达亚纳石英脉型钨钼矿床流体包裹体特征

魏珺琛，蔡明海，张含，郑浩，邵主助，曹江帅，刘嘉兴



达亚纳石英脉型钨钼矿床流体包裹体特征

魏珺琛，蔡明海，张含，郑浩，邵主助，曹江帅，刘嘉兴

（广西大学资源环境与材料学院，南宁 530004）

达亚纳钨钼矿床是近年来内蒙古东乌旗-嫩江成矿带西南端的一个中小型石英脉型钨钼矿床。通过对主成矿阶段石英脉中的流体包裹体进行了显微测温研究表明，其流体包裹体主要类型有NaCl-H2O型、CO2-H2O型和含子晶包裹体；显微测温实验结果表明成矿流体主要表现为中-高温，中-低盐度特征。对流体包裹体的分析发现成矿具有多期次，脉动式热液充填成矿特点，可将成矿热液划分为五期热液活动，前三期为成矿期热液活动，后两期为成矿后热液活动。达亚纳钨钼矿成矿机制为流体混合沉淀成矿。

钨钼矿床；石英脉型；流体包裹体；达亚纳

达亚纳黑钨（钼）矿矿田位于内蒙古锡林廓勒盟东乌旗旗政府北西20km处，是一个主要以石英脉型黑钨矿为主，同时伴生有辉钼矿的中小型矿田。2011年内蒙古自治区矿产实验研究所在达亚纳矿区开展了1∶25 000地质勘查和地球化学测量工作。2013年至今，勘查工作者们对勘查区内的地球化学异常进行查证，发现了地表出露有较好的黑钨矿矿石，并陆续完成了预查和普查工作。向安平等[1]、杨文生等[2]对达亚纳黑钨（钼）矿床进行了同位素和锆石的年龄测定，并探讨了矿床成因和构造背景，初步阐明其成矿年代和矿床成因。由于达亚纳钨钼矿是一个近年来才开始进行勘查和研究的新矿床，前人研究资料较为匮乏，本文通过对达亚纳矿床成矿流体包裹体的研究，为进一步研究达亚纳矿床成矿因素以及后期找矿提供新的依据。

1 区域地质背景

达亚纳黑钨（钼）矿位于东乌旗-鄂伦春褶皱带中部，区域南部主构造线嫩江断裂近东西向穿过，控制区域主构造。矿区位于内蒙古东部的草原地带，大部分地区为第四系所覆盖。该区出露地层主要有：泥盆系下中统泥鳅河组（D1-2n），石炭系格根敖包组（C2g）。前者岩性为灰绿色、黄绿色、及灰黑色长英质砂岩、粉砂岩、夹泥质粉砂岩、凝灰质砂岩，局部有砾岩和灰岩透镜体；上部夹生物碎屑岩，可见丰富的腕足、珊瑚类化石。后者主要为安山质熔岩、凝灰质碎屑岩和英安质火山碎屑岩，局部夹生物灰岩透镜体，可见腕足类和少量植物化石（图1）。

图1 达亚纳区域地质图（据课题组填图资料）

区域主体构造线为NEE向，以褶皱构造为主，发育NE向逆断层，NW向正断层和平推断层。褶皱在区域内广泛发育，其总体为一个背斜和一个向斜构成的NEE向同斜倒转褶皱，还有其他小的层内褶皱。背斜核部为泥盆系泥鳅河组沉积砾岩，两翼为石炭系-二叠系格根敖包组；向斜核部为格根敖包组沉积岩，两翼为石炭系-二叠系格根敖包组沉积岩和火山碎屑岩。区内断裂主要为NE向逆断层，NW向正断层和平推断层，以及近SN向断裂，其中NE向断层规模较大。其中NE向和近SN向断层有矿化和蚀变现象，蚀变主要有绢云母化、硅化、绿帘石化等，矿化有黄铁矿化、闪锌矿化等。NW向断裂填充有石英二长岩和闪长岩，无蚀变和矿化。区域有NE向发育的石英斑岩脉和花岗斑岩脉，沿岩脉及断裂破碎带可见硅化、黄铁矿化、绢云母化蚀变，蚀变带有弱的金矿化，其品位较低。区域构造控制区域地层、岩浆岩空间分布，次级构造控制矿化带空间分布情况。

区域岩浆岩主要为石英闪长岩、黑云母花岗岩及石英斑岩，以及零星出露的闪长岩和斑岩。区域岩体规模一般不大，成不规则状发育。

区域矿化与岩体关系较为密切，其矿化主要有与低温浅成热液有关的铅锌银矿化、与闪长岩有关的铅锌矿化、与花岗岩有关的钨钼矿化和与褪色化硅化有关的金矿化。其中，钨钼矿化与花岗岩有关，铅锌矿化与石英闪长岩有关，金矿化与石英斑岩有关。

