池州馬頭銅鉬礦成礦流體包裹體研究

蘇　陽(yáng)，張　婷

（1.南京大學(xué)地球科學(xué)與工程學(xué)院，江蘇南京210000；2.江蘇省有色金屬華東地質(zhì)勘查局，江蘇南京210000）

池州馬頭銅鉬礦成礦流體包裹體研究

蘇陽(yáng)*1，2，張婷1，2

（1.南京大學(xué)地球科學(xué)與工程學(xué)院，江蘇南京210000；2.江蘇省有色金屬華東地質(zhì)勘查局，江蘇南京210000）

長(zhǎng)江中下游成礦帶是我國(guó)重要的多金屬成礦帶，是我國(guó)地質(zhì)學(xué)研究的熱點(diǎn)地區(qū)之一，馬頭銅鉬礦床位于該成礦帶南岸的安慶—貴池礦集區(qū)內(nèi)，其成礦巖體為花崗閃長(zhǎng)斑巖體，工程探明其深部存在鉀長(zhǎng)花崗巖體，輝鉬礦主要以細(xì)脈狀及浸染狀在花崗閃長(zhǎng)斑巖體內(nèi)及與志留系墳頭組接觸部位的石英脈和裂隙中產(chǎn)出。該礦床的流體包裹體類型多樣，可分為6種主要的包裹體類型，其中以水溶液包裹體為主，亦發(fā)育富含CO2的包裹體及含子晶的三相包裹體。根據(jù)包裹體溫度—鹽度數(shù)據(jù)特征可將其分為2部分：中高溫—中鹽度流體及中低溫—中低鹽度流體，分別代表了成礦流體不同的演化階段。

安徽池州馬頭銅鉬礦床；流體包裹體；成礦流體

1　礦床地質(zhì)

馬頭銅鉬礦出露地層為志留系高家邊組、墳頭組、茅山組、泥盆系五通組及第四系。地層傾向北西，傾角約25°～40°，為一單斜構(gòu)造，構(gòu)造線方向與區(qū)域構(gòu)造線方向一致，區(qū)內(nèi)斷裂以N-N-E向和N-N-W向2組斷裂為主。區(qū)內(nèi)巖體主要分布在西山、銅坑、下沖及栗子坑等，淺部為花崗閃長(zhǎng)斑巖體，鉆孔深部見(jiàn)鉀長(zhǎng)花崗巖體。巖體（圖1）以巖株為主，少數(shù)為巖脈，個(gè)別為巖瘤。平面上呈不規(guī)則狀、腎狀和脈狀形態(tài)。巖體侵入于志留系墳頭組地層中，受北北東、北西向斷裂及其次級(jí)斷裂構(gòu)造所控制，兩組斷裂的交匯處及其附近為巖體侵位的主要部位。礦石礦物主要為輝鉬礦、膠輝鉬礦、黃銅礦、黃鐵礦及磁黃鐵礦、白鎢礦等，礦石以脈狀構(gòu)造、細(xì)脈—網(wǎng)脈狀構(gòu)造為主，次為小團(tuán)狀、團(tuán)塊狀、膠狀和（稠密）浸染狀構(gòu)造。輝鉬礦主要在石英脈和裂隙中以細(xì)脈狀及浸染狀產(chǎn)出。

2　手標(biāo)本樣品特征

本次研究對(duì)象主要為巖體（蝕變花崗閃長(zhǎng)斑巖）和破碎帶的石英脈中的流體包裹體，結(jié)合手標(biāo)本的巖相學(xué)特征，將包裹體樣品按其礦物組合，分為無(wú)礦石英脈、黃鐵礦—石英脈、輝鉬礦—石英脈和黃鐵礦—輝鉬礦—石英脈、鉀長(zhǎng)石—黃鐵礦—黃銅礦—輝鉬礦—石英脈以及斷續(xù)分布的微細(xì)石英脈。

