劉波（西部黃金克拉瑪依哈圖金礦有限責(zé)任公司 克拉瑪依 834000）

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西準(zhǔn)噶爾銅金多金屬礦床成礦流體包裹體研究

劉波
（西部黃金克拉瑪依哈圖金礦有限責(zé)任公司 克拉瑪依 834000）

摘要礦物在生長(zhǎng)過程中所圈閉的古流體保存了當(dāng)時(shí)地質(zhì)環(huán)境的各種地質(zhì)地球化學(xué)信息，包括溫度、壓力、pH值、鹽度以及成分組成等，包裹體中的物質(zhì)成分是相關(guān)地質(zhì)過程的密碼。通過對(duì)流體包裹體中的古流體定性或半定量分析，獲得各種數(shù)據(jù)信息來解釋成礦流體在地殼及地幔中的各種地質(zhì)作用過程。通過在包裹體研究領(lǐng)域中已被承認(rèn)的均一、等容、封閉體系的假設(shè)和前提下，合理選取的樣品，對(duì)哈圖成礦帶和包古圖成礦帶內(nèi)主要礦床內(nèi)的石英流體包裹體數(shù)據(jù)分析對(duì)比。結(jié)合前人地球化學(xué)及流體包裹體研究，總結(jié)相似礦床的流體演化過程。從而探討西準(zhǔn)地區(qū)銅金多金屬礦床流體演化過程，分析南北成礦帶的成礦差異，為該區(qū)的找礦提供理論依據(jù)。

關(guān)鍵詞西準(zhǔn)噶爾銅金多金屬礦床流體包裹體

DOI∶10.16206/j.cnki.65-1136/tg.2016.01.001

1　流體包裹體特征

研究區(qū)礦床中石英包裹體均較為發(fā)育，包裹體類型多樣，以隨機(jī)分布和成群分布為特點(diǎn)，部分礦床中包裹體呈現(xiàn)定向線性分布特征。富氣相包裹體（Ⅰ）、富液相包裹體（Ⅱ）、氣液兩相包裹體（Ⅲ）、含石鹽子晶包裹體（Ⅳ）。

哈圖成礦帶以安齊斷裂為中心到成礦帶外帶，礦床分布情況如下：哈圖金礦→寶貝金礦→克魯依金礦→鑫源金礦。對(duì)礦床石英包裹體形狀和分布進(jìn)行鏡下觀察分析，并以此分析礦床成礦過程中相應(yīng)的應(yīng)力環(huán)境，結(jié)果如下：

哈圖金礦石英流體包裹體形態(tài)多樣，包裹體直徑一般小于3～5 μm，以氣液包裹體為主，含少量CO2包裹體，主要分布于礦體的上部富礦部位。包裹體氣液比以10%～30%為主。礦體石英多被壓扁、拉長(zhǎng)，其中包裹體呈拉長(zhǎng)狀定向排列。很多石英中包裹體極小，甚至分辨不清其中的氣泡，或僅為空洞，反映了在擠壓環(huán)境中形成的特征，該種特征在蝕變巖型礦體石英中包裹體更為突出，原因是靠近安齊斷裂，礦體類型為蝕變型礦石。哈圖金礦包裹體類型中未見含子礦物包裹體，顯示成礦流體的鹽度較低；

寶貝金礦：石英中包裹體一般為5～8 μm，主要為氣液包裹體，并見有少量氣相和液相的包裹體。具壓扁拉長(zhǎng)現(xiàn)象，部分包裹體呈定向排列，反映了在擠壓環(huán)境中形成的特征，包裹體冰點(diǎn)在-5.2～-8.7℃，反應(yīng)了礦床流體低鹽度的特征；

克魯依金礦：石英中包裹體一般為5～10 μm，以氣液包裹體為主，包裹體中氣泡界線較為清晰，鮮見包裹體壓扁拉長(zhǎng)現(xiàn)象，反應(yīng)礦床在成礦過程中處于一種較為張性環(huán)境中，流體包裹體冰點(diǎn)較低，也反應(yīng)了礦床流體的低鹽度特征；

最外帶的鑫源金礦石英流體包裹體特征與除了包裹體體積更大（一般為5～15 μm）之外，其它特征與克魯依金礦石英流體包裹體特征類似。

從包裹體形態(tài)及分布特征上判斷，越是靠近該區(qū)主斷裂安齊斷裂和哈圖斷裂，礦床石英中流體包裹體個(gè)體越小，包裹體多被壓扁、拉長(zhǎng)，并呈現(xiàn)定向排列現(xiàn)象。而遠(yuǎn)離安齊斷裂和哈圖斷裂，礦床中石英流體包裹體個(gè)體越大，包裹體多呈橢圓狀、圓狀，且包裹體多呈無(wú)序分布。

