黃惠蘭 常海亮 譚靖 李芳 張春紅 周云
武漢地質(zhì)礦產(chǎn)研究所,武漢 430205
一系列宏觀地質(zhì)特征表明西華山這類大脈型鎢礦床的成礦流體不是單一的熱水溶液,而是一種巖漿-熱液過渡性流體,大脈型鎢礦屬于巖漿-熱液過渡型礦床(朱焱齡,1981;林新多,1986;林新多等,1998;張德會,1987;余行禎和李佩蘭,1988;夏衛(wèi)華等,1989;干國梁,1991;陳毓川等,1989;芮宗瑤等,2002,2003)。如果真是這樣,那么這種礦床形成的溫壓條件都較高(P≈200MPa 左右,其成礦溫度應(yīng)在有關(guān)花崗巖的最低固相線溫度以上)。不過前人都未提供確切的流體包裹體證據(jù)。美國新墨西哥州Victorio 鎢礦床和英國康沃爾的兩個鎢錫礦床的石英與共生黑鎢礦中的包裹體研究,結(jié)果表明,石英中的包裹體不能有效地反映共生黑鎢礦(錫石)的形成條件,石英中包裹體的Th 值平均比黑鎢礦低60~100℃以上(Campbell and Robinson-Cook,1987;Campbell and Panter,1990)。前人曾對西華山鎢礦石英中的流體包裹體進行了詳細研究(盛繼福等,1985;盧煥章,1986;劉家齊和常海亮,1987;劉家齊,1989;吳永樂等,1987;魏文鳳等,2011),所獲Th 值普遍較低(一般<320℃,僅少數(shù)包裹體達到330~400℃,大致與Campbell and Panter(1990)關(guān)于Victorio 和康沃爾鎢礦床石英中的Th 值差不多),其成礦流體都只是一種低鹽度的NaCl-H2O 溶液,較難解釋朱焱齡(1981)、郭文魁(1983)、林新多等(1986)、余行禎和李佩蘭(1988)所指出的一系列地質(zhì)現(xiàn)象。因此,很有必要對西華山的石英與黑鎢礦中的包裹體進行深入對比研究。
近年我國一些學(xué)者利用紅外顯微鏡對瑤崗仙脈鎢礦床(曹曉峰等,2009;董少華等,2011)、對淘錫坑脈鎢礦床(宋生瓊等,2011)的共生石英與黑鎢礦中包裹體進行了對比研究,結(jié)果表明即使對于同一礦床(如瑤崗仙)不同研究者所獲的溫壓條件亦相差較大。絕大多數(shù)結(jié)果都只是一種“中-中高溫”(王蝶等,2011)、甚至是“中溫-中低溫”(董少華等,2011)礦床。如果真是這樣,那么這種礦床的形成大概與主體花崗巖完全冷卻后的溫度效應(yīng)有關(guān)。此外,作者及合作者曾在西華山黑鎢礦-石英脈的綠柱石中發(fā)現(xiàn)了硅酸鹽熔融包裹體并進行了較詳細研究(常海亮和黃惠蘭2001,2002;黃惠蘭等,2006;常海亮等,2007),但黑鎢礦或其它礦物中是否也有類似包裹體?顯然這是礦床成因和形成條件的最直接證據(jù)。為此作者利用紅外顯微鏡及其它相關(guān)設(shè)備,對西華山鎢礦床不同中段(從564~100 共10 個中段)中的黑鎢礦、綠柱石、錫石、黃鐵礦、閃鋅礦、螢石和石英(僅石英又包括巖體中的造巖石英、礦脈晶洞內(nèi)的水晶和晶洞外的塊狀石英以及脈側(cè)云英巖中石英)中的包裹體進行了系統(tǒng)對比研究。獲得了許多新的資料,并對這些數(shù)據(jù)及相關(guān)認識進行了較深入的討論。
圖1 西華山復(fù)式巖及其鎢礦田地質(zhì)略圖(據(jù)吳永樂等,1987;劉家齊,1989 原圖改繪)1-第四系;2-寒武系;3-燕山晚期中細粒黑云母花崗巖;4-燕山早期中粒斑狀黑云母花崗巖;5-黑云母-斜長石角巖帶(Ⅰ);6-黑云母-白云母-石英角巖化帶(Ⅱ);7-斑點板巖帶(Ⅲ);8-礦脈;9-斷層Fig.1 Sketch geologic map of the Xihuashan tungsten ore field (after Wu et al.,1987;Liu,1989)1-Quatemary;2-Cambrian;3-Late Yanshanian medium-fine-grained biotite-granite;4-Early Yanshanian porpyritic medium-fine-grained biotite granite;5-biotite-plagioclass-hornfes zone (Ⅰ);6-biotitemuscovite-quartz-hornfes zone (Ⅱ);7-spotted slate zone (Ⅲ);8-ore veins;9-faults
西華山鎢礦床是一個產(chǎn)于巖體中的大脈型鎢礦床(礦脈最長可超過1000m,最大脈幅可達3.6m)。巖體由斑狀中-細粒黑云母花崗巖和中-細粒黑云母花崗巖組成。具有高硅富堿過鋁的特征,并呈巖株狀侵入寒武系淺變質(zhì)巖中(圖1)。
圖2 西華山鎢礦床綜合剖面圖(據(jù)郭文魁,1983 修改)1-開采的黑鎢礦-石英脈之編號;2-為坑道(海拔高度)編號(紅色為本研究所涉及的中段);3-巷道中(堿性)長石化花崗巖出現(xiàn)區(qū);4-巷道中(堿性)長石化不存在或看不見的區(qū)域經(jīng)濟;5-鈉長石化出現(xiàn)區(qū)Fig.2 Synthetical section plan of Xihuashan tungsten deposit (after Guo,1983)1-mining wolframit and quart vein;2-mining roadway (altitude);3-area of strongly (altitude)fedspathization graniteinroadway;4-nonexistence andinvisible area ofred (altitude)feldspathization;5-area of albitization
