赤城縣馬道口鉬礦床成礦流體特征研究

邢 歡，孟 衍，張良良

（1.河北省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局地質(zhì)勘查技術(shù)中心，河北石家莊050081；2.河北省地質(zhì)博物館，河北石家莊050081；3.河北省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第一地質(zhì)大隊(duì)，河北邯鄲056001）

馬道口鉬多金屬礦床位于中朝準(zhǔn)地臺(tái)北緣銀銅多金屬成礦帶中段，區(qū)域成礦條件優(yōu)越，周圍已發(fā)現(xiàn)的多金屬礦有下窩鋪金銀鉛鋅多金屬礦、青羊溝鉛鋅礦、四道營(yíng)鉬礦、正溝鉬銣多金屬礦等，找礦前景廣闊[1-2]。目前已在礦區(qū)圈出礦化帶9條，礦體27條，但對(duì)馬道口鉬多金屬礦床成因研究程度較低，缺乏系統(tǒng)研究[3-5]。本文通過對(duì)礦石中與成礦關(guān)系密切的石英流體包裹體特征及氫氧同位素進(jìn)行研究，探索成礦流體來(lái)源，為礦床類型及成因的判別提供依據(jù)。

1 礦床地質(zhì)特征

該區(qū)出露地層主要為下白堊統(tǒng)張家口組中生代火山—沉積地層，及全新世地層，分布廣泛。下白堊統(tǒng)張家口組一段地層出露面積較大，巖石組合為灰白、紫灰、灰色流紋質(zhì)熔結(jié)凝灰?guī)r、流紋巖、流紋質(zhì)熔結(jié)角礫凝灰?guī)r、流紋質(zhì)角礫凝灰?guī)r。其中灰色流紋質(zhì)熔結(jié)凝灰為主要容礦圍巖。巖漿巖主要為中生代早白堊世侵入巖，巖性為石英正長(zhǎng)斑巖。

礦區(qū)內(nèi)構(gòu)造以斷裂構(gòu)造為主，褶皺構(gòu)造不發(fā)育。礦體主要受NW 向構(gòu)造帶控制，該類構(gòu)造多以蝕變破碎帶形式出現(xiàn)，帶內(nèi)巖石可見不同程度的擠壓破碎現(xiàn)象，且普遍發(fā)育有硅化、高嶺土化及褐鐵礦化等蝕變。礦區(qū)共圈定礦體27 條礦體，其中工業(yè)礦體10 條，低品位礦體17條，礦體產(chǎn)于早白堊世張家口組流紋質(zhì)熔結(jié)凝灰?guī)r和早白堊世石英正長(zhǎng)斑巖接觸帶附近，整體呈似層狀或透鏡狀，產(chǎn)狀基本與侵入巖與火山巖接觸界線相一致，走向NW，傾角平緩，沿傾向變化較大，連續(xù)性較差，出現(xiàn)局部膨大、尖滅再現(xiàn)和分支復(fù)合現(xiàn)象。

鉬礦石呈鉛灰色，主要呈自形—半自形粒狀結(jié)構(gòu)、鱗片狀—細(xì)粒狀結(jié)構(gòu)、交代結(jié)構(gòu)，構(gòu)造主要有細(xì)脈狀、細(xì)脈浸染狀、浸染狀、角礫巖、塊狀構(gòu)造等。礦石礦物為鱗片狀，呈集合體沿裂隙分布，或成斑點(diǎn)、分散狀集合體分布于巖石中；脈石礦物主要為鉀長(zhǎng)石、斜長(zhǎng)石、石英、螢石等。

2 樣品采集及實(shí)驗(yàn)方法

2.1 流體包裹體樣品采樣及測(cè)試方法

本次流體包裹體樣品均在ZK1和ZK3兩個(gè)鉆孔的含礦流紋質(zhì)凝灰?guī)r和含礦斑巖兩種礦石類型中采集。將7件樣品磨制成雙面拋光的薄片，用于流體包裹體的巖相學(xué)觀察和顯微測(cè)溫研究。流體包裹體顯微測(cè)溫分析在核工業(yè)北京地質(zhì)研究院分析測(cè)試研究中心完成，所用儀器為L(zhǎng)INKAM THMSG600 冷熱臺(tái)，測(cè)試溫度范圍為-196℃～600℃，在-120℃～-70℃溫度區(qū)間的測(cè)定精度為±0.5℃，-70℃～+100℃區(qū)間精度為±0.2℃，100℃～500℃區(qū)間精度為±2℃。采用美國(guó)FLUID INC公司提供的人工合成流體包裹體樣品對(duì)冷熱臺(tái)進(jìn)行了溫度標(biāo)定。測(cè)試過程中，升溫速率一般為1℃～5℃/min，含CO2包裹體相變點(diǎn)附近升溫速率為0.2℃/min，水溶液包裹體相變點(diǎn)附近的升溫速率為0.2℃～0.5℃/min，基本保證了相轉(zhuǎn)變溫度數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確可靠。

