杜高峰，鄒海洋，楊柳，陳松嶺，劉艷萍

(1.中南大學地球科學與信息物理學院，湖南長沙410083;2.中南大學“有色金屬成礦預測”教育部重點實驗室，湖南長沙410083)

山東金翅嶺金礦成礦流體特征

杜高峰1，2，鄒海洋1，2，楊柳1，2，陳松嶺1，2，劉艷萍1

(1.中南大學地球科學與信息物理學院，湖南長沙410083;2.中南大學“有色金屬成礦預測”教育部重點實驗室，湖南長沙410083)

通過流體包裹體巖相學、顯微測溫學和包裹體稀土元素等的分析，研究山東金翅嶺金礦床成礦流體性質(zhì)和演化，研究結(jié)果表明:流體包裹體主要為氣液兩相包裹體，另有少量液相包裹體。包裹體氣相成分主要以H2O、CO2為主。液相成分屬Na+－K+－Ca2+－Mg2+－Cl－－SO2－4體系，成礦流體為巖漿熱液夾有變質(zhì)水和大氣降水的混合流體。流體包裹體的均一溫度介于140～350℃，金的主成礦期為第Ⅱ和第Ⅲ階段，成礦溫度范圍為290℃～185℃，流體鹽度介于7.3%～8.9%，為中－低溫、低鹽度的成礦流體。石英、黃鐵礦包裹體稀土元素特征研究表明:輕稀土富集，重稀土虧損，具有中等負銪異常，標準化曲線為略右傾曲線。

包裹體成礦流體稀土元素金翅嶺金礦山東

Yang Liu，Zou Hai－yang，Chen Song－ling，Du Gao－feng，Liu Yan－ping.Characteristics of ore－forming fluid from the Jinchiling gold deposit in Shandong Province［J］.Geology and Exploration，2012，48(4):0677－0684．

1 引言

山東招(遠)萊(州)地區(qū)是我國金礦床最集中的地區(qū)，黃金資源豐富。其中，招遠市黃金儲量和產(chǎn)量一直處于我國縣級地區(qū)首位，是我國黃金資源和黃金生產(chǎn)的重要基地。金翅嶺金礦位于招遠金礦集中區(qū)的中部，區(qū)域成礦位置十分有利，前人已對該區(qū)進行大地構(gòu)造背景、脈巖與成礦關(guān)系、成礦模式等研究(劉輔臣等，1984;曹國權(quán)等，1990;安郁宏，1990;李兆龍等，1993;李俊建等，2005;楊柳，2009;劉艷萍，2009)，但成礦流體研究相應(yīng)較少。本文以金翅嶺金礦床流體包裹體為研究對象，對其氣液相成分、均一法測溫及稀土元素進行分析，為進一步探討成礦流體性質(zhì)及來源、成礦作用和成礦模式提供了新證據(jù)。

2 區(qū)域地質(zhì)概況

金翅嶺金礦位于拓遠市北西(圖1)，地層為太古宙膠東群，巖性包括斜長角閃片麻巖、黑云角閃斜長片麻巖、斜長黑云角閃片麻巖、黑云角閃石英斜長變粒巖、角閃石英斜長變粒巖、黑云母石英片巖等，多呈大小不等的殘留體分布于玲瓏混合花崗巖內(nèi)外，區(qū)內(nèi)廣泛分布第四系。

礦區(qū)位于黃掖斷裂和招平大斷裂所挾持的中間地段，在棲霞東西向基底復式褶皺北部。區(qū)內(nèi)褶皺構(gòu)造不發(fā)育。黃掖斷裂和招平大斷裂這兩條斷裂，長度均有百余公里，寬百余米至數(shù)百米，斷裂帶下盤發(fā)育厚數(shù)米的糜棱巖，上盤既發(fā)育有擠壓形成的塑性變形巖又有張扭性的碎裂巖、角礫巖。碎裂巖帶多被后期的含礦熱液膠結(jié)，經(jīng)后期活動而形成礦化角礫。斷裂帶走向均為NE45°左右，它們共同控制了招掖金成礦帶。區(qū)域上許多大型、特大型金礦都賦存于這兩條區(qū)域性大斷裂的下盤。礦區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造發(fā)育，按走向大致可分為北東向、近南北向、北北東、南東東向及北西五組。