2 矿床地质特征

矿区构造多发生于成矿前，与主矿体关系较小（图2）。主要容矿构造为黑云母花岗岩岩体内的近南北向裂隙，其长约300～600m，倾角60〫～80〫，为岩体冷凝过程中产生的原生张裂隙。矿区主要含矿石英脉充填在该裂隙中，其边部发育有南北向次级裂隙，被石英细网脉所充填。

图2 达亚纳矿区地质简图（据课题组填图结果）

1-格根敖包组砂岩；2-黑云母花岗岩；3-石英斑岩；4-断层；5-钨矿脉及编号；6-勘探线

图3 达亚纳矿床07号勘探线剖面图

矿区出露岩体主要为石英斑岩（γπ）和黑云母花岗岩（γ51），前者主要出露在矿区中部，面积约0.5km2，为不规则圆形出露地表，向下有增大的趋势，表层有风化，下部保存完好；后者为中粗粒花岗结构，块状构造，斑状结构，岩石矿物中钾长石约占65%。含黑钨矿石英脉产出在黑云母花岗岩岩体内或岩体与地层的接触带，边界清晰。围岩蚀变不均匀，主要有云英岩化、硅化、绢云母化、钾长石化、钠长石化等，靠近黑钨矿石英脉的蚀变强烈，随着距离增大逐渐减弱。

地表已经出露的黑钨矿矿脉有五条，他们呈近SN向平行分布，矿脉脉体平直，局部膨大，宽窄不均，其长度尚未探明。矿体走向SN，倾向E，倾角约75〫。垂直方向上矿体呈透镜体状，从上向下先变宽再变窄，深度约为300m左右（图3）。

矿石矿物主要为辉钼矿和黑钨矿，其次可见少量白钨矿；脉石矿物主要为石英，其次可见部分白云母。辉钼矿呈侵染状或沿石英脉边缘连续分布，局部可见辉钼矿团块，大小约3~5mm，个别大小3~10mm。黑钨矿主要在石英脉中呈团块状、细脉状连续分布，团块大小约3~10mm，个别可达20mm。

根据野外观察及室内镜下矿相学研究，可将达亚纳钨钼矿床划分为四个成矿阶段：石英-白云母阶段、石英-辉钼矿阶段、石英-黑钨矿阶段、纯石英阶段；石英-辉钼矿阶段和石英-黑钨矿阶段为主成矿阶段。

1）石英-白云母阶段，该阶段为达亚纳钨钼矿矿化早期蚀变阶段，主要产生石英和白云母，同时有部分钾长石、钠长石等矿物。据钻孔岩芯揭露，较大矿脉下部常见钠长石化和钾长石化交替出现，钾长石多为板状、脉状，其颗粒粒度较大，不同于花岗岩结晶颗粒，局部见钾长石与白云母共生。

2）石英-辉钼矿阶段，该阶段主要为辉钼矿大量出现阶段，同时可见少量黄铁矿。辉钼矿主要为细鳞片状集合体，其矿化有两种形式，一种呈侵染状或小团块状分布于花岗岩内，一种呈不规则团块状分布于石英脉中。辉钼矿石英脉多与钾长石、白云母共生产出，局部可见钾长石、白云母、辉钼矿、黑钨矿共生，同时室内镜下观察发现，黑钨矿穿插辉钼矿与黑钨矿被辉钼矿包含现象同时存在（图4），表明石英-辉钼矿阶段后期，有一定时期的辉钼矿、黑钨矿共生现象。

3）石英-黑钨矿阶段，该阶段为黑钨矿主要形成阶段，一般为自形-半自形晶形，针状、板柱状晶体，其共生金属矿物有少量白钨矿、黄铜矿、黄铁矿等。在空间上，黑钨矿与石英脉密切共生，也有少量纯黑钨矿脉直接产出与花岗岩内。钨矿化与钼矿化并无截然界线，钼矿体常出现于钨矿体两侧，镜下可见黑钨矿穿插辉钼矿。在成矿过程中，石英-辉钼矿阶段和石英-黑钨矿阶段为主成矿阶段。

