謝友良，邵擁軍，馮雨周，張 宇，劉忠法，劉清泉，鄭明泓，譚華杰

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甘肅李壩金礦床流體包裹體特征與礦床成因

謝友良1, 2, 3，邵擁軍1, 2，馮雨周1, 2，張 宇1, 2，劉忠法1, 2，劉清泉1, 2，鄭明泓1, 2，譚華杰1, 2

(1. 中南大學(xué) 有色金屬成礦預(yù)測(cè)與地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，長(zhǎng)沙 410083；2. 中南大學(xué) 地球科學(xué)與信息物理學(xué)院，長(zhǎng)沙 410083；3. 湖南華中礦業(yè)有限公司，長(zhǎng)沙 410003)

李壩金礦床是禮岷金礦帶東段一個(gè)大型金礦床，礦體產(chǎn)于近NW向、EW向韌脆性剪切帶中。通過詳細(xì)的野外調(diào)研和室內(nèi)鑒定，李壩成礦過程可以劃分為熱液期和表生期，其中熱液期可細(xì)分為黃鐵礦階段(A1)和黃鐵礦?絹云母?石英階段(A2)、多金屬硫化物階段(A3)等主成礦階段。包裹體巖相學(xué)分析和顯微測(cè)溫分析表明，A1階段流體包裹體以水溶液包裹體為主，還有少量的CO2包裹體(II型)、含CO2三相水溶液包裹體(III型)，均一溫度集中于380~400 ℃，鹽度集中于5%~8% NaCleq之間。A2階段流體包裹體以CO2包裹體(II型)、含CO2三相水溶液包裹體(III型)為主，水溶液包裹體較少，均一溫度集中于320~340 ℃之間，鹽度集中于8%~11% NaCleq之間。A3階段流體包裹體以CO2包裹體(II型)、含CO2三相水溶液包裹體(III型)為主，水溶液包裹體較少，均一溫度集中于280~300 ℃之間，鹽度集中于2%~6% NaCleq之間。通過H2O和CO2體系聯(lián)合?圖解估算成礦壓力為95~150 MPa，估算最大成礦深度為5.6 km。對(duì)比研究表明：李壩金礦床礦體呈似層狀、透鏡狀賦存于淺變質(zhì)沉積巖中，且礦體與圍巖邊界模糊；金屬礦物主要為細(xì)粒黃鐵礦，上述礦床地質(zhì)特征總體與卡林型金礦床一致，而流體包裹體特征指示該礦床成礦流體具有富CO2、中高溫、低鹽度的特征，這與造山型金礦床一致。綜合地質(zhì)和流體包裹體特征，李壩金礦床成因類型為廣義的類卡林型。

流體包裹體；成礦流體；類卡林型金礦；李壩金礦床；禮岷金礦帶

研究表明，造山型、漿控高溫?zé)嵋盒汀\成低溫?zé)嵋盒?、卡林型、熱水沉積型等熱液金礦床是成礦流體的固體沉淀物或成礦流體與圍巖相互作用的產(chǎn)物。因此，成礦流體的性質(zhì)和活動(dòng)規(guī)律是判別金礦床成因的重要依據(jù)，而成礦流體活動(dòng)信息很好地保存在流體包裹體中，這使得流體包裹體成為金礦床成因研究中最基礎(chǔ)和最準(zhǔn)確的方法[1]。如李晶等[2]對(duì)甘肅陽(yáng)山金礦床流體包裹體巖相學(xué)和顯微測(cè)溫分析結(jié)果表明，該礦床具有CO2包裹體較發(fā)育，均一溫度為中高溫的特征，不同于卡林型金礦床，而與造山型金礦床特征相似，結(jié)合礦床地質(zhì)特征，對(duì)其成因提出了新的認(rèn)識(shí)，認(rèn)為該礦床為卡林型與造山型金礦床之間的過渡類型。鄧軻等[3]對(duì)黑龍江省黑河市爭(zhēng)光金礦床流體包裹體巖相學(xué)和顯微測(cè)溫進(jìn)行了分析，結(jié)果表明其流體包裹體特征與淺成低溫?zé)嵋盒徒鸬V床相符，明顯不同于構(gòu)造蝕變巖型金礦床，從而確定了其成因類型為淺成低溫?zé)嵋盒?。鞠培姣等[4]借助于流體包裹體巖相學(xué)、顯微測(cè)溫及群體包裹體氣液相成分分析等方法以包金山金礦床流體包裹體為研究對(duì)象進(jìn)行了研究，在此基礎(chǔ)上厘定其成因類型為變質(zhì)熱液疊加中溫巖漿熱液充填交代型礦床(造山型)。研究發(fā)現(xiàn)，造山型和微細(xì)粒浸染型金礦床是兩類最為常見的金礦床，同時(shí)也是研究程度較為成熟的兩類礦床。對(duì)比研究這兩類金礦床流體包裹體特征表明，其流體包裹體特征存在明顯差異[1]，主要表現(xiàn)為：1) 富CO2的包裹體是造山型金礦床典型特征，而卡林型金礦床不發(fā)育。2) 造山型金礦床包裹體具有中高溫(265~460 ℃)、低鹽度(＜12.63% NaCleq)、成礦壓力(50~400 MPa)變化范圍大的特征；而卡林型金礦床包裹體具有中低溫(160~250 ℃)、鹽度變化范圍較大、成礦壓力(25~65 MPa)較低的特征。因此，通過與造山型、微細(xì)粒浸染型金礦床流體包裹體特征對(duì)比分析可以為厘定礦床成因提供依據(jù)。