本區(qū)與金成礦有關(guān)的花崗質(zhì)巖發(fā)育，出露廣泛，主要有玲瓏混合花崗巖和郭家?guī)X似斑狀花崗閃長巖，兩者呈侵入接觸。此外，本區(qū)尚發(fā)育有大量脈巖。

圖1 金翅嶺金礦地質(zhì)簡圖Fig.1Geological sketch map of the Jinchiling gold deposit in Shandong Province

3 礦床地質(zhì)

3.1 礦體地質(zhì)

金翅嶺金礦床內(nèi)基本查明20余條礦脈，主要有P1、P3、P4、P19、P125、P24、P83。礦體圍巖為混合花崗巖，賦存于礦化蝕變帶，主要由黃鐵礦石英脈及蝕變巖組成。在上述七條礦脈中共圈定了11個礦體，即P4－3、P4－4、P4－5、P4－6、P24－2、P125－1、P83－1、P3－3、P1－9、P1－Ⅲ、P19－X，均為盲礦體。其中主礦體為P4。

P4是研究區(qū)規(guī)模最大的，其探明儲量占研究區(qū)儲量的64.28%，分布在礦區(qū)的中部，走向NE45°～60°，傾向北西，傾角63°。發(fā)育P4－4、P4－3、P4－5、P4－6金礦體。礦體多呈脈狀，主要由黃鐵礦石英脈組成，次為黃鐵絹英巖化花崗質(zhì)碎裂巖。

P4－4礦體沿走向長度120m，水平厚度0.65m～1.26m，平均品位6.72×10－6，賦存深度自－260m到－380m。金礦化以脈狀、塊狀黃鐵礦化為主，偶見細脈浸染狀黃鐵礦和星點狀黃銅礦化，是本區(qū)礦化、厚度穩(wěn)定的金礦體。

P4－3礦體走向長15m～20m，水平厚度1.21m～1.31m，平均品位4.39×10－6，賦存深度自－265m到－400m。礦化以細脈浸染狀黃鐵礦化為主，其次是脈狀、條帶狀黃鐵礦石英脈。礦體品位沿走向及傾向變化很大，礦體厚度變化不大，是礦化不太穩(wěn)定、厚度穩(wěn)定的金礦體。

3.2 圍巖蝕變

圍巖蝕變?yōu)辄S鐵礦化－硅化－絹英巖化、硅化－絹英巖化、絹英巖化－鉀化－碳酸鹽化。

根據(jù)本區(qū)礦石中礦物共生組合、礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造、圍巖蝕變，本礦床從早到晚熱液期可劃分為如下四個階段:第I階段，(黃鐵礦)絹云母－石英脈階段;第II階段，黃鐵礦－石英階段;第III階段，多金屬硫化物石英;第Ⅳ階段，石英－碳酸鹽階段。

4 采樣與分析

研究樣品均采自P4號礦體，采于坑道內(nèi)黃鐵礦石英脈，將其磨制成厚度約為0.1 mm雙面剖光的薄片做巖相學與流體包裹體觀察。

包裹體成分測定對象為石英、黃鐵礦和方解石，由中南大學地質(zhì)研究所流體包裹體氣液相成分測定實驗室完成。流體包裹體的氣相成分分析采用加熱爆裂法提取氣體。

流體包裹體測溫工作主要在中南大學地質(zhì)研究所流體包裹體測溫實驗室進行。本次測試使用儀器為英國產(chǎn)的Linkam THMS600型冷熱臺。

流體包裹體稀土元素組分測定嘗試采用等離子質(zhì)譜(ICP－MS)方法測定。

5 流體包裹體特征

5.1 巖相學

據(jù)顯微鏡下觀察各成礦階段礦物中均含有較豐富的流體包裹體，以氣液包裹體(H2O+CO2)為主，次為含CO2包裹體和H2O包裹體。氣液包裹體(H2O+CO2):氣液比為5%～20%，包體大小一般為5～15 μm，常見形態(tài)多為橢圓形、圓形和不規(guī)則狀無序分布。含CO2包裹體:此類包體以富液相CO2為主，氣相CO2為輔，所占比例一般為10%～30%，大小一般為5～20μm，常見形態(tài)多為橢圓形、菱形和不規(guī)則狀。H2O包裹體:由H2O氣相和液相組成，氣液比5%～30%，大小一般為5～20μm，常呈橢圓形和不規(guī)則狀(圖2)。