含礦石英脈呈狹長的薄板狀近于平行直立、成組成群分布在巖體頂部內(nèi)接觸帶中(圖2)。根據(jù)礦物共生組合和先后順序可將成礦作用分為四個階段:硅酸鹽階段、氧化物階段、硫化物階段和碳酸鹽階段,并呈現(xiàn)典型的“逆向”分帶現(xiàn)象。即代表高溫礦物通常分布在礦脈的上部和脈體的邊部,而低溫礦物主要出現(xiàn)在脈體的中心部位(水平方向)和礦脈的下部(垂直方向)。以299 號脈為例,在水平方向上,由脈壁至脈中心相繼出現(xiàn)輝鉬礦、綠柱石、錫石、黑鎢礦和硫化物。在垂直方向上,礦脈上部常見螢石、黃玉、錫石、綠柱石、黑鎢礦和輝鉬礦;中上部富含黑鎢礦和綠柱石;中下部黑鎢礦漸少而硫化物和白鎢礦增多;至礦脈下部很難找到黑鎢礦,而碳酸鹽等相應(yīng)增多。在上述原生沉淀分帶大前提下,礦物之間的相互交代溶蝕、包含與穿切等現(xiàn)象亦可見及,即使同一種礦物往往出現(xiàn)幾個生成世代,各種氧化物與硫化物經(jīng)常密切共生和反復(fù)交替(圖3)??傊V物共生組合及晶出順序較為復(fù)雜。
黑鎢礦一般結(jié)晶較粗大,多數(shù)長度為2~8cm(圖3b),最長可達50cm。晶體一般垂直或者斜交脈壁生長(圖3a)。多數(shù)成集合體形式(也有成單晶形式)與石英鑲嵌在一起,二者形成互邊接觸,界線平直,顆粒均勻,彼此穿入程度基本相同,很少存在溶蝕或交代現(xiàn)象。在宏觀上是一種較典型的共生關(guān)系(圖3d)。但黑鎢礦被交代或溶蝕的現(xiàn)象亦可見及(圖3c),特別是其中的石英經(jīng)常出現(xiàn)強破碎現(xiàn)象(圖3d)。
應(yīng)該強調(diào)指出的是,西華山脈鎢礦在野外地質(zhì)特征、礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造、礦物共生組合以及穩(wěn)定同位素特征等方面與普通石英脈不同,明顯具巖漿-熱液過渡型礦床特征(朱焱齡,1981;林新多等,1986;夏衛(wèi)華等,1989;干國梁,1991)。本文僅就西華山脈鎢礦床的一些特殊性簡述如下。
圖3 黑鎢礦與石英、硫化物的相關(guān)關(guān)系(a)黑鎢礦-石英脈產(chǎn)于花崗巖中(270 中段);(b)輝鉬礦-黃鐵礦-黑鎢礦-石英脈(標本);(c)黃鐵礦充填在黑鎢礦微裂縫隙中(光片);(d)黑鎢礦與石英鑲嵌在一起,二者形成互邊接觸(薄片)Fig.3 Correlation of sulfides,wolframite and quartz(a)wolframite-quartz veins occurred in granite;(b)molybdenitepyrite-Wolframite-quartz vines; (c ) pyrite was filled in the microfractures of wolframite;(d)wolframite and quartz were mosaic together,contacting by edges
西華山脈鎢礦床與母花崗巖有著密切的時空聯(lián)系。西華山早期花崗巖的鋯石U-Pb 法年齡為155~150Ma,晚期花崗巖全巖Rb-Sr 等時線年齡為142~140Ma;不同成礦階段和不同空間的黑鎢礦脈的石英流體包裹體Rb-Sr 等時線年齡為139.8Ma;黑鎢礦、螢石的Sm-Nd 法年齡分別為139.7Ma和137.4Ma;晶洞中水晶的流體包裹體Rb-Sr 等時線年齡為130.5Ma(李華芹等,1993)。總之兩期花崗巖先后約相隔10Ma,而成礦作用與母花崗巖之間沒有時間差,成巖與成礦互相銜接,連為一體。在空間上母花崗巖與礦脈之間關(guān)系十分微妙。有時兩者沒有明顯的界線,而是由石英脈逐漸過渡為石英云英巖→云英巖→具細小晶洞的細?;◢弾r(如594平巷V91所見);多處見到黑鎢礦-石英脈逐漸過渡為長石-石英脈→似偉晶巖脈→細晶巖脈→中細粒黑云母花崗巖;在礦床深部(483 中段)一彎曲狀礦脈的外側(cè)未見任何裂隙痕跡;在483 中段506 石門,還有一四周被封閉于花崗巖中、含有黑鎢礦-輝鉬礦-毒砂等的長石-石英囊狀體。
郭文魁(1983)曾指出,西華山黑鎢礦-石英脈有別于沿后生裂隙形成的石英脈。強調(diào)黑鎢礦-石英脈是在巖漿結(jié)晶作用晚期、而不是巖漿期后形成的,當(dāng)時母花崗巖尚處于塑性或蠕流狀態(tài)。其實西華山黑鎢礦-石英脈還有別于由大量流體不斷補充循環(huán)而形成的普通石英脈。普通石英脈的石英往往沿脈壁兩邊垂直對稱生長,礦物組成簡單。而西華山黑鎢礦-石英脈的組成礦物十分復(fù)雜,幾乎包括花崗巖中的所有硅酸鹽礦物(云母、長石、石英、黃玉、綠柱石、石榴石等)及副礦物并含大量的礦石礦物。同時還呈現(xiàn)與偉晶巖類似的結(jié)晶分異演化趨勢及晶洞狀構(gòu)造。盡管它不象偉晶巖那樣出現(xiàn)明顯的分帶現(xiàn)象,但礦脈中由硅酸鹽→氧化物→硫化物→碳酸鹽的演化關(guān)系是很特征的,并且由脈壁至脈體中部大致相繼出現(xiàn)輝鉬礦-云母-綠柱石-錫石-黑鎢礦-毒砂-黃銅礦-黃鐵礦的沉積分帶;在垂直方向上,由上往下相繼出現(xiàn)錫石-綠柱石-黃玉-黑鎢礦-輝鉬礦-黃銅礦-黃鐵礦-閃鋅礦-方鉛礦-方解石的沉淀分帶。暗示礦脈是由熔體-溶液一次性充填而成的,并且是由上往下、由邊部往中間逐步冷卻結(jié)晶的。在礦脈的中上部位和脈體的上盤還經(jīng)常出現(xiàn)直徑為0.5~100cm(多為20~60cm)的晶洞,其形態(tài)有橢圓形、啞鈴狀或不規(guī)則狀,表明成礦作用是在較封閉環(huán)境中進行的,并不存在大量流體賴以進入和離去的跡象。這種封閉性還可從流體包裹體鹽度、均一溫度和氫氧同位素特征得到證實(劉家齊和常海亮,1987;劉家齊,1989;劉家齊和曾貽鄯,2000;穆治國等,1981;張理剛,1985;吳永樂等,1987),即在礦脈晶洞礦物大量結(jié)晶前成礦流體鹽度和氫氧同位素基本穩(wěn)定不變,且明顯具巖漿熱液特征,僅在晶洞形成以后和水晶結(jié)晶的中晚期,其鹽度和溫度才逐漸同步降低,同時其氫氧同位素組成中大氣降水的份額越來越多。吳永樂等(1987)、陳毓川等(1989)的大量氧同位素研究還表明,花崗巖的造巖石英和脈石英的氧同位素驚人地一致,且不受空間位置影響,暗示二者的氧同位素經(jīng)受了長期的均一化,不存在氧同位素分餾,也顯示出成巖成礦系統(tǒng)的封閉性、同源性、過渡性。
考慮到即使在紅外光下,金屬礦物的透光性也不是很理想。因此測溫片的厚度一般控制在0.05~0.2mm 之間。
