新疆富蕴县克乃特糜棱岩带铜金矿化流体特征

卫晓锋, 阴元军, 刘泽群,杨凯, 徐九华, 程志龙, 丁汝褔

(1. 北京矿产地质研究院，北京 100012；2. 北京市地质矿产勘查开发总公司 ，北京 100000；3.北京科技大学资源工程系，北京 100083)

新疆富蕴县克乃特糜棱岩带铜金矿化流体特征

卫晓锋1, 阴元军1, 刘泽群2,杨凯3, 徐九华3, 程志龙1, 丁汝褔1

(1. 北京矿产地质研究院，北京 100012；2. 北京市地质矿产勘查开发总公司 ，北京 100000；3.北京科技大学资源工程系，北京 100083)

研究区位于新疆麦兹盆地东南部的可可塔勒铅锌成矿带。对与铜金矿化关系密切的石英脉中流体包裹体研究发现：其均一温度集中在160～200℃，盐度为0.18%～8.41%，流体密度为0.79～1.04g/cm3，主要成分为H2O、CO2，少量CH4，流体来源于变质流体，混入少量大气降水。铜金矿化期成矿流体为中低温、中低盐度、中低密度、富CO2的变质流体，与洋陆俯冲体制下弧后盆地的VMS型铅锌矿化期的中低温、低盐度、低密度、几乎不含CO2的海水流体明显不同。显示该地区存在晚期与造山-变质热液作用有关的成矿事件，对本区的找矿评价具有启示意义。

成矿流体 ;铜金矿化 ;麦兹盆地

1 区域地质背景及糜棱岩带特征

麦兹盆地位于阿尔泰南缘造山带，属于晚古生代弧后张拉盆地(何国琦等，1996；王京彬等，1998)。该盆地是一个铅、锌、铁矿聚集区，分为北部铁矿成矿带和南部的铅锌矿成矿带，矿床类型主要为喷流-沉积型，层控特征明显，具有规模大，形态规则，厚度及有用组分稳定等特征(王书来等，2005；郭正林等，2007；秦克章等，2008a)，具有优越的成矿背景和找矿潜力。笔者在该盆地的东南部克乃特地区进行矿产地质调查工作，主要针对克乃特地区发现的铜矿化带，开展成矿流体特征，进行对比研究，探讨找矿方向，分析成矿潜力。

克乃特糜棱岩带位于新疆阿尔泰南缘麦兹火山-沉积盆地的东南段，隶属于可可塔勒铅锌成矿带(图1a)。地层主要为下泥盆统康布铁堡组、中泥盆统阿勒泰镇组。侵入岩主要沿阿巴宫-库尔提大断裂分布，见有辉长岩、角闪石岩、片麻状花岗岩、肉红色花岗岩等，火山岩沿NW—SE向呈条带状展布(图1b)，NW—SE走向阿巴宫-库尔提断裂调查区的南部。(刘泽群等，2010)。

(a)1.中泥盆阿勒泰组；2.下泥盆统康布铁堡组；3.志留系库鲁姆群；4.中上奥陶统哈巴河群；5.华力西花岗岩；6.华力西闪长岩； 7.地质界线；8.断裂；9.火山机构；10.铅锌矿床；11.铁矿床; (b) 1.华力西花岗岩；2.第四系；3.中泥盆统阿勒泰组绢云母片岩； 4.下泥盆统康布铁堡组糜棱岩；5.下泥盆统康布铁堡组斜长片麻岩；6.下泥盆统康布铁堡组变质晶屑凝灰岩与硅质岩互层；7.下 泥盆统康布铁堡组黑云斜长片麻岩；8.矽卡岩；9.长英质(碎裂)岩；10.钻孔编号；11.铜矿化体；12.锌矿化体；图1 (a)麦兹盆地地质简图及(b)克乃特糜棱岩带地质简图(据刘泽群等，2010修改)Fig.1 (a)Simplified geologic map of the Maizi basin and(b)simplified geologic map of the Kenaite mylonite belt

2 矿化特征

调查区内韧性剪切带发育，在二长片麻岩、斜长片麻岩中形成了一套完整的糜棱岩系(糜棱岩化-初糜棱岩-糜棱岩)(图2a)，黑云斜长片麻岩中见到长石的折曲(图2b)，黑云二长片麻岩中，更长石残斑定向排列，重结晶细粒石英形成的糜棱页理，残斑石英的发生旋转(图2c)等。