5.2 氣液相成分

金翅嶺金礦床礦石中石英的成礦溶液Na+、K+、 Mg2+、Ca2+、F－、Cl－等的復雜成分鹽水溶液。成礦流體的液相成分陽離子以Na+、K+、Mg2+、Ca2+為主，Na+和K+的總量多數(shù)高于Ca2+和Mg2+的總量，(K++Na+)/(Ca2++Mg2+)范圍為0.096～6.755，僅方解石J52 Na+和K+的總量低于Ca2+和Mg2+的總量，部分Ca2+和Mg2+來自主礦物的溶解;陰離子主要以為主，F(xiàn)－次之;根據(jù)以上特點可得出本區(qū)成礦流體應(yīng)屬Na+－K+－Ca2+－Mg2+－Cl－

圖2 流體包裹體顯微照片F(xiàn)ig.2Micrograph photos of fluid inclusions

氣相成分分析結(jié)果表明:氣相以H2O、CO2為主，其次為H2、CH4等。成分中富含CO2，含有CH4等揮發(fā)份。金翅嶺金礦流體包裹體氣相成分富含H2O、CO2，含有CH4、H2等揮發(fā)份，表明成礦環(huán)境為還原環(huán)境(楊金中等，2000)。H2O占絕對優(yōu)勢，說明成礦流體為熱水溶液。(H2+CH4)/CO2變化范圍為0.030～0.590(表1)，并且大致趨勢為黃鐵礦＜方解石＜石英，說明從成礦早期到成礦晚期的還原性降低趨勢。

5.3 均一法測溫

根據(jù)石英包裹體均一法溫度結(jié)果列入表2，直方圖見圖3，從表2可以看出，金翅嶺金礦均一溫度范圍為140℃～350℃，冰點溫度范圍為－3.2℃～－7.2℃。通過查表(劉斌等，1999)確定礦區(qū)鹽度范圍為5.26%～10.73%。

從圖3可看出，金翅嶺金礦均一溫度直方圖有4個峰值，范圍分別為140℃～170℃、185℃～215℃、260℃～290℃、305℃～335℃，這說明研究區(qū)成礦溫度從低溫到中溫至高溫可能分為4個階段，其中185℃～290℃應(yīng)為主成礦階段溫度范圍，為中低溫度。冰點直方圖有4個峰值，范圍分別為－6.6℃～－6.0℃、－5.7℃～－5.1℃、－4.8℃～－4.5℃、－4.2℃～－3.9℃。鹽度直方圖有4個峰值，范圍分別為6.1%～6.9%、7.3%～7.7%、8.1%～8.9%、9.3%～9.7%，其中7.3%～8.9%應(yīng)為主成礦階段鹽度范圍，為低鹽度。

5.4 稀土元素

本次嘗試采用等離子質(zhì)譜方法(ICP－MS)測定包裹體中的稀土元素，取得了較好的效果。該方法靈敏度高，可以測定包裹體中的微量元素、稀土元素。國內(nèi)外有關(guān)地質(zhì)學家已經(jīng)進行了一些包裹體成分研究(Ulrich T et al，1999;Andreas A et al，1998; Andreas A et al，2000;Ghazi A M et al，1993)。本項工作為配合包裹體成分的分析，也進行了黃鐵礦和石英稀土元素分析。

表1 金翅嶺金礦床流體包裹體群體氣－液相成分(×10－6)及相關(guān)參數(shù)Table1 Compositions and parameters of volatiles and ions of the fluid inclusions from the Jinchiling gold deposit(×10－6)

表2 金翅嶺金礦床流體包裹體參數(shù)Table2 Parameters of fluid inclusions from the Jinchiling gold deposit

圖3 金翅嶺金礦成礦流體包裹體均一溫度、冰點溫度和鹽度頻數(shù)直方圖Fig.3Histograms showing homogenization temperature，freezing point and salinity of fluid inclusions in the Jinchiling gold deposit