不透明礦物中的流體包裹體測定是在武漢地質(zhì)礦產(chǎn)研究所巖礦測試室和中國地質(zhì)大學(xué)(武漢)地質(zhì)過程和礦產(chǎn)資源重點實驗室運用紅外顯微測溫裝置中進行的。裝置由Olympus 主體顯微鏡及其安裝在其頂部的HAMAMATSU C2741-031ER 紅外光譜TV 成像攝像儀和被安裝在Olympus顯微鏡物臺上的Linkam MD600 型顯微冷-熱臺以及相關(guān)計算機等組成。其加熱-冷凍系統(tǒng)曾用可見光和紅外光兩種光源分別測量已知熔化溫度的一系列標準物質(zhì)。結(jié)果顯示兩種光源之間的測量不存在系統(tǒng)誤差(據(jù)曹曉峰等,2009),可以保障冰點溫度的測量精度為±0.1℃和均一溫度測量精度約±2℃的要求。黑鎢礦屬半透明礦物,其紅外吸收熱效應(yīng)很小,所使用的光源強度對包裹體測定所產(chǎn)生的影響皆在測試誤差范圍之內(nèi)(曹曉峰等,2009)。為了降低測量誤差,無論均一法還是冷凍法都采取了Goldstein and Reynolds(1994)的循環(huán)冷凍-加熱技術(shù)。
透明礦物中流體包裹體的測定是在Linkam THMS 600型顯微冷-熱臺中進行的。熱臺事先用已知溫度的標準物質(zhì)進行校正。在-56.6~0℃和100~600℃范圍內(nèi)其測量誤差分別為±0.1℃和±2℃。
熔融包裹體測定是在常壓且未抽真空和未使用保護性氣體的條件下在Leitz 1350 熱臺中進行的。測定前曾用一系列已知熔化溫度的標準物質(zhì)進行了溫度校正。其誤差為約±5%,測定中始終采用了緩慢升溫(小于4℃/min),按階段恒溫(每階段升溫±30℃后便恒溫20min 到4h),直到固相全部熔化或者氣泡完全消失。
西華山黑鎢礦石英脈中流體包裹體十分發(fā)育。按其成因性質(zhì)可以分為原生、次生和假次生三大類;按其主要組成成分和室溫時的組成相態(tài)可將包裹體分為硅酸鹽熔融包裹體、水溶液包裹體和含CO2水溶液包裹體三個大類(后兩類又統(tǒng)稱氣液包裹體)。
I 硅酸鹽熔融包裹體 這類包裹體主要在V299、V279和V500 的上部或靠脈體邊部的綠柱石和黑鎢礦中見到。這些包裹體在晶體中獨立成群并沿晶體延長方向分布或孤立分布。形態(tài)較為規(guī)則,多為有關(guān)主礦物的負晶形,小板狀、柱狀、橢圓形等(圖4c,d,k,l)。根據(jù)包裹體大小和相對冷卻速度,其中硅酸鹽部分的結(jié)晶程度有很大的差別。當(dāng)包裹體體積≤10μm 時,熔融包裹體基本上以玻璃質(zhì)為主,隱約有少量雛晶和流體物質(zhì)(圖4c);隨著體積增大,結(jié)晶作用有所增強——不僅可見到明顯的氣泡,而且在正交偏光鏡下可見到具有弱干涉色的小子晶(圖4k);當(dāng)其體積≥25μm 時,其結(jié)晶程度可以很高,形成由石英+淺色云母+LH2O+V 等所組成的結(jié)晶質(zhì)熔融包裹體。有些熔融包裹體中同時含有過量的不混溶水質(zhì)流體,本文將之命名為流體-熔融包裹體(圖4e)。熔融包裹體與普通水溶液包裹體明顯不同。水溶液包裹體有圓圓的氣泡,水溶液與主晶的折光相差甚遠。故包裹體與主晶的界限很清楚。硅酸鹽熔融包裹體所捕獲的是一種含揮發(fā)成分(主要是H2O)的巖漿,它在緩慢冷卻過程中會出現(xiàn)成核-結(jié)晶并分離出流體物質(zhì)。但是由于這種包裹體很小,難于成核(Roedder,1979),故基本上由隱晶質(zhì)+玻璃質(zhì)和分散在固體空隙的流體物質(zhì)組成。細小固體物質(zhì)與主晶折光率較接近,其接觸界限總是若隱若現(xiàn),若明若暗(明亮處是晶質(zhì)、隱晶質(zhì)或玻璃等,暗處為氣體等)。它與偶然封存的捕獲晶+流體等混合物不同。因為捕獲晶一般是單個晶體,不可能是集合體狀,并且捕獲晶可以伸出包裹體外部,甚至在主晶中可見到同類晶體(Roedder,1979;張文淮和陳紫英,1993)。
圖4 西華山鎢床不同礦物中的流體包裹體顯微照片(a)黑鎢礦中的兩相氣包裹體(139 中段V34);(b)黑鎢礦中的兩相氣包裹體(560 中段V590);(c)黑鎢礦中的熔融包裹體(564 中段V411,室溫);(d)黑鎢礦中的熔融包裹休,680℃淬火時的情形,S-固相殘余物質(zhì),G-玻璃,V-氣泡(378 中段V279);(e)黑鎢礦中流體-熔體包裹體(室溫時的情形,564 中段V500);(f)為圖(e)中包裹體加熱至440~450℃時的情形,可以看出其中①號包裹體中的氣泡還有一小點未消失,而②號包裹體中的氣泡已完全消失.S-固相物質(zhì),V-氣泡(564 中段V500);(g)黃鐵礦中兩相氣液包裹體(215 中段V248);(h)閃鋅礦中的兩相氣液包裹體(564 中段V432);(i)錫石中的兩相氣液包裹體(139 中段V22);(j)錫石中的兩相氣液包裹體(139 中段V22);(k)綠柱石中熔融包裹體(483 中段V299)(室溫時);(l)為(k)中包裹體加熱至720℃淬火后的情形。可以看出至少有2 個包裹體的固相已全部熔化(483中段V299);(m)石英中的含CO2三相包裹體(139 中段-V22);(n)石英中的原生氣液包裹體(564 中段V500);(o)石英中的次生氣液包裹體(378 中段V279);(p)螢石中的兩相氣液包裹體(483 中段V299)Fig.4 Pictures of fluid inclusions in different minerals of Xihuashan tungsten deposit(a)gas-liquid inclusions in wolframite (139-V34);(b)gas-liquid inclusions in wolframite (560-V590);(c)melting inclusions in wolframite (564-V411,room temperature);(d)fluid-melt inclusions in wolframite;Quenching at the temperature of 680℃,S-solid residuers,G-glass,V-gas bubble(378-V279);(e)fluid-melt