随枣北部钼矿流体包裹体特征及成矿条件

孙祥民， 向祥辉， 肖宝珠， 练作平， 戴绍杰， 朱小平

(湖北省地质局 第八地质大队,湖北 襄阳 441002)

随枣北部处在东秦岭钼矿聚集区和西大别钼矿聚集区之间的桐柏造山带,具有良好的钼矿成矿环境条件及找成矿前景。目前已发现钼矿(化)地10处,其中,钼独立矿产地4处：随州黄家沟中型钼矿床、尖水田小型钼矿床、张庄钼矿点和六冠顶钼矿化点；钼作为共生组分的矿产地有3处：随州吴山小型铜钼矿床、戴家湾金钼矿点和枣阳枣扒银钼矿点；钼作为伴生组分的矿产地有3处：随州鸡鸣山金矿点、温家寨金铜矿点和枣阳油坊塆金银矿点。

随枣北部已发现的钼矿(化)地主要分布在新—黄剪切带中及两侧。随州黄家沟中型钼矿床、尖水田小型钼矿床位于新—黄剪切带北东侧,其余处于新—黄剪切带中及南西侧,其中枣阳枣扒银钼矿点、枣阳油坊塆金银矿点、温家寨金铜矿点、随州鸡鸣山金矿点、随州吴山小型铜钼矿床位于吴山—太山庙剪切带两侧。随州黄家沟中型钼矿床、尖水田小型钼矿床处在桐柏杂岩表壳岩中；枣阳枣扒银钼矿点、枣阳油坊塆金银矿点、随州鸡鸣山金矿点位于中生代花岗岩内；戴家湾金钼矿点、张庄钼矿点、六冠顶钼矿化点、温家寨金铜矿点和随州吴山小型铜钼矿床矿区地层为南华系武当群和耀岭河组,但均在中生代花岗岩附近(图1)。

图1 随枣北部钼矿床(点)分布图
Fig.1 Distribution map of molybdenum deposits (points) in the north of Suizao

1.秦岭增生带;2.桐柏杂岩;3.高压变质带;4.随南逆冲推覆带;5.草店中生代花岗岩;6.七尖峰花岗岩;7.矿床(点)编号及样品数;8.断裂及编号;9.推测断层。

本次研究选取了21件流体包裹体样品,涵盖了随枣北部的钼和钼多金属矿床(点)。其中,黄家沟钼矿2件,尖水田钼矿5件,枣扒银钼矿点7件,张庄钼矿点5件,戴家湾金钼矿点1件,油坊塆金银矿围岩黑云母花岗岩1件。黄家沟钼矿、尖水田钼矿、戴家湾金钼矿样品采自矿石,枣扒银钼矿点和张庄钼矿点样品采自含辉钼矿的石英脉,油坊塆金银矿点则采自于围岩的粗粒黑云母花岗岩。测试矿物为石英,石英中封存的流体包裹体记载了丰富的流体信息,成为揭示流体性质和演化的理想研究对象[1]。

流体包裹体显微测温由核工业北京地质研究院分析测试研究中心完成,测试仪器为Linkam MDS 600型冷热台,仪器测定温度范围为-196～600 ℃,测量精度在-100～25 ℃为±0.1 ℃,25～400 ℃为±1 ℃,400℃以上为±2℃。对于H2O-NaCl体系包裹体,测定均一温度；对于H2O-NaCl-CO2体系包裹体,测定CO2部分均一温度和完全均一温度。利用刘斌FLINCOR计算机程序计算获得H2O-CO2三相包裹体的压力、气液两相包裹体和CO2两相包裹体的流体密度、压力。

1 流体包裹体类型及显微特征

随枣北部钼矿流体包裹体有以下4种类型：富液相LH2O+VH2O两相水溶液包裹体(L型),富气相VH2O+LH2O两相水溶液包裹体(V型),含子矿物LH2O+VH2O+S三相水溶液包裹体(S型)，含CO2的流体包裹体(C型),C型包裹体又可分为含CO2的LH2O+LCO2+VCO2三相水溶液包裹体(C1型)和含液相CO2的LCO2+VCO2两相包裹体(C2型)。富液相、富气相和含子矿物三相包裹体流体为NaCl-H2O体系,含CO2流体为NaCl-H2O-CO2体系。

