西准噶尔铜金多金属矿床成矿流体包裹体研究

刘波（西部黄金克拉玛依哈图金矿有限责任公司 克拉玛依 834000）



西准噶尔铜金多金属矿床成矿流体包裹体研究

刘波
（西部黄金克拉玛依哈图金矿有限责任公司 克拉玛依 834000）

摘要矿物在生长过程中所圈闭的古流体保存了当时地质环境的各种地质地球化学信息，包括温度、压力、pH值、盐度以及成分组成等，包裹体中的物质成分是相关地质过程的密码。通过对流体包裹体中的古流体定性或半定量分析，获得各种数据信息来解释成矿流体在地壳及地幔中的各种地质作用过程。通过在包裹体研究领域中已被承认的均一、等容、封闭体系的假设和前提下，合理选取的样品，对哈图成矿带和包古图成矿带内主要矿床内的石英流体包裹体数据分析对比。结合前人地球化学及流体包裹体研究，总结相似矿床的流体演化过程。从而探讨西准地区铜金多金属矿床流体演化过程，分析南北成矿带的成矿差异，为该区的找矿提供理论依据。

关键词西准噶尔铜金多金属矿床流体包裹体

DOI∶10.16206/j.cnki.65-1136/tg.2016.01.001

1　流体包裹体特征

研究区矿床中石英包裹体均较为发育，包裹体类型多样，以随机分布和成群分布为特点，部分矿床中包裹体呈现定向线性分布特征。富气相包裹体（Ⅰ）、富液相包裹体（Ⅱ）、气液两相包裹体（Ⅲ）、含石盐子晶包裹体（Ⅳ）。

哈图成矿带以安齐断裂为中心到成矿带外带，矿床分布情况如下：哈图金矿→宝贝金矿→克鲁依金矿→鑫源金矿。对矿床石英包裹体形状和分布进行镜下观察分析，并以此分析矿床成矿过程中相应的应力环境，结果如下：

哈图金矿石英流体包裹体形态多样，包裹体直径一般小于3～5 μm，以气液包裹体为主，含少量CO2包裹体，主要分布于矿体的上部富矿部位。包裹体气液比以10%～30%为主。矿体石英多被压扁、拉长，其中包裹体呈拉长状定向排列。很多石英中包裹体极小，甚至分辨不清其中的气泡，或仅为空洞，反映了在挤压环境中形成的特征，该种特征在蚀变岩型矿体石英中包裹体更为突出，原因是靠近安齐断裂，矿体类型为蚀变型矿石。哈图金矿包裹体类型中未见含子矿物包裹体，显示成矿流体的盐度较低；

宝贝金矿：石英中包裹体一般为5～8 μm，主要为气液包裹体，并见有少量气相和液相的包裹体。具压扁拉长现象，部分包裹体呈定向排列，反映了在挤压环境中形成的特征，包裹体冰点在-5.2～-8.7℃，反应了矿床流体低盐度的特征；

克鲁依金矿：石英中包裹体一般为5～10 μm，以气液包裹体为主，包裹体中气泡界线较为清晰，鲜见包裹体压扁拉长现象，反应矿床在成矿过程中处于一种较为张性环境中，流体包裹体冰点较低，也反应了矿床流体的低盐度特征；

最外带的鑫源金矿石英流体包裹体特征与除了包裹体体积更大（一般为5～15 μm）之外，其它特征与克鲁依金矿石英流体包裹体特征类似。

从包裹体形态及分布特征上判断，越是靠近该区主断裂安齐断裂和哈图断裂，矿床石英中流体包裹体个体越小，包裹体多被压扁、拉长，并呈现定向排列现象。而远离安齐断裂和哈图断裂，矿床中石英流体包裹体个体越大，包裹体多呈椭圆状、圆状，且包裹体多呈无序分布。

因此，对于哈图成矿带来说，越靠近该区主断裂安齐断裂和哈图断裂，矿床所处构造环境为较强的构造挤压环境，而远离主断裂区域，构造挤压减弱，或转换为以张性为主导的构造环境中。

包古图成矿带矿床石英包裹体以气液两相包裹体最为多见，包裹体直径大小3～15 μm，以随机分布和成群分布为特点，形状有圆状、椭圆形、长条形、菱形及不规则状。其中吐克吐克斑岩铜矿石英包裹体直径大小主要在6～10 μm，阔个沙也金矿石英包裹体直径大小主要在5～8 μm。

2　流体包裹体测温

目前的包裹体测温方法主要有均一法和爆裂法两种，本论文采用均一法进行测温。

本实验采用红外显微镜对矿床石英流体包裹体进行观测，其主体显微镜为OlympusBX51，采用普通光源，其红外光谱TV成像摄像仪HAMAMAT⁃SUC2741-03/ER成像光波范围为0.4～2.2 μm。由于红外光不被矿物吸收，从而透过矿物到达成像仪转换为电信号，在计算机中成像。流体包裹体的均一温度和冰点测定使用LinkamM DS600显微微热台。该加热台的测温范围为-196～600℃，测温精度为±0.1℃。

测试时，先以20℃/min的速率降温至-80℃左右冷冻，再升温，升温速率为15～20℃/min，当温度小于20℃时，速率降至5℃/min，在150℃以上，升温速率为10℃/min，相变点速率为1℃/min。

哈图成矿带矿床成矿温度：第一阶段320～330℃；第二阶段260～290℃；第三阶段178～200℃。

传统语言学将隐喻看作是一种修辞手法，但认知语言学则认为，隐喻不仅仅是一种语言现象，它还是一种更为广泛的认知范畴，是人类基本的思维和认知方式，是人类形成、组织和表达概念的基础和手段。

