新疆萨热阔布金矿床流体包裹体研究

赵兴展，邓小华，张静，祝新友，何西恒，舒磊

摘 要：矿床石英脉中发育3种类型的流体包裹体：C型、PC型及W型包裹体。测温结果显示：早阶段C型包裹体均一温度为340℃～480℃，盐度为6.1%～9.1%NaCleqv;中阶段3种类型的包裹体均发育，均一温度为220℃～460℃，盐度5%～15.2%NaCleqv;晚阶段只发育“W”型包裹体，均一温度为140℃～300℃，盐度为1.1%～8.1%NaCleqv。萨热阔布金矿床受阿巴宫断裂构造控制，整体呈脉状产于韧性剪切带内，流体以中-低温、低盐度、富CO2为特征，与造山型矿床的流体特征十分相似，因此认为萨热阔布金矿为造山型金矿床。

关键词：阿尔泰;萨热阔布;流体包裹体;造山型金矿

中亚造山带是地球上最大的增生型造山带之一[1]，其复杂而漫长的地质构造活动，为许多重要金矿床的形成提供了良好的条件[2-4]。阿尔泰造山带南缘作为中亚造山带重要的组成部分，也是我国新疆北部许多金矿床的重要产地，在额尔齐斯构造断裂带分布有多拉纳萨依、赛都、萨尔布拉克、萨热阔布等金矿床[5]。其中萨热阔布金矿床位于新疆北部阿尔泰南缘的克兰火山-沉积盆地内，矿体呈脉状产于康布铁堡组上亚组的第二岩性段中，容矿围岩为铁锰质大理岩和绿泥石黑云母石英片岩。前人对矿床地质、围岩蚀变、同位素地球化学及年代学等已做过系统研究，关于矿床类型存在以下几种观点：①火山喷流沉积型金矿床[6];②构造蚀变岩型金矿床[7];③断裂变质岩型矿床[8];④造山型金矿床[5， 9-11]。本文在野外工作和岩相学基础上，通过显微测温和激光拉曼光谱分析技术对矿床不同成矿阶段脉石英中流体包裹体的热力学和成分特征进行研究，探讨成矿流体性质，厘定矿床成因类型，为该区域进一步矿产勘查提供依据。

1  区域地质背景

萨热阔布金矿床位于阿尔泰造山带南缘的克兰火山沉积盆地内（图1），区内出露有中—上志留统库鲁姆提组、下泥盆统康布铁堡组及中泥盆统阿尔泰组。库鲁姆提组为一套混合岩、片麻岩夹变质砂岩、片岩组合;康布铁堡组为一套海相中酸性火山-火山碎屑岩、陆源碎屑沉积岩-碳酸盐建造，与下伏库鲁姆提组呈断裂接触关系[5];阿勒泰组为一套变质粉砂岩、变质砂岩、云母石英片岩及千枚岩组合。在该区域地质史上存在多次变质和岩浆侵入活动，变质程度可达中级绿片岩相，特征变质矿物为一套黑云母-绿泥石-绿帘石-阳起石-角闪石矿物组合，区内岩浆岩的形成时代主要集中在泥盆纪和石炭纪，另外还发现有奥陶纪、二叠纪、三叠纪和侏罗纪中酸性侵入岩。

克兰盆地主构造线呈NW向，以阿勒泰复式向斜为主体，轴长50 km，轴面倾向NE向，倾角50°～70°，北东翼倒转，南西翼正常，向斜核部主要发育中泥盆阿勒泰镇组，向斜两翼依次为康布铁堡组和库姆提组。克兰盆地在构造上主要受NW向延伸的阿巴宫-库尔提斯断裂控制。区内还分布有可可塔勒铅锌矿、乌拉斯沟铜矿、铁木尔特铅锌矿、蒙库铁矿等矿床，在空间分布和矿床成因上与阿巴宫断裂构造有密切联系。

2  矿床地质

矿床在构造上主要受NW向阿巴宫断裂控制，赋矿地层康布铁堡组为一套绿片岩相的流纹质晶屑凝灰岩、火山碎屑岩夹碳酸岩建造，由上而下可细分为3个岩性段，萨热阔布金矿床则产于康布铁堡组上亚组第二岩性段内（图2），主矿体位于大理岩及上下盘的绿泥石黑云母片岩和变钙质砂岩、铁锰质大理岩中，赋矿围岩为铁锰质大理岩和绿泥石黑云母石英片岩[10]。矿床的控矿构造包括NW向阿巴宫断裂和克因宫断裂，二者均为压剪性断裂。容矿断裂形成于控矿断裂剪切带的变形期，且在控矿构造内呈右行雁行排列。