2.1巖相學(xué)特征

圖1　馬頭銅鉬礦地質(zhì)略圖

無(wú)礦石英脈無(wú)色透明，寬約1～2cm，基本不含硫化物和其他金屬礦物，也有斷續(xù)分布的微細(xì)石英脈；

黃鐵礦—石英脈寬約0.5～4cm，黃鐵礦主要呈星點(diǎn)狀、浸染狀和團(tuán)塊狀集合體產(chǎn)出；

輝鉬礦—石英脈往往較細(xì)，寬約0.2～1cm，輝鉬礦一般垂直于脈的兩壁生長(zhǎng)，星點(diǎn)狀分布，少量在脈中；

黃鐵礦—輝鉬礦—石英脈脈寬變化較大，從約0.1～2cm到大于10m不等含黃鐵礦為主，輝鉬礦含量相對(duì)較少；

黃銅礦—輝鉬礦—石英脈，石英呈較純凈的白色，脈寬變化較大，從約0.8cm到5～7cm不等，黃銅礦聚集分布在脈內(nèi)，呈他形粒狀、團(tuán)塊狀，星點(diǎn)狀散布，輝鉬礦呈星點(diǎn)狀分布于脈壁和脈內(nèi)；

鉀長(zhǎng)石—石英脈寬約1～4cm，肉紅色鉀長(zhǎng)石分布于石英脈兩側(cè)（1～2cm），具有黃銅礦化、黃鐵礦化和浸染狀輝鉬礦化等。

2.2熒光特征

用熒光燈對(duì)采樣樣品照射熒光，發(fā)現(xiàn)馬頭地區(qū)巖體和破碎帶處的巖石偶發(fā)熒光，石英脈外兩側(cè)圍巖中偶見(jiàn)星點(diǎn)狀白鎢礦，部分石英脈內(nèi)可見(jiàn)稀疏浸染狀白鎢礦，個(gè)別白鎢礦達(dá)0.5～1mm。

3　流體包裹體研究

3.1樣品研究方法

將樣品磨制成雙面拋光片，在顯微鏡下詳細(xì)觀察，在巖相學(xué)研究的基礎(chǔ)上，挑選有代表性的包裹體，進(jìn)行均一溫度法測(cè)溫和冷凍法測(cè)鹽度并記錄其分布和產(chǎn)狀。

顯微測(cè)溫工作在南京大學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室包裹體室英國(guó)產(chǎn)Linkam THMS600型冷熱臺(tái)上進(jìn)行。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中先對(duì)流體包裹體進(jìn)行冷凍至足夠低溫（最低至-190°C），再回溫過(guò)程中記錄最后一塊冰消失的溫度，即冰點(diǎn)溫度，然后繼續(xù)升溫至包裹體均一，得到均一溫度。

3.2鏡下包裹體特征

鏡下研究表明，馬頭地區(qū)石英脈中的流體包裹體較發(fā)育。

根據(jù)室溫下包裹體的相態(tài)等特征，本區(qū)石英脈中的包裹體分為以下幾種主要類型（圖2）：

圖2　馬頭地區(qū)包裹體類型

（1）兩相水溶液包裹體：富液兩相水溶液包裹體的氣液比變化范圍為5%～45%，包裹體大小形態(tài)復(fù)雜多樣，數(shù)量較大，是礦床中最多的包裹體類型，占90%以上；富氣兩相水溶液包裹體的氣液比為50%～70%；

（2）富二氧化碳三相包裹體：二氧化碳與液相H2O比例30%～70%均有，在液相CO2圈內(nèi)有快速和不規(guī)則振動(dòng)的CO2氣泡，這種振動(dòng)比具同樣體積和有同樣氣液比的水溶液包裹體中的氣泡要顯著的多；

表1　馬頭地區(qū)各類脈體中流體包裹體顯微測(cè)溫結(jié)果

（3）二氧化碳?xì)庖簝上喟w：氣液比10%～20%，形狀多樣，大小不一，常與富二氧化碳三相包裹體一起出現(xiàn)；

（4）多相含礦物子晶包裹體；液相+氣相+黑色不透明礦物，其中氣相占包裹體大小的30%左右；

（5）純氣單相包裹體：暗灰—黑色，包裹體大小5～15μm，形狀多為負(fù)晶形、橢圓形、不規(guī)則狀等，含量少，與其他類型的包裹體混雜產(chǎn)出；

（6）純液?jiǎn)蜗喟w：亮灰—暗灰色，包裹體大小4～15μm之間，形狀多為不規(guī)則橢圓狀，含量較少，常與其他類型的包裹體混雜。

3.3測(cè)試結(jié)果分析

本次研究共測(cè)得均一溫度及冷凍溫度數(shù)據(jù)320個(gè)（表1）。其中氣液兩相包裹體，鹽度計(jì)算采用Bodnar （1993）的公式，三相二氧化碳包裹體，鹽度計(jì)算采用Collins（1979）的公式。

