淺成低溫熱液型金礦成礦流體特征

摘要：本文總結了淺成低溫熱液金礦床的成礦流體特征，其流體的均一溫度低于300℃，屬于低溫低鹽度體系。流體中含有大量的CO2組分以及Na+、K+、Ca2+、Mg2+等離子。重點討論了淺成低溫熱液金礦床與斑巖型礦床的關系，認為淺成低溫熱液金礦床與斑巖型礦床是一套完整的斑巖-淺成低溫熱液成礦流體體系。

關鍵詞：淺成低溫熱液 金礦床 流體包裹體 斑巖

引言

淺成低溫熱液這一概念由美國學者Lindgren 1922 年提出，其后研究者們不斷補充和完善了淺成低溫熱液金礦的定義和分類，其基本含義是: 金礦床形成于低溫( 300±)、低壓( 10～50MPa) 條件下， 成礦流體鹽度較低， 流體主要來源于大氣降水， 熱液活動主要發生在火山-次火山巖及斑巖系統淺部； 金礦化作用主要與火山活動有關， 成礦作用發生在火山活動晚期， 最終定位于火山地熱系統波及范圍內。淺成低溫熱液型金礦床主要產在3 個巨型成礦域:①環太平洋成礦域；② 地中海-喜馬拉雅成礦域；③ 古亞洲成礦域。這類礦床在我國分布甚廣，已成為當今的研究熱點。

1. 礦床特征

有學者將淺成低溫熱液金礦床分為低硫型和高硫型，并進一步將低硫型劃分為巖漿弧型和裂谷型。淺成低溫熱液金礦床的構造背景主要是板塊俯沖帶上盤、大陸邊緣及島弧的巖漿弧和弧后巖漿帶，個別礦床形成于拉張弧后環境，金礦床主要在偏張性的地殼應力條件下形成，少數金礦床可能在區域擠壓的條件下形成。此類礦床形成于火山環境中，受與火山作用有關的構造控制，尤其是火山口和破火山機構。不論時間還是空間上，大多數情況下淺成低溫熱液礦床都與陸相火山巖伴生， 并與次火山侵入體有關[1-3]。

淺成低溫熱液礦床有關的巖漿巖是堿性巖和斑巖。而這類堿性巖以高K、高氧逸度和高揮發份含量為特征，這已在世界各典型礦床的研究中得到證實。然而另一個擺在我們面前的事實就是與斑巖的關系，雖然有不少的礦床學家對淺成低溫熱液礦床與斑巖型礦床之間的關系還存在疑問，但隨著地質事業的發展，在大量淺成熱液礦床深部發現斑巖型礦化或在斑巖礦床附近找到淺成熱液礦床，這兩者之間存在必然的聯系這已成為不爭的事實。Gammons和W illlam sj 提出假設解釋斑巖型礦床與淺成低溫熱液型金礦伴生機理， 他們認為， 起源于淺成斑巖體的巖漿流體易于沸騰， 沸騰作用形成含金的鹵水， 由于其密度較高， 可能導致下沉在母巖附近形成斑巖型富金銅礦床;沸騰還作用形成大量的氣體， 大多數H2O和H2S進入氣相， 當其冷卻時就會形成低鹽度、富含H2S的具有巖漿和大氣降水混合特征的流體， 這種流體能夠溶解和重新活化大量的Au 形成Au(HS)2， 這種含金流體遷移到地表形成淺成低溫熱液型金礦[4]。

2. 流體包裹體基本特征

淺成低溫熱液礦床主要分布在我國東部，筆者挑選了紫金山金礦、治嶺頭金礦和義興寨金礦作為典型礦床研究，總結淺成低溫熱液礦床的成礦流體特征。

流體包裹體基本特征的研究對于判斷礦床類型及其流體特征有著重要意義，而這在以往的研究往往不被重視。流體包裹體的類型與礦床類型之間存在著特定的聯系，例如斑巖型礦就一定存在含子晶包裹體，而金礦床以富含含CO2三相包裹體為特征。流體包裹體形態可以反映包裹體的期次，最早的呈圓形或橢圓形，逐漸演化到規則的幾何形態、不規則狀。通過包裹體的氣液比可以大致判斷包裹體的形成溫度，早期形成的包裹體氣液比大，均一溫度高，晚期形成的包裹體氣液比小，均一溫度低。而在深度上，隨深度的增大，包裹體氣液比增大。從表1中不難發現，這三個礦床的最大特征就是都含有含CO2三相包裹體，這是金礦床的典型成礦流體特征。其他特征則反映出早晚期次的包裹體都有，以晚期為主，具有低溫的特點。

3. 流體包裹體的均一溫度和鹽度

筆者收集了這幾個礦床的一些流體包裹體肅靜（表2），這三個礦床的均一溫度多集中在小于300℃的區間內，也有部分高于300℃的。鹽度也是，總體以低鹽度為主（小于10%），但也存在高鹽度（達20.8%），至于原因，將在下文論述。總的來說，淺成低溫熱液金礦床成礦流體還是以低溫低鹽度為特征。