inclusions in wolframite (room temperature,564-V500);(f)when heating to 440~450℃in Fig.4e,there was a little gas bubble in the inclusion of number ①the gas bubble in the inclusion of number ②have vanished (S-solid,V-gas bubble)(564-V500);(g)gasliquid inclusions in pyrite (215-V248);(h)gas-liquid inclusions in sphalerite (564-V432);(i)gas-liquid inclusions in cassiterite (139-V22);(j)gas-liquid inclusions in cassiterite;(k)melt inclusions of silicate in Beryl (483-V299,at room temperature);(l)inclusions in Fig.4k were heated to 720℃,It could be clearly observed that at least two inclusions had been melted (483-V299);(m)contains CO2 three-phase inclusions in quartz(139-V22);(n)primary gas-liquid inclusions in quartz (564-V500);(o)secondary gas-liquid inclusions in quartz (378-V279);(p)gas-liquid inclusions in fluorite (483-V299)
Ⅱ水溶液包裹體 這是西華山最普遍最常見的一種包裹體。在石英、綠柱石、螢石、錫石、黑鎢礦、黃鐵礦和閃鋅礦中主要都是這種包裹體(圖4)。按其組成相態(tài)又可粗略分為兩種:Ⅱ1-單相水溶液包裹體,數(shù)量較少,并且主要是次生的;Ⅱ2-兩相水溶液包裹體,這種包裹體的數(shù)量很多,根據(jù)冷凍時的共結(jié)溫度,可將兩相氣液包裹體分為兩個體系:a)Te=-21℃±,為H2O-(KCl)-NaCl 體系,這種包裹體最多;b)少數(shù)包裹體的共結(jié)溫度明顯低于-21℃,表明其中含有一定數(shù)量的二價陽離子,這類包裹體往往與金屬硫化物或碳酸鹽階段有一定聯(lián)系。水溶液包裹體的氣泡一般占5~35%vol;包裹體大小一般<20μm,有的可至40~120μm;主要為圓形、橢圓形和各種不規(guī)則狀,也有一部分包裹體的形態(tài)很規(guī)則或呈負晶形。
Ⅲ含CO2包裹體 這種包裹體在西華山的數(shù)量較多。特別是在脈旁云英巖的石英以及黑鎢礦和硫化物接觸的一部分石英中,并且可能有多個世代。CO2在不同包裹體中所占的比例及CO2的均一溫度范圍十分廣泛。這種包裹體通常以H2O 溶液為主和含有較少LCO2與VCO2。但也有是以CO2為主僅含較少H2O 的,或者包裹體僅由LCO2+VCO2組成,有的則為VCO2包裹體。包裹體的均一方式既可均一成水溶液又可均一成CO2,還可成臨界均一方式。多數(shù)含CO2包裹體中的CO2在20~30℃(特別是28~30℃)均一成VCO2,還有一部分大致在-23~-7℃之間均一成LCO2。含CO2包裹體的形態(tài)主要為圓形、橢圓形、小柱狀或各種不規(guī)則狀;大小為3~25μm;含CO2包裹體在黑鎢礦中往往獨立成群分布;在石英中有少量呈自由分布或獨立成群分布,更多的是與水溶液包裹體混在一起,并且相比關(guān)系較混亂(圖4m),少數(shù)沿裂隙分布。在綠柱石中含CO2包裹體呈孤立分布或者沿裂隙分布。石英脈中含CO2包裹體的這種多樣性,可能反映它具有不同的封閉史以及其中CH4、N2和H2的數(shù)量有關(guān)。特別是在石英發(fā)生碎裂時含CO2包裹體可能出現(xiàn)泄漏,后又被重新圈閉。
對于西華山鎢礦床的不同礦物來說,主晶中的包裹體特征不盡相同。黑鎢礦中包裹體數(shù)量較少,類型較簡單,相比關(guān)系較穩(wěn)定,包裹體大小較適中,形態(tài)較規(guī)則,多順晶體延長方向分布,次生包裹體較少且易與原生包裹體區(qū)分,有時還出現(xiàn)硅酸鹽熔融包裹體。黃鐵礦中的包裹體特征大致與黑鎢礦近似,但只有氣液包裹體。石英中的包裹體數(shù)量很多,全是水溶液包裹體,包裹體細小(少數(shù)較大),分布形式多樣,且相比關(guān)系復(fù)雜和有多個期次,原生/次生關(guān)系難以區(qū)分,以次生的或重結(jié)晶時形成的包裹體占絕大多數(shù)。在晶洞中,無論是石英還是黑鎢礦都有極漂亮的原生包裹體。礦脈外側(cè)的云英巖化花崗巖以及礦體下部中段或硫化階段的脈石英中有時有較多的原生氣液包裹體。
西華山鎢礦床流體包裹體紅外線顯微測溫已列于表1,并作如下概述。
其原生兩相氣液包裹體和含CO2水溶液包裹體的均一溫度很集中(300~420℃);次生包裹體很少(Th =160~280℃)。其中硫化物階段黑鎢礦原生氣液包裹體的Th =300~360℃;晶洞中黑鎢礦原生氣液包裹體Th = 220~290℃。黑鎢礦中氣液包裹體的這一溫度變化趨勢與礦床原生分帶現(xiàn)象一致。即在水平方向上,邊部溫度高,而中心部位溫度低;在垂直方向上,上部溫度高而下部溫度低。礦體上部中段的黑鎢礦中次生包裹體相對較發(fā)育,可能意味著那里遭受后期應(yīng)力作用和流體改造較強烈。黑鎢礦中氣液包裹體的鹽度也較集中(5%~9% NaCleqv),少數(shù)可低至3.5% NaCleqv 或者高至17.4% NaCleqv。
