查道函 ，賴健清 ，陶斤金 ，鞠培姣 ，張辰光

(1.中南大學(xué) 有色金屬成礦預(yù)測教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，長沙 410083；2.中南大學(xué) 地球科學(xué)與信息物理學(xué)院，長沙 410083；3.湖南省地質(zhì)科學(xué)研究院，長沙 410007)

阿斯哈金礦位于東昆侖昆中金多金屬成礦帶上，該帶是我國著名的成礦帶之一，素有“金腰帶”之稱[1-2]。近10年來，在該成礦帶內(nèi)獲得了令人矚目的勘查成果，新發(fā)現(xiàn)和評(píng)價(jià)了大中型礦床8處，其中包括五龍溝金礦、駝路溝鈷-金礦床及果洛龍洼金礦。

阿斯哈金礦與其中的果洛龍洼金礦相鄰，二者大地構(gòu)造背景相同[3]。從區(qū)域地質(zhì)背景和礦區(qū)的成礦條件分析，該礦產(chǎn)成礦條件良好，具有一定的潛力。但該礦床發(fā)現(xiàn)時(shí)間較短，基礎(chǔ)地質(zhì)工作程度低，研究工作薄弱，從而制約了對(duì)礦床成因和找礦預(yù)測的深入認(rèn)識(shí)。本文作者通過對(duì)礦物流體包裹體的研究，揭示成礦流體系統(tǒng)特征，探討礦床的成因類型及成礦機(jī)制。

1 礦床地質(zhì)概況

礦區(qū)位于東昆侖構(gòu)造帶東段(見圖1)。在構(gòu)造單元區(qū)劃上地處昆侖前峰弧及昆侖前峰弧南緣古生代消減雜巖帶兩個(gè)Ⅲ級(jí)構(gòu)造單元的結(jié)合部位。

礦區(qū)內(nèi)出露地層為古元古代金水口群白沙河組：該套地層為中-高級(jí)變質(zhì)巖，地層巖性有：① 黑云母斜長片麻巖，局部夾斜長角閃片巖和少量的黑云(二云)母石英片巖；② 斜長角閃片麻巖與大理巖互層；③ 斜長角閃片麻巖夾大理巖。

圖1 溝里地區(qū)阿斯哈地質(zhì)簡圖(據(jù)文獻(xiàn)[4]修改)：1—第四系；2—古元古界金水口群白沙河組；3—早中生代鉀質(zhì)花崗巖；4—晚古生代-早中生代花崗閃長巖、閃長巖；5—晚古生代-早中生代花崗巖、鉀質(zhì)花崗巖；6—早古生代斜長花崗巖；7—地層界線；8—斷層；9—金礦Fig.1 Geological map of Asiha deposit, Gouli area(Modified from Ref.[4]): 1—Quaternary; 2—Palaeoproterozoic Jinshuikou group Baishahe Formation; 3—Early Mesozoic potash granite;4—Neopaleozoic-Early Mesozoic granodiorite, diorite;5—Neopaleozoic-Early Mesozoic granite, potash granite;6—Early Paleozoic plagiogranite; 7—Geological boundary;8—Fault; 9—Gold deposit

礦區(qū)構(gòu)造主體為走向東西向斷裂及次一級(jí)斷裂。礦區(qū)內(nèi)地層及巖體的展布都受到主干斷裂的控制。區(qū)內(nèi)主體構(gòu)造為走向東西—近東西向斷裂及不同等級(jí)的次級(jí)斷裂。主干斷裂控制地層及巖體的展布。區(qū)內(nèi)的斷裂構(gòu)造以壓性或壓扭性斷裂為主，張性和扭性斷裂居從屬地位。斷裂構(gòu)造從其展布方向可分為二組：即北西西—近東西向和北西向，其性質(zhì)多為壓扭性，具多期活動(dòng)的特點(diǎn)。

區(qū)內(nèi)巖漿活動(dòng)強(qiáng)烈，巖漿巖分布較廣，類型復(fù)雜，其中以華力西-印支期花崗質(zhì)巖類的侵入體最為發(fā)育，巖石有花崗閃長巖、花崗巖、石英閃長巖，花崗斑巖、斜長花崗巖等。與礦區(qū)地層呈斷層接觸或侵入接觸，接觸部位局部呈片麻狀構(gòu)造，而在斷裂發(fā)育地區(qū)，多呈破碎構(gòu)造，并伴有多種圍巖蝕變。

