包裹体的CO2笼合物融化温度查表后可知，马城铁矿床包裹体的盐度为0.88 wt%～21.61wt%NaCl，属中低盐度；少量含子矿物包裹体的盐度变化为32.39 wt%～35.32 wt%NaCl。不同类型矿石石英中各类包裹体测温结果如下：

(1) 未蚀变条纹-条带状磁铁石英岩：I类包裹体冰点温度变化范围为-0.8～-13℃(n=7)，对应的盐度为1.4wt%～16.89wt% NaCl，均一温度为155～239℃(n=20)；IIa类包裹体冰点温度变化范围为-0.5～-17.3℃(n=14)，对应的盐度为0.88wt%～20.45wt%NaCl，均一温度为222～356℃(n=38)；IIb类包裹体冰点温度变化范围为-1.5～-15.4℃(n=5)，对应的盐度为2.57wt%～19.96wt%NaCl，均一温度为320～>580℃(n=13)；IV类包裹体三相点温度为-58.1～-60.2℃(n=2)，CO2笼合物融化温度为5.6～8.7℃，对应的盐度为2.58 wt%～8.03 wt%NaCl，VCO2+LCO2均一至LCO2的温度为19.2～23.1℃，完全均一温度仅测得一个410℃，另一个包裹体温度测至580℃仍未均一。

(2) 未蚀变超贫磁铁石英岩：I类包裹体冰点温度变化范围为-2～-14.8℃(n=8)，对应的盐度为3.39wt%～18.47 wt%NaCl，均一温度为136～209℃(n=17)；IIa类包裹体冰点温度变化范围为-1～-9.9℃(n=16)，对应的盐度为1.74wt%～13.83wt%NaCl，均一温度为176～409℃(n=38)；IV类含液态CO2三相包裹体仅测得一个数据，其三相点温度为-60℃(n=1)，CO2笼合物融化温度为7.3℃，对应的盐度为5.41wt%NaCl，VCO2+LCO2均一至LCO2的温度为25℃，完全均一温度为314℃。

(3) 弱蚀变条带状磁铁石英岩：I类包裹体冰点温度变化范围为-1.4～-18.9℃(n=23)，对应的盐度为2.41wt%～21.61wt%NaCl，均一温度为131～223℃(n=55)；IIa类包裹体冰点温度变化范围为-0.7～-16.4℃(n=20)，对应的盐度为1.23wt%～19.76wt%NaCl，均一温度为184～447℃(n=38)；III类含子矿物包裹体部分子晶先于气泡消失，子晶熔化温度为215～245℃(n=4)，对应的盐度为32.39 wt%～34.68 wt%NaCl，均一温度为403～431℃；部分气泡先于子矿物消失，气泡消失温度为159～186℃(n=3)，子晶熔化温度为239～259℃，对应的盐度为34.07 wt%～35.32wt%NaCl；IV类包裹体三相点温度为-56.8～-59.3℃(n=6)，CO2笼合物融化温度为4.3～8.1℃，对应的盐度为3.71wt%～10.04wt%NaCl，VCO2+LCO2均一至LCO2的温度为18.5～27℃，均一温度为324～441℃。

(4) 弱蚀变稠密浸染状磁铁石英岩：I类包裹体冰点温度变化范围为-0.7～-7.3℃(n=14)，对应的盐度为1.23wt%～10.86wt%NaCl，均一温度为135～203℃(n=35)；IIa类包裹体冰点温度变化范围为-4.1～-11.9℃(n=6)，对应的盐度为6.59wt%～15.86wt%NaCl，均一温度为170～340℃(n=38)。

4 讨论

沉积变质型铁矿床形成之后经历了不同期次的变质作用和热液活动，石英均发生了明显的静态重结晶现象，使其火山-沉积阶段的包裹体已全部破坏不存在(杨秀清，2013)，因此本次试验所测试的流体包裹体均为火山-沉积阶段之后新捕获的流体包裹体。另外许多区域变质作用早期捕获的包裹体在随后的地质作用过程中受到了改造(沈昆等，1998；卢焕章等，2004)，目前在变质矿物中观察到的包裹体大部分是在变质高峰期或峰期之后形成的(卢焕章等，2004；杨秀清，2013)。