克乃特糜棱岩带铜金矿化沿NW向呈带状分布，与糜棱岩带展布一致。地球化学测量显示Cu-Au异常套合较好，与Pb-Zn异常区差别较大，与克兰盆地的铁木尔特—萨热阔布类似(徐九华等，2011)。铜(金)矿化体主要分布于钾长花岗岩与片麻岩地层的接触部位的绿帘石化、硅化蚀变带内。目前圈定1条铜矿化带，脉体呈透镜状，宽1～3m，断续长1.0km，倾向北东35°～55°，倾角55°～65°，Cu品位0.2%～0.8%，Au品位0.1×10-6～0.3×10-6。

黄铜矿和斑铜矿常呈浸染状产于糜棱岩化大理岩或长英质糜棱岩的晚期裂隙中，偶见石榴子石裂隙中。地表发现的矿化多受到后来的表生成矿作用影响，有较多的次生硫化物富集，如孔雀石、铜蓝、辉铜矿等，它们常交代黄铜矿和斑铜矿，形成交代残余结构(图2c、图2d)。

3 流体包裹体特征

野外发现，克乃特糜棱岩带铜金矿化区发育三组产状的石英脉：顺层石英脉(Q1)，为早期变质产物，变形强烈，糜棱岩带中形成糜棱岩石英脉或石英质糜棱岩，部分石英重结晶较强(图3a、图3b)；垂直切层石英脉(Q2) ，脉中石英单晶粗大，略受碎裂变形，部分石英具剪切裂隙(图3c)，铜金矿化与垂直切层石英脉的关系密切，该类型石英脉宽0.2～1.0m，呈脉状、透镜状产出；少量透镜状石英脉(Q3)(图3d)。

选择不同类型的石英脉进行流体包裹体研究，探讨成矿流体的特征、来源，研究其成矿作用。

3.1 包裹体岩相学

根据室温(20℃)镜下观察流体包裹体的相态特征及冷冻-加热过程中的相变，流体包裹体类型主要为：富液相L-V两相水溶液包裹体、碳质包裹体(LCO2) 、单相水溶液包裹体(LH2O)3种。

顺层石英脉(Q1)：流体包裹体原生少见，普遍较小(<3μm)，部分样品次生包裹体较发育，具定向，椭圆形，以富液相L-V两相水溶液包裹体为主(图4a、图4b)，可见少量LH2O单相水溶液包裹体(图4c)。

垂直切层石英脉(Q2)：原生和次生流体包裹体均比较发育(图4d)，以富液相L-V两相水溶液包裹体为主(图4e、图4f)，还有少量碳质包裹体(LCO2)。大小差别较大，最大可达至64μm，最小<3μm，多为椭圆形、长条形和不规则状。

透镜体石英脉(Q3)：该类型石英脉在矿区并不发育，包裹体数量较少。

3.2 显微测温

选取克乃特糜棱岩带铜金矿化区不同产状石英脉，挑选个体较大，清晰度好的包裹体进行显微测温研究。

a.顺层石英脉(Q1)，围岩为糜棱岩化绢云母片岩，位于阿巴宫-库尔提大断裂北侧；b.顺层石英脉(Q1)，围岩为硅质岩，可见孔雀石化、钾化；c.垂直切层石英脉(Q2)，围岩为斜长片麻岩； d.透镜体石英脉(Q3)，围岩为黑云斜长片麻岩图3 克乃特矿Cu-Au化区石英脉空间特征照片Fig.3 The space characteristic of quartz vein from the Kenaite Cu-Au mineralization area

显微测温实验在北京科技大学包裹体实验室进行，实验所用的冷热台型号为Linkam公司的THMSG600，采用液氮冷却，电炉丝加热，测试过程用Linksys软件控制，测温范围为-196℃～+600℃，冷冻和加热数据的测温精度分别为±0.1℃和±1.0℃。

(1)顺层石英脉(Q1)：顺层石英脉中包裹体经过区域变质作用，原生流体包裹体保留较少，所测数据较少且多只测得均一温度，均一温度范围为120～360℃，峰值温度为260～300℃，以均一成液相为主。

(2)切层石英脉(Q2)：切层石英脉中流体包裹体保存较完全，原生孤立包裹体均一温度主要集中160～200℃，以均一液相为主，见少量均一气相，均一温度350℃以上。该石英脉状发育次生带状的碳质流体包裹体，其部分均一温度为11.3～30.2℃，平均温度17.5℃，三相点温度为-57.0～-62.1℃，平均-59.6℃。

对L-V两相水溶液包裹体，利用W=0.00+1.78Tm(ice)+0.044 2Tm(ice)2+0.000 557Tm(ice)3(W-NaCl质量百分数；Tm(ice)-冰点下降温度℃)( Hall，et al., 1988)，公式计算盐度，切层石英脉流体盐度集中为：0.18%～8.41%；流体密度采用(Bodnar，et al 1983) NaCl-H2O体系温度-盐度-密度关系图解求出 ，切层石英脉流体的密度为：0.79～1.04g/cm3(表1)。