黄家沟钼矿床以L型为主(占87.18%),个别为V型和C1型(分别占7.69%和5.13%)；尖水田钼矿床以L型为主(占94.20%),少数为V型(占5.80%)；枣扒银钼矿点以L型和C1型为主(分别占63.71%和30.82%),少量S型(占2.96%)和C2型(2.51%)；张庄钼矿点以L型和C1型为主(分别占65.33%和33.33%),个别S型(占0.67%)和C2型(占0.67%)；戴家湾金钼矿点全部为L型；油坊塆金银矿点主要由L型和C1型包裹体组成,分别占50%和29.17%,少量V型和C2型(分别占16.67%和4.17%)(图2)。不同矿床(点)的流体包裹体类型见表1。

L型：富液相LH2O+VH2O两相水溶液包裹体,是占绝大多数的流体包裹体,LH2O主要为水溶液,VH2O主要为水蒸气(图3-A)。一般与V型、S型和C1型共生,成群成带分布,主要为长椭圆形、纺锤形、麦粒形和不规则形,少数呈负晶形,局部见卡脖子包体,长轴长度一般为4～15 μm；气相百分数为10%～35%,主要集中在20%,经加热后均一成液相。

图2 流体包裹体类型分布图(图上数字为包裹体个数)
Fig.2 Distribution of fluid inclusion types

表1 流体包裹体类型、特征Table 1 Types and characteristics of fluid inclusions

V型：富气相VH2O+LH2O两相水溶液包裹体,LH2O主要为水溶液,VH2O主要为水蒸气(图3-B),发育较少。一般与L型、S型和C型共生,成群成带分布,主要为椭圆形,少数为负晶形和不规则形,长轴长度一般为6～15 μm；气相百分数一般为60%～90%,加热后一般均一成气相。

S型：LH2O+VH2O+S三相水溶液包裹体,LH2O主要为水溶液,VH2O主要为水蒸气,S为子矿物,根据子矿物晶形判断,可能为石盐晶体。该类包裹体在石英中随机分布,周围常同时出现L型、V型包裹体,主要为椭圆形、长条形和不规则形等,长轴长度一般为8～12 μm(图3-C)。

C型：包括C1型和C2型。C1型为LH2O+LCO2+VCO2三相水溶液包裹体(CO2-H2O型),根据室温(20 ℃)条件下的相态特征,判断LH2O为水溶液,LCO2为液相CO2,VCO2为气相CO2,在室温下从包裹体中心向外依次为气相CO2、液相CO2和盐水溶液,显现出“双眼皮”特征,其中气相CO2体积大约占包裹体总体积的25%～80%,包裹体的充填度呈现较大的变化,这是典型的相分离现象[1-2],周围常同时出现L型、V型和S型包裹体,主要呈圆形和椭圆形等,长轴长度一般为5～20 μm(图3-D)。气相CO2在低于31.1 ℃的某个温度下最终均一为液相CO2。C2型为LCO2+VCO2两相纯CO2包裹体,气相体积约占10%,加热后均一到液相,常与富气相包裹体相伴生,主要呈椭圆形,长轴长度一般4～9 μm；气相CO2在低于31.1 ℃的某个温度下最终均一为液相CO2。

图3 石英流体包裹体显微照片
Fig.3 Micrograph of fluid inclusions in quartz

A—L型.富液相两相包裹体；B—V型.富气相两相包裹体；C—S型.含子矿物三相包裹体；D—C型.含液相CO2三相包裹体。

综上所述,中生代花岗岩及花岗岩附近的枣阳枣扒银钼矿点、张庄钼矿点、枣阳油坊塆金银矿点(围岩)具有相同和相似类型的流体包裹体,但枣阳油坊塆金银矿点无含子矿物包裹体,含富气相包裹体；桐柏杂岩表壳岩中的随州黄家沟中型钼矿床、尖水田小型钼矿床具相似的流体包裹体类型,但尖水田小型钼矿床无含CO2三相包裹体；位于新—黄剪切带内的戴家湾金钼矿点仅含富液相包裹体。