禮岷金礦帶是甘肅禮縣?岷縣北部地區(qū)呈東西向展布的金礦帶，發(fā)育有李壩、金山、趙溝、杜溝、三人溝、周家溝、付家坪、鎖龍、馬泉等多個(gè)產(chǎn)于古生界淺變質(zhì)巖中的金礦床(點(diǎn))[5?7]。李壩金礦床是禮岷金礦帶東段開采較早的一大型金礦床，其中Au總資源量為115.8 t，平均品位1.89×10?6[8]。截止目前，前人對(duì)該礦床區(qū)域地質(zhì)背景、礦床地質(zhì)特征、成巖成礦年齡、礦床成因、成礦規(guī)律及找礦標(biāo)志等多方面進(jìn)行了研究，并積累了豐富的研究成果[9?18]。但在成礦流體特征方面的研究尚存在爭(zhēng)議，張作衡等[13]對(duì)李壩金礦床流體包裹體的研究指示該礦床均一溫度為208~475 ℃，主要在300~420 ℃之間，屬于中高溫，這與盧宗柳等[9]和黃杰等[19]對(duì)該礦床流體包裹體研究結(jié)果指示其主成礦階段成礦溫度屬中低溫的認(rèn)識(shí)明顯不同。對(duì)比前人研究成果，未把成礦作用過程、富CO2包裹體都考慮進(jìn)去是造成認(rèn)識(shí)不同的根源，這也制約了李壩金礦床成礦流體特征與演化及成礦機(jī)制的系統(tǒng)研究。另外，前人對(duì)李壩金礦床成因提出了不同的觀點(diǎn)。任新紅[7]和黃杰等[19]通過對(duì)李壩金礦床流體包裹體特征及S、Pb、H、O、Rb和Sr同位素特征的研究，從成礦物質(zhì)來源、成礦溫度、成礦流體介質(zhì)成分、成礦年齡等方面對(duì)該礦床成因類型進(jìn)行了探討，認(rèn)為其成因類型為巖漿?變質(zhì)混合成礦流體的熱液充填?交代型(造山型)；張姚代等[11]、周科慧等[5]對(duì)李壩金礦床礦床地質(zhì)特征研究表明，礦體主要呈似層狀、透鏡狀賦存于斷裂破碎帶內(nèi)，且與圍巖邊界模糊；礦區(qū)內(nèi)主要金屬礦物為細(xì)粒黃鐵礦。另外，礦區(qū)內(nèi)可見明金，但粒度細(xì)，且主要賦存于細(xì)粒黃鐵礦中。其地質(zhì)特征總體上與微細(xì)粒浸染狀金礦床相符合，因此，認(rèn)為其成因類型為微細(xì)粒浸染型(卡林型)。對(duì)比前人研究成果發(fā)現(xiàn)，李壩金礦床非常復(fù)雜，片面地以礦床地質(zhì)特征或地球化學(xué)特征為礦床成因研究的依據(jù)是導(dǎo)致礦床成因認(rèn)識(shí)不同的根源。因此，本文作者在李壩金礦床地質(zhì)特征研究的基礎(chǔ)上，對(duì)該礦床流體包裹體開展了巖相學(xué)、顯微測(cè)溫方面的系統(tǒng)研究，揭示了成礦流體特征與演化規(guī)律，探討了流體成礦機(jī)制，并通過與卡林型、造山型金礦床在礦床地質(zhì)和流體包裹體特征等方面的對(duì)比研究，以期用這種最基礎(chǔ)和最準(zhǔn)確的研究手段為厘定礦床成因提供依據(jù)。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

前期研究工作已對(duì)李壩金礦床“區(qū)域地質(zhì)背景”和“礦區(qū)地質(zhì)特征”做了細(xì)致的描述，本文不再對(duì)這兩方面進(jìn)行詳細(xì)表述，詳細(xì)內(nèi)容可參考邵擁軍等[20]。

