摘 要:通過對大灣微細浸染型金礦床石英礦物中流體包裹體的研究發(fā)現(xiàn),流體包裹體均一溫度分布于160℃~380℃之間,主要集中于260℃~280℃,成礦流體的鹽度w(NaCl)分布于5.80~12.85wt%;成礦流體密度分布于0.84~0.92g/cm3;成礦壓力分布于140~270MPa之間,平均222MPa;由壓力與深度的關(guān)系估算出成礦深度為0.6~1.0km,平均0.8km。通過流體包裹體的氣、液相成分分析得出成礦流體來源可能主要為大氣降水,并且有變質(zhì)熱液的參與。
關(guān)鍵詞:大灣;微細浸染;流體包裹體
引言
微細浸染型金礦床為我國主要金礦床類型之一,具有較大的找礦潛力、良好的成礦遠景和重要的經(jīng)濟價值[1]。云南大灣微細浸染型金礦床位于滇、黔、桂“金三角”構(gòu)造帶,是滇東南金成礦帶重要組成部分[2]。但是本礦床以往地質(zhì)工作投入較少,尤其缺乏成礦流體性質(zhì)方面的研究。本次對大灣金礦床進行系統(tǒng)的流體包裹體特征研究,并探討礦床成礦流體的來源及形成機制。
1 地質(zhì)概況
云南大灣微細浸染型金礦床位于廣南-富寧成礦帶(圖1)內(nèi),大地構(gòu)造位于揚子地臺西南緣與華南加里東褶皺系接合部位[3]。區(qū)內(nèi)出露地層主要有奧陶系、泥盆系、二疊系、三疊系等地層。區(qū)內(nèi)構(gòu)造主要由壓性斷裂和東西向褶曲構(gòu)成。區(qū)域內(nèi)巖漿活動頻繁,以NWW向構(gòu)造為主導(dǎo),總體可分為海西—印支期和印支期—燕山期兩期。區(qū)內(nèi)礦體主要呈透鏡狀分布于泥盆系下統(tǒng)坡腳組中段黑色含炭質(zhì)泥巖夾基性火山巖透鏡體以及印支期的輝綠巖中,共圈定17個礦體,進行了資源量估算的有9個,其中主礦體2個。
1.元古界-震旦系(Pt-Z);2.古生界(Pz);3.花崗巖巖體;4.偏堿性超基性侵入巖;5.石英斑巖;6.花崗斑巖;7.花崗巖體代號;8.金礦區(qū)(床);9.隱伏深斷裂;10.研究區(qū)位置。
圖1 滇黔桂地區(qū)地質(zhì)略圖(據(jù)楊科佑等,1992)
2 流體包裹體特征
2.1 流體包裹體類型
大灣金礦流體包裹體主要出現(xiàn)在石英脈中,以原生包裹體為主,根據(jù)流體包裹體化學(xué)成分及室溫下的狀態(tài),將區(qū)內(nèi)包裹體分為三類:
L型:液體包裹體(圖2-a、b),室溫下為兩相(L■+V■)包裹體,加熱后均一為液相。形態(tài)主要為橢圓形、近圓形和不規(guī)則多邊形,包裹體大小約為5-30μm,氣液比小于50%,主要分布于5%~20%。這類包裹體在區(qū)內(nèi)石英礦物中出現(xiàn)最多,是石英脈中的主要包裹體類型。
V型:氣體包裹體(圖2-c),室溫下為兩相(L■+V■)包裹體,加熱后均一為液相。形態(tài)主要為橢圓狀,近橢圓狀和不規(guī)則狀,包裹體大小約為7~20μm,氣液比大于50%,主要分布于50%~60%。
L■型:含CO2包裹體(圖2-d),室溫下為三相包裹體,由液態(tài)CO2,氣態(tài)CO2和水組成,加熱后均一為液相。包裹體形態(tài)主要有近圓形、橢圓形和不規(guī)則狀,包裹體大小約為10-20μm。
2.2 成礦的物理化學(xué)特征
2.2.1 成礦溫度
流體包裹體的均一溫度可近似代表礦床的成礦溫度,利用包裹體測溫,可以確定礦床的形成溫度。本次測定了石英礦物中不同類型共31個流體包裹體的均一溫度,測試結(jié)果見表1。將取得的均一溫度做出均一溫度直方圖。從均一溫度分布直方圖(圖3)可以看出包裹體均一溫度介于160℃~380℃之間,眾值為260~280℃,表明大灣金礦的成礦溫度屬于中低溫范疇。
圖3 大灣金礦包裹體均一溫度直方圖
2.2.2 成礦流體的鹽度與密度特征
從包裹體的成分分析可以看出,成礦流體的性質(zhì)可近似看成NaCl-H2O體系,根據(jù)冷凍法測定的冰點溫度范圍,利用Hall等(1988)的鹽度計算公式[4]:
W=0.00+1.78 Tm(ice)+0.0442 Tm(ice)2+0.000557Tm(ice)3
(W為成礦熱液的鹽度,Tm(ice)為冰點溫度)求得包裹體的鹽度。根據(jù)均一溫度和鹽度,利用劉斌等[5](1987)的經(jīng)驗公式ρ=a+bTh+cTh2(a、b、c均為無量綱參數(shù)),求得包裹體的流體密度。