至于黑鎢礦中的熔融包裹體,由于主晶不透明、硬度較低和樣品量少等原因,暫時只獲得如下結(jié)果:①利用兩面拋光的測溫片在紅外顯微鏡及Linkam MD600 型冷熱臺中進行加熱,當(dāng)T=440~450℃時熔融包裹體(流體-熔體包裹體)中的氣泡消失或者即將消失,而其中的玻璃和晶質(zhì)物無變化(圖4f)。表明它不是普通水溶液包裹體,也不是熔體+捕獲晶。②將厚度約2~3mm 的黑鎢礦碎片數(shù)塊裝于石英管并置于馬弗爐中加熱到680℃和恒溫半小時以上后取出淬火,將碎片制成兩面拋光的測溫片并用紅外顯微鏡檢查,發(fā)現(xiàn)其中的熔融包裹體產(chǎn)生了強烈熔化。包裹體呈現(xiàn)由新化出來的熔融體(淬火后變成透明的玻璃)和少量殘余固體物質(zhì)以及圓形氣泡組成(圖4d)。充分表明這是一種硅酸鹽熔融包裹體。但因為黑鎢礦硬度較低,在常壓下進行高溫加熱時易發(fā)生泄漏甚至破裂,從而使其中的揮發(fā)逸散而使熔化溫度升高。故在680℃時還有較多固體物質(zhì)未全部熔化。
西華山的錫石罕見,主要分布在緊靠石英脈的外側(cè)云英巖中。鏡下呈淺棕色,生長環(huán)帶清楚。其流體包裹體類型主要為兩相氣液包裹體和少量單相水溶液包裹體及黑色氣體包裹體(CO2和CH4)。包裹體細小(多為8~15μm);順結(jié)晶生長帶方向自由成群分布或孤立分布(圖4i,j),次生包裹體則明顯沿切割生長帶的愈合微裂隙分布.按顯微測溫過程中內(nèi)含物的變化特征大致有兩種亞類:(1)一種是NaCl-H2O體系(Te =-21~-22℃),Th =310~341℃之間;(2)Te =-49~-52℃(含有較多的二價陽離子),Th =308~326℃。次生包裹體Te=-20.8~-21℃,Th=205~215℃。
表1 西華山脈鎢礦床多種礦物中氣液包裹體紅外顯微測溫結(jié)果Table 1 The infrared microthermometric results of gas-liquid inclusions in various minerals of Xihuashan tungsten deposit
續(xù)表1Continued Table 1
黃鐵礦中的水溶液包裹體的均一溫度為300~310℃,鹽度為6.6% NaCleqv。
分別對礦脈中與黑鎢礦緊密共生的塊狀石英、晶洞中的水晶(有的含黑鎢礦),礦脈外側(cè)云英巖(含鎢)中的石英以及主體花崗巖(蝕變)造巖石英中的包裹體進行了研究。茲分述如下。
4.4.1 黑鎢礦石英脈的塊狀石英(與黑鎢礦共生,共八組樣品)
石英中不僅沒有熔融包裹體,即使兩相氣液包裹體或含CO2水溶液包裹體的均一溫度一般都很低(130~280℃),正好與黑鎢礦中次生氣液包裹體Th 值(160~280℃)一致,比黑鎢礦原生氣液包裹體Th 值低100~160℃以上。塊狀石英中氣液包裹體的鹽度在0.4%~16% NaCleqv(主要為5%~10% NaCleqv 較多)。在這八組塊狀石英中,至少有五組石英(主要是早期硅酸鹽-氧化物階段或者相對在上部的中段如564-V500、483-V299 和290-V248)的氣液包裹體Th ≤300℃(主要屬次生性質(zhì))。其余三組石英(主要是下部中段或與硫化物階段有關(guān)的石英,如378-V279,270-V248 和215-V248),保存有相對較多的原生氣液包裹體(Th = 300~400℃)。這一溫度值與共生黑鎢礦中原生氣液包裹體一致或者稍低,但同樣存在大量的低溫的Th 值。
4.4.2 晶洞中的水晶
對兩個晶洞中的水晶進行了研究。二者特征上有一定差異。一個晶洞位于西華山巖株北坡蕩坪鎢礦床的560 中段590 脈,該晶洞高長約50cm,寬約20~30cm。晶洞中水晶與黑鎢礦彼此嵌生。另一個晶洞位于西華山本部564 中段的500 石英脈中,晶洞狹小,水晶短,無黑鎢礦。前者水晶包裹體的Th 和鹽度值基本上與共生的黑鎢礦完全相同(參見圖5)。據(jù)劉家齊和常海亮(1987)研究,該類晶洞水晶中的包裹體從晶體中心部分(或根部)往晶體邊緣部分(或尾部),其均一溫度由320℃逐漸降至150℃,鹽度相應(yīng)由7.5%NaCleqv 降至0.9% NaCleqv。雖然在本次測定中黑鎢礦與水晶的均一溫度和鹽度仍有某些差異,但都在劉家齊和常海亮(1987)對整個晶體測定結(jié)果范圍之內(nèi)。其差異主要與被測碎片在晶體中的部位不同有關(guān)。另一晶洞的原生包裹體Th=210~310℃,也在劉家齊對整個晶體的包裹體測量結(jié)果范圍內(nèi)。此外晶體根部還發(fā)育一組次生包裹體(Th =175~201℃,Te=-35~-26℃)。在晶洞外部與黑鎢礦共生的塊狀石英中包裹體的Th 值一般反而很低(Th≤250℃,參見圖6)。并且溶液中亦含較多的二價陽離子。
4.4.3 脈側(cè)云英巖中的石英
石英中包裹體發(fā)育(一般<10μm),但在黑鎢礦附近的石英中包裹體驟然變大(15~40μm),且包裹體類型復(fù)雜,原生/次生或先后關(guān)系較難區(qū)分。大致有如下幾種包裹體:①含LCO2多相包裹體或以CO2為主要的富CO2包裹體。其Te=-60~-59℃,Th=240~330℃,ThCO2=27~30℃(既可均一成LCO2亦有均一成VCO2);包裹體完全均一時主要是均一成水溶液,少數(shù)往CO2均一或呈現(xiàn)臨界均一。②兩相水溶液包裹體(占包裹體總數(shù)80%)。其中絕大數(shù)為H2O-NaCl 體系,Te =- 21~- 20.8℃,Th = 210~311℃;Th = 168~185℃;還有少量包裹體含有一定數(shù)量的二價陽離子(Te =-32~-26℃),Th=217~220℃。③其它還有較多單相水溶液包裹體和少量黑色氣體包裹體(CH4)。