李壩金礦床位于甘肅省李壩縣境內(nèi)，大地構(gòu)造位置上位于華北古陸板塊與揚(yáng)子古陸板塊碰撞接觸帶的中秦嶺華力西褶皺帶北亞帶中(見圖1(a))。區(qū)域內(nèi)出露的地層主要有泥盆統(tǒng)李壩群和西漢水組細(xì)碎屑巖為主的類復(fù)理石建造，中石炭統(tǒng)下加嶺組濱?淺海相的泥質(zhì)砂質(zhì)建造，中下侏羅統(tǒng)、第三系碎屑巖建造及第四系殘積物、坡積物。其中中泥盆統(tǒng)李壩群類復(fù)理石建造是區(qū)內(nèi)金礦床的重要含礦層(見圖1(b))。區(qū)域構(gòu)造由一系列褶皺與斷裂組成。區(qū)域內(nèi)主要構(gòu)造包括石家河壩復(fù)式向斜、禮縣—洮坪—葦子壩斷裂和禮縣—羅壩—鎖龍口斷裂。區(qū)域內(nèi)巖漿活動(dòng)強(qiáng)烈，在海西期、印支期和燕山期均有出露，具有多旋回、多期次特征。與李壩金礦床成礦關(guān)系密切的中川復(fù)式巖體位于礦區(qū)西南向距礦區(qū)2~3 km的區(qū)域內(nèi)，巖性主要為黑云母二長(zhǎng)花崗斑巖和黑云母二長(zhǎng)花崗巖[11, 15?17]。區(qū)域內(nèi)金屬礦產(chǎn)主要以金為主，次為鈾，南部有少量的銅鉛鋅。

圖1 李壩金礦大地構(gòu)造位置圖及區(qū)域地質(zhì)簡(jiǎn)圖(據(jù)文獻(xiàn)[11]修改)

2 礦區(qū)地質(zhì)特征

李壩金礦區(qū)內(nèi)出露地層以中泥盆統(tǒng)李壩群淺變質(zhì)碎屑巖為主，在礦區(qū)內(nèi)分布最為廣泛。礦區(qū)構(gòu)造以褶皺和斷裂為主。酒店—李壩復(fù)式背斜的次級(jí)褶皺和趙溝—申家山倒轉(zhuǎn)向斜為礦區(qū)內(nèi)主要的褶皺構(gòu)造。斷裂構(gòu)造按走向可劃分為近EW、NW和NNW，主要斷裂構(gòu)造包括F1、F3、F29、F2-1、F2-2和F8。其中F1斷裂為礦區(qū)內(nèi)最主要的斷裂構(gòu)造，屬羅壩—鎖龍口斷裂的次級(jí)斷裂，分布于礦區(qū)東部，沿走向貫穿了整個(gè)礦區(qū)，走向NW，總體南傾，傾向220°~230°，傾角75°~85°，沿走向長(zhǎng)度＞6 km，寬50~200 m，F(xiàn)1斷裂中僅發(fā)現(xiàn)有弱礦化現(xiàn)象，未發(fā)現(xiàn)具有工業(yè)價(jià)值的礦體。礦區(qū)內(nèi)出露的巖體主要為中川復(fù)式巖體。另外，礦區(qū)內(nèi)還發(fā)育有云斜煌斑巖和閃長(zhǎng)巖巖脈。

截止目前，在李壩金礦區(qū)內(nèi)共圈定69條金礦體，其中規(guī)模較大的礦體有26號(hào)、26?3號(hào)、26?5號(hào)、26?7號(hào)、7?4號(hào)、7?9號(hào)、6號(hào)、6?1號(hào)、6?34號(hào)和6?35號(hào)，且已查明的礦體均賦存于礦區(qū)內(nèi)次級(jí)斷裂破碎帶內(nèi)，嚴(yán)格受斷裂構(gòu)造破碎帶控制。26號(hào)礦體是本區(qū)內(nèi)正在開采的金屬量最大的單個(gè)礦體，關(guān)于礦體特征的詳細(xì)描述可以參考邵擁軍等[20]。

根據(jù)前期研究成果[20]，李壩金礦床礦石類型包括原生硫化物礦石和氧化礦礦石。原生硫化物礦石包括石英?黃鐵礦礦石(見圖3(a))、石英?絹云母?黃鐵礦礦石(見圖3(b))和石英?黃鐵礦?方鉛礦?閃鋅礦礦石(見圖3(c))；氧化礦礦石為褐鐵礦礦石(見圖3(d))。礦區(qū)內(nèi)金屬礦物有黃鐵礦、毒砂、閃鋅礦、方鉛礦、黃銅礦和褐鐵礦；非金屬礦物包括石英、絹云母、綠泥石、方解石和石膏。礦石結(jié)構(gòu)有晶粒結(jié)構(gòu)(見圖3(e))、交代結(jié)構(gòu)(見圖3(f)和(g))、固溶體分離結(jié)構(gòu)(見圖3(h))和壓碎結(jié)構(gòu)(見圖3(i))；礦石構(gòu)造包括稀疏浸染狀、細(xì)脈浸染狀、稠密浸染狀、條帶狀、塊狀和角礫狀構(gòu)造。

圖2 李壩金礦床礦區(qū)地質(zhì)圖(據(jù)文獻(xiàn)[8]修改)：1—絹云母綠泥石板巖，夾變石英砂巖；2—粉砂質(zhì)板巖，石英細(xì)砂巖夾粉砂巖，變石英砂巖；3—變石英砂巖，絹云母綠泥石板巖；4—第四系堆積物；5—斷裂構(gòu)造帶；6—花崗斑巖脈；7—閃長(zhǎng)巖脈；8—煌斑巖脈；9—金礦體；10—金礦體編號(hào)；11—采樣位置

