隱爆角礫型金銅礦床包裹體特征及空間演化規律

曹 旭，翟 旭

(中化地質礦山總局內蒙古地質勘查院,內蒙古 呼和浩特 010031)

0 引言

某隱爆角礫巖型金銅礦床位于山東省,大地構造較為復雜。該礦床于二十世紀七八十年代開采,經過這幾十年的開采,其資源已經面臨危機。通過物探、化探及地質修測等方法在原隱爆角礫巖筒(開采中的角礫巖筒)的東南側又發現了一新的賦礦角礫巖筒和金、銅礦體,估算預測的資源量金礦石量558.15萬t;銅礦石量1 224.73萬t。至此表明某隱爆角礫巖型金銅礦床的深部或外圍仍具有找礦前景,故此對其進行詳細的研究工作便更為重要。目前,針對某隱爆角礫巖型金銅礦床的研究工作已經展開了包括構造、巖石、地球化學、地球物理等方面[1-5],但是包裹體的研究工作相對薄弱。因此本文對某隱爆角礫巖型金銅礦床包裹體特征展開研究,總結該礦床空間演化規律,為進一步探礦提供理論基礎。

1 礦床地質特征

某隱爆角礫巖型金銅礦床位于膠萊盆地西南側,整個膠萊盆地呈現出NEE向不規則的帶狀分布,西部寬、東部窄。在其西側為沂沭斷裂帶,東部則延伸進入黃海,北部與膠北隆起超復接觸,局部存在斷層接觸現象。總體而言,膠萊盆地的形態比較復雜。礦區東側是五蓮-榮城斷裂,西側為昌邑-大店斷裂,南北側分別是膠南隆起與膠萊凹陷。礦區內主要構造類型為斷裂構造,礦區內的巖石類型主要為燕山期的火成巖。

某隱爆角礫巖型金銅礦床的賦礦的角礫巖筒存在于七寶山雜巖體中,賦礦角礫巖筒四周的圍巖主要有石英安山玢巖和輝石閃長巖。石英安山玢巖多呈斑狀結構,斑晶為石英與斜長石,其中長石類斑晶可見有明顯的絹云母化蝕變,基質則多為角閃石和黑云母等暗色礦物。

2 流體包裹體

2.1 流體包裹體類型及特征

某隱爆角礫巖型金銅礦床的成礦作用大體可分為早、中、晚三個成礦階段,分別是石英-鏡鐵礦階段、石英-硫化物階段、石英-碳酸鹽階段,其中石英-硫化物階段為主成礦階段。主要是氣液兩相包裹體,根據包裹體的氣液比可將包裹體分為3類:富液包裹體(L型,氣液比小于10%);氣液包裹體(V-L型,氣液比積在10%～40%之間);富氣包裹體(V型,氣液比大于40%)(見圖1)。某隱爆角礫巖型金銅礦床中包裹體的分布范圍十分廣泛,但是其豐度卻不豐富,與其他同類型的礦床(如河南祈雨溝、福建紫金山、臺灣金瓜石等金礦)相比,該礦區的包裹體的體積偏小,類型較單一,極少出現多相或CO2包裹體。

對主要成礦階段(石英-硫化物階段)展開詳細的流體包裹特征研究,形態有近圓形、橢圓形、長條形及其他不規則形狀,極少出現多相或CO2包裹體。

通過觀察不同深度的包裹體,由深部(標高低于-500 m)向上至淺部(標高高于-100 m),包裹體在類型、形態、大小上并沒有明顯的變化,但是在包裹體的豐度上,淺部(標高高于-100 m)包裹體的豐度比深部(標高低于-500 m)和中部(標高在-100 m～-500 m之間)包裹體的豐度低,這表明成礦流體的活動在深部比淺部強烈。