圖5 西華山鎢礦床不同礦物中流體包裹體均一溫度分布范圍氣液包裹體的Th 值需經(jīng)壓力校正方能代表形成時的真實溫度,而熔融包裹體的均一溫度可直接視為形成溫度.圖中◆為熔融包裹體;實線為原生氣液包裹體;虛線為次生包裹體或以前測定的或可能存在的均一溫度值;所標出的溫度值系本次測出的溫度范圍;Th =350 的陰影線為推測的巖漿-熱液過渡階段與巖漿期后熱液階段的分界線(參見討論)Fig.5 The distribution range of fluid inclusion homogenization temperatures in different minerals of Xihuashan tungsten depositThe Th value of gas-liquid inclusions by pressure correction can represent the true temperature,but the homogenization temperatures of melt inclusions can be regarded as the forming temperature.In this figure,symbol ◆stands for melt inclusions;And the solid lines represent the primary gas-liquid inclusions;While the dotted lines could be either the secondary inclusions or which had been measured or predict exist;Temperature values marked show the temperature range with this measurement;Shadow line Th = 350 is demarcation line may distinguish between speculation magmatic hydrothermal transition stage and magmatic hydrothermal stage
總之,云英巖石英中的包裹體特征與脈內(nèi)塊狀石英很相似。例如在包裹體類型上都主要是兩相氣液包裹體和少量含CO2多相包裹體。均一溫度上絕大多數(shù)<250℃(260~330℃部分很少)。含CO2多相包裹體的CO2體積百分比在廣泛范圍內(nèi)變化,其中CO2部分既可均一成LCO2又可均一成VCO2;整個包裹體均一時既可均一成水溶液又可往CO2均一或呈現(xiàn)臨界均一,但絕無均一成水蒸氣者。這表明流體存在H2O 與CO2的不混溶和非均勻圈閉,但水溶液并未沸騰。因此以往用“氣成”、“氣化”來描述它的成因是不確切的。
4.4.4 主體花崗巖(蝕變)的造巖石英(樣品采自100 中段)
造巖石英中未找到成巖時的熔融包裹體(由于蝕變),即使氣液包裹體亦十分細小,常為單相水溶液包裹體,有時有黑色氣體包裹體(CO2或CH4)。僅一顆石英中有稍大一點的包裹體(<10μm,個別可至15μm)。包裹體主要沿裂隙分布或呈自由分布。由于包裹體太小而很難看清相態(tài)。測定結(jié)果顯示,蝕變花崗巖造巖石英中的包裹體類型與黑鎢礦石英脈及脈側(cè)云英巖中的石英基本一致(主要是兩相氣液包裹體和少量含CO2多相包裹體),只是這里的Th 更低(在直方圖上大致分三個峰:①120℃±,②167~225℃,③310~328℃(含CO2)。
本次共獲得42 個水溶液包裹體的均一溫度值,Th=140~300℃,鹽度為4.3%~6.7% NaCleqv。其中絕大多數(shù)是次生的。但在晶體未受后期應(yīng)力影響和未發(fā)生重結(jié)晶的局部地方尚保存有較多的硅酸鹽熔融包裹體(Th =680~720℃,圖4Ⅱ-l)。此與常海亮和黃惠蘭(2002)、常海亮等(2007)的研究結(jié)果基本一致。劉家齊和常海亮(1987)曾獲得同類樣品綠柱石中兩相氣液包裹體的均一溫度為240~340℃;而黃惠蘭等(2006)在該樣品綠柱石中原生氣液包裹體的均一溫度可高至340~387℃。在西華山,綠柱石僅限于成礦早期硅酸鹽階段和氧化物階段。由于綠柱石普遍具有良好的自形晶,從而可以在顯微鏡下清楚地看到即使在同一晶體中,因不同微區(qū)所受后期流體改造和應(yīng)力作用強度不同,而使其包裹體類型、均一溫度和鹽度等有很大差別。例如在一直徑約4mm 的六邊形綠柱石晶體中,熔融包裹體僅出現(xiàn)在晶體內(nèi)部后期裂隙和流體尚未通達的局部地方(這里顯得很光潔透明),而在大小裂隙附近是大量兩相氣液包裹體;在晶體邊部某些地方是成群的單相水溶液包裹體(有時也有小氣泡)。它們的均一溫度值相差甚遠。
圖6 西華山鎢礦床不同礦物中氣液包裹體均一溫度直方圖(熔融包裹體的均一溫度未表示)Fig.6 Histogram of homogenization temperature of gas-liquid inclusions in various minerals from the Xihuashan tungsten deposit(not including melt inclusions)
當(dāng)出現(xiàn)固溶體分離時一般皆找不到流體包裹體,只有那些富鋅的閃鋅礦中可找到包裹體。其包裹體類型主要是兩相氣液包裹體。原生者為黑邊很厚的小粒狀、短柱狀或近圓形和橢圓形,沿晶體生長帶成群分布(Th =240~260℃);次生者為邊壁很薄的長柱狀或不規(guī)則狀,沿切割原生包裹體分布方向的愈合裂隙分布(Th=160~186℃)。
礦脈內(nèi)與硫化物有關(guān)的螢石包裹體Th =140~230℃(其中絕大多數(shù)是沿微裂隙分布的次生包裹體),鹽度為3.4%~3.7% NaCleqv;產(chǎn)于礦脈旁側(cè)云英巖中的螢石有較多的原生氣液包裹體(V/V +L =30%vol)。其Te =-32~-26℃,Th=285~295℃。另有次生包裹體或晚期螢石其Te=-22~-20℃,Th=140~187℃。
據(jù)鏡下觀察,整個成礦過程中流體在成分上大致存在如下演變關(guān)系,在巖漿-熱液過渡階段為硅酸鹽(揮發(fā)份過飽和)與水質(zhì)流體(含少量CO2、CH4等)共存;在熱液階段早期為H2O與CO2的不混溶流體或以H2O-NaCl ±KCl 為主的熱水溶液;在硫化物、碳酸鹽階段水溶液中經(jīng)常含有一定數(shù)量的二價陽離子;最后是鹽度很低的水溶液(有大氣降水水混合)。