2 礦體特征

礦區(qū)的礦體均分布于花崗閃長巖體的破碎蝕變帶中，共圈出10條礦體。礦體的長度變化于40～1 040 m，真厚度為0.8～8 m，礦體走向?yàn)楸睎|向，傾向于南東，產(chǎn)狀較陡為75°～80°，品位變化較大，變化于1.4～100 g/t之間。

礦體的圍巖蝕變主要有黃鐵礦化、硅化、絹云母化、綠泥石化、褐鐵礦化、鐵白云石化。其中與礦體關(guān)系密切的是硅化、絹云母化、綠泥石化、黃鐵礦化。圍巖蝕變具有分帶性，礦體附近主要為硅化和黃鐵礦化；而向外側(cè)則主要為絹云母化、綠泥石化。

礦區(qū)內(nèi)礦石類型比較簡單，金屬礦物主要有自然金、黃銅礦、黃鐵礦、方鉛礦、閃鋅礦和毒砂，另外有少量的銅藍(lán)、孔雀石、褐鐵礦、黃鉀鐵礬。脈石礦物主要有石英、白云母、黑云母，其次為絹云母、綠泥石和鐵白云石。礦石的結(jié)構(gòu)主要有粒狀結(jié)構(gòu)、碎裂結(jié)構(gòu)、包含結(jié)構(gòu)等。礦石的構(gòu)造主要有浸染狀、角礫狀、塊狀、脈狀等。

通過對(duì)坑道中礦體的觀察和分析研究，將阿斯哈礦床分為熱液成礦期和風(fēng)化成礦期。其中熱液成礦期由早到晚又可以劃分為石英硫化物階段(Ⅰ)、石英鐵白云石多金屬硫化物階段(Ⅱ)、和石英鐵白云石階段(Ⅲ)。其中第Ⅱ階段為金的主要成礦階段。

3 流體包裹體

3.1 樣品采集及測試方法

本次 8件樣品采取于阿斯哈礦區(qū)含礦石英脈中(見表1)。室內(nèi)將樣品磨制成雙面拋光的厚片，厚度約0.06～0.08 mm。流體包裹體的測試由中南大學(xué)流體包裹體實(shí)驗(yàn)室承擔(dān)，并由本文作者親自操作完成。實(shí)驗(yàn)儀器為從英國進(jìn)口，由Linkam公司生產(chǎn)的THMS-600型地質(zhì)用冷熱臺(tái)。該儀器可操作的溫度范圍在-196～600 ℃之間。經(jīng)校準(zhǔn)，溫度范圍為-196～30℃時(shí)，精度為0.1 ℃；溫度范圍為30～600 ℃時(shí)，精度為1 ℃。包裹體的均一溫度由顯微熱臺(tái)直接測定，而鹽度是通過測得的水溶液包裹體的冰點(diǎn)溫度或二氧化碳絡(luò)合物的熔化溫度，根據(jù) FLINCOR程序[5]，采用 BROWN等[6](1989)的等式計(jì)算得到。

表1 阿斯哈礦區(qū)測溫樣品特征Table 1 Characteristics of measuring temperature samples in Asiha deposit

3.2 流體包裹體巖相學(xué)特征及分類

通過顯微鏡對(duì)石英中包裹體的觀察發(fā)現(xiàn)，礦區(qū)內(nèi)含礦石英中原生包裹體發(fā)育(見圖2)。根據(jù)室溫下(20℃)的相態(tài)特征，礦區(qū)含礦石英中的流體包裹體可分為兩種主要類型。

氣液兩相水溶液包裹體(Ⅰ型)：室溫下(20℃)由鹽水溶液及氣泡組成(見圖2(a))，大部分水溶液兩相包裹體氣相比(V/T)多在15%～70%，平均在29%，該類包裹體形態(tài)一般多呈不規(guī)則狀，其大小在3～11 μm，平均為6 μm，大部分隨機(jī)孤立分布于主礦物(石英)中。

圖2 阿斯哈流體包裹體特征圖：(a)水溶液兩相包裹體；(b)CO2-水溶液三相包裹體(20 ℃)；(c)CO2-水溶液三相包裹體(15℃)；(d)成群出現(xiàn)的包裹體Fig.2 Characteristics and microphotographs of fluid inclusions in Asiha deposit: (a)Two-phase aqueous inclusions;(b)Three-phase CO2-aqueous inclusions (20 ℃); (c)Three-phase CO2-aqueous inclusions(15 ℃); (d)Clustered inclusions