計算結(jié)果表明大灣金礦床包裹體的鹽度介于5.80~12.85wt%,包裹體密度介于0.84~0.92g/cm3??傮w來說,大灣金礦的成礦流體鹽度較低,成礦流體的密度較低。
2.2.3 成礦壓力及成礦深度
根據(jù)流體包裹體的均一溫度和流體鹽度利用紹潔連(1990)計算流體壓力的經(jīng)驗公式P=P0Th/T0(其中P0=219+26.20W,T0=374+9.20W,W為鹽度)計算出成礦流體所處的壓力值,利用壓力與深度的關(guān)系的通式P=Hρg,取大陸平均巖石密度2.7g/cm3,g=0.0981為重力加速度,計算出成礦深度。
計算結(jié)果表明,大灣金礦的成礦壓力處于140~270MPa之間,平均222MPa。利用壓力與深度的關(guān)系的通式P=Hρg,取大陸平均巖石密度2.7g/cm3,g為重力加速度0.0981,計算出成礦深度處于0.6~1.0km之間平均0.8km,屬于(中)淺層成礦類型。
表1 云南大灣金礦流體包裹體測溫數(shù)據(jù)表
2.3 流體包裹體化學(xué)成分
流體包裹體化學(xué)成分可以近似代表成礦流體的原始物質(zhì)組分,為研究成礦流體性質(zhì)、不同礦化階段流體的演化規(guī)律、物質(zhì)來源以及成礦機制提供依據(jù)。本次測取了石英礦物中5個包裹體的化學(xué)成分,表2為石英中包裹體的氣、液相成分測定結(jié)果及部分離子特征摩爾比值。
測試單位:核工業(yè)地質(zhì)分析測試研究中心
分析結(jié)果表明包裹體的氣相成分以H2O為主,其次為CO2、H2、N2、CH4;液相成分中陰離子以Cl-為主(2.24~17.5μg/g),F(xiàn)-含量較低(0.132~0.369),陽離子以Ca2+、Na+、K+為主,其次為Al3+、Mg2+,總體上大灣金礦床的成礦流體為NaCl-H2O體系。一般認為深部流體含有較高的F-、Cl-,且Cl-/F-較低,而大氣降水Cl-/F-較高(盧煥章,2004)。區(qū)內(nèi)流體Cl-/F-值分布于9.08~32.41,說明大灣金礦床的成礦流體可能主要來源于大氣降水。利用本次測量的5件包裹體成分樣品,投影在張國林等(1999)提供的包裹體成分關(guān)系圖(圖4)上[6],結(jié)果顯示包裹體大部分具有大氣降水包裹體的性質(zhì),少量包裹體體現(xiàn)出了變質(zhì)熱液的特征。
A-大氣降水;B-變質(zhì)熱液;C-巖漿熱液
圖4 大灣金礦包裹體成分關(guān)系圖(據(jù)張國林等,1999)
3 結(jié)束語
包裹體研究結(jié)果表明大灣金礦床成礦溫度介于160℃~380℃之間,主要集中于260℃~280℃,屬于中低溫?zé)嵋旱V床;成礦流體的鹽度w(NaCl)分布于5.80~12.85wt%,屬于低鹽度范圍;成礦流體的密度介于0.84~0.92g/cm3;成礦壓力為140~270MPa,平均222MPa;成礦深度處于0.6~1.0km之間,平均0.8km,屬于(中)淺層成礦類型。大灣金礦流體包裹體氣相成分以H2O為主,其次為CO2、H2、N2、CH4等;液相成分中陰離子以Cl-為主,F(xiàn)-含量較低,陽離子以Ca2+、Na+、K+為主,其次為Al3+、Mg2+。流體的成分特征顯示成礦流體可能主要來源于大氣降水,包含少量變質(zhì)熱液。
參考文獻
[1]賈大成,胡瑞忠,馮本智.微細浸染型金礦及其成礦作用[J].吉林地質(zhì),2002,21(3):1-5.
[2]劉效廣.云南省廣南-富寧地區(qū)微細浸染型金礦地質(zhì)特征[J].新疆有色金屬,2011,34(zl):63-67.
[3]李志昌.大灣微細浸染型金礦成礦作用及找礦標(biāo)志[J].四川地質(zhì)學(xué)報,2012,32(3):291-294.
[4]Hall D L,Sterner S M, Bodnar R J.Freezing point depression of NaCl-KCl-H20 solutions. Economical Geology,1988,83:197-202.
[5]劉斌,段光賢.NaCl-H20溶液包裹體的密度式和等容式及其應(yīng)用[J].礦物學(xué)報,1987,7(4):345-352.
[6]張國林,姚金炎,谷湘平.中國主要類型銻礦床礦物包裹體地質(zhì)地球化學(xué)[J].地質(zhì)與勘探,1999,35(6):5-8.
作者簡介:穆小虎(1989-),男,碩士研究生。