圖3 李壩金礦床礦石類型及顯微照片：(a) 浸染狀黃鐵礦礦石；(b) 黃鐵絹英巖；(c) 細(xì)脈浸染狀多金屬硫化物礦石；(d) 塊狀褐鐵礦礦石；(e) 自形?半自形立方體晶粒黃鐵礦(?)；(f) 閃鋅礦交代溶蝕黃鐵礦(?)；(g) 方鉛礦交代溶蝕毒砂(?)；(h) 閃鋅礦與黃銅礦構(gòu)成固溶體分離結(jié)構(gòu)(?)；(i) 閃鋅礦壓碎結(jié)構(gòu)(?)；Py—黃鐵礦；Apy—毒砂；Sp—閃鋅礦；Gn—方鉛礦；Cpy—黃銅礦；Lm—褐鐵礦；Qtz—石英；Ser—絹云母

根據(jù)前期研究成果[20]，李壩金礦床蝕變十分發(fā)育，蝕變類型包括硅化(見圖4(a))、絹云母化(見圖4(a)和4(b))、綠泥石化(見圖4(c))和碳酸鹽化(見圖4(d))。

前期研究發(fā)現(xiàn)[20]，李壩金礦床成礦作用過程包括熱液期(A)和表生期(B)。熱液期可分為黃鐵礦階段(A1)、黃鐵礦?絹云母?石英階段(A2)和多金屬硫化物階段(A3)(見表1)，其中A2和A3階段為主成礦階段。

熱液期：石英?黃鐵礦階段金屬礦物以黃鐵礦為主，還有少量的毒砂，非金屬礦物以石英為主，還有少量的方解石。黃鐵礦呈浸染狀產(chǎn)出，晶形為立方體，粒徑＞0.1 mm，為后生成的各種礦物交代溶蝕現(xiàn)象顯著，呈骸晶、孤島狀、骨架狀等交代結(jié)構(gòu)。毒砂呈自形?半自形粒狀，粒徑大小為0.06~0.3 mm，較為破碎。

黃鐵礦?絹云母?石英階段礦物主要有黃鐵礦、石英、絹云母。黃鐵礦呈浸染狀、團(tuán)塊狀及細(xì)脈狀產(chǎn)出；以微細(xì)粒狀自形?半自形立方體為主(見圖3(e))，粒徑不等。

多金屬硫化物階段礦物成分包括黃鐵礦、毒砂、閃鋅礦、黃銅礦、方鉛礦、石英、絹云母、綠泥石和少量的方解石。黃鐵礦晶形為自形?半自形立方體、五角十二面體或他形粒狀晶，粒徑＞0.1 mm。毒砂自形程度高，橫切面呈板狀、菱形，粒徑大小為0.2~3.0 mm。閃鋅礦呈半自形?他形粒狀，粒徑不等，部分樣品閃鋅礦遭受后期壓力作用較為破碎(見圖3(i))。黃銅礦呈他形不規(guī)則粒狀，粒徑＜0.1 mm；方鉛礦呈他形不規(guī)則粒狀，粒徑不等。

圖4 李壩金礦床典型地質(zhì)現(xiàn)象照片：(a) 產(chǎn)于絹云母板巖內(nèi)的團(tuán)塊狀石英；(b) 絹云母板巖內(nèi)黃鐵礦呈星散狀分布；(c) 綠泥石絹云母板巖；(d) 斑點(diǎn)狀板巖內(nèi)斑點(diǎn)成分包括石英、絹云母、方解石和黃鐵礦(?)； (e) 含黃鐵礦絹云母石英細(xì)脈切割錯(cuò)斷黃鐵礦細(xì)脈；(f) 含黃鐵礦絹云母石英細(xì)脈切割錯(cuò)斷黃鐵礦細(xì)脈并被多金屬硫化物細(xì)脈切割錯(cuò)斷；Py—黃鐵礦；Qtz—石英；Ser—絹云母；Cal—方解石

表1 李壩金礦床礦物生成順序簡(jiǎn)表

Table 1 Simplified paragenetic sequence of minerals from Liba Au deposit

表生期金屬礦物以褐鐵礦為主。褐鐵礦呈紅褐色，在礦區(qū)內(nèi)廣泛發(fā)育，顯微鏡下特征表現(xiàn)為呈半自形?他形針狀、不規(guī)則狀，粒徑＜0.1 mm。

3 流體包裹體特征

3.1 包裹體巖相學(xué)特征

本次研究所涉及的樣品均采自礦區(qū)內(nèi)6號(hào)、7號(hào)和26號(hào)礦體(見圖2)。選取黃鐵礦階段(D011?2、D026?1、D053?1)、黃鐵礦?絹云母?石英階段(D015?1、D021?1、D039?1、D039?2、D043?1)、多金屬硫化物階段(D009?3、D011?1)的代表性樣品進(jìn)行包裹體特征研究(見表2)。

系統(tǒng)的包裹體巖相學(xué)特征研究表明，李壩金礦床各成礦階段石英中原生包裹體發(fā)育，根據(jù)其在室溫(20 ℃)下的相態(tài)特征可劃分為3種類型。