從表3和圖4，圖5中基本可以看出，黃鐵礦中稀土總量ΣREE含量范圍為49.251×10－6～121.084×10－6，顯示了總稀土含量值較高。輕稀土LREE含量范圍為46.360×10－6～112.679×10－6;重稀土HREE含量范圍為1.029×10－6～8.405× 10－6;LREE/HREE范圍為13.41～48.78，顯示為輕稀土富集，重稀土虧損。(La/Yb)N大于17.85，顯示輕重稀土分餾較強，δEu范圍為0.58～0.69，具有中等負銪異常;δCe范圍為0.93～1.04，具有弱的負鈰異常。從球粒隕石標準化分布型式圖可以看出，為右傾的曲線。

石英中稀土總量ΣREE含量范圍為20.058× 10－6～39.169×10－6，顯示了總稀土含量值較高。輕稀土LREE含量范圍為18.999×10－6～35.802× 10－6;重稀土HREE含量范圍為0.938×10－6～3.367×10－6;LREE/HREE范圍為10.63～23.98，顯示為輕稀土富集，重稀土虧損。(La/Yb)N大于11.77，顯示輕重稀土分餾較強，δEu范圍為0.49～1.32，多數(shù)具有中等負銪異常，僅J27具有正銪異常;δCe范圍為0.91～1.01，具有弱的負鈰異常。從球粒隕石標準化分布型式圖可以看出，為右傾的曲線。

6 討論

6.1 成礦流體性質(zhì)

成礦流體的Na+/K+和F－/Cl－可以作為判別流體來源的一個標志(Ulrich T et al.，1999)，一般情況下，巖漿熱液Na+/K+小于1，經(jīng)計算，成礦階段石英Na+/K+值為0.297～1.617，僅樣品J52為1.617，多數(shù)具巖漿熱液特征。成礦階段陰離子中值為5.157～182.027，除J52外較高，故其成礦熱鹵水應(yīng)是富鉀的硫酸鹽型熱鹵水(Ran Chongying，1989)。

表3 金翅嶺金礦床稀土元素組成(×10－6)Table3 REE compositions for the Jinchiling gold deposit(×10－6)

圖4 金翅嶺金礦床黃鐵礦稀土元素球粒隕石標準化分布型式圖(趙振華，1997)Fig.4Chondrite－normalized REE distribution of Py of the Jinchiling gold deposit(after Zhao，1997)

圖5 金翅嶺金礦床石英稀土元素球粒隕石標準化分布型式圖(趙振華，1997)Fig.5Chondrite－normalized REE distribution of Qz of the Jinchiling gold deposit(after Zhao，1997)

金翅嶺金礦流體包裹體從低鹽度的氣液包裹體類型，經(jīng)主成礦階段向晚階段的貧CO2低鹽度H2O溶液型演化。分析認為，金翅嶺金礦成礦流體應(yīng)為Na+－K+－Ca2+－Mg2+體系，鹽度為7.3%～8.9%，主成礦溫度為185～290℃，屬于中低溫、低鹽度流體。

從金翅嶺金礦井下坑道觀察認為，較早階段形成的黃鐵礦石英脈在成礦部位比較破碎，表明構(gòu)造發(fā)育，而主成礦階段形成的黃鐵礦石英脈充填于早期石英脈中。因此，在初成礦階段，構(gòu)造發(fā)生性質(zhì)改變，由擠壓向拉伸轉(zhuǎn)變，成礦空間、應(yīng)力場轉(zhuǎn)變造成了流體減壓，使成礦物質(zhì)快速沉淀。

6.2 成礦流體來源

金翅嶺金礦成礦流體含有代表還原環(huán)境的CH4等輕烴成分，說明金翅嶺金礦成礦過程處于還原環(huán)境。成礦流體的還原性有利于金元素以硫化物的形式沉淀富集。

另當F－/Cl－比小于1時反映屬大氣降水(或地層流體)的特征，由表1可知，本區(qū)樣品中F－/Cl－比均小于1(0.247～0.452)，表明有大氣降水的加入。

結(jié)合前人有關(guān)金翅嶺金礦的研究成果(劉艷萍，2009)，可獲知金翅嶺金礦成礦熱液具有多來源性，早期以巖漿熱液為主，后期不斷受到變質(zhì)水及大氣降水的改造作用。