2.2 氫—氧同位素樣品采樣與測(cè)試方法

本次測(cè)試工作選取含礦流紋質(zhì)凝灰?guī)r和含礦斑巖中石英進(jìn)行H-O 同位素，樣品采自礦區(qū)ZK1 和ZK3 鉆孔含礦地段。

石英H-O同位素分析在核工業(yè)北京地質(zhì)研究院分析測(cè)試研究中心Delta V Plus 質(zhì)譜儀上完成。分析精度分別為±2‰和±0.2‰，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)均為SMOW。實(shí)驗(yàn)分析測(cè)試流程為:選取40～60 目的純凈樣品，在150℃低溫下真空去氣4h以上，以徹底除去表面吸附水和次生包裹體水，在400℃高溫下用爆裂法提取出包裹體中的水，進(jìn)行收集、冷凝和純化處理，然后用金屬鋅置換出水中的氫，在質(zhì)譜儀上測(cè)試氫的組成。

3 測(cè)試結(jié)果

3.1 流體包裹體巖相學(xué)特征

馬道口鉬礦床無(wú)論是流紋質(zhì)凝灰?guī)r或含礦正長(zhǎng)斑巖中流體包裹體均以呈無(wú)色—灰色的富液包裹體和呈無(wú)色透明的純液包裹體為主，局部視域見少量呈深灰色的富氣包裹體。主要為橢圓形和長(zhǎng)條形，大小一般多在2～15μm之間，局部可見少量20～40μm包裹體。氣液比較低，以20%～30%為主，氣泡呈圓形或橢圓形，無(wú)色，液相呈無(wú)色。

3.2 流體包裹體顯微測(cè)溫分析

流體包裹體是示蹤流體來(lái)源與演化最直接的素材，不同來(lái)源的流體通常具有不同的溫度和鹽度特征。巖漿流體通常顯示出高溫高鹽度的特征，大氣降水為低溫度低鹽度特征，而地?zé)猁u水以地溫高鹽度為特征[6-9]。

馬道口鉬礦石英包裹體溫度、鹽度測(cè)試結(jié)果顯示（圖1），流體包裹體形成溫度大部分在200℃～300℃之間，均值在235.12℃；包裹體鹽度集中在2～4NaClwt%之間，均值為3.41NaClwt%。礦床形成溫度、鹽度均較低，包裹體以呈無(wú)色—灰色的富液包裹體和呈無(wú)色透明的純液包裹體為主。

圖1 石英包裹體溫度、鹽度測(cè)試結(jié)果

馬道口鉬礦中石英的δ18OV-SMOW值變化在1.75‰～6.74‰之間，流體中δDV-SMOW變化范圍在-121.6894.6‰～－145.18‰之間。根據(jù)熱液礦物(石英)—水體系的氧同位素分餾方程：103lnα石英-水=3.38×106/T2-3.4,結(jié)合流體包裹體顯微測(cè)溫結(jié)果，計(jì)算出成礦流體的δ18OV-SMOW值在-3.22‰～-8.4‰之間(表1)[10]。在δ18OV-SMOW-δDV-SMOW同位素圖解中（圖2），樣品測(cè)試結(jié)果分布較集中，主要集中在遠(yuǎn)離原生巖漿水的下方。

表1 馬道口鉬礦石英氫、氧穩(wěn)定同位素分析表

圖2 馬道口鉬礦床成礦流體δDV-SMOW-δ18OV-SMOW同位素圖解

4 討論

隨著同位素測(cè)試技術(shù)的快速發(fā)展，同位素地球化學(xué)被廣泛應(yīng)用于礦床研究，利用熱液礦物中流體包裹體的氫氧同位素示蹤成礦流體來(lái)源是目前最重要且最為廣泛的手段，結(jié)合流體包裹體特征、礦床地質(zhì)特征可初步判斷成礦流體的來(lái)源[11-14]。流體包裹體顯微測(cè)溫顯示流體包裹體形成溫度大部分在200℃～300℃之間，均值在235.12℃，包裹體鹽度集中在2～4NaClwt%之間，均值為3.41NaClwt%，包裹體以呈無(wú)色—灰色的富液包裹體和呈無(wú)色透明的純液包裹體為主，成礦流體以低溫、低鹽度流體為主；礦體圍巖蝕變主要有高嶺土化、綠泥石化、輕微硅化、碳酸鹽化以及葉蠟石化等低溫?zé)嵋何g變，暗示了礦化作用發(fā)生屬低溫?zé)嵋鹤饔茫c中高溫?zé)嵋宏P(guān)系不密切或無(wú)關(guān)，與包裹體顯微測(cè)溫結(jié)果吻合，成礦流體與巖漿熱液關(guān)系不密切，主要來(lái)自大氣降水。

馬道口鉬礦中石英的δ18OV-SMOW值變化在1.75‰～6.74‰之間，流體中δDV-SMOW變化范圍在-121.6894.6‰～－145.18‰之間，計(jì)算出成礦流體的δ18OV-SMOW值在-3.22‰～-8.4‰之間，在δ18OV-SMOW-δDV-SMOW同位素圖解中均落在偏大氣降水線一側(cè)，成礦熱液主要為加熱的大氣降水。該礦床的成礦流體與張麻井鈾鉬礦床成礦流體有相似的來(lái)源特征。

5 結(jié)論

（1）馬道口鉬礦床流體包裹體類型以液體包裹體為主，溫度大部分在200℃～300℃之間，均值在235.12℃，鹽度集中在2～4NaClwt%之間，均值為3.41NaClwt%，為低溫、低鹽度流體。

（2）根據(jù)氫氧同位素示蹤顯示，馬道口鉬礦床成礦流體δDV-SMOW為-121.6894.6‰～－145.18‰，δ18OV-SMOW為-3.22‰～-8.4‰，成礦流體與巖漿熱液關(guān)系不密切，主要來(lái)自大氣降水。