I型包裹體：室溫下呈氣液兩相產(chǎn)出，由液相鹽水溶液和氣相氣泡組成。I型包裹體氣相體積分?jǐn)?shù) ＜50%(見圖4(a)和(b))。該類包裹體直徑為5~15 μm，多呈橢圓狀、負(fù)晶形、不規(guī)則狀分布于石英中。

II型包裹體：室溫下呈液相CO2、氣相CO2兩相產(chǎn)出(見圖4(b)~(d))，包裹體直徑為6~15 μm，形態(tài)多為負(fù)晶形、橢圓狀、不規(guī)則狀，可見其與I型、III型包裹體共生。

III型包裹體：室溫下呈鹽水溶液相、液相CO2、氣相CO2三相產(chǎn)出，具有典型的“雙眼皮”特征，CO2相占包裹體體積分?jǐn)?shù)＞50 %(見圖4(c)和(d))，CO2部分均一為液相，最終以碳質(zhì)相膨脹達(dá)到完全均一。該類包裹體直徑為7~20 μm，形態(tài)多呈橢圓狀、負(fù)晶形，可見其與I型、II型包裹體共生。

3.2 包裹體顯微測(cè)溫方法

包裹體顯微測(cè)溫工作在中南大學(xué)有色金屬成礦預(yù)測(cè)與地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室完成，測(cè)試所用儀器為L(zhǎng)inkam THMS?600型地質(zhì)用冷熱臺(tái)，測(cè)溫范圍為?196~600 ℃，?196~30 ℃內(nèi)測(cè)試精度為±0.1 ℃，30~600 ℃內(nèi)測(cè)試精度為±1 ℃。溫度變化速率設(shè)置為10~30 ℃/min，當(dāng)接近相變點(diǎn)時(shí)，設(shè)置為0.1~1 ℃/min。

通過冷熱臺(tái)測(cè)得了包裹體的二氧化碳熔化溫度、初始熔化溫度Ti、冰的最終熔化溫度、部分均一溫度和氣液均一溫度。利用BROWN[21]的Flincor程序，通過BROWN和LAMB[22]等式計(jì)算出包裹體的鹽度、密度等參數(shù)。

3.3 包裹體顯微測(cè)溫結(jié)果

本次研究對(duì)李壩金礦床10件樣品進(jìn)行冷凍法和均一法測(cè)溫，共測(cè)得213個(gè)包裹體，測(cè)試結(jié)果列于表3。不同成礦階段(A1、A2和A3)的均一溫度、鹽度如圖5所示。

1) A1階段包裹體顯微測(cè)溫結(jié)果

本階段包裹體較為發(fā)育，類型以Ia型水溶液包裹體為主，還有少量的II型純CO2包裹體和III型水溶液CO2三相包裹體，可見3種類型包裹體共生。

I型包裹體共測(cè)得47個(gè)數(shù)據(jù)，冰的最終融化溫度變化范圍為?7.1~?1.8 ℃，均一溫度介于330~440 ℃之間，平均溫度389 ℃(見圖5(a))，最終均一為液相；鹽度為3.76~9.45% NaCleq(見圖5(b))，平均值為6.49% NaCleq。II型包裹體測(cè)得4個(gè)數(shù)據(jù)，固態(tài)CO2熔化溫度范圍為?58.0~?57.6 ℃；均一溫度為30.3~30.6 ℃，平均溫度30.4 ℃，最終均一為碳質(zhì)液相。III型包裹體測(cè)得9個(gè)數(shù)據(jù)，固態(tài)CO2熔化溫度范圍為?58.1~?57.7 ℃，CO2籠合物熔化溫度為8.2~8.8 ℃，CO2相部分均一溫度介于30.2~30.7 ℃，平均溫度30.5 ℃，均一為碳質(zhì)液相；最終均一溫度為444~460 ℃，平均溫度456 ℃(見圖5(a))，碳質(zhì)相膨脹充滿整個(gè)包裹體達(dá)到均一；鹽度為2.42%~3.57% NaCleq，平均值為2.93% NaCleq(見圖5(b))。

表2 樣品類型及采樣位置

圖5 流體包裹體鏡下顯微特征(Aq—水溶液相；V—?dú)庀?；Cl—液相CO2；Cv—?dú)庀郈O2)：(a) Ia型包裹體群生；(b) Ia型包裹體與II型包裹體共生；(c) II型包裹體與III型包裹體共生；(d) I型、II型、III型包裹體共生