2 流体包裹体均一温度、盐度

2.1 流体包裹体均一温度

黄家沟钼矿床分布有富液相包裹体(L型)、富气相包裹体(V型)和含CO2三相包裹体(C1型)。富液相包裹体均一温度以低中温为主,分布区间158～237 ℃、267～315 ℃,峰值170～180 ℃、290 ～300 ℃。富气相包裹体均一温度介于314～389 ℃,属高温流体。含CO2三相包裹体部分到CO2液相,部分均一温度27.9～30.9 ℃,完全均一到H2O相的温度范围297～307 ℃,属中、高温流体体系(图4-A)。

尖水田钼矿床均为气液两相包裹体,测温结果显示以中高温为主,分布区间126～158 ℃、171～296 ℃、316～400 ℃,中高温样品占71.01%(图4-B)。富气相包裹体均一温度分布在363～477 ℃,同一样品中,富气相和富液相包裹体共生,均一温度变化范围相近,均一方式相反,表明流体发生过沸腾作用。

枣扒银钼矿点气液两相包裹体均一温度范围153～389 ℃,峰值180～200 ℃、290 ℃,以中高温为主；含子矿物富液相包裹体，均一温度介于271～389 ℃,偏高温,温度分布分散(图4-C)。CO2三相包裹体完全均一温度整体较高,除个别样品外,都处于高温范围内(300～420 ℃)(图4-C、D)；CO2两相和三相包裹体部分均一温度介于22.5～31.2 ℃之间,集中于25.7～31.2 ℃,峰值接近CO2的临界温度31.15 ℃,一般均一到液相(图4-E)。CO2三相包裹体部分均一温度1个样品超过了CO2的临界温度31.15 ℃,表明包裹体不是纯CO2,而是含有其他物质成分。

张庄钼矿点富液相包裹体均一温度介于104～247 ℃,平均185 ℃,峰值170～200 ℃,基本呈正态分布(图4-F)；仅1件样品具含子矿物包裹体,均一温度498 ℃；CO2三相包裹体完全均一温度179～431 ℃,集中于200～290 ℃和300～370 ℃,近似正态分布,峰值250～300 ℃(图4-G)；CO2两相和三相包裹体部分均一温度范围15.1～31.1 ℃,峰值29～31 ℃(图4-H)；CO2两相包裹体不发育,仅取得1个测试数据,部分均一温度为25.9 ℃。

戴家湾金钼矿点由富液相包裹体组成,均一温度介于111～213 ℃,峰值111～130 ℃,总体处于低温范畴(图4-I)。

油坊塆金银矿点围岩(花岗岩)包裹体均一温度总体以高温为主,各类包裹体中,300 ℃样品占75%。气液包裹体均一温度范围205～382 ℃,平均301 ℃,集中于320～370 ℃,峰值330 ℃；含CO2三相包裹体完全均一温度介于325～398 ℃(图4-J),部分均一温度26.8～29.5 ℃；CO2两相包裹体部分均一温度范围24.1～24.9 ℃,明显低于CO2的临界温度,反映了CO2包裹体可能含其他挥发性组分。

流体包裹体测温结果表明：随枣北部各矿床(点)均一温度范围、平均温度和峰值温度及不同类型包裹体的温度范围、平均温度和峰值温度差异较大(表2、图4)；同一矿床(点)中,富气相包裹体平均温度最高,含子矿物包裹体平均温度次高,含CO2三相包裹体次之,富液相包裹体最低；不同矿床(点)同一类型包裹体均一温度也存在差异,富液相包裹体均一温度平均值和峰值中尖水田钼矿床和枣扒银钼矿点温度最高,其次为黄家沟钼矿床,张庄钼矿点和戴家湾金钼矿点均一温度最低；富气相包裹体均一温度均值和峰值中尖水田钼矿床高于黄家沟钼矿床；含CO2三相包裹体完全均一温度均值和峰值中枣扒银钼矿点最高,其次是张庄钼矿点,黄家沟钼矿床最低；含子矿物流体包裹体均一温度均值和峰值中张庄钼矿点高于枣扒银钼矿点。

表2 石英流体包裹体测温统计表Table 2 Temperature measurement statistics of quartz fluid inclusions