3.3.1均一溫度

據(jù)顯微測(cè)溫結(jié)果，可以得出：

（1）兩相包裹體在所有樣品中分布最廣，達(dá)90%。其中，富液相包裹體的均一溫度分布范圍較大，從80°C到＞400°C均有分布，在160°C～240°C之間最為集中，有升溫超過(guò)400°C時(shí)仍未均一的富液相兩相包裹體出現(xiàn)；對(duì)富氣相包裹體而言，前者在296℃～314°C以及381℃～390°C之間分布，同樣出現(xiàn)超過(guò)400°C的未均一現(xiàn)象。

（2）三相含礦物子晶包裹體的部分均一溫度落在富液相的兩相包裹體均一溫度范圍內(nèi)，礦物子晶可能是不均一捕獲的產(chǎn)物。

（3）三相含CO2的包裹體均一溫度較高，樣品中有超過(guò)400°C的三相含CO2包裹體。

3.3.2鹽度

據(jù)顯微測(cè)溫得到的冰點(diǎn)溫度數(shù)據(jù)，計(jì)算鹽度，可以看出，馬頭地區(qū)的包裹體鹽度相對(duì)較低，富液兩相包裹體的鹽度呈雙峰式分布，在6～14wt%NaCl比較集中，0～4wt%NaCl之間也有分布，測(cè)得的最高鹽度值不超過(guò)22wt%NaCl。

3.3.3均一溫度—鹽度關(guān)系

（1）本次測(cè)驗(yàn)的樣品中，流體包裹體的絕大多數(shù)數(shù)據(jù)分布在100℃～250°C之間，鹽度變化范圍0～20wt% NaCl，總體上呈現(xiàn)出均一溫度—鹽度值均較低的特點(diǎn)；

（2）在100℃～200℃之間，有一部分包裹體的鹽度主要集中于0～6wt%NaCl范圍，結(jié)合顯微鏡下觀察，多為穿插石英顆粒的次生裂隙中的包裹體，因此認(rèn)為在該地區(qū)存在著一期低溫、低鹽度的流體作用，為成礦流體晚期階段；

（3）三相含礦物子晶包裹體的部分均一溫度（氣液相均一）及鹽度投射在富液相兩相包裹體的溫度—鹽度范圍內(nèi)，礦物子晶可能是不均一捕獲的產(chǎn)物。

4　小結(jié)

本文對(duì)馬頭銅鉬礦床的流體包裹體分析結(jié)果，初步形成了以下幾點(diǎn)認(rèn)識(shí)：

該礦床的流體包裹體類型多樣，可分為6種，其中以水溶液包裹體為主，亦發(fā)育富含CO2的包裹體及含子晶的三相包裹體。本次測(cè)驗(yàn)的樣品中，馬頭地區(qū)的包裹體均一溫度分布范圍較大，從80°C到＞400°C均有分布，在160°C～240°C之間最為集中。鹽度相對(duì)較低，富液兩相包裹體的鹽度呈雙峰式分布，在6～14wt% NaCl比較集中，0～4wt%NaCl之間也有分布，測(cè)得的最高鹽度值不超過(guò)22wt%NaCl。

在100℃～200℃之間，有一部分包裹體的鹽度主要集中于0～6wt%NaCl范圍，結(jié)合顯微鏡下觀察，多為穿插石英顆粒的次生裂隙中的包裹體，因此認(rèn)為在該地區(qū)存在著一期低溫、低鹽度的流體作用，為成礦流體晚期階段。

三相含礦物子晶包裹體的部分均一溫度（氣液相均一）及鹽度投射在富液相兩相包裹體的溫度—鹽度范圍內(nèi)，礦物子晶可能是不均一捕獲的產(chǎn)物。

綜上所述，馬頭礦區(qū)的流體包裹體均一溫度相對(duì)偏低，流體特征以中—低鹽度為主，根據(jù)包裹體溫度—鹽度數(shù)據(jù)特征可將其分為2部分：中高溫—中鹽度流體及中低溫—中低鹽度流體，分別代表了成礦流體不同的演化階段。

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TD82.72

A

1004—5716（2016）02—0113—04

2015-10-08

2015-10-13

國(guó)家自然科學(xué)青年科學(xué)基金（41102036，41174103），南京大學(xué)內(nèi)生金屬礦床成礦機(jī)制研究國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放研究基金。

蘇陽(yáng)（1984-），男（漢族），江蘇南京人，工程師，現(xiàn)從事地質(zhì)技術(shù)工作。