通過詳細對比研究發(fā)現(xiàn),黑鎢礦石英脈的塊狀石英中包裹體Th 值高低主要與其中原生/次生包裹體的多少有關(guān),而原生/次生包裹體的多少又主要與主晶的后期改造程度有關(guān)。對于共生的石英與黑鎢礦來說,二者原生/次生包裹體之間的相對數(shù)量往往呈同步變化趨勢,只在石英中次生包裹體的數(shù)量遠比黑鎢礦多得多,甚至缺乏原生包裹體(而黑鎢礦中一般有較多的原生包裹體)。石英與黑鎢礦在包裹體特征上的這一變化關(guān)系以及Th 值存在重大差異的原因主要與二者在后期應(yīng)力作用和流體改造下的穩(wěn)定性不同有關(guān)(黃惠蘭等,2012)。在后期改造過程中,石英中的原生包裹體幾乎破壞殆盡,其成因信息往往被丟失(特別是早期結(jié)晶的石英),現(xiàn)在石英中所保存的包裹體基本上只代表成礦中晚期或后來改造過程中流體的特征,很難反映成礦整個過程特別是成礦早期流體的特征。亦即石英比共生黑鎢礦經(jīng)歷了更復(fù)雜的流體演化史(Ni et al.,2006)。對于這類礦床石英中流體包裹體性質(zhì)(原生/次生)的認定和數(shù)據(jù)解釋上應(yīng)當(dāng)特別慎重。否則會導(dǎo)致錯誤的認識。
與石英不同,黑鎢礦中氣液包裹體主要是原生的,而次生包裹體(Th <300℃)較少。原生氣液包裹體的Th(不含晶洞中的黑鎢礦)為300~420℃,并在350℃附近出現(xiàn)高峰;其鹽度主要為4.0%~11% NaCleqv (平均約為7.0%NaCleqv)。如果取其峰值溫度(Th=350℃)和流體鹽度之平均值(7.0% NaCleqv),經(jīng)壓力校正后便可知獲知這種黑鎢礦結(jié)晶時的溫度條件。目前比較公認的西華山鎢礦床的形成壓力大致為100~220MPa。作者姑且保守一點,暫假定其形成壓力為160MPa,利用Bodnar and Vityk(1994)所提供的濃度為5.0% NaCleqv(與7.0% NaCleqv 較接近)的NaCl-H2O溶液P-T 圖(圖7),便可獲知Th =350℃時的相應(yīng)形成溫度為540℃;如果Th =400℃,則相應(yīng)形成溫度應(yīng)是670℃。如果按黃惠蘭等(2006)獲得的西華山鎢礦床形成壓力200MPa計算,那么Th=350 時的相應(yīng)形成溫度大致為600℃。這清楚地表明在670~540℃條件下西華山鎢礦床已有大量黑鎢礦晶出。670~540℃這一溫度條件正好與Glyuk and Anfilogov (1973)、Glyuk et al.(1980)、Kovalenko (1977)、Webster et al.(1987)以及熊小林等(1999)、李福春等(2003b)等通過大量實驗所獲得的與鎢、錫等稀有金屬有關(guān)花崗巖最低固相線溫度條件(475~520℃)相當(dāng)或稍高,證實西華山鎢礦床屬巖漿-熱液過程型礦床。它既有巖漿特征,又有熱液成礦特征。但過去人們往往只注意到其熱液特征這一面。西華山鎢礦的成礦流體不是單一的熱水溶液,其形成壓力比斑巖礦床高得多,但比偉晶巖低。這就是為什么大脈型鎢礦床通常存在許多特殊地質(zhì)現(xiàn)象的根本原因。例如大脈型鎢礦床從不與斑巖礦床分布在一起,而多與巖體型W、Sn、Nb、Ta 等礦床共生,并且在巖體頂部常有似偉晶巖發(fā)育或者可見到黑鎢礦-石英脈與長石-石英脈、偉晶巖-細晶巖脈等呈相互過關(guān)系;在礦脈的中上部經(jīng)常出現(xiàn)一些大小不一而孤立分布的晶洞;容礦花崗巖的造巖石英和礦脈石英的氧同位素驚人地一致,且不受空間位置影響,二者的包裹體類型、Th 值和成分等也基本相同;在瑤崗仙還可見到位于角巖中的石英脈含有從下部帶上來的花崗巖角礫,等等。
圖7 NaCl-H2 O 溶液包裹體(5% NaCleqv)均一溫度與捕獲溫度關(guān)系圖(原圖據(jù)Bodnar and Vityk,1994)Fig.7 The relationship between homogenization temperatures and trapping temperature diagram for NaCl-H2 O system inclusions (5% NaCleqv)(original plot after Bodnar and Vityk,1994)
黑鎢礦中那些Th <350℃的原生氣液包裹體主要是在巖漿期后熱液階段捕獲的(經(jīng)壓力校正后其相應(yīng)形成溫度<540℃)。黑鎢礦中次生包裹體一般<300℃(但晶洞中的為原生包裹體)??傊阪u礦中包裹體研究結(jié)果不僅能全面如實地反映礦床成因和形成條件,而且能合理地解釋已知地質(zhì)事實和得出一些帶規(guī)律性的認識。
脈鎢礦床的成礦流體源于花崗質(zhì)巖漿,這是無疑的。關(guān)于流體演化特征與礦質(zhì)沉淀因素等,作者認為其中最主要的是流體不混溶與自然冷卻,其它諸如流體混合與圍巖蝕變等是次要的,在西華山鎢礦床始終不存在流體沸騰現(xiàn)象。
分離結(jié)晶作用不僅是產(chǎn)生富Li-F 含稀有金屬礦化花崗質(zhì)巖漿的主要機制,也是由花崗質(zhì)巖漿最終演化為成礦流體的主要機制(朱金初,1997;朱金初等,2002;熊小林等,1999;李福春等,2003a,b)。隨著液相線下降和分離結(jié)晶作用的持續(xù)進行,殘余熔體中的H2O、礦化劑和成礦元素的含量必然逐漸增高和最終進入以晶體相、熔體相和流體相共存的巖漿-熱液過渡階段。在這一階段明顯存在巖漿與H2O(CO2)的不混溶(很可能還有CO2等揮發(fā)性物質(zhì)與巖漿的不混溶)。西華山黑鎢礦和綠柱石中熔融包裹體和流體-熔體包裹體的出現(xiàn)就是巖漿與H2O 不混溶的證據(jù),它標志著這兩種礦物(應(yīng)該還有石英)在巖漿-熱液過渡階段便已開始大量沉淀。隨著體系溫度進一步降低,熔體完全固結(jié),在封閉條件下體系演變成單一的熱水溶液。在這一階段曾出現(xiàn)H2O與CO2的不混溶。即在石英中經(jīng)常見到富CO2包裹體和含LCO2水溶液等包裹體。有人視為“沸騰”(魏文鳳等,2011)。但在Th-S 關(guān)系圖上,各投影點不僅遠離石鹽飽和曲線,而且也沒有往飽和曲線方向變化的趨勢。無論是按魏文鳳等(2011)還是本文所推定的壓力值(前者為27~87MPa,后者為160~200MPa),都遠遠高于相應(yīng)溫度-鹽度下水的飽和蒸氣壓。表明在西華山成礦過程溶液始終未出現(xiàn)沸騰。在巖漿-熱液過渡性流體-高溫?zé)嵋?中溫?zé)嵋旱穆L復(fù)雜演化過程中,石英曾多次被打開,致使其原生包裹體遭到破壞或泄漏,后在裂隙愈合時又重新捕獲或封閉(有的為均勻捕獲,有的為非均勻捕獲),導(dǎo)致石英中出現(xiàn)大量次生包裹體和使含CO2包裹體的CO2密度或CH4的含量在廣泛范圍內(nèi)變化。