流体包裹体的类型和均一温度特征,反映了成矿流体发生过沸腾和分离作用。黄家沟钼矿床富气相包裹体、富液相包裹体和含CO2三相包裹体同时存在,且均一温度处于同一温度范围内(290～390 ℃),说明黄家沟钼矿床的成矿流体发生过沸腾和分离作用；尖水田钼矿床同一样品中,富气相包裹体和富液相包裹体共生,均一温度变化范围相近(360～390 ℃),均一方式相反,表明流体发生过沸腾作用。根据黄家沟和尖水田钼矿床富液相包裹体和富气相包裹体流体沸腾的共存关系,推测其成矿温度在290～390 ℃之间,属高温成矿环境。

枣扒银钼矿点和张庄钼矿点富液相包裹体、含子矿物流体包裹体、CO2两相包裹体和含CO2三相包裹体共存,表明原始的成矿流体主要为NaCl-H2O-CO2体系,该体系可能在300～400 ℃时,因温度和压力不断降低使得原始组分相对均一的流体发生不混溶分离,先分离出相对低密度的挥发性高的CO2-H2O组分(主要为气相流体包裹体和纯CO2包裹体)；而含有液态CO2的三相包裹体则为原始未分离的成矿流体。

戴家湾金钼矿点由富液相包裹体组成,峰值温度介于111～130 ℃,总体处于低温范畴。

随枣北部与钼相关的矿床(点)矿质钼的富集程度与流体的沸腾作用关系密切,除戴家湾金钼矿点外,赋存于中生代花岗岩及花岗岩附近的钼矿与桐柏杂岩表壳岩中钼矿成矿流体温度的成矿温度基本一致,属高温成矿环境。

2.2 流体包裹体盐度

成矿流体的盐度w(NaCleq)可划分出3个范围：低盐度区1%～10%；中盐度区10%～24%；高盐度区30%～60%[3]。随枣北部各矿床(点)盐度依流体包裹体类型不同,其含盐度也存在差异。

黄家沟钼矿床主要存在低盐度和中盐度两类包裹体,低盐度包裹体主要是含CO2三相包裹体和部分气液两相包裹体,盐度范围一般<4%,中盐度流体包裹体为气液两相包裹体,盐度范围14%～15%,以中盐度流体为主(图5-A)；尖水田钼矿床流体包裹体全部为气液两相包裹体,盐度主要分布于三个区间：0%～5%、8%～9%、14%～15%,分别占流体包裹体总数的58.46%、15.38%和26.15%,以低盐度流体为主体(图5-B)；枣扒银钼矿点富液相包裹体和含CO2包裹体盐度以低盐度为主,一般盐度<5%,约占流体包裹体总数的85%,含子矿物流体包裹体属高盐度体系,盐度介于35.99%～46.37%,分布离散(图5-C)；张庄钼矿点流体包裹体盐度主要分布于低盐度区间,富液相包裹体盐度范围0.35%～4.98%,含CO2三相包裹体盐度分布离散,盐度范围2.04%～9.79%,集中于4%～5%之间,含子矿物流体包裹体分布较少,仅局部发育,盐度高达59.76%,处于过饱和状态(图5-D)；戴家湾金钼矿点由富液相包裹体组成,盐度分布离散,在三个分布区间,盐度分别为0.18%～0.53%、7.7%～8.98%、10.62%～10.77%,为中盐度体系(图5-E)；油坊塆金银矿点花岗岩除发育富液相流体包裹体外,含CO2流体包裹体丰富,盐度分布离散,富液相包裹体盐度分布于三个区间：0.53%，7.73%～8.86%，11.75%～11.89%,以中等盐度为主,约占46%,含CO2三相包裹体盐度分布集中,盐度范围8.26%～9.34%。

图4 流体包裹体测温统计图
Fig.4 Statistical diagram of fluid inclusion temperature measurement

A.黄家沟钼矿床；B.尖水田钼矿床；C.枣扒银钼矿点；D.枣扒银钼矿点CO2三相包裹体完全均一温度；E.枣扒银钼矿点部分均一温度；F.张庄钼矿点富液相包裹体均一温度；G.张庄钼矿点含子矿物包裹体均一温度；H.张庄钼矿点含CO2三相包裹体部分均一温度；I.戴家湾金钼矿点富液相包裹体均一温度；J.油坊塆金银矿点围岩(花岗岩)流体包裹体均一和完全均一温度。