水溶液-CO2包裹體(Ⅱ型)：此類包裹體在常溫下一般呈三相產(chǎn)出(見圖2(b)和(c))，CO2相占包裹體總體積比例多數(shù)在 10%～70%，平均在 30%，氣相 CO2占CO2相比例一般為0～60%，平均20%；該類型流體包裹體在石英中發(fā)育最多，占總數(shù)量的70%左右，其大小一般為3～24 μm，平均為7 μm。該類包裹體形態(tài)較多，主要有橢圓形、長條形和不規(guī)則狀，孤立或成群分布于石英中。此類型包裹體又可分為兩種亞類型，Ⅱ1型以水溶液占優(yōu)勢(shì)，碳質(zhì)相比例(C/T)為15%～50%，為含 CO2包裹體，在常溫下 CO2相分為氣液兩相；Ⅱ2型CO2相占優(yōu)勢(shì)，常溫下可見兩相CO2和比例很小的水溶液相，C/T為60%～70%，為富CO2包裹體。

3.3 流體包裹體測溫結(jié)果

據(jù)測試結(jié)果(見表2)，阿斯哈礦區(qū)流體包裹體均一溫度介于 170～381 ℃之間(見圖3)，平均均一溫度為290 ℃；鹽度為0.22%～14.76%(等效NaCl質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%，下同)，平均鹽度為6.04%(見圖4)。

圖3 流體包裹體均一溫度直方圖Fig.3 Histograms of homogenization temperature of fluid inclusions

圖4 流體包裹體鹽度直方圖Fig.4 Histograms of salinity of fluid inclusions

Ⅰ型包裹體均一溫度在170～310 ℃之間，平均均一溫度為229 ℃，均一為液相；鹽度在1.40%～8.41%之間，平均鹽度為5.15%。流體的密度介于0.716～0.927 g/cm3，平均為0.863 g/cm3。

Ⅱ型包裹體 CO2相的部分均一溫度在 17.8～24.6℃之間(見圖5)，大部分均一為液相，部分均一為氣相；固相CO2熔化溫度在-60.1～-55.1 ℃之間(見圖6)，平均為-57.8 ℃；包裹體完全均一溫度位于173～381 ℃，平均為296 ℃，大部分均一為液相，少部分均一呈氣相。CO2絡(luò)合物消失溫度在0.7～9.9 ℃之間，對(duì)應(yīng)的鹽度為0.22%～14.76%，平均鹽度為6.11%。流體的密度介于 0.825～0.998 g/cm3。

圖5 流體包裹體CO2相部分均一溫度直方圖Fig.5 Histograms of CO2 homogenization temperatures of fluid inclusions

圖6 CO2包裹體的三相點(diǎn)溫度直方圖Fig.6 Histograms of triple point temperatures of CO2 inclusions

4 討論

4.1 成礦流體特征

阿斯哈金礦成礦流體的氣相成分主要以 CO2為主，其次為H2O，含少量CH4、N2[7]。利用CO2初熔溫度也可大致判斷流體的成分，礦區(qū)的Ⅱ型包裹體CO2的熔化溫度-60.1～-55.1 ℃，主要集中在-58.8～-57.0 ℃，低于純 CO2熔化溫度(-56.6 ℃)，說明包裹體中除CO2外，還含有CH4等組分。包裹體的巖性學(xué)特征顯示礦區(qū)的包裹體主要有3種類型富CO2包裹體即水溶液包裹體、含CO2水溶液包裹體和水溶液包裹體，鹽度較低(0.22%～14.76%)，屬于低鹽度、富CO2的流體包裹體[8]。礦區(qū)流體包裹體組分特征與區(qū)域內(nèi)果洛龍洼金礦和三色溝鉛鋅礦一致[9-10]，與區(qū)域造山變質(zhì)環(huán)境比較吻合[11-13]。礦區(qū)內(nèi)同一礦物中出現(xiàn) CO2-H2O包裹體和水溶液包裹體，這是相分離現(xiàn)象的典型特征[14-15]。同時(shí) CO2-H2O型包裹體的充填度變化較大，這種現(xiàn)象也被認(rèn)為是由相分離所導(dǎo)致[16]。在th—x(CO2)關(guān)系圖上(見圖7)，礦區(qū)內(nèi) CO2-H2O包裹體的x(CO2)值大部分投點(diǎn)落在不混溶曲線附近，反映了包裹體捕獲于不混溶體系中，并且均一溫度與CO2的含量成一定的線性關(guān)系。