2.2 均一溫度和鹽度

包裹體均一溫度測定實驗使用的是尼康顯微鏡和THMS600冷熱臺,通過液氮進行溫度調節,通過檢測設備自動進行計算。

對某隱爆角礫巖型金銅礦床在石英-硫化物階段中的包裹體進行測溫實驗(見表1),數據表明該階段的包裹體均一溫度為144 ℃～291 ℃,其中大部分集中在140 ℃～285 ℃之間。該階段所測包裹體樣品都均一至液相,包裹體的冰點溫度為-1 ℃～-15 ℃,亦有個別的包裹體的冰點溫度可達-20 ℃左右,鹽度基本處于1.5%～21.8% NaClequ之間,在該階段的包裹體的均一溫度與鹽度的分布范圍較廣,不存在有優勢的集中區間。除此之外,在同一鉆孔中發現的三種類型共生的包裹體群,具有較為相似的均一溫度,在258 ℃～285 ℃之間,其表明成礦流體在該階段發生了小范圍的沸騰。

表1 顯微測溫結果表

2.3 流體包裹體成分研究

選取流體包裹體進行激光拉曼光譜分析。所用的儀器為Ranishaw公司的Raman2000型激光拉曼光譜儀。利用激光拉曼特征峰值來確定包裹體的成分。

2.4 流體包裹體的空間演化特征

對鉆孔中的石英-硫化物階段不同深度的包裹體特征進行觀察,研究某隱爆角礫巖型金銅礦床的成礦流體的空間演化特征,其特征如圖2所示。

1)深部。深部區域的成礦流體的均一溫度處于155 ℃～290 ℃之間,主要集中在200 ℃～276 ℃之間,冰點溫度為-1.4 ℃～-18.5 ℃,對應的鹽度約為2.3%～21.5% NaClequ。

2)中部。成礦流體在中部的均一溫度的一般范圍在140 ℃～270 ℃,集中出現在160 ℃～188 ℃之間,冰點溫度范圍是-0.8 ℃～-15.1 ℃,對應的鹽度主要分布在1.5%～18.3% NaClequ之間。較之深部而言,中部的均一溫度和鹽度都有所下降,但下降幅度并不明顯。

3)淺部。因為某隱爆角礫巖型金銅礦床的包裹體的體積偏小,而且包裹體的發育情況并不豐富,所以在淺部樣品中發現的包裹體數量并不多,故所得數據極為有限。從已有的數據中可得出,七寶山礦區淺部流體包裹體的均一溫度范圍大致為240 ℃～275 ℃,鹽度為18.2% NaClequ。

3 結論

通過對某隱爆角礫巖型金銅礦床鉆孔樣品中流體包裹體的測溫和成分研究結果結合之前的研究成果,可發現礦床成礦流體在其演化過程中隨時間其溫度與鹽度均有所下降,但是包裹體的鹽度在各成礦階段中的分布范圍具有較大的重合范圍,即便是在同一個成礦階段中的包裹體的樣品的鹽度之間差別也很大,由此可見成礦流體的活動在不同成礦階段中是不均勻的,且持續了整個成礦過程。

這種現象可能是由于流體中成礦元素迅速沉淀,其成礦時間短,致使成礦流體沒有足夠的時間遍及更為廣泛的礦區范圍,其中的成礦元素便已經完成了沉淀成礦過程,相應的在賦礦角礫巖筒內礦化程度也是十分不均勻的。

在空間特征上,石英-硫化物階段期間成礦流體在深部的活動較為強烈,造成此結果的原因,可能是因為隱爆作用在深部發生時,巖漿熱液供給壁淺部更為充足,當成礦流體上移聚集在淺部再次引發了隱爆作用時,因為巖漿的冷卻使得移到上部的成礦流體失去了充足的巖漿熱液的供應,致使淺部成礦流體的活動便相對有所減弱了。結合角礫巖筒的形成機制考慮,在最早的隱爆發生時,巖漿熱液的供應較為充足,而且在最初時流體可以活動的空間有限,這樣更使得巖漿的活動更為劇烈,隨著流體向上移動,成礦流體得不到巖漿提供的流體與熱源,故流體越向上其活動也越弱。