4）纯石英阶段，该阶段主要为石英发育形成阶段，其主要以脉状、不规则团块状产出。石英脉中不含有金属矿物，以纯石英的形式出现。此阶段矿化不发育，为成矿晚阶段。

3 流体包裹体研究

采自该矿床的地表及钻孔共计8个包裹体测温片，其中来自地表含矿石英脉样品4件，钻孔含矿石英脉样品3件，无矿石英脉1件。首先将双面抛光厚度约为0.3mm的包裹体测温片置于显微镜下观察，用于寻找包裹体并利用岩相学特征进行鉴定，划分包裹体成因类型和组合特征。然后进行包裹体测温实验，所用实验仪器为英国LinkamTHM600型号冷热台与德国LeicaDM2700P（摄像头为Micropublisher5.0RTV）偏光显微镜匹配，冷冻数据：0～-196℃，加热数据：0～+600℃，精度分别为±0.2℃和±1℃。冷冻法测定包裹体冰点温度，均一法测定均一温度。

图4 主要矿物结构

Mot：辉钼矿；Wol：黑钨矿

3.1 流体包裹体类型和特征

达亚纳黑钨矿石英脉中发育有大量原次生流体包裹体，形态多为负晶形，椭圆形，多边形及不规则形。根据室温下流体包裹体的物理相态和测温数据，可分为：NaCl-H2O型（A类）、CO2-H2O型（B类），作为主要研究对象（图5、图6）。

1）NaCl-H2O型包裹体（A类）：此类型包裹体主要由NaCl和H2O组成,分为单相型（A-1）、两相型（A-2）和含NaCl子晶的两相包裹体（A-3）。

表1 两相NaCl-H2O型包裹体参数

表1 两相NaCl-H2O型包裹体参数 样品编号包裹体特征测试个数（个）初熔温度（Tfm）℃冰点温度（Tm）℃均一温度（Th)℃盐度（Wt.%NaCl）密度（ρ）g/cm3 长轴（μm）气液比 D04-52～415%～48%21-28.2～-21.7-5.8～-1.7219.7～335.92.90～8.950.73～0.87 D05-11～510%～50%15-25.6～-20.9-6.0～-1.3175.8～310.42.24～9.210.75～0.94 D06-62～518%～40%33-28.8～-20.4-5.9～-0.6221.4～337.81.05～9.080.65～0.89 D08-11～910%～50%21-25.1～-22.8-4.4～-0.2192.6～276.40.35～7.020.77～0.93 Zk0804-21.5～78%～56%17-29.6～-18.7-5.6～-1.4223.1～323.42.41～8.680.73～0.87 Zk1106-21.5～75%～32%5-26.7～-21.3-3.8～-1.6170.1～278.62.74～6.160.80～0.94 Zk1106-30.7～610%～48%29-29.9～-17.8-8.2～-0.1187.5～297.10.18～11.700.73～0.91 注：NaCl-H2O型两相包裹体盐度和密度分别采用地球化学数据处理-流体包裹体盐度和流体包裹体密度计算软件（刘斌，1999）0求得。

注：NaCl-H2O型两相包裹体盐度和密度分别采用地球化学数据处理-流体包裹体盐度和流体包裹体密度计算软件（刘斌，1999）0求得。

A-1型：此类型包裹体由LH2O单相组成，形态为多边形及不规则形，长约2~4μm，自由分布。

A-2型：此类型包裹体由LH2O和VH2O两相组成，形态多为负晶形、多边形、椭圆形及不规则形，呈自由状、小群状及线状与其他类型包裹体混合分布。包裹体大小约为1~10μm不等，气相部分占比约为20%~55%，经测温加热后，VH2O相均均一为LH2O相。

A-3型：此类型包裹体由LH2O和VH2O两相及SNaCl组成，发育较少，仅在一个样品中观察发现，子矿物为立方体晶形，体积较小。

2）CO2-H2O型包裹体（B类）：此类型包裹体主要由气相VCO2与液相LH2O组成，形态为负晶形、椭圆形、圆形、多边形和不规则形，呈线状排列、小群状分布及自由分布。包裹体大小约为1~6μm，气相CO2部分约为18%~56%，经测温加热后，VCO2相均均一为LH2O相。

表2 两相含子晶NaCl-H2O型包裹体参数

注：NaCl-H2O两相含子晶包裹体的盐度根据子晶矿物融化温度在NaCl子矿物融化温度-盐度换算表中求得。

3.2 流体包裹体测温数据

1）NaCl-H2O型包裹体（A类），对采自1-5号脉的8件流体包裹体测温片样行显微测温（表1）。

共获得141个两相NaCl-H2O型包裹体测温数据（A-2），其中，初熔温度为-29.9℃～-17.8℃，冰点温度为-8.2℃～-0.1℃，均一温度为170.1℃～337.8℃，主要集中在220℃～320℃之间，经加热后气相均一到液相，盐度ω（NaCl）为0.18%～11.70%，密度为0.65～0.94g/cm3。（表1、表2）