图5 流体包裹体盐度统计图
Fig.5 Statistical chart of fluid inclusion salinity

A.黄家沟钼矿床；B.尖水田钼矿床；C.枣扒银钼矿点；D.张庄钼矿点；E.戴家湾金钼矿床；F.油坊塆花岗岩。

流体包裹体的盐度是指包裹体中NaCl的质量分数[4],同一个样品中所测盐度相同的情况下,对应的温度不同：如黄家沟钼矿床中盐度为14.98%的5个包裹体，其温度分别是168 ℃、169 ℃、175 ℃、267 ℃和288 ℃,大致可划分成2组，168～175 ℃和267～288 ℃,两组间最大差值可达120 ℃；尖水田钼矿床中盐度为4.34%的6个包裹体，其温度分别是199 ℃、251 ℃、254 ℃、334 ℃、379 ℃和387 ℃,可划分成4级，199 ℃、251～254 ℃、334 ℃、379～387 ℃,组间最小温差45 ℃,最大温差188 ℃；其他矿床点盐度和温度之间同样存在类似情况,说明同一包裹体具有多次流体侵入事件。随枣北部钼矿床(点)气液相包裹体中富气相包裹体往往盐度较低,可能与沸腾作用有关。随枣北部钼矿床(点)流体包裹体中流体温度不同而盐度变化范围也不大(图6),表现为盐度不随温度的变化而变化,反映流体演化是一个自然冷却加压或升温降压,也可能存在不同盐度的流体等温混合或成矿流体演化经历了地表流体稀释的过程。枣扒银钼矿点含子晶富液相包裹体和张庄钼矿点H2O-CO2包裹体的均一温度与盐度之间均呈正相关关系(图6-C、D),说明流体具有混合作用的过程[5]。

枣扒银钼矿点和张庄钼矿点内含CO2三相包裹体与富液相包裹体、含子矿物富液相包裹体共存,说明成矿流体经历了沸腾作用和不混溶作用；包裹体盐度基本位于<15%(NaCleq)和>30%(NaCleq)两个区间内,是岩浆流体在温压条件下不稳定发生相分离导致[6]。

黄家沟钼矿床富液相包裹体、富气相包裹体和含CO2三相包裹体共存,尖水田钼矿床富液相包裹体和富气相包裹体共存。富气相端元均一到气相，富液相端元均一到液相,且很多包裹体均一温度区间一致,说明其为同时捕获,但在盐度上明显不同,表明存在沸腾和不混溶作用,沸腾作用可能是引起钼矿成矿物质发生沉淀富集的主要因素之一。

黄家沟钼矿床、尖水田钼矿床流体包裹体以水溶液包裹体为主,黄家沟钼矿床见少量含CO2水溶液流体包裹体。盐度分布中黄家沟钼矿床主要以中盐度流体为主,尖水田钼矿床以低盐度为主,但存在一定数量的中盐度流体包裹体；戴家湾金钼矿点流体包裹体虽为水溶液包裹体,但盐度以中盐度占主导地位；黄家沟钼矿、尖水田钼矿和戴家湾金钼矿点虽未出现高盐度的流体包裹体,但其包裹体盐度明显高于变质热液的盐度,相当于斑岩型钼矿晚期的成矿热液,成矿流体性质可能为与岩浆有关的成矿热液。枣扒、张庄钼矿石的流体包裹体富含CO2水溶液包裹体,并有子矿物包裹体存在,且直接以燕山期的岩浆岩为赋矿围岩,结合同位素组成特征,其成矿热液为岩浆热液是比较肯定的；枣扒银钼矿点和张庄钼矿点低温低盐度流体包裹体可能是高盐度流体通过石盐的沉淀或分离而成,代表了岩浆热液与大气降水混合的产物。

3 流体包裹体密度

图6 研究区流体包裹体温度—盐度图解(底图据Wilkinson,2001)
Fig.6 Temperature-salinity diagram of fluid inclusions in the study area