表2 不同作者關(guān)于瑤崗仙鎢礦的研究簡表Table 2 Compiled research results of Yaogangxian tungsten deposit by different authors
圖8 西華山鎢礦床不同礦物中流體包裹體中均一溫度-鹽度和密度分布圖Fig.8 Frequency distribution of the salinity and density of fluid inclusions in the different mineral from the Xihuashan tungsten deposit
在均一溫度-鹽度雙變量圖上(圖8),各種礦物的投影點主要集中在鹽度為4.0%~10.0% NaCleqv 的范圍內(nèi)平行溫度軸分布,表征出自然冷卻的特征。盡管有時鹽度較分散(從幾乎為純水到21.20% NaCleqv 都有),流體混合似乎也是一個重要原因,但以下兩個因素值得注意:①晚期的一些低溫包裹體確實與大氣降水混合有關(guān),而且包裹體數(shù)量眾多,不過這一混合作用主要是在成礦期后發(fā)生的;②有些包裹體在成分上與簡單的NaCl-H2O 體系有較大的差異。例如在測定中發(fā)現(xiàn),有些包裹體的Te 明顯低-21℃(含有較多的二價陽離子),這時由冰點溫度所求得的鹽度值一般要比簡單NaCl-H2O 體系的相應(yīng)值高些;還有少數(shù)包裹體由于含少量CO2或CH4等,但在冷凍/加熱過程中并未明顯看到籠形物,這時用冰點溫度所求得的鹽度也往往較高。
迄今為止,已有許多先進理論技術(shù)及方法設(shè)備用于脈鎢礦床的流體包裹體研究。但即使對于同一礦床(如瑤崗仙鎢礦床),不同研究者所獲得的溫度條件差別是很大的(參見表2)。西華山也大致存在與瑤崗仙類似的情況。例如余行禎和李佩蘭(1988)認為西華山鎢礦的成礦流體“不是熱水溶液,而是一種以SiO2玻璃態(tài)流體為主體相的熱流體”;亦有根據(jù)石英中的“沸騰包裹體”獲得其成礦溫度為233.6~327.8℃(魏文風(fēng)等,2011),不過所獲壓力值卻比相應(yīng)沸騰時的壓力高得多(27~87MPa),其成礦流體為NaCl-H2O ±CO2溶液;有的則認為西華山的成礦流體不曾沸騰(聶榮峰和王旭東,2007)。顯然這些重大差異并非理論方法或儀器本身的問題,而主要與不同研究者考慮問題的角度和研究的深度不同有關(guān),只是某些事實認定上有待商榷,另外在壓力測定上存在使用方法不當(dāng)?shù)葐栴}。
本文認為,不管從哪個角度出發(fā)或持何種觀點,首先是必須尊重野外客觀實際。如果我們的研究結(jié)果不能合理地解釋已知地質(zhì)事實,就應(yīng)該考慮究竟是自己的研究不到位還是在客觀事實認定上存在問題。對于大脈型鎢礦床來說,看似簡單,實際上成礦作用經(jīng)歷了漫長而復(fù)雜的演化,早期包裹體保存的信息在后期往往遭到破壞。因此在進行流體包裹體研究時,不能僅限于礦脈石英中的包裹體,而應(yīng)包括黑鎢礦、黃鐵礦、錫石、綠柱石等早期礦物。即使對于石英,還應(yīng)考慮礦脈晶洞中的水晶(石英)、晶洞外部塊狀石英以及有關(guān)花崗巖造巖石英的對比研究;在樣品空間分布上盡量考慮從脈壁至脈中心(水平方向)以及脈體上部至下部都有相應(yīng)代表性樣品。這樣方可盡量避免“盲人摸象”的效果。另外在包裹體巖相學(xué)上,不能只限于包裹體類型、形態(tài)、大小和分布等方面,還應(yīng)包括成巖成礦期次、礦物種類及其共生組合特征、礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造、各種礦物之間的關(guān)系、包裹體在主晶中的分布特征以及各種包裹體之間的關(guān)系等(盧煥章等,2004)。總之,需要確切查明流體包裹體的捕獲時間及其與所發(fā)生地質(zhì)事件之間的關(guān)系。
通過對西華山鎢礦床成巖-成礦過程中的一系列地質(zhì)現(xiàn)象及其流體包裹體特征的查定和對多種礦物中包裹體的紅外顯微對比研究,可得出以下幾點結(jié)論:
(1)礦脈石英(不含晶洞中的水晶)中的包裹體通常遭到后期強烈改造,其原生包裹體幾乎破壞殆盡?,F(xiàn)在所見到的包裹體絕大多數(shù)是后期改造時形成的,不能很好地反映共生黑鎢礦的形成條件。因此在進行流體包裹體研究時應(yīng)盡量選擇共生黑鎢礦、錫石、綠柱石等早期礦物進行對比研究。同時還應(yīng)考慮這些礦物在不同空間位置上的分布和切實加強包裹體巖相學(xué)研究。
(2)黑鎢礦和錫石中保存有相對較多的原生包裹體,且原生/次生關(guān)系較易區(qū)分。黑鎢礦和錫石中包裹體的研究結(jié)果能有效地反映礦床成因和形成條件,能合理地解釋已知地質(zhì)事實并在一定程度上反映后期改造時流體的特征。
(3)黑鎢礦中原生氣液包裹體Th 值經(jīng)壓力校正后以及共生綠柱石中熔融包裹體的進一步確認和黑鎢礦中熔融包裹體的發(fā)現(xiàn),并結(jié)合前人的一系列研究結(jié)果,證實西華山脈鎢礦床確系巖漿-熱液過渡型礦床,其成礦流體是由花崗質(zhì)巖漿經(jīng)分離結(jié)晶作用演化出來的巖漿-熱液過渡性流體,黑鎢礦的成礦作用始于巖漿-熱液過渡階段(540~680℃),在封閉條件下后來演變成單一的熱水溶液并繼續(xù)沉淀出黑鎢礦和大量硫化物等。其總的成礦溫度大致從200~700℃,其形成壓力大致為160~200MPa。
致謝 野外工作得到江西西華山鎢業(yè)有限公司洪應(yīng)龍總工、西華山鎢礦山地質(zhì)科一坑曹志偉工程師和贛南地質(zhì)大隊曾載林總工等的熱情幫助和支持,審稿人和編輯為本文的刊出付了很多的心血,借此特表謝意。
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