表3 两相CO2-H2O型包裹体参数

注：H2O-NaCl-CO2型包裹体盐度和H2O相密度采地球化学数据处理-流体包裹体盐度和流体包裹体密度计算软件（刘斌，1999）[3]求得。

2）CO2-H2O型包裹体（B类），在对1-5号脉测温时发现，本次测温的包裹体样品中发育有部分的CO2-H2O型包裹体（B类），相关数据见表3。

共获得25个两相CO2-H2O型包裹体（B类）测温数据，其中，初熔温度为-62.2℃～-57.1℃，笼形物温度为0.8℃～9.4℃，完全均一温度为200.4℃～326.6℃，其全部由VCO2均一到LH2O。盐度ω（NaCl）为1.23%～14.67%，密度为0.697～0.956g/cm3。

4 流体包裹体组合（FIA）

引入流体包裹体组合（FIA）的概念，可以使得对流体包裹体的研究更加准确。流体包裹体组合指“岩相学上能够分得最细的有关联的一组包裹体”或“通过岩相学方法能够分辨出来的、代表最细分的包裹体捕获事件的一组包裹体”[4]。FIA概念用于包裹体数据评价依据是：如果FIA内的包裹体捕获了一个均一的流体相，且其体积和成分在捕获后未发生变化，那么这些包裹体就应该有相同的成分、密度和均一温度[5]。利用流体包裹体组合的分析，测试了12个流体包裹体组合：①原生群体分布组（FIA-1、4、5、7）均一温度范围为220℃～340℃；②原生定向分布组（FIA-2、3、11、12）、均一温度范围为265℃～340℃；③次生包裹体组（FIA-6、8、9、10）均一温度范围为150℃～210℃。（表4）。

5 讨论

5.1 成矿流体特征

表4 达亚纳钨钼矿各包裹体组合显微测温结果

对达亚纳钨钼矿流体包裹体的显微测温结果表明，矿区主要大量发育两相NaCl-H2O型包裹体，少见两相CO2-H2O型包裹体和含子晶包裹体。其流体中CO2含量较少。NaCl-H2O型包裹体均一温度主要集中分布在220℃～320℃之间，盐度ω（NaCl）在2.0%～8.0%，密度在0.75～0.92g/cm3。CO2-H2O型包裹体均一温度主要集中分布在260℃～320℃之间，盐度ω（NaCl）在1.0%～9.0%，密度在0.75～0.92g/cm3。包裹体中测得的少量含子矿物包裹体类型，子矿物融化温度均高于450℃，部分包裹体的子矿物在加热过程中一直未见融化，推测可能是由于测温片中的包裹体压力远远小于包裹体捕获时的压力，其压力减小导致融化温度升高所致，此类型包裹体数目较少。同时，将主成矿阶段流体包裹体分开对比分析发现：成矿流体均一温度总体表现为先低后高、多期次叠加；盐度主要表现为成矿时间上先高后低、分布上高低混杂的特点。成矿流体具有明显的多阶段性特征，其盐度具有较大的变化范围，均一温度与盐度并无相互关系，而与密度存在明显负相关关系。

综上所述，石英-黑钨矿阶段具有明显两期热液活动特征，其盐度分布范围较广，并与石英-辉钼矿阶段大致相同，推测两阶段流体均分别发生过等温不同盐度流体混合，流体混合作用是其成矿主要因素。同时在辉钼矿化晚期，黑钨矿化开始出现，两者之间经历过一定程度的共生过程。

5.2 W的成矿机制讨论

CO2在钨的迁移和沉淀中的作用学者们多有不同见解。含有CO2成分是大多数钨矿床的特征[6-12]。然而Ramboz等[13]则认为没有确切证据表明钨是在含CO2的流体中迁移，在一些钨矿床中，流体包裹体成分以水溶液为主，只含微量或不含CO2成分[14-22]。同时，pH值的升高也是黑钨矿沉淀的一种主要机制[23-24]。Wood[25]认为，W在流体中主要以钨酸、钨酸根离子形式迁移，其处于一个酸性环境，在一定温压条件下，在NaCl-H2O溶液中，其浓度可达n×10-3，足可形成钨的热液矿床。流体沸腾或不混溶、与岩体相互反应或流体混合都可能使得其pH值改变，当pH值升高时，W可以沉淀成矿[26]。