A.黄家沟钼矿床；B.尖水田钼矿床；C.枣扒银钼矿点；D.张庄钼矿点；E.戴家湾金钼矿床；F.油坊塆花岗岩。

随枣北部钼矿流体包裹体主要存在三个体系：NaCl-H2O体系、CO2体系和NaCl-H2O-CO2体系,NaCl-H2O体系包括富液相包裹体、富气相包裹体和含子矿物包裹体,CO2体系为CO2两相包裹体,NaCl-H2O-CO2体系为含CO2三相包裹体。NaCl-H2O体系和CO2体系中的包裹体的密度利用刘斌FLINCOR计算机程序获得,含子矿物三相包裹体密度根据刘斌(2000)[7]公式计算,含CO2三相包裹体密度依据刘斌等(1999)[8]提供的方法计算。随枣北部流体包裹体密度特征见表3。

表3 流体包裹体密度统计表Table 3 Statistical table of fluid inclusion density

注：1)分子为密度分布区间,分母为密度平均值；2)密度单位为g/cm3。

NaCl-H2O体系流体包裹体的密度：黄家沟钼矿床富液相包裹体流体密度介于0.775～1.021 g/cm3,集中于0.8～1.0 g/cm3,富气相包裹体流体密度介于0.518～0.746 g/cm3,平均0.653 g/cm3(图7-A)；尖水田钼矿床富液相包裹体流体密度介于0.5～1.033 g/cm3,集中于0.65～0.95 g/cm3,富气相包裹体流体密度介于0.492～0.803 g/cm3,平均0.587 g/cm3(图7-B)；枣扒银钼矿点富液相和富气相流体包裹体密度介于0.568～0.803 g/cm3,平均0.844 g/cm3,集中于0.65～0.90 g/cm3。含子矿物流体包裹体密度1.072～1.101 g/cm3,平均1.083 g/cm3(图6-C)；张庄钼矿点富液相流体包裹体流体密度为0.816～0.976 g/cm3,平均0.902 g/cm3,集中于0.856～0.95 g/cm3(图7-D)。含子矿物流体包裹体密度1.162 g/cm3；戴家湾金钼矿点富液相包裹体流体密度介于0.851～1.020 g/cm3,平均0.961 g/cm3(图7-E)；油坊塆金银矿点围岩(花岗岩)富液相流体包裹体密度介于0.974～1.003 g/cm3,平均0.988 g/cm3,富气相流体包裹体密度0.926 g/cm3(图7-F)。

图7 流体包裹体NaCl-H2O体系均一T-W-ρ相图
(底图据Bodnar,1983)
Fig.7 HomogeneousT-W-ρphase diagram of fluid inclusion NaCl-H2O system

A.黄家沟钼矿床；B.尖水田钼矿床；C.枣扒银钼矿点；D.张庄钼矿点；E.戴家湾金钼矿床；F.油坊塆花岗岩。

随枣北部各矿床(点)均存在富液相包裹体,密度从大到小依次为戴家湾金钼矿、黄家沟钼矿、张庄钼矿点、枣扒银钼矿点和尖水田钼矿。各矿床(点)的密度均小于油坊塆金银矿点围岩(花岗岩)富液相包裹体密度(图8),但密度差值较小,最大者尖水田钼矿相差0.149 g/cm3,最小者戴家湾金钼矿相差0.027 g/cm3。枣扒银钼矿和张庄钼矿点流体已查明来源于岩浆,因此,随枣北部与钼矿相关联的流体包裹体流体与岩浆热液可以类比。

CO2体系液体包裹体密度：枣扒银钼矿点CO2两相包裹体密度介于0.532～0.704 g/cm3,平均0.616 g/cm3；张庄钼矿点CO2两相包裹体密度为0.697 g/cm3；油坊塆金含CO2三相包裹体流体总密度：黄家沟钼矿床含CO2三相包裹体密度介于0.953～0.968 g/cm3,平均0.961 g/cm3；枣扒银钼矿点含CO2三相包裹体密度介于0.755～1.021 g/cm3,平均0.942 g/cm3；张庄钼矿点含CO2三相包裹体密度介于0.935～1.037 g/cm3,平均0.992 g/cm3；油坊塆金银矿点围岩(花岗岩)含CO2三相包裹体密度介于0.922～0.974 g/cm3,平均0.951 g/cm3。