表2 阿斯哈礦區(qū)流體包裹體的特征與參數(shù)Table 2 Characteristics and parameters of fluid inclusions of Asiha deposit

礦區(qū)中水溶液包裹體出現(xiàn)較少，并且大部分x(CO2)＞0.1，相分離作用形成的含水相大部分為CO2-H2O型流體，而純水溶液相流體較少，這說明母液CO2含量高。

由圖8可知，Ⅰ型包裹體的均一溫度與鹽度呈正相關(guān)性。Ⅱ型包裹體均一溫度與鹽度關(guān)系的總體特征卻與此相反，隨溫度的下降，鹽度出現(xiàn)增高的特征，并且在高溫時(shí)鹽度較集中，低溫時(shí)鹽度趨向于分散。這可能是由于流體運(yùn)移到淺部時(shí)壓力降低，導(dǎo)致流體中氣體的逸失，致使流體濃縮，鹽度增高。

圖7 CO2-H2O三相包裹體th—x(CO2)關(guān)系圖(據(jù)文獻(xiàn)[8]修改)Fig.7 Curves of total th—x(CO2)of three-phase CO2-H2O inclusions (Modified from Ref.[8])

圖8 包裹體均一溫度—鹽度散點(diǎn)圖Fig.8 Diagrams of homogenization temperature—salinity of fluid inclusions

4.2 成礦溫度

一般認(rèn)為，在不混溶包裹體群中，純H2O相的包裹體和純CO2相的包裹體分別是從原先均勻的H2O相和CO2相流體捕獲而得，包裹體捕獲時(shí)的溫度與實(shí)驗(yàn)室測得的均一溫度相一致；而CO2-水溶液包裹體是從不混溶的CO2-H2O流體中同時(shí)捕獲了H2O相和CO2相的包裹體，因此，實(shí)測的均一溫度高于捕獲溫度[14,17]。如前所述，該地區(qū)金礦床石英中的富CO2包裹體和 H2O包裹體是從不混溶流體中捕獲的兩個(gè)端元，因此，可以利用它們的均一溫度來估算流體捕獲的溫度。該礦床的流體捕獲溫度介于 170～310℃，為中低溫。

4.3 成礦壓力及深度

礦區(qū)的包裹體為 CO2-水溶液包裹體和水溶液包裹體，研究認(rèn)為，這兩種包裹體在相同物理?xiàng)l件下捕獲，并且流體發(fā)生不混溶，因此采用等容線相交法估算其捕獲壓力。其中水端元密度由Ⅰ型包裹體計(jì)算得到，CO2密度由Ⅱ型包裹體計(jì)算得出。將兩端元流體密度投影p—t圖[18]上，如圖9所示。由圖9可看出，礦區(qū)的包裹體捕獲壓力介于85～154 MPa。

由流體壓力換算成深度，受多種影響因素。孫豐月等[19]根據(jù) Sibson斷裂帶的深度－流體壓力垂直分帶規(guī)律曲線，擬合出4段不同壓力條件下的深度計(jì)算回歸方程，當(dāng)測得的壓力p為40～200 MPa，H=0.086 8/(1/p+0.003 88)+2，由此估算出成礦深度為 7.5～10.4 km。

4.4 礦床成因

圖9 H2O和CO2體系聯(lián)合p—t圖解(據(jù)文獻(xiàn)[18]修改)Fig.9 p—t diagrams of H2O-CO2 system(Modified from Ref.[18])