滦县地区演化期次大体可划分为五期：沉积期、绿帘-角闪岩相变质期、褶皱变形期、韧性剪切和热液蚀变期及抬升氧化期(陈靖等，2014)。根据岩石手标本及镜下观察，本次所测包裹体主要为绿帘-角闪岩相变质期包裹体和热液蚀变期包裹体。通过对未蚀变和弱蚀变磁铁石英岩石英中包裹体的对比研究，弱蚀变的条带状磁铁石英岩和弱蚀变浸染状磁铁石英岩中主要为I类次生包裹体，比例分别达51%和78%，未蚀变磁铁石英岩中I类包裹体较少，因此可认为I类次生包裹体为后期热液蚀变期包裹体，而IIa类、IIb类、III类和IV类包裹体为绿帘-角闪岩相变质期包裹体。

马城铁矿沉积形成后遭受了绿帘-角闪岩相区域变质作用，其可分为峰期和峰后两个阶段(陈靖等，2014)。本次所测IV类含含液态CO2三相包裹体和IIb类气体包裹体的均一温度分别为314～>580℃和320～>580℃，盐度分别为2.58wt%～10.04 wt%NaCl和2.57 wt%～19.96 wt%NaCl，主体盐度位于2 wt%～10 wt% NaCl区间，盐度较低，可能代表了绿帘-角闪岩相变质作用峰期阶段变质流体，与陈靖等(2014)所测CO2-NaCl-H2±N2体系包裹体的均一温度和魏菊英等(1979)石英-磁铁石英岩氧同位素地质温度计测定的成矿温度相近。IIa类液体包裹体和III类含子矿物包裹体的均一温度较IIb和IV类包裹体温度降低，可能代表了绿帘-角闪岩相变质作用峰后阶段变质流体，其均一温度分别为120～447℃和239～431℃，盐度分别为0.88wt%～20.45wt%NaCl和32.39wt%～35.32wt%NaCl，主体表现为低盐度。IIa类III类包裹体和温度跨度较大和个别较高盐度和含子晶包裹体的出现可能表明峰后阶段变质流体具有多期性的特点。

图6 马城铁矿床流体包裹体均一温度和盐度图解Fig.6 Histograms of homogenization temperature and salinity of fluid inclusions in the Macheng iron deposit1-I类包裹体; 2-IIa类包裹体; 3-IIb类包裹体; 4-III类包裹体; 5-IV类包裹体1-I-type fluid inclusion; 2-IIa-type fluid inclusion; 3-IIb-type fluid inclusion; 4-III-type fluid inclusion; 5-IV-type fluid inclusion

根据野外钻孔的详细观察，马城铁矿明显遭受了后期热液蚀变，部分矿石中可见绿泥石、绿帘石和碳酸盐等蚀变矿物，偶见黄铁矿颗粒。由所测各类型矿石中包裹体特征(表2和图6)可以看出，不同类型矿石均受到后期低温热液影响。I类次生包裹体的均一温度为131～239℃，主体位于150～200℃，盐度为1.4 wt%～21.6wt%NaCl，整体为低盐度特征。I类次生包裹体在弱蚀变磁铁石英岩中明显多于未蚀变磁铁石英岩，表明I类次生包裹体是在后期低温热液蚀变阶段捕获的，后期低温热液蚀变是马城铁矿部分矿石发生绿泥石化等蚀变的主要原因，后期低温热液蚀变可能是形成富矿的原因之一。本次野外工作采集了几块较富铁磁铁石英岩(可见明显的绿泥石化)，但未能在富铁矿石中找到较好的包裹体，因此未能证明I类次生包裹体与富铁矿之间存在明确联系，关于与富铁矿成因有关的热液流体研究还需进一步开展工作。