矿床目前圈定的矿体有5条，主要呈透镜状或脉状产出，大致呈右行雁列展布，其储量占总储量的95%以上，其中1号矿体是最大的金矿体，位于矿区NE走向倒转复向斜南翼1号成矿带的中心部位，矿体长约462 m，厚1.85～3.32 m，，金品位为1.2～16.57 g/t，平均品位3.68 g/t。1号矿体又包含5条次级矿脉，其中1-1号矿脉呈脉状产出，倾向45°～55°，倾角71°～80°，沿走向和倾向有分支复合现象，矿体出露地表以上的长度约180 m，地表以下矿脉长度约560 m，厚度约0.29～5.97 m，金品位达7.67 g/t。1-2号矿体是第二大矿体，位于Ⅰ-1号矿体的东南部，矿体长120 m，控制深度约为380 m，厚约0.39～3.00 m，金品位达2.9～11.26 g/t（平均为4.28 g/t）（图3）。

矿床围岩蚀变十分发育，主要包括黄铁矿化、绿泥石化、硅化、矽卡岩化、碳酸盐化等，矿石矿物主要为黄铁矿、磁黄铁矿、黄铜矿、方铅矿、闪锌矿、自然金、银金矿、自然铋等;脉石矿物主要为石英、绿泥石、绿帘石、石榴子石、角闪石、黑云母、方解石、萤石、电气石及少量粘土矿物等。矿石构造主要为脉状、条带状、块状、浸染状构造，矿石结构呈他形粒状、自形-半自形、脉状-细脉状结构等。

据野外现象、镜下观察和矿物组合等将矿化分为3个成矿阶段。①较干净的石英-黄铁矿阶段。此阶段的石英脉为乳白色干净石英脉，含少量硫化物（图4-a， d）;②多金属硫化物-石英阶段。手标本及镜下可见黄铁矿、黄铜矿、闪锌矿等金属矿物与石英、萤石、绿泥石等脉石矿物共生（图4-b， e）;③碳酸盐-石英-黄铁矿阶段（图4-c， f）。

3  流体包裹体研究

3.1  样品准备与分析方法

本文包裹体样品主要采自脉状矿体石英，石英呈角砾状、脉状，部分带有硫化物或与围岩穿插。据野外地质观察和镜下岩相学研究，将3个阶段的16件样品磨制成薄片进行镜下岩相学和流体包裹体研究，并选择有代表性的包裹体薄片进行激光拉曼光谱分析和冷热台显微测温。

包裹体显微测温工作在北京矿产地质研究院有限责任公司完成，所用仪器为Linkam公司的THMS600型冷热台，测温范围为-196℃～600℃，流体包裹体测温实验过程中的升温速率一般为10 ℃/min，当温度接近冰点温度、均一温度、初熔温度等临界温度點时，升温速率调整为0.1～0.5 ℃/min。激光拉曼光谱分析在核工业北京地质研究院重点实验室完成，使用仪器为Renishaw RW-1000型激光拉曼光谱仪，采用514.5 nm的Ar院子激光束，输出功率为20 mW，波数范围为500～4 000 cm-1。

3.2  流体包裹体岩相学研究

据镜下岩相学观察和包裹体在冷热台显微测温研究中相态的变化，将包裹体划分为3种类型：CO2-H2O型包裹体（即C型）、纯CO2包裹体（或PC型包裹体）及水溶液包裹体（W型）。其中C型包裹体分布较广，在早阶段和中阶段的石英中均大量发育，中阶段3种类型的包裹体都有发育，晚阶段只发育W型包裹体（图5）。

C型三相包裹体分布较广泛，在早阶段和中阶段石英中都有大量产出，数量约为总数的50%，大小在4～30 μm之间，形状为近圆形、椭圆形、负晶形和不规则状，大多散乱分布，少数呈线状排列或沿石英裂隙分布。

纯CO2包裹体在早阶段和中阶段都有发育，大小约为4～25 μm，数量占总数的30%～35%，形状多为椭圆形和负晶形，少数呈不规则状，散乱分布。常温下颜色较暗，呈黑或深棕色（图6-d）。晚阶段主要发育W型包裹体，大小为4～16 μm，形状多见圆形、椭圆形。

3.3  流体包裹体显微测温研究

对气液两相的水溶液包裹体，在测定其冰点后，利用冰点-盐度关系表计算出对应的盐度[12];含CO2三相包裹体，首先测定CO2笼合物熔化的温度，利用笼合物熔化温度与盐度的对应关系表得到流体盐度[13];对于纯CO2型包裹体，先利用冷热台测温得到CO2的初熔温度和均一温度，然后利用Flincor流体包裹体处理软件求得成矿流体的密度[14]。详细温度统计数据可见图6，7，表1。