因此，對(duì)于哈圖成礦帶來說，越靠近該區(qū)主斷裂安齊斷裂和哈圖斷裂，礦床所處構(gòu)造環(huán)境為較強(qiáng)的構(gòu)造擠壓環(huán)境，而遠(yuǎn)離主斷裂區(qū)域，構(gòu)造擠壓減弱，或轉(zhuǎn)換為以張性為主導(dǎo)的構(gòu)造環(huán)境中。

包古圖成礦帶礦床石英包裹體以氣液兩相包裹體最為多見，包裹體直徑大小3～15 μm，以隨機(jī)分布和成群分布為特點(diǎn)，形狀有圓狀、橢圓形、長(zhǎng)條形、菱形及不規(guī)則狀。其中吐克吐克斑巖銅礦石英包裹體直徑大小主要在6～10 μm，闊個(gè)沙也金礦石英包裹體直徑大小主要在5～8 μm。

2　流體包裹體測(cè)溫

目前的包裹體測(cè)溫方法主要有均一法和爆裂法兩種，本論文采用均一法進(jìn)行測(cè)溫。

本實(shí)驗(yàn)采用紅外顯微鏡對(duì)礦床石英流體包裹體進(jìn)行觀測(cè)，其主體顯微鏡為OlympusBX51，采用普通光源，其紅外光譜TV成像攝像儀HAMAMAT?SUC2741-03/ER成像光波范圍為0.4～2.2 μm。由于紅外光不被礦物吸收，從而透過礦物到達(dá)成像儀轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，在計(jì)算機(jī)中成像。流體包裹體的均一溫度和冰點(diǎn)測(cè)定使用LinkamM DS600顯微微熱臺(tái)。該加熱臺(tái)的測(cè)溫范圍為-196～600℃，測(cè)溫精度為±0.1℃。

測(cè)試時(shí)，先以20℃/min的速率降溫至-80℃左右冷凍，再升溫，升溫速率為15～20℃/min，當(dāng)溫度小于20℃時(shí)，速率降至5℃/min，在150℃以上，升溫速率為10℃/min，相變點(diǎn)速率為1℃/min。

哈圖成礦帶礦床成礦溫度：第一階段320～330℃；第二階段260～290℃；第三階段178～200℃。

傳統(tǒng)語(yǔ)言學(xué)將隱喻看作是一種修辭手法，但認(rèn)知語(yǔ)言學(xué)則認(rèn)為，隱喻不僅僅是一種語(yǔ)言現(xiàn)象，它還是一種更為廣泛的認(rèn)知范疇，是人類基本的思維和認(rèn)知方式，是人類形成、組織和表達(dá)概念的基礎(chǔ)和手段。

包古圖成礦帶礦床成礦溫度：第一階段300～350℃；第二階段160～190℃。

表1　流體包裹體顯微測(cè)溫結(jié)果

圖1　哈圖成礦帶礦床石英流體包裹體溫度直方圖

圖2　包古圖成礦帶礦床石英流體包裹體溫度直方圖

3　流體包裹體鹽度特征

對(duì)于鹽度值在0～23.3wt%的流體包裹體，直接利用Bodnar（1993）根據(jù)Hall等（1988）提出的公式計(jì)算近似值。Hall計(jì)算鹽度的公式為：

W=0.00+1.78Tm-0.0442Tm2+0.000557Tm3

式中，W為NaCl的百分比含量；Tm為冰點(diǎn)下降溫度（℃）。

對(duì)于含鹽度大于23.3wt%的流體，應(yīng)該利用Na?Cl熔化溫度和鹽度的關(guān)系式計(jì)算：

W=26.24+0.4928ф+1.42ф2-0.223ф3+0.04129ф4+ 0.006295ф5-0.001967ф6+0.0001112ф7

上式的應(yīng)用范圍為0.1≤T≤801℃，其中ф=T/100 （T為NaCl子礦物消失溫度℃）。

圖3　哈圖成礦帶礦床石英流體包裹體鹽度直方圖

圖4　包古圖成礦帶礦床石英流體包裹體鹽度直方圖

4　成礦壓力及深度

針對(duì)實(shí)驗(yàn)所得出的流體包裹體的鹽度較低的特點(diǎn)，本文采用Hass（1976）的經(jīng)驗(yàn)公式估算成礦流體的捕獲壓力和成礦深度，具體公式為：

T0=374+920×N，℃；P0=219+2 620×N，105Pa；H0= P0×1/300×105，km；P1=P0×T1/T0，105Pa；H1=P1×1/300× 105，km