6.3 金成礦機理

上述流體包裹體研究表明，金翅嶺金礦成礦流體的性質(zhì)為中－低溫、低鹽度流體。從表1可知，含量反映的是介質(zhì)中與金遷移有密切聯(lián)系的HS－的數(shù)量(Ghazi A M et al.，1993)，因此可以推斷，金在成礦流體中主要以硫氫絡(luò)合物的形式遷移，氯絡(luò)合物次之。

從石英、黃鐵礦稀土元素標準化曲線可以看出，兩種礦物曲線形式相似，表明金翅嶺金礦原始成礦物質(zhì)來源一致。

由于成礦應(yīng)力場的轉(zhuǎn)變造成了成礦流體減壓，促使流體介質(zhì)條件發(fā)生強烈變化，引起流體不混溶作用，CO2的出溶造成熱液中硅質(zhì)和黃鐵礦，尤其是金元素沉淀形成礦體(胡芳芳等，2008)。

7 結(jié)語

(1)金翅嶺金礦床中流體包裹體主要為氣液包裹體。成礦流體液相成分陽離子以Na+、K+、Mg2+、Ca2+為主，陰離子主要以SO2－4、Cl－為主;氣相以H2O、CO2為主。成礦流體為巖漿熱液為主并夾有變質(zhì)水和大氣降水的混合流體。

(2)金翅嶺金礦床的流體包裹體測溫研究表明:主成礦溫度主要為185～290℃，鹽度主要為7.3%～8.9%，為中低溫、低鹽度的成礦流體。

(3)金翅嶺金礦床石英、黃鐵礦包裹體稀土元素特征為輕稀土富集，重稀土虧損，具有負銪異常，標準化曲線為右傾曲線。

(4)金主要以硫氫絡(luò)合物的形式搬運。成礦應(yīng)力場轉(zhuǎn)變導致流體減壓作用促使流體介質(zhì)條件發(fā)生強烈變化，可能是金翅嶺金礦金沉淀成礦的原因。

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Characteristics of Ore－forming Fluid from the Jinchiling Gold Deposit in Shandong Province

YANG Liu1，2，ZOU Hai－yang1，2，CHEN Song－ling1，2，DU Gao－feng1，2，LIU Yan－ping1
(1．School of Geosciences and Info－Physics，Central South University，Changsha，Hunan410083; 2．MOE Key Laboratory of Metallogenic Prediction of Nonferrous Metals，Central South University，Changsha，Hunan410083)

This work analyzed the fluid inclusions，micro－thermometry and rare earths elements of the Jinchiling gold deposit in Shandong Province．The objective was to study the property and evolution of the ore－forming fluid of this gold deposit．The result shows that these inclusions are dominated by gas and liquid two－phase ones，with few of liquid phase．The compositions of gas in the inclusions are primarily H2O and CO2．The liquid composition is，and ore－forming fluid is the mixed fluid of magmatic hydrothermal and meteoric water．The homogenization temperature is 140℃～350℃．The main mineralization of gold occurred in the second and third stages of the evolution when the temperature was 185℃～290℃．And the salinity of fluid inclusions is 7．3%to 8．9%，implying an ore－formation fluid of intermediate－low temperature and low salinity．The REE(rare earth element)analysis shows that the inclusions are characterized by LREE(light rare earth element)enrichment，HREE(heavy rare earth element)deplerion，middle negative Eu anomalies，and slightly right－deviation standardization curves．

inclusion，ore－forming fluid，rare earth element，Jinchiling gold deposit，Shandong Province

book=7,ebook=281

P597+P618.51

A

0495－5331(2012)04－0677－8

2011－08－26;

2011－12－29;［責任編輯］郝情情。

國家科技攻關(guān)項目(編號2004BA615－02)和湖南省自然科學基金(編號07JJ6071)聯(lián)合資助。

杜高峰(1976年－)，男，在讀博士研究生，從事礦床普查與勘探工作。E－mail:csudgf2008@163.com。

鄒海洋(1966年－)，男，副教授，長期從事礦物學、巖石學、礦床學教學及研究工作，E－mail:zhy20040808@126.com。