图8 富液包裹体平均密度对比图
Fig.8 Comparison of average density of liquid rich inclusions

银矿点围岩(花岗岩)CO2两相包裹体密度介于0.713～0.725 g/cm3,平均0.719 g/cm3。

随枣北部各矿床(点)流体包裹体密度(不分类型)总体由大到小分别为：张庄钼矿点、枣阳枣扒银钼矿点、枣阳油坊塆金银矿点(围岩)、戴家湾金钼矿点、随州黄家沟中型钼矿床、尖水田小型钼矿床。

4 成矿压力和深度估算

NaCl-H2O体系中富液相包裹体和富气相包裹体CO2体系及NaCl-CO2-H2O体系中的包裹体的均一时压力利用刘斌FLINCOR计算机程序获得,NaCl-H2O体系中含子矿物流体包裹体采用相图读取。随枣北部各矿床(点)均一时压力统计见表4。

表4 流体包裹体压力统计表Table 4 Pressure statistics of fluid inclusions

注：1)分子为压力分布区间,分母为压力平均值；2)压力单位为MPa。

富液相包裹体和富气相包裹体均一时压力可利用包裹体的均一温度和包裹体流体的盐度值在NaCl-H2O体系的T-ρ相图上通过投点(图9)进行验证。黄家沟钼矿床富液相包裹体均一到液态时的压力分布范围0.5～20.7 MPa,平均3.84 MPa,集中于0.5～4 MPa；富气相包裹体均一到气态时,压力介于10～24.3 MPa,平均19.2 MPa,集中于22～24 MPa(图9-A)。尖水田钼矿床富液相包裹体均一到液态时压力分布范围0.4～24.5 MPa,平均5.93 MPa,集中于0.5～6 MPa；富气相包裹体均一到气态时,压力介于16.9～53.7 MPa,平均28.2 MPa,集中于24～28 MPa(图9-B)。枣扒银钼矿点富液相包裹体均一到液态时压力分布范围0.5～24.3 MPa,平均5.08 MPa,集中于0.5～8 MPa(图9-C)。张庄钼矿点富液相包裹体均一到液态时压力分布范围0.5～3.4 MPa,平均1.07 MPa,集中于0.5～3 MPa(图9-D)。戴家湾金钼矿点富液相包裹体均一到液态时压力分布范围0.4～1.7 MPa,平均0.6 MPa,集中于0.4～0.5 MPa(图9-E)。油坊塆金银矿点围岩(花岗岩)富液相包裹体均一到液态时压力分布范围1.4～16.7 MPa,平均9.98 MPa,压力分散；富气相包裹体均一到气态时,压力为9.8 MPa(图9-F)。

CO2两相包裹体不同矿区均一压力值基本一致,压力分布范围>6 MPa,<8 MPa,平均6.36～7.06 MPa；含CO2三相包裹体均一压力值也基本一致,压力范围介于192～275 MPa,除枣扒银钼矿点平均值为224 MPa外,其他矿区均一压力平均值为219 MPa。但含CO2三相包裹体采用不同研究者的状态方程或方法计算,压力值差异非常大,如黄家沟钼矿床其中1件样品,状态方程采用Brown & Lamb计算,捕获压力为226 MPa,而采用Bow. & Helg.状态方程计算压力值仅为110.4 MPa,本文中所提供的压力数据是根据Brown & Lamb的状态方程求出的。

图9NaCl-H2O体系的T-ρ相图
(底图据Bischoff et al.,1991)
Fig.9T-ρphase diagram of NaCl-H2O system

A.黄家沟钼矿床；B.尖水田钼矿床；C.枣扒银钼矿点；D.张庄钼矿点；E.戴家湾金钼矿床；F.油坊塆花岗岩。

含子矿物三相包裹体压力计算,依据蒸气-NaCl水溶液-NaCl固体三相共存时的T-P-ω曲线进行投影读取,枣扒银钼矿点含子矿物三相包裹体均一压力值9.06～15 MPa,平均12 MPa；张庄钼矿点含子矿物三相包裹体均一压力仅测试1个样品,压力值为22.86 MPa(图10)。