式中，T0為初始溫度；N為成礦溶液的鹽度；P0為初始?jí)毫Γ籋0為初始深度；P1為成礦壓力；H1為成礦深度。

由此獲得的壓力值見圖5和圖6，成礦深度見圖7和圖8。從圖中可以看出，哈圖成礦帶礦床成礦壓力范圍為（260～580）×105Pa，包古圖成礦帶礦床成礦壓力范圍為（220～500）×105Pa。因成礦過程中二次沸騰現(xiàn)象的存在，從而導(dǎo)致礦床具有較大的溫壓范圍，同時(shí)也有利于成礦物質(zhì)的沉淀。哈圖成礦帶成礦深度為0.85～1.97 km，平均值為1.26 km，哈圖成礦帶礦床以中淺成礦床為主；包古圖成礦帶礦床成礦深度范圍為0.80～1.64 km，平均值為1.10 km包古圖成礦帶礦床主要為淺成礦床。

圖5　哈圖成礦帶礦床成礦壓力直方圖

圖6　哈圖成礦帶礦成礦深度直方圖

圖7　包古圖成礦帶礦床成礦壓力直方圖

圖8　包古圖成礦帶礦床成礦深度直方圖

5　流體包裹體激光拉曼光譜

顯微激光拉曼光譜是一種非破壞性測(cè)定物質(zhì)分子成分的微觀分析技術(shù)，可以快速方便地對(duì)單個(gè)包裹體進(jìn)行定性和半定量分析。本文選用非破壞性測(cè)定方法對(duì)單個(gè)包裹體的成分進(jìn)行測(cè)試分析。流體包裹體中通常含有氣體、液體和固體多種形式的組份，流體包裹體中只有有限數(shù)量的成分能夠通過拉曼光譜儀進(jìn)行半定量分析，更多成份是通過光譜特征峰確定它們的存在。目前可以用顯微激光拉曼光譜定性或半定量分析測(cè)試的流體包裹體成分如下∶

液體成分（室溫）定性∶HSO4-、HCO3-、SO42-、HS-、H2O、H2S。

氣相或臨界成分（室溫）定性∶CO、CO32-、He、SO2、Ar。

半定量∶CH4、CO2、H2S、O2、N2、C3H8、C2H2H2。

實(shí)驗(yàn)在中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢）激光拉曼實(shí)驗(yàn)室的Renishaw MK1-1000型顯微激光拉曼光譜儀上進(jìn)行。測(cè)定使用的激發(fā)源為美國(guó)光譜物理公司生產(chǎn)的氬離子激光器，其激光波長(zhǎng)為514.5 nm，聚焦在樣品上的激光功率為2～4 mW。設(shè)定測(cè)試時(shí)間為30 s，疊加5次記錄。拉曼位移測(cè)定的分辨率為0.5 cm-1。記錄光譜范圍在2 700～4 000 cm-1之間。整個(gè)測(cè)試過程在常溫常壓下完成的。本文總共選取兩個(gè)成礦帶上5個(gè)礦床中的7個(gè)樣品，共24個(gè)測(cè)點(diǎn)，測(cè)試結(jié)果見表2。

6　結(jié)論

對(duì)西準(zhǔn)地區(qū)流體包裹體的研究得知，哈圖成礦帶礦床主要以中溫成礦為主，成礦溫度集中在240～270℃，成礦壓力集中在（280～520）×105Pa，成礦深度主要集中在1.2～1.8 km；而包古圖成礦帶礦床成礦以低溫或中低溫為主，成礦溫度180～220℃，成礦壓力集中在（250～500）×105Pa，成礦深度集中在1.1～1.5 km。

對(duì)西準(zhǔn)地區(qū)主要礦床不同成礦階段石英流體包裹體激光拉曼光譜分析可知，哈圖成礦帶上的哈圖、寶貝、魯克依、鑫源和遠(yuǎn)景金礦床金礦體的石英流體包裹體均為H2O-CO2-CH4±N2體系，流體中普遍富含CO2，缺少CH4，可能指示成礦流體來源于上地幔較淺部位。包古圖成礦帶上的包古圖銅礦床和闊個(gè)沙也金礦石英流體包裹體主要為H2O-CH4±N2體系，其成礦流體中富含CH4，缺少CO2，表明成礦流體可能來源于上地幔較深部位。

流體演化過程：地幔巖漿熱液沿著斷裂運(yùn)移通道向上遷移，環(huán)境壓力的突然降低，使得流體二次沸騰發(fā)生不混溶作用，揮發(fā)性的CO2和CH4與液相水溶液分離，同時(shí)，隨著溫度的降低，CO2與CH4也可發(fā)生還原反應(yīng)，流體中氧逸度降低，pH值增大，在成礦中-晚期，同時(shí)還有大氣降水的混入，從而使得含金、銅硫絡(luò)合物分解，成礦金屬沉淀出來。這也是兩個(gè)成礦帶成礦流體均顯示早期高溫高鹽度的而中-晚期成礦流體溫度和鹽度下降的原因所在。

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收稿：2015-12-21