2) A2階段包裹體顯微測(cè)溫結(jié)果

本階段包裹體較為發(fā)育，類型以Ia型水溶液包裹體為主，其次為III型水溶液CO2三相包裹體，II型純CO2包裹體最少，可見3種類型包裹體共生。

I型包裹體共測(cè)得69個(gè)數(shù)據(jù)，冰的最終融化溫度變化范圍為?8.8~?0.6 ℃，均一溫度為290~330 ℃，平均溫度330 ℃(見圖5(c))，最終均一為液相；鹽度為0.99%~12.63% NaCleq，平均值為8.67% NaCleq(見圖5(d))。II型包裹體測(cè)得9個(gè)數(shù)據(jù)，固態(tài)CO2熔化溫度范圍為?59.1~?58.3 ℃；均一溫度為27.3~30.5 ℃，平均溫度30.4 ℃，最終均一為碳質(zhì)液相。III型包裹體測(cè)得15個(gè)數(shù)據(jù)，固態(tài)CO2熔化溫度范圍為?59.3~ ?56.7 ℃，CO2籠合物熔化溫度為7.7~8.2 ℃，CO2相部分均一溫度介于27.8~30.4 ℃，平均溫度30.5 ℃，均一為碳質(zhì)液相；最終均一溫度為345~359 ℃，平均溫度353 ℃(見圖5(c))，碳質(zhì)相膨脹充滿整個(gè)包裹體達(dá)到均一；鹽度為3.57%~4.51% NaCleq，平均值為4.07% NaCleq(見圖5(d))。

3) A3階段包裹體顯微測(cè)溫結(jié)果

本階段包裹體較為發(fā)育，類型以I型水溶液包裹體為主，還有少量的II型純CO2包裹體和III型水溶液CO2三相包裹體，可見3種類型包裹體共生。

I型包裹體共測(cè)得36個(gè)數(shù)據(jù)，冰的最終融化溫度變化范圍為?6.2~?1.2 ℃，均一溫度為265~315 ℃，平均溫度292 ℃(見圖5(e))，最終均一為液相；鹽度為1.98%~9.45% NaCleq，平均值為4.32% NaCleq(見圖5(f))。II型包裹體測(cè)得14個(gè)數(shù)據(jù)，固態(tài)CO2熔化溫度范圍為?62.5~?57.1 ℃；均一溫度為29.1~30.6 ℃(平均溫度30.0 ℃)，最終均一為碳質(zhì)液相。III型包裹體測(cè)得10個(gè)數(shù)據(jù)，固態(tài)CO2熔化溫度范圍為?62.5~ ?57.1 ℃，CO2籠合物熔化溫度為7.9~8.7 ℃，CO2相部分均一溫度介于29.1~30.5 ℃(平均溫度30.0 ℃)，均一為碳質(zhì)液相；最終均一溫度為290~320 ℃，平均溫度303 ℃(見圖5(e))，碳質(zhì)相膨脹充滿整個(gè)包裹體達(dá)到均一；鹽度為2.22%~3.57% NaCleq，平均值為2.86% NaCleq(見圖5(f))。

表3 李壩金礦床流體包裹體顯微測(cè)溫結(jié)果

Main minerals are all quartz. 1) 20 ℃;—Gas phase volume fraction of type I inclusions, CO2phase volume fraction of type II inclusions.m(CO2)—Melting temperature of CO2;m(ice)—Final melting temperature of ice;m(cla)—Melting temperature of CO2;hc—Partial homogenization temperature of CO2, inclusions marked (V) homogenize to gas phase, non-marked homogenize to liquid phase;h—Total homogenization temperature.

4 討論

4.1 成礦流體特征及其演化

包裹體巖相學(xué)特征研究表明，李壩金礦床熱液期不同成礦階段與金屬礦物共生的石英內(nèi)均發(fā)育有I型、II型和III型三類包裹體，反映了李壩金礦床成礦期成礦流體具有富CO2的特征[4, 23]，且成礦作用與NaCl-H2O-CO2流體的不混溶關(guān)系密切[24?25]。另外，顯微鏡下觀察發(fā)現(xiàn)，I型、II型和III型原生包裹體在同一視域中共生，表明包裹體被捕獲時(shí)處于一種不均勻的熱液體系狀態(tài)[26?27]。

包裹體顯微測(cè)溫結(jié)果顯示：

1) 李壩金礦床主成礦期A1階段的成礦流體為高溫、低鹽度的NaCl?H2O?CO2流體體系；A2階段的成礦流體為中高溫、低鹽度的NaCl?H2O?CO2流體體系；A3階段的成礦流體為中高溫、低鹽度的NaCl?H2O?CO2流體體系，鹽度變化范圍較大。從A1階段到A3階段，隨著成礦過程的進(jìn)行，流體的溫度呈逐漸降低的變化趨勢(shì)，鹽度在A2階段有小幅度的升高，而后逐漸降低(見圖6)。

圖6 李壩金礦床包裹體均一溫度和鹽度直方圖：(a) 黃鐵礦階段均一溫度直方圖；(b) 黃鐵礦階段鹽度直方圖；(c) 黃鐵礦?絹云母?石英階段均一溫度直方圖；(d) 黃鐵礦?絹云母?石英階段鹽度直方圖；(e) 多金屬硫化物階段均一溫度直方圖；(f) 多金屬硫化物階段鹽度直方圖

2) A1階段I型包裹體密度范圍為0.48~0.75 g/cm3；A2階段I型包裹體密度范圍為0.64~0.85 g/cm3；A2階段I型包裹體密度范圍為0.71~0.94 g/cm3?？梢钥闯觯瑥腁1階段至A3階段，流體的密度呈逐漸增大的變化趨勢(shì)。

3) 不同成礦階段固相CO2熔化溫度范圍為?62.5~?55.6 ℃，低于CO2三相點(diǎn)溫度，反映了II型和III型包裹體的氣相成分除CO2外，可能還含有N2、CH4、H2和CO等成分。