5 结论

(1) 马城铁矿流体包裹体演化主要可分为绿帘-角闪岩相变质作用峰期阶段IIb类气体包裹体和IV类含含液态CO2三相包裹体；绿帘-角闪岩相变质作用峰后IIa类液体包裹体和III类含子矿物包裹体及后期热液蚀变阶段I类次生包裹体。

(2) 绿帘-角闪岩相变质作用峰期变质流体均一温度为314～>580℃，盐度位于2 wt%～10 wt% NaCl区间，整体表现为低盐度特征；绿帘-角闪岩相变质作用峰后变质流体均一温度120～447℃，主体温度为200～350℃，盐度0.88wt%～35.32wt%NaCl，均一温度和盐度变化范围较大，可能代表了区域变质峰后阶段变质流体具有多期性的特点。

(3) 热液蚀变期的I类次生包裹体均一温度为131～239℃，盐度为1.4 wt%～21.6wt%NaCl，整体为低盐度特征，该类包裹体可能是富铁矿的形成原因之一。

[注释]

① 河北省地勘局第二地质大队. 2014. 冀东地区沉积变质型铁矿富矿控矿条件及科学基地研究[R].

② 中国冶金地质总局第一地质勘查院. 2009. 河北省滦南县马城铁矿详查报告[R].

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[附中文参考文献]

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Fluid Inclusions of the Macheng Sedimentary Metamorphic Iron Deposit in Eastern Hebei Province

XU Ying-xia1, ZHANG Long-fei1, WANG Ming-ge1, LIU Dian-long1, GAO Xiao-min2, JIA Dong-suo2

(1.DepartmentofGeology,MiningEngineeringCollege,HebeiUnitedUniversity,Tangshan，Hebei063009； 2.No.2GeologicalBrigadeofHebeiGeologyandMineralExplorationBureau,Tangshan，Hebei063000)

The Macheng sedimentary metamorphic iron deposit is a super-large one which was discovered in recent years. Its ore bodies are hosted in the Neo-Archean Luanxian Group and had been reformed by multiperiod metamorphism and post-hydrothermal alteration. Based on field work, we have studied the fluid inclusions in quartz from this iron deposit. The results show that two kinds of fluid inclusions formed in the peak stage of epidote-amphibolite facies metamorphism: IIb-type vapor-rich inclusion and IV-type three-phase inclusion containing liquid CO2. The homogenization temperatures of these inclusions range from 314℃～580℃ and salinity values vary in the range of 2wt %～10wt % NaCl, indicating that the metamorphic fluid is characterized by low salinity. Two kinds of fluid inclusions formed after the peak stage of epidote-amphibolite facies metamorphism: IIa-type liquid inclusion and III-type daughter mineral-bearing inclusion. The homogenization temperatures of these inclusions range from 120～447℃ and salinity values vary in the range of 0.88wt %～35.32wt % NaCl, which show that the metamorphic fluid has the characteristics of multi-stages after the regional metamorphic peak. I-type inclusions formed in the stage of post-hydrothermal alteration. The homogenization temperatures range from 131～239℃ and salinity values vary in the range of 1.4wt%～21.6wt % NaCl, which means that the metamorphic fluid is of middle-low salinity.

Macheng, sedimentary metamorphic iron deposit, fluid inclusion, homogenization temperature, salinity

2014-09-19；

2014-12-16；[责任编辑]郝情情。

国土资源部公益性行业科研项目：冀东地区沉积变质型铁矿富矿控矿条件及科学基地研究(201111002-04)和河北钢铁集团矿业有限公司项目：马城铁矿原矿管理研究(2013130207000121)联合资助。

许英霞(1973年-)，女，博士，副教授，研究方向为矿床矿物学。E-mail:xuyx516319@163.com。

P611.3

A

0495-5331(2015)02-0225-13