早阶段    早阶段包裹体类型主要为C型和PC型， C型包裹体的初熔温度主要为–66.3℃～–56.5℃，当包裹体中含有其他气体时（如N2），初熔温度会略低。CO2的笼合物熔化温度为5.2℃～6.8℃，CO2部分均一温度为9.6℃～25.0℃，完全均一温度为340℃～480℃，盐度约6.2%～9.1%NaCleqv;多数均一至液相，少量气相均一。PC型包裹体常温下为黑色、深褐色，降温过程中会出现气泡，包裹体初熔温度在-69.2℃～-56.5℃之间，气相在10.2℃～21.3℃达到部分均一，部分包裹体的部分均一温度为-20.0℃，说明其成分除CO2之外，还含有其它气体，激光拉曼光谱分析结果也证明了这一点。

中阶段    中阶段3种类型的包裹体均有发育，此外还有少量S型包裹体。C型包裹体的初熔温度大约为-61.3℃～-57.0℃，CO2笼合物熔化温度为2.2℃～6.9℃，盐度为6.0%～13.0%NaCleqv; CO2部分均一温度为7.4℃～28.2℃，完全均一温度为240℃～420℃，多数包裹体均一为液相，少数为气相;部分在达到均一温度前发生爆裂，爆裂温度为285℃～330℃。W型包裹体的完全均一温度为220℃～460℃，均一方式多为液相，冰点温度-11.3℃～-3.0℃，盐度5%～15.2%NaCleqv。

晚阶段    晚阶段包裹体类型单一，只发育W型，常温下为气液两相。冰点温度为-5.2℃～-0.5℃，盐度为1.1%～8.1%NaCleqv;完全均一温度为140℃～300℃，均一方式为液相均一。

3.4  激光拉曼光谱分析结果

激光拉曼光谱分析结果显示，C型包裹体的液相成分均为H2O，气相成分主要为CO2，此外还含少量N2（特征拉曼谱峰2 327 cm-1）（图8-d），这验证了C型包裹体初熔温度偏低的情况。PC型包裹体的主要成分为CO2，激光拉曼光谱图中可见典型的CO2双峰（图8-a，b，d），W型包裹体的主要成分为H2O。另外，在激光拉曼光谱实验中，未见CH4等还原性气体的典型谱峰，因此认为矿床的成矿流体为NaCl-CO2-H2O体系。

3.5  成礦深度估算

利用Flincor软件中的公式来计算流体包裹体的捕获压力[14]。为减少N2等还原性气体的影响，选取早阶段初熔温度为-59.0℃～-56.0℃的C型包裹体数据进行计算，得到包裹体捕获压力为145～400 MPa，且最高值约为最低值的2.8倍，这与中上部地壳岩石的密度值十分接近，因此流体压力的最高值和最低值可分别代表静岩和静水压力，静岩压力梯度以2.65g/cm3为标准，获得压力梯度值为26.5 MPa/km;静水压力梯度以海水密度1.03g/cm3为标准，压力梯度值10 MPa/km，以此估算出流体包裹体捕获深度约为15 km。同理估算出中阶段流体包裹体的捕获压力为100～275 MPa，压力最高值为最低值的2.75倍，捕获深度约10 km。流体包裹体捕获深度从早阶段的15 km到中阶段的10 km，说明在这一过程中地壳可能发生了快速隆升，而地壳隆升是由该地区强烈的碰撞造山作用所导致[2-3]。

4  讨论

4.1  成矿流体特征及沉淀机制

流体包裹体研究表明，矿床含有3种类型的包裹体：即C型、PC型、W型。早、中、晚3阶段包裹体的均一温度分别为340℃～480℃、220℃～460℃、140℃～300℃，表明流体均一温度呈逐渐降低的趋势。而盐度则呈先升高后降低，因此萨热阔布金矿床的初始流体为富含CO2、中高温度的热液流体，随温度的下降和压力的降低，流体从深部往浅部运移过程中发生了流体的沸腾作用，使包括富CO2在内的一部分挥发性气体发生逃逸，演变为中阶段中温含富CO2和晚阶段低温、低盐度富H2O贫CO2的流体。综合来看，萨热阔布金矿床成矿流体具中-低温、低盐度、富CO2的特点，这与造山型金矿床的典型特征相吻合。

萨热阔布金矿床主成矿阶段的流体包裹体十分发育，可同时观察到3种类型的包裹体共生。在流体包裹体测温过程中，可见同一包裹体群的多个包裹体的气液比和类型不同的包裹体均一温度接近，但均一方式不同，表明流体在成矿过程中可能发生了沸腾作用。当矿床构造环境由挤压向伸展转换时，深部成矿流体沿断裂形成的通道向上运移，在运移过程中由于温度和深度逐渐降低，在流体压力由静岩压力转换为静水压力的过程中，流体发生沸腾或不混溶作用。沸腾作用使CO2等挥发分大量逃逸，导致流体盐度增高，当盐度增大到一定程度可能会出现少量含子晶包裹体，另外，挥发分的大量逸出还会导致成矿流体pH值升高，氧化性降低，酸碱性的变化会破坏Au与HS-等离子形成的金络合物的稳定性，并使Au在流体的溶解度降低，促使金在有利部位快速沉淀并形成金矿体。

4.2  矿床成因

前人对于矿床类型存在不同观点：构造蚀变岩型、火山喷流沉积型、断裂变质岩型、造山型[5-10]，其争议的点聚焦于该矿床是同生矿床还是后生矿床。前人测得的康布铁堡组形成年龄约为 400 Ma。而萨热阔布的成矿年龄为213～212 Ma [10，15]，显然成矿年龄比成岩年龄晚，可以排除同生矿床的可能。前人研究认为，阿尔泰南缘至少存在3次区域构造事件，独居石U-Pb测年结果表明，第三期构造变形发生在约270 Ma[16]，说明阿尔泰南缘在二叠纪仍处于俯冲-增生的构造挤压环境。前人测得区域变质岩中独居石变形年龄为280～240 Ma[17]，认为区域峰期变质年龄为二叠纪—早三叠世，而萨热阔布成矿时代比变质峰期滞后30～50 Ma，表明矿床成矿时代在区域变质作用峰期之后，为陆陆碰撞造山体制的挤压向伸展转变期。阿尔泰造山带发育大量具岛弧特征的火山岩、基性侵入岩及同造山花岗岩，而这些岩石的形成年龄均在晚古生代，表明晚古生代该地区为陆壳增生强烈的洋陆俯冲构造背景。晚石炭—早三叠世阿尔泰强烈的弧陆或陆陆碰撞造山运动，导致大规模变质变形作用，使得地层发生变质脱挥发分作用，形成富含CO2的变质流体。断层被认为是流体运移的重要构造，一些裂谷环境的张性断裂甚至能够切穿上地壳和上地幔，为深部流体的运移提供通道。在变质流体从深部向浅部运移过程中发生流体沸腾，在运移过程中与浅部流体混合，使成矿物质开始沉淀，最终形成萨热阔布金矿床。另外，萨热阔布金矿床在构造上严格受阿巴宫断裂构造控制且矿体多呈脉状产出，成矿流体具中-低温、低盐度、富CO2的特征，这些都与造山型矿床典型特征十分贴合[18]，综合考虑认为，萨热阔布金矿床应属造山型金矿床。

5  结论

（1） 萨热阔布金矿床中主要有3种类型的包裹体：C型、PC型、W型。早阶段至晚阶段流体包裹体均一温度呈逐渐降低的趋势，其对应的盐度呈先升高后降低的趋势。总体来看，矿床的成矿流体以中-低温、低盐度、富CO2为特征，这与造山型矿床的流体特征十分接近。

（2） 萨热阔布金矿床成矿时代晚于成岩时代，尾随峰期区域变质作用之后，为后生矿床。矿床形成的构造背景为三叠纪碰撞造山体制，且矿体呈脉状产出，严格受韧剪性断裂构造控制，综上，萨热阔布金矿床为造山型金矿床。

致谢：本文激光拉曼光谱实验工作得到了核工业北京地质研究院邱林飞老师的指导，在此表示感谢！

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Research on Fluid Inclusions in the Sarekuobu Gold Deposit， Xinjiang

Zhao Xingzhan1，2，3， Deng Xiaohua 1，2， Zhang Jing1， Zhu Xinyou3， He Xiheng1， Shu Lei4

（1.School of Earth Sciences and Resources， China University of Geosciences （Beijing），Beijing，100083，China;

2.Hami Redstone Mining Co.， Ltd.， Hami，Xinjiang，839000，China;3.Beijing Institute of Mineral Geology Co.， Ltd.， Beijing，100012，China;4.MNR Key Laboratory of Gold Mineralization Process and Resource Utilization，Shandong Institute of Geological Sciences，Jinan，Shandong，250013，China）

Abstract：Three types of fluid inclusions are developed in the quartz veins of the deposit： C-type， PC-type and W-type inclusions. The temperature measurement results show that the homogenization temperature of C-type inclusions in the early stage is 340℃～480℃， and the salinity is 6.1%～9.1% NaCleqv; the three types of inclusions in the middle stage are all developed， and the homogenization temperature is 220℃～460℃， and the salinity is 5～15.2 NaCleqv; only W-shaped inclusions developed in the late stage， the homogenization temperature is 140℃～300℃， the salinity is 1.1～8.1NaCleqv， the Sarekuobu gold deposit is controlled by the Abagong fault structure， and the whole vein is produced in ductile shear. In the cut zone， the fluid is characterized by medium-low temperature， low salinity， and rich CO2， which is very similar to the fluid characteristics of orogenic deposits. Therefore， the Sarekuobu gold deposit is an orogenic gold deposit.

Key words：Altay; Sarekuobu; Fluid inclusion; Orogenic gold deposit