3.3 包裹体激光拉曼探针分析

本次测试共选取4件样品，共获得14件有效数据。激光拉曼测试在中国科学院地质与地球物理研究所分析，仪器为英国雷绍尼公司生产的RM-1000型拉曼光谱仪。实验条件为514nmAr+激光器，光谱计数时间10秒，每1cm全波段一次取峰。

测试数据表明，单相碳质包裹体仅见CO2谱峰(图5a，KN26-f)。L-V型包裹体中的液相主要为水(KN215b)，气相主要为水蒸气(图5b KN26-c)，见少量HCl(图5c，KN26-d) 和CH4(图5d，KN21-av)。

a.顺层石英脉中<3μm包裹体,KN202;b.孤立分布富液相L-V两相水溶液包裹体,KN215;c.石英中单相水溶液包裹体,KN207;d.切层石英脉发育多期流体包裹体;e.体积较大富液相L-V两相水溶液包裹体,KN26;f.带状分布富液相L-V 两相水溶液包裹体,KN214图4 克乃特Cu-Au矿化区石英脉中流体包裹体显微照片Fig.4 The micrograph of fluid inclusions in quartz vein from Kenaite Cu-Au mineralization area

样品编号样品特征包裹体类型孤立和小群体分布的原生包裹体带状分布的次生包裹体大小(μm)Tmice(℃)Thtotal(℃)盐度(%)密度(g/m3)大小(μm)TmCO2(℃)ThCO2(℃)Thtotal(℃)KN211顺层产出石英脉,Q1L-V6.45～10.40(9)—151～350——2.57～11.21(13)KN21切层纯白色石英脉,带有少量褐铁矿化,Q2L-V3.01～63.81(52)-0.1～-0.593～3370.18～0.880.88～0.94—KN26纯白色石英脉,Q2L-V3.02～20.41(51)-0.2～-0.6113～3260.35～1.060.79～1.013.01～6.32(10)154～234碳质—— —2.75～9.85(17)-57.0～-62.16.0～21.6—KN85纯白色石英脉Q2L-V1.69～5.12(6)—159～186———KN98纯白色石英脉,Q2L-V2.53～11.33(25)-0.2～-2.1150～2750.35～3.550.94～0.982.81～4.52(3) —145～221KN12眼球状、透镜状石英,Q2L-V3.14～18.84(42)-0.5～-5.4105～3190.88～8.410.81～1.04—

4 氢氧同位素

水是成矿流体的基本组成部分，氢氧同位素是区分水的来源及示踪其演化历史的重要示踪剂。本次选择测试共计挑选5件样品，来探讨克乃特糜棱岩带铜金矿化成矿流体的来源及其演化。

从结果可以看出，顺层石英脉中流体的δD变化于-113.3‰～-124.3‰，计算得到平衡流体的δ18O值集中在8‰～10.1‰；切层石英脉中流体的δD变化于-97.2‰～-101.3‰，计算得到平衡流体的δ18O值集中在7.8‰～11.5‰。在δ18O-δD图解上(Sheppard，1977)(图6、表2)，投点落在岩浆水和变质水下方，表明其热液可能来源于岩浆水或者变质水，综合克乃特铜金矿化区流体包裹体总体上中低温、低盐度，含CO2，显示变质热液水来源的特征。因此，克乃特Cu-Au多金属矿化区成矿流体总体属于变质热液，可能受到少量大气降水的混入。

5 讨论

前人研究认为，古代热水沉积矿床(陈衍景，2010)和现代大洋海底喷流沉积矿床(Luders，et al.,2001)的成矿流体主要为海水参与的浅成流体，显示出低盐度、低密度、几乎不含CO2的流体特征，成矿温度范围140～280℃。近年来，学者对麦兹盆地的可可塔勒铅锌矿、克兰盆地的乌拉斯沟铜矿、萨尔阔布金矿(徐九华等，2011；秦雅静等，2012)、铁木尔特铅锌铜矿(王琳琳等，2012；杨蕊等，2013)研究发现：该矿床的铜、金矿化阶段成矿流体具有富CO2、中温、低盐度、低密度的变质流体特点，与早期喷流-沉积铅锌成矿阶段流体特征明显不同，推测麦兹盆地至少发生了2次以上的成矿作用期。

图5 克乃特流体包裹体激光拉曼探针谱峰图Fig.5 Representative Raman spectra of fluid inclusions from the Kenaite