4. 流體包裹體的均一壓力

從表2可知，流體包裹體的均一壓力范圍較大，但主要還是在小于50MPa的范圍內。由于測試者可能將個不同期次的流體包裹體的數據加以統計，計算壓力，這就會使計算出的結果范圍變大，如果能對不同期次的流體包裹體加以區分，那么計算出來的結果可能會更加準確。但即使是這樣，還是可以肯定這三個礦床的成礦壓力還是比較低的。

5. 流體組分

流體包裹體的成分分析表明，淺成低溫熱液金礦成礦流體以H2O和CO2為主要成分，含有少量的CH4，這從流體包裹體的類型上可以得到證實。流體液相成分中成礦流體中液相成分陽離子主要是Na+、K+、Ca2+、Mg2+，陰離子主要是Cl-、SO2-4 、F-，其中K和S的含量很高，這說明淺成低溫熱液礦床與堿性巖相關。

6. 流體演化

前人研究得出的關于流體演化的最重要的結論就是成礦流體經歷了流體混合和沸騰作用。氫氧同位素證據和流體包裹體顯微測溫學研究都證明了淺成低溫熱液金礦床經歷了流體混合作用，這已是不爭的事實。沸騰作用也是客觀存在的，但筆者有一個觀點要提出，就淺成低溫熱液體系來說，它與成礦母巖在空間上有一定的距離，成礦與成巖的時間差較大，那么流體經過長時間、長距離的遷移后在什么樣的物理化學條件會讓其發生沸騰？顯然這時已與一次沸騰、二次沸騰作用無關。因此筆者認為嚴格的來說淺成低溫熱液體系不會發生沸騰作用，沸騰作用是淺成低溫熱液成礦作用前一階段的流體成礦作用，正如前文解釋淺成低溫熱液金礦床與斑巖型礦床伴生的機制一樣，此時再認為它是一個單純的淺成低溫熱液體系就不太合適了，而應把它看做是斑巖-淺成低溫熱液體系。這么區分的意義在于如果在淺成低溫熱液金礦床中發現流體沸騰的特征，那就要考慮它是斑巖-淺成低溫熱液體系，建立一個整體認識，將其看做一個整體，考慮熱液礦床成礦分帶性特征，思考在其深部或周邊尋找其他金屬礦床。

7. 討論與結論

毛景文研究員在研究德興斑巖銅礦中認為[9]，德興地區的斑巖銅礦、銀山斑巖銅礦和淺成低溫熱液銀鉛鋅復合型礦床與金山和蛤蟆石遠接觸帶熱液金礦是同一構造巖漿熱事件的產物，成礦時間具有一致性，成礦空間具有明顯的分帶性: 即從巖體內外接觸帶向外或向上有斑巖銅礦、淺成低溫熱液銀鉛鋅礦，到遠接觸帶熱液金礦， 構成一個礦床組合模型。據此提出了一個新的礦床模型，即斑巖銅礦-淺成低溫熱液銀鉛鋅-遠接觸帶熱液金礦礦床模型。筆者在金山金礦的野外考察過程中發現，隨著探礦工作的深入，發現金礦體已延伸至德興斑巖銅礦的礦權區范圍內，充分證明了金山金礦與德興斑巖銅礦之間的聯系。另一個實例就是治嶺頭金礦，治嶺頭金礦最初是開采黃金，隨著金礦的衰竭現在正在開采鉛鋅礦，同時還發現深部還有鉬礦。紫金山礦田中的碧田、紫金山、中寮礦區其流體包裹體有從低溫低鹽度向高溫高鹽度變化的特征，甚至出現含子晶包裹體。因此，以上的研究充分證明了淺成低溫熱液金礦床與斑巖型礦床之間的聯系，他們是一個完整的斑巖-淺成低溫熱液體系。本文收集的淺成低溫熱液金礦床的流體包裹體的溫壓鹽度范圍與定義中的并不是十分相符，通過以上的討論可以解釋其原因：淺成低溫熱液金礦床實則是處于斑巖-淺成低溫熱液成礦體系中，這也可以出現較高溫壓鹽度條件的包裹體，包括沸騰包裹體，而測試者并未將這兩種體系的流體包裹體區分解釋，所以統計的數據與定義都有所差異。

淺成低溫熱液金礦床主要形成于巖漿弧和裂谷環境中，受與火山活動有關構造控制，與堿性巖和斑巖關系密切。礦床形成溫度多低于300℃，成礦流體屬低溫低鹽度體系，流體中含有大量的CO2組分以及Na+、K+、Ca2+、Mg2+等離子。流體混合和沸騰作用在成礦過程中有著至關重要的作用，淺成低溫熱液金礦床與斑巖型礦床之間存在著相關聯系。

參考文獻：

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