包古图成矿带矿床成矿温度：第一阶段300～350℃；第二阶段160～190℃。

表1　流体包裹体显微测温结果

图1　哈图成矿带矿床石英流体包裹体温度直方图

图2　包古图成矿带矿床石英流体包裹体温度直方图

3　流体包裹体盐度特征

对于盐度值在0～23.3wt%的流体包裹体，直接利用Bodnar（1993）根据Hall等（1988）提出的公式计算近似值。Hall计算盐度的公式为：

W=0.00+1.78Tm-0.0442Tm2+0.000557Tm3

式中，W为NaCl的百分比含量；Tm为冰点下降温度（℃）。

对于含盐度大于23.3wt%的流体，应该利用Na⁃Cl熔化温度和盐度的关系式计算：

W=26.24+0.4928ф+1.42ф2-0.223ф3+0.04129ф4+ 0.006295ф5-0.001967ф6+0.0001112ф7

上式的应用范围为0.1≤T≤801℃，其中ф=T/100 （T为NaCl子矿物消失温度℃）。

图3　哈图成矿带矿床石英流体包裹体盐度直方图

图4　包古图成矿带矿床石英流体包裹体盐度直方图

4　成矿压力及深度

针对实验所得出的流体包裹体的盐度较低的特点，本文采用Hass（1976）的经验公式估算成矿流体的捕获压力和成矿深度，具体公式为：

T0=374+920×N，℃；P0=219+2 620×N，105Pa；H0= P0×1/300×105，km；P1=P0×T1/T0，105Pa；H1=P1×1/300× 105，km

式中，T0为初始温度；N为成矿溶液的盐度；P0为初始压力；H0为初始深度；P1为成矿压力；H1为成矿深度。

由此获得的压力值见图5和图6，成矿深度见图7和图8。从图中可以看出，哈图成矿带矿床成矿压力范围为（260～580）×105Pa，包古图成矿带矿床成矿压力范围为（220～500）×105Pa。因成矿过程中二次沸腾现象的存在，从而导致矿床具有较大的温压范围，同时也有利于成矿物质的沉淀。哈图成矿带成矿深度为0.85～1.97 km，平均值为1.26 km，哈图成矿带矿床以中浅成矿床为主；包古图成矿带矿床成矿深度范围为0.80～1.64 km，平均值为1.10 km包古图成矿带矿床主要为浅成矿床。

图5　哈图成矿带矿床成矿压力直方图

图6　哈图成矿带矿成矿深度直方图

图7　包古图成矿带矿床成矿压力直方图

图8　包古图成矿带矿床成矿深度直方图

5　流体包裹体激光拉曼光谱

显微激光拉曼光谱是一种非破坏性测定物质分子成分的微观分析技术，可以快速方便地对单个包裹体进行定性和半定量分析。本文选用非破坏性测定方法对单个包裹体的成分进行测试分析。流体包裹体中通常含有气体、液体和固体多种形式的组份，流体包裹体中只有有限数量的成分能够通过拉曼光谱仪进行半定量分析，更多成份是通过光谱特征峰确定它们的存在。目前可以用显微激光拉曼光谱定性或半定量分析测试的流体包裹体成分如下∶

液体成分（室温）定性∶HSO4-、HCO3-、SO42-、HS-、H2O、H2S。

气相或临界成分（室温）定性∶CO、CO32-、He、SO2、Ar。

半定量∶CH4、CO2、H2S、O2、N2、C3H8、C2H2H2。

实验在中国地质大学（武汉）激光拉曼实验室的Renishaw MK1-1000型显微激光拉曼光谱仪上进行。测定使用的激发源为美国光谱物理公司生产的氩离子激光器，其激光波长为514.5 nm，聚焦在样品上的激光功率为2～4 mW。设定测试时间为30 s，叠加5次记录。拉曼位移测定的分辨率为0.5 cm-1。记录光谱范围在2 700～4 000 cm-1之间。整个测试过程在常温常压下完成的。本文总共选取两个成矿带上5个矿床中的7个样品，共24个测点，测试结果见表2。

6　结论

对西准地区流体包裹体的研究得知，哈图成矿带矿床主要以中温成矿为主，成矿温度集中在240～270℃，成矿压力集中在（280～520）×105Pa，成矿深度主要集中在1.2～1.8 km；而包古图成矿带矿床成矿以低温或中低温为主，成矿温度180～220℃，成矿压力集中在（250～500）×105Pa，成矿深度集中在1.1～1.5 km。

对西准地区主要矿床不同成矿阶段石英流体包裹体激光拉曼光谱分析可知，哈图成矿带上的哈图、宝贝、鲁克依、鑫源和远景金矿床金矿体的石英流体包裹体均为H2O-CO2-CH4±N2体系，流体中普遍富含CO2，缺少CH4，可能指示成矿流体来源于上地幔较浅部位。包古图成矿带上的包古图铜矿床和阔个沙也金矿石英流体包裹体主要为H2O-CH4±N2体系，其成矿流体中富含CH4，缺少CO2，表明成矿流体可能来源于上地幔较深部位。

流体演化过程：地幔岩浆热液沿着断裂运移通道向上迁移，环境压力的突然降低，使得流体二次沸腾发生不混溶作用，挥发性的CO2和CH4与液相水溶液分离，同时，随着温度的降低，CO2与CH4也可发生还原反应，流体中氧逸度降低，pH值增大，在成矿中-晚期，同时还有大气降水的混入，从而使得含金、铜硫络合物分解，成矿金属沉淀出来。这也是两个成矿带成矿流体均显示早期高温高盐度的而中-晚期成矿流体温度和盐度下降的原因所在。

参考文献

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收稿：2015-12-21