图5 两相NaCl-H2O型流体包裹体均一温度和盐度分布直方图

图6 两相CO2-H2O型流体包裹体均一温度和盐度分布直方图

达亚纳钨钼矿中流体主要以NaCl-H2O为主，少见含CO2成分流体包裹体，包裹体盐度分布范围较为广泛，同时包裹体岩相学和显微测温研究并未发现富气相与富液相包裹体共存的现象，且测温时包裹体都均一到液相，故排除其沸腾或不混溶而成矿的可能，推测其过程可能为：早期形成的含矿热液在岩浆作用热力驱动下在岩体内运移，此过程中，发生了成矿热液与大气降水、地壳水的混合作用，以及与岩体的相互反应，其温度、压力等急剧下降，使流体的EH、pH等发生变化，随着流体pH值的升高，以钨酸、钨酸根离子为主的迁移酸性环境向碱性发生变化，同时流体内W的溶解度减小，黑钨矿沉淀成矿[27-29]。

5.3 流体包裹体群组（FIA）分析

处理12组流体包裹体数据发现，原生群组包裹体分别来自220℃～265℃、280℃～325℃、220℃～310℃、280℃～370℃范围；原生定向分布包裹体来自295℃～340℃、265℃～325℃、265℃～310℃、280℃～310℃范围；次生定向包裹体来自150℃～190℃、190℃～210℃、160℃～210℃、190℃～210℃范围。

图8 达亚纳钨钼矿床含矿石英脉中不同FIA的均一温度直方图

对比原生包裹体与次生包裹体发现，次生包裹体温度范围相对较窄且均一温度较低，不同测温片中测得的包裹体群组均一温度具有连续性特征，同一测温片中温度范围跨度不大。分析统计原生及次生包裹体均一温度后可以发现，原生包裹体有三个均一温度范围：220℃～265℃，280℃～310℃，310℃～340℃；次生包裹体有两个均一温度范围：150℃～180℃，190℃～210℃。根据原生包裹体与次生包裹体测温数据结果及其特点，可以将达亚纳钨钼矿床成矿流体分为五期热液活动，即前三期为成矿期热液活动，后两期为成矿后热液活动，总体呈现多阶段、脉动式热液充填成矿特点。

6 结论

1）达亚纳钨钼矿床发育有大量流体包裹体，其中主要为两相NaCl-H2O型包裹体，约占包裹体总数的90%以上，其余发育有少量两相CO2-H2O型包裹体和极少数含子晶包裹体。NaCl-H2O型包裹体的均一温度范围为170.1℃～335.9℃，盐度W（NaCl）范围为0.18%～11.7%，密度范围为0.65～0.94g/cm3；两相CO2-H2O型包裹体均一温度范围为200.4℃～326.6℃，盐度W（NaCl）范围为1.23%～14.67%，密度范围为0.697～0.956g/cm3。成矿流体主要表现为中-高温，中-低盐度特征。

2）达亚纳矿床成矿过程为：早期含矿热液在热力作用下的运移过程中，发生了含矿热液与地壳水、大气降水的混合作用，其温度、压力等发生变化，成矿流体pH值升高，同时流体溶解度降低，钨钼沉淀成矿。

3）根据流体包裹体组合的方法，对达亚纳矿床流体包裹体的分析发现：达亚纳矿床的均一温度呈现出五个温度范围，据此将其划分为五期热液活动；其中前三期为成矿期热液活动，形成原生包裹体，后两期为成矿期后热液活动，形成次生包裹体，为多阶段、脉动式热液充填成矿。

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Fluid Inclusion Geochemistry of the Dayana Quartz Vein Type W-Mo Deposit

WEI Jun-chen CAI Ming-hai ZHANG Han ZHENG HaoSHAO Zhu-zhu CAO Jiang-shuai LIU Jia-xing

(Institute of Resources, Environment and Materials, Guangxi University, Nanning 530004)

The Dayana W-Mo deposit is a mediumsmallquartz vein type one which is found at the southwest end of the Dong Ujimqin-Nenjiang metallogenic belt. This paper deals with fluid inclusion geochemistry of the deposit. The study indicates that the fluid inclusion may be divided into 3 types such as NaCl-H2O, CO2-H2O and Containing crystal types. The homogenization temperature is medium-high. Salinity is medium-low. Hydrothermal activity may be divided in 5 stages. The hydrothermal activity in first three stages was related to the ore-formation. The hydrothermal activity in late two stages was post-mineralization.

W-Mo deposit; quartz vein type; fluid inclusion; Dayana

2017-09-20

魏珺琛（1990-），男，陕西汉中人，硕士研究生，研究方向：成矿规律与成矿预测

P618.65、67

A

1006-0995（2018）02-0245-07

10.3969/j.issn.1006-0995.2018.02.014