綜上所述，李壩金礦床熱液期成礦流體屬于富CO2、中高溫和中低鹽度體系，具有多數(shù)金礦床成礦流體的典型特征，可能為巖漿期后熱液。NaCl?H2O?CO2流體來源于礦區(qū)內(nèi)酸性巖漿熱液，在運(yùn)移過程中由于壓力突然降低流體發(fā)生不混溶相分離作用，分離為富CO2和富NaCl?H2O(少量CO2)兩種獨(dú)立的流體。

圖7 包裹體均一溫度?鹽度關(guān)系圖

4.2 成礦壓力與成礦深度

盧煥章等[28]認(rèn)為若在測(cè)溫片同一視域內(nèi)同時(shí)看到純H2O包裹體和純CO2包裹體，表明兩者是同時(shí)被捕獲的，可以通過測(cè)得純H2O包裹體和純CO2包裹體的均一溫度，在H2O和CO2體系聯(lián)合P?T圖解上獲得包裹體的捕獲壓力。本文選擇熱液期捕獲的流體包裹體的兩個(gè)端元組分進(jìn)行等容線相交法估算壓力，其中純H2O包裹體密度由Ia型包裹體(鹽度＜5 %)計(jì)算得出，為0.71~0.81 g/cm3；純CO2包裹體密度由II型包裹體計(jì)算得出，為0.66~0.70 g/cm3。將兩端元包裹體密度投影在H2O?CO2體系聯(lián)合P?T圖解上(見圖7)。從圖7中可以看出，成礦壓力范圍為95~150 MPa。高壓部分按照靜巖壓力估算成礦深度(取用大陸巖石平均密度，為2.70 g/cm3，g取9.8 m/s2)，計(jì)算公式為：=/()。采用最高壓力150 MPa計(jì)算獲得成礦深度5.6 km，為深度的上限。

4.3 礦床成因

李壩金礦床為禮岷金礦帶東段一大型金礦床，關(guān)于其成因類型的認(rèn)識(shí)仍存在分歧[5, 7, 11]，包括卡林型、造山型兩種觀點(diǎn)。通過綜合對(duì)比研究李壩金礦床與卡林型、造山型金礦床的地質(zhì)特征與流體包裹體特 征[30?32]，可以為厘定李壩金礦床成因類型提供依據(jù) (見表4)。

圖8 H2O和CO2體系聯(lián)合P?T圖解(圖中數(shù)據(jù)為密度，g/cm3，據(jù)文獻(xiàn)[29]修改)

1) 地質(zhì)特征方面

基于前人研究成果結(jié)合系統(tǒng)的野外調(diào)研，李壩金礦床賦礦圍巖為一套淺變質(zhì)碎屑巖，巖性包括粉砂質(zhì)絹云母板巖、變細(xì)砂巖及斑點(diǎn)狀板巖等；礦體受韌脆性剪切帶或正斷層控制明顯；礦區(qū)內(nèi)相關(guān)蝕變包括硅化、絹云母化、碳酸鹽化等，并具有從礦化中心向邊緣呈帶狀分布的特征，依次為黃鐵絹英巖化帶、絹云母化帶、綠泥石化帶，兼有卡林型、造山型金礦床特征；但礦體形態(tài)主要為似層狀、透鏡狀，與圍巖界線模糊，金屬礦物以黃鐵礦、毒砂為主；且礦相學(xué)結(jié)合電子探針分析發(fā)現(xiàn)，礦區(qū)內(nèi)自然金是以納米級(jí)顯微顯微?超顯微自然金的形式存在[20]，與卡林型金礦床的特征相符。

2) 流體包裹體特征方面

包裹體巖相學(xué)觀察發(fā)現(xiàn)，李壩金礦床包裹體類型包括水溶液包裹體、純CO2包裹體、含CO2?水溶液三相包裹體，反映了流體在運(yùn)移過程中發(fā)生過不混溶作用，這與造山型金礦床一致。包裹體顯微測(cè)溫結(jié)果表明，李壩金礦床成礦溫度變化范圍為265~460 ℃，鹽度＜12.63% NaCleq，估算得成礦壓力為95~150 MPa，與造山型金礦床特征(主成礦溫度：200~500 ℃；低鹽度；成礦壓力：50~400 MPa)相符，明顯不同于卡林型金礦床(主成礦溫度：160~250 ℃；成礦壓力：25~65 MPa)。

表4 李壩金礦與造山型和卡林型金礦的地質(zhì)和成礦流體特征對(duì)比

3) 成礦流體來源方面

李壩金礦床H、O同位素研究結(jié)果表明其成礦流體為變質(zhì)水與巖漿水混合而成[11]，不同于起始流體為“建造水或大氣降水”的卡林型金礦床，而與造山型金礦床流體主要來源于“變質(zhì)流體”的特征相符。