样品号样品特征 均一温度(°C)δDV-SMOW(‰)δ18OV-SMOW(‰)δ18OH2O(‰)KN07KN11顺层石英脉300-113.310.13.2290-124.380.7KN21KN26KN36切层石英脉241.5-99.47.8-1.5205.8-97.28.2-3.0190-101.311.5-0.7

注:据核工业部地质研究所测试。

研究表明，克兰—麦兹盆地存在401～412Ma和204～260Ma 2个成矿集中期(董永观等，2012；刘伟，2014；郑义等，2014)。结合阿尔泰南缘的区域构造演化过程，认为克兰—麦兹盆地经历了泥盆纪洋陆俯冲体制弧后盆地的VMS型铅锌成矿事件和晚二叠—三叠纪碰撞造山后板块伸展的构造变形作用的铜金热液成矿事件。变质热液成矿事件，不仅对早期VMS型层状矿体叠加改造，也可以形成独立的脉状造山型矿床，对区域成矿规律和找矿方向具有重要的意义。

克乃特地区铜金矿化的成矿流体具有中低温、低盐度、低密度、含CO2变质流体，因此，在克乃特地区进行矿产潜力评价，在关注WMS型矿床的勘查工作，也需重视与变质热液成矿事件有关的铜金矿化评价。

6 结论

(1)克乃特糜棱岩带铜金矿化区包括富液相L-V两相水溶液包裹体、碳质包裹体和单相水溶液包裹体三种流体包裹体。顺层石英脉均一温度主要集中在260～300℃，切层石英脉均一温度主要集中在160～200℃。碳质包裹体三相点温度为-57.0～-62.1℃，平均-59.6℃，部分均一温度为11.3～30.2℃，平均温度17.5℃。

(2)激光拉曼探针分析测试表明，L-V型包裹体中的L主要为水溶液，V主要为水蒸气，不含有其他挥发份；LCO2单相碳质包裹体主要为CO2谱峰，微量CH4，与显微测温基本吻合。

图6 克乃特Cu-Au矿化区流体δ18O-δD体系图Fig.6 The fluid δ18O-δD system diagram from Kenaite Cu-Aumineralization area

(3)克乃特糜棱岩带铜金矿化区成矿流体具有中低温、低盐度、含CO2的变质流体特征。

(4)克兰—麦兹盆地存在泥盆纪洋陆俯冲体制弧后盆地的VMS型成矿和晚二叠—三叠纪碰撞造山后板块伸展的构造变形作用的铜金热液成矿事件。变质热液成矿事件，不仅对早期VMS型层状矿体叠加改造，也可以形成独立的脉状造山型矿床，是该地区矿产评价的又一主攻矿产类型。

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Mineralized Fluids Characteristics of Cu-Au Ore District in Kenaite Mylonite Belt of Fuyun, Xinjiang

WEI Xiaofeng1, YIN Yuanjun1, LIU Zequn2, YANG Kai3, XU Jiuhua3,CHENG Zhilong1, DING Rufu1

(1. Beijing Institute of Geology for Mineral Resources, Beijing 100012, China; 2. Beijing Geological and Mineral Exploration and Development Co.Ltd, Beijing 100000, China; 3. Resource Engineering Department, University of Science and Technology Beijing, Beijing 100083, China)

The study area is located in Keketale Pb-Zn metallogenic belt in southeast of Maizi basin, Xinjiang. Studies on aqueous fluid inclusions in the quartz veins related to Cu-Au mineralization demonstrate that the total homogenization temperatures are concentrated in the range of 160-200 ℃, while the salinity is 0.18%-8.41%, the fluid density is 0.79-1.04 g/cm3, and the fluid inclusions components are mainly H2O and CO2, with minor CH4. The fluids were derived from metamorphic fluids and mixed with a little meteoric water. The fluids of Cu-Au mineralization period were metamorphic fluids with medium-low temperatures, medium-low salinities, medium-low density and CO2enrichment. The metallogenic fluids are different from the marine water fluids of VMS Pb-Zn mineralization period from the ocean-continental subduction back-arc basin, whose features are medium-low temperatures, low salinities, low density and hardly contain any CO2. It shows that this region did exist later-fperiod metallogenic events related to orogenic-metamorphic hydrothermal process, which has enlightening significance for prospecting evaluation in this area.

metallogenic fluids; Cu-Au mineralization; Maizi basin

2015-03-10；

2015-05-04

中国地质调查局矿产调查项目“新疆富蕴县克乃特铜多金属矿调查评价”(1212011085020)

卫晓锋(1981-)，男，中级工程师，从事矿产勘查方面的工作。E-mail:yanchixiaowei@163.com

P588.33;P618.41

A

1009-6248(2015)03-0262-09