礦區(qū)成礦流體具有低密度、低鹽度和富CO2的特點(diǎn)，并且發(fā)育有硅化、絹云母化和鐵白云石化和黃鐵礦化，說明成礦熱液富硅、含鈉、鉀并存在著鐵、硫，絹云母化和黃鐵礦化的存在表明成礦流體呈酸性。CO2流體與金礦化有著密切的關(guān)系，CO2是一種弱酸，它可以對(duì)成礦流體的 pH值起到緩沖調(diào)節(jié)作用[20]。PHILLIPS等[21]通過研究比較富CO2流體(10%CO2)和貧 CO2流體(0.1%CO2)的含金性，提出金易被富 CO2流體所搬運(yùn)。流體中CO2的來源可能有以下幾種：幔源、下地殼中高級(jí)變質(zhì)流體(麻粒巖相、榴輝巖相等)和巖漿熱液。根據(jù)李碧樂等[7]通過對(duì)礦區(qū)Ⅰ號(hào)礦脈流體包裹體中氫、氧同位素的研究，顯示成礦流體主要為巖漿流體。礦區(qū)的流體發(fā)生不混容，金的沉淀與不混容作用有關(guān)。據(jù)研究當(dāng) CO2-H2O流體發(fā)生不混溶作用時(shí)有大量CO2溢出，CO2的流失使得成礦溶液的CO2逸度和O2逸度降低，酸堿度升高。同時(shí)由于氣相的分離要消耗能量，溶液的溫度必然隨著氣相的分離而降低[22]。此時(shí)成礦熱液中金溶解度將大大的降低，從而導(dǎo)致金的快速沉淀并形成礦。

礦區(qū)的流體包裹體特征與鄰近的五龍溝金礦相似，氣相成分都為H2O和CO2，兩個(gè)礦床都產(chǎn)在區(qū)域斷裂的次一級(jí)斷裂中。五龍溝金礦成礦年齡為 236.5 Ma[23]，為印支晚期，礦區(qū)的礦體賦存在晚華力西—印支期的巖體的裂隙中，應(yīng)與五龍溝金礦成礦年齡相似，為印支晚期。

礦區(qū)在華力西-印支構(gòu)造活動(dòng)期間，經(jīng)歷了巴顏喀拉洋殼向東昆侖地區(qū)斜向俯沖，致使東西向區(qū)域型大斷裂發(fā)生左旋壓扭性活動(dòng)，并使得大量的NW向壓性線性構(gòu)造在昆中和昆南斷裂帶兩側(cè)形成，且多具有韌性變形作用和切割深、多期活動(dòng)的特點(diǎn)。洋殼的俯沖作用同時(shí)使東昆侖在華力西-早印支期巖漿活動(dòng)強(qiáng)烈，火山噴發(fā)和巖漿入侵，構(gòu)成了昆中花崗質(zhì)雜巖帶的主體。而到印支晚期，東昆侖地區(qū)殼-幔相互作用強(qiáng)烈，地幔巖漿底侵作用明顯，伸展體制逐漸變?yōu)樵摰貐^(qū)主要的構(gòu)造體制，同時(shí)富含CO2和部分成礦物質(zhì)的地幔流體沿著深大斷裂上侵，在此運(yùn)移過中伴隨有殼幔物質(zhì)交換，成礦物質(zhì)進(jìn)一步得到萃取，最終形成含礦流體。含礦流體進(jìn)入地殼淺部，由于大氣降水的混入和溫度、壓力改變以及流體發(fā)生不混溶，致使流體的pH值、Eh值等物理化學(xué)條件發(fā)生改變，成礦物質(zhì)在阿斯哈花崗閃長巖體中一系列NE向展布的張性裂隙擴(kuò)張部位沉淀富集。

5 結(jié)論

1)礦區(qū)內(nèi)礦體主要賦存在花崗閃長巖體的北北東和北西向破碎蝕變帶中。成礦作用分為熱液成礦期和風(fēng)化成礦期，其中熱液成礦期可以分為3個(gè)階段：石英硫化物階段，鐵白云石硫化物階段，石英鐵白云石階段。

2)礦區(qū)的流體包裹體主要有水溶液兩相和 CO2-水溶液三相包裹體兩種類型。流體的鹽度為0.22%～14.76%，為低鹽度；均一溫度為170～381 ℃，為中低溫。礦區(qū)成礦流體具有低密度、低鹽度和富CO2的特點(diǎn)，并在成礦過程中流體發(fā)生了不混容現(xiàn)象。

3)礦區(qū)流體的捕獲溫度為170～310 ℃，屬于中低溫。成礦壓力為85～154 MPa，換算成礦深度為7.5～10.4 km，屬于中成深度。

4)阿斯哈金礦與區(qū)內(nèi)晚華力西—印支期造山作用密切相關(guān)，隨著巴顏喀拉洋俯沖、閉合，到印支晚期該地區(qū)發(fā)生了強(qiáng)烈的殼-幔相互作用，富 CO2和部分成礦物質(zhì)的地幔流體沿著深大斷裂上侵，萃取成礦物質(zhì)，并在礦區(qū)一系列NE向展布的張性裂隙擴(kuò)張部位沉淀成礦。

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