綜上所述，李壩金礦床地質(zhì)特征復(fù)雜，部分特征與造山型金礦床特征一致，但總體上與卡林型金礦一致，突出表現(xiàn)在礦體特征、礦石礦物組合、金的賦存狀態(tài)等方面。而流體包裹體特征研究結(jié)果表明，李壩金礦床成礦流體在富CO2、低鹽度、成礦溫度、成礦壓力等方面具有造山型金礦床特征。對(duì)比研究發(fā)現(xiàn)，李壩金礦床地質(zhì)和包裹體特征不同于典型的卡林型或造山型金礦床，而與滇黔桂地區(qū)的水銀洞、爛泥溝以及甘肅陽(yáng)山金礦床相似[2, 33]，此類礦床被視為卡林型與造山型之間的過渡類型。綜合地質(zhì)和流體包裹體特征，認(rèn)為李壩金礦床為廣義的類卡林型金礦床。

5 結(jié)論

1) 李壩金礦床是禮岷金成礦帶上的一個(gè)重要礦床，礦體主要產(chǎn)于F1斷層的次級(jí)斷層中，礦床成礦作用過程經(jīng)歷了熱液期和表生期兩期成礦作用，其中熱液期可細(xì)分為黃鐵礦階段、黃鐵絹英巖階段、多金屬硫化物階段。

2) 李壩金礦床不同成礦階段石英中，廣泛發(fā)育有水溶液包裹體(I型)、CO2包裹體(II型)、含CO2水溶液三相包裹體(III型)，并觀察到3種類型包裹體在同一視域中共存。

3) 黃鐵礦階段，包裹體均一溫度為，鹽度為，為高溫、低鹽度流體；黃鐵絹英巖階段，包裹體均一溫度為，鹽度為，為中高溫、低鹽度流體。從黃鐵礦階段至多金屬硫化物階段，流體的溫度呈逐漸降低的變化趨勢(shì)，鹽度鹽度經(jīng)歷了小幅度升高又明顯降低的變化趨勢(shì)，密度則表現(xiàn)出升高的變化趨勢(shì)。李壩金礦床成礦壓力為95~150 MPa，成礦深度最大為5.6 km。

4) 對(duì)比研究表明，李壩金礦床在礦體特征、礦石礦物組合、金的賦存狀態(tài)等地質(zhì)特征方面與卡林型金礦床一致；在富CO2、低鹽度、成礦溫度、成礦壓力等包裹體特征方面符合造山型金礦床。地質(zhì)和包裹體特征指示李壩金礦床成因類型為類卡林型。

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Characteristic of fluid inclusions and genesis ofLiba gold deposit, Gansu Province, China

XIE You-liang1, 2, 3, SHAO Yong-jun1, 2, FENG Yu-zhou1, 2, ZHANG Yu1, 2, LIU Zhong-fa1, 2,LIU Qing-quan1, 2, ZHENG Ming-hong1, 2, TAN Hua-jie1, 2

(1. Key Laboratory of Metallogenic Prediction of Nonferrous Metals and Geological Environment Monitoring,Ministry of Education, Central South University, Changsha 410083, China;2. School of Geosciences and Info-Physics, Central South University, Changsha 410083, China;3. Hunan Huazhong Mining Co., Ltd, Changsha 410083, China)

Liba gold deposit is a large deposit, which is located in the east area of Lixian?Minxian metallogenic belt and ore bodies of which are hosted in NW, EW directional dutile-brittle shear zones. Based on detailed field investigation and indoor identification, mineralization in Liba gold deposit can be divided into hydrothermal period and exogenous period. The hydrothermal stage can be subdivided into pyrite stage(A1) and main stages of mineralization including pyrite-sericite-quart stage(A2) and polymetallic stage(A3). A comprehensive study, including petrography and microthermometry shows that A1 stage fluid inclusions are dominated by H2O-solution and minor of CO2-bearing, pure CO2in compositions, with homogenization temperature clustering concentrated in the range from 380 ℃ to 400 ℃, and the salinities concentrated in the range from 5% to 8% NaCleq. The A2 stage fluid inclusions are dominated by pure CO2, CO2-bearing and minor H2O-solution in composition, with homogenization temperature clustering concentrated in the range from 320 ℃ to 340 ℃, and the salinities concentrated in the range from 8% to 11% NaCleq. The A3 stage fluid inclusions are dominated by pure CO2, CO2-bearing and minor H2O-solution in composition, with homogenization temperature clustering concentrated in the range from 280 ℃ to 300 ℃, and the salinities concentrated in the range from 2% to 6% NaCleq. The fluid inclusions are deduced to be trapped at pressure of the range from 95 MPa to 150 MPa, with the largest metallogenic depth is estimated 5.6 km. Comparative analysis shows that Liba gold deposit accord with carlin type gold deposit in stratoid and lenticular orebody hosted in low metamorphic sedimentary rock, fuzzy boundary between orebody and surrounding rock and fine pyrites, while it accord with orogenic gold deposit, because the fluid inclusion analysis shows that the mineralization fluid is characteristic by CO2-bearing, medium-high temperature and low salinity. Based on geological and fluid inclusions characteristics, Liba gold deposit is regarded as carlin-like gold deposit.

fluid inclusion; ore-forming fluid; carlin-like gold deposit; Liