青海同仁岗察岩体多金属矿床流体包裹体特征

2022-04-26张辉孙威威陆正张涛

安徽地质 2022年1期

张辉，孙威威，陆正，张涛

（1.安徽省地球物理地球化学勘查技术院，安徽合肥 230022；2.青海省有色地质矿产勘查局七队，青海西宁 810007）

0 引言

研究区位于西秦岭造山带西段，各岩体地质特征和岩性有所差异，但成因和形成时间基本一致[1]。江里沟矿床、双朋西矿床、谢坑矿床是岗察岩体规模较大的三个多金属矿床。它们是三个同源、不同阶段岩浆脉动形成的，构成岗察杂岩体系列[2]。近期，关于岗察岩体多金属矿床的研究成果较为丰富[3～6]，但又存在较多问题。如多数研究者对个别矿体进行了较为成熟的研究，而多个矿床的对比性研究工作十分匮乏。本文选取三个代表性矿床作为研究对象，通过对比分析它们的相关实验数据，对整个岗察岩体的流体特征有了更整体、宏观的认识。

包裹体被包裹在矿物晶格缺陷中，与主矿物共存并且和主矿物之间有相界限[7]，堪称研究成矿作用的“活化石”。系统性、合理化采取矿石样品，在镜下挑选出能代表成矿流体的原生包裹体，利用现代分析方法、测试仪器，对这些原生包裹体进行相关研究，能获得宝贵的成矿流体相关信息，对地质流体演化、成矿作用过程方面的研究有指示作用。

在前人研究成果的基础上，作者选择江里沟、双朋西、谢坑三个矿床作为研究对象，进行了为期35天的野外考察工作，在三个矿区采集了一批具有代表性的矿石样品。在实验室完成包裹体测温工作，对相关数据进行处理，并计算出矿区流体的相关盐度。选出代表性的包裹体进行拉曼光谱分析，测得包裹体的活性成分。

1 矿区地质背景

工作区位于秦岭、祁连、昆仑和松潘-甘孜造山带交汇部位，是秦岭造山带的重要组成部分。区内分布有多个多金属矿床（图1）。研究区位于岗察复式背斜，出露地层主要为石炭-二叠系甘家组、下三叠统隆务河群下岩组，岩浆岩主要为酸性斑状花岗岩、闪长岩、花岗闪长岩及角闪闪长岩等。

图1 研究区地质矿产简图[6,8]Figure 1.Geological map of the study area[6,8]

2 样品特征及分析方法

本次研究的样品采自江里沟、双朋西、谢坑三个矿床的多个部位，为主成矿期的含辉钼矿花岗岩及含辉钼矿矽卡岩、含铜金矿矽卡岩（表1）。

表1 各矿床流体包裹体测试样品特征Table 1.Characteristics of fluid inclusion test samples from different deposits

显微镜下可见测温片中流体包裹体十分发育（图2）。据流体包裹体分类准则[7]，把测温片中流体包裹体分为富气、气-液、含子晶、纯液相等四大类。各类包裹体岩相学特征如下：①气-液包裹体大小为5～18μm，气液比为10%～40%，多为不规则状、椭圆状等；②富气包裹以气相为主，气液比在75%以上，大小为8～15μm，多为不规则及他形；③含子晶包裹体由液、气、固三相组成，大小为5～15μm，多呈椭圆状及不规则状产出；④纯液相包裹体多为不规则状，以次生包裹体为多，没有实验意义。

图2 矿区包裹体类型Figure 2.Types of inclusions from the deposit areas(JLG for Jiangligou,XK for Xiekeng,SPX for Shuangpengxi)

流体包裹体可分为原生、次生两类，选取有代表性的原生包裹体进行测试。采用Linkam THMS600冷热台测得均一温度、冰点温度。实验精度为：低于30℃时为±0.2℃，300～600℃时为±1～2℃。采用RM-2000型显微共焦激光拉曼探针进行成分测试。分析条件：室温23℃；激光器：514nmAr+离子型；扫描时间：30s；扫描范围：1000～4000cm-1；光谱分辨率约为2cm-1。

3 分析结果及讨论

3.1 流体包裹体测温

本次实验测温样本15件，包裹体总数近300个。根据Hall等[9]的计算公式算出每个流体包裹体的流体盐度。

由图3可知，江里沟矿区的温度和盐度比较符合正态分布。根据镜下岩相学特征及测温数据，把江里沟成矿流体分为两个阶段。第一阶段包裹体以子晶型、富气型为主，为成矿流体的早期高温阶段，温度多在400～550℃之间，平均451℃，其中子晶型、富气型包裹体测温数据很相近，推断为流体沸腾的结果。第二阶段包裹体以气液型为主，为成矿流体的晚期中低温阶段，温度多为250～400℃，平均315℃。盐度有两个分布区域：一个为低盐度区5%～20%和高盐度区30%～60%。

图3 江里沟包裹体数据直方图（方格垂向厚度代表数量）Figure 3.Histogram of data on the Jiangligou inclusions(the vertical thickness of each grey grid represents the quantity)

双朋西矿区的温度和盐度数据特征（图4），也基本符合正态分布。根据镜下岩相学特征和温度数据，将双朋西的成矿流体分为两个阶段。第一阶段以富气型包裹体发育较丰富，为成矿早期的高温阶段，均一温度为400～550℃，平均463℃。第二阶段包裹体类型以气液型为主，为成矿晚期中低温阶段，温度为250～400℃，平均327℃。盐度分布图显示两个范围：低盐度区5%～20%和高盐度区40%～60%。

图4 双朋西包裹体数据直方图（方格垂向厚度代表数量）Figure 4.Histogram of data on the Shuangpengxi inclusions(the vertical thickness of each grey grid represents the quantity)

谢坑矿区温度和盐度数据特征如图5。由图中温度数据和镜下岩相学特征将该矿区流体划分两个阶段。第一阶段中气液型、富气型及子晶型包裹体都很发育，为流体成矿早期的高温阶段，温度为400～600℃，平均475℃。第二阶段包裹体以气液型为主，为流体成矿期的中低温阶段，温度为250～400℃，平均337℃。盐度分布也有两个范围：低盐度区5%～20%和高盐度区50%～60%。

图5 谢坑包裹体数据直方图（方格垂向厚度代表数量）Figure 5.Histogram of data on the Xiekeng inclusions(the vertical thickness of each grey grid represents the quantity)

由盐度-温度分布图（图6）可知，高盐度区的温度多分布在350～500℃，温度、盐度呈线性相关，低盐度区的温度数据较为聚拢，多处在300～400℃之间，显示成矿流体体系具有中高温、中等盐度与高盐度共存的特征。

图6 研究区盐度-温度图Figure 6.Salinity vs temperature chart for the study area

3.2 流体组分

流体组分测试在中国科学院地质与地球物理研究所进行，采用RM-2000型显微共焦激光拉曼探针仪进行测试。实验结果如图7。

图7 矿区激光拉曼光谱特征Figure 7.Features of Raman spectrometry for each deposit area

根据图7的拉曼光谱特征，三个矿区的液相拉曼光谱H2O峰都很突出，说明流体的液相以H2O为主要组分，而流体可以近似为NaCl-H2O体系。流体气相中含有CO2、CH4及CO32-，CO2峰值较强，说明其具有深源特征。H2O/CO2值可以反映成矿作用的强度和有利程度，H2O/CO2值越小，说明成矿作用越强、成矿越有利[10]。流体组分含有CH4，表明其成矿环境为还原环境，并且生物可能也参与了成矿作用[11～12]。