矿床(点)除水溶液包裹体外还混有CO2时,对于捕获压力的估算需结合等容线相交法的投影结果。黄家沟钼矿床采用含CO2三相包裹体的CO2的平均密度与同一样品中气液两相包裹体的平均密度(0.846 g/cm3),利用等容线相交法估算捕获压力；枣扒银钼矿点、张庄钼矿点采用气液两相包裹体的平均密度与纯CO2的平均密度,利用等容线相交法估算捕获压力。等容线相交法投影获得黄家沟钼矿床捕获压力65 MPa、枣扒银钼矿点捕获压力72 MPa、张庄钼矿点捕获压力71 MPa(图11)；结合流体包裹体的均一压力计算,随枣北部各矿床(点)的成矿压力为：黄家沟和尖水田钼矿床结合流体沸腾时的压力,其成矿压力范围分别为10～65 MPa和16.9～53.7 MPa，枣扒银钼矿点和张庄钼矿点结合不混溶包裹体的压力,其成矿压力范围分别为9.06～72 MPa和22.86～71 MPa。

图10 蒸气-NaCl水溶液-NaCl固体三相共存时的T-P-ω曲线
(据Bischoff,1991)
Fig.10T-P-ωcurve of vapor-NaCl aqueous solution-NaCl solid three phase coexistence

图11H2O和CO2体系联合P-T图解
(据Roedder and Bodnar,1980)图中数字为密度(g/cm3)
Fig.11 JointP-Tdiagram of H2O and CO2system

孙丰月等(2000)[9]拟合了一组流体压力—深度关系式来计算成矿深度(H)。

(1) 当测得流体压力≤40 MPa时,用静水压力梯度来计算,即H=P/10；

(2) 当测得流体压力为40～220 MPa时,H=0.086 8/(1/P+0.003 88)+2；

(3) 当测得流体压力为220～370 MPa时,H=11+exp[(P-221.95)/79.075]；

(4) 当测得流体压力>370 MPa时,H=0.331 385P+4.198 98。

以上公式中H和P分别代表成矿深度(km)和所测得的压力(MPa)。根据已求得的成矿压力值利用上述公式计算成矿深度：黄家沟钼矿床约为1.00～6.51 km,尖水田钼矿床约为1.69～5.86 km,枣扒银钼矿点约为0.91～6.88 km,张庄钼矿点约为2.28～6.83 km。指示随枣北部钼矿床形成于浅成环境。

5 结论

随枣北部桐柏杂岩表壳岩中的随州黄家沟中型钼矿床、尖水田小型钼矿床均以具L型为主,个别为V型,黄家沟钼矿床还含有C1型。中生代花岗岩及其附近的枣阳枣扒银钼矿点、张庄钼矿点、枣阳油坊塆金银矿点(围岩)均以L型和C1型为主,少量C2型；枣阳枣扒银钼矿点、张庄钼矿点还含少量S型,油坊塆金银矿点含少量V型。新—黄剪切带内的戴家湾金钼矿点全部为L型。

随州黄家沟中型钼矿床、戴家湾金钼矿点、枣阳油坊塆金银矿点(围岩)以中盐度流体为主,尖水田钼矿床、枣扒银钼矿点、张庄钼矿点以低盐度流体为主体。流体包裹体密度(不分类型)总体由大到小分别为：张庄钼矿点、枣阳枣扒银钼矿点、枣阳油坊塆金银矿点(围岩)、戴家湾金钼矿点、随州黄家沟中型钼矿床、尖水田小型钼矿床。成矿流体性质可能为与岩浆有关的成矿热液,属岩浆热液与大气降水混合的产物。

随枣北部与钼相关的矿床(点)矿质钼的富集程度与流体的沸腾作用关系密切,除戴家湾金钼矿点外,赋存于中生代花岗岩及其附近的钼矿与桐柏杂岩表壳岩中钼矿成矿流体成矿温度基本一致,介于290～390 ℃之间,属高温成矿环境。

黄家沟钼矿床和尖水田钼矿床成矿压力范围分别为10～65 MPa、16.9～53.7 MPa,成矿深度分别为1.00～6.51 km、1.69～5.86 km,具相似性；枣扒银钼矿点和张庄钼矿点成矿压力范围分别为9.06～72 MPa、22.86～71 MPa,成矿深度分别为0.91～6.88 km、2.28～6.83 km,也很接近。钼矿床矿质钼的富集程度与流体的沸腾作用关系密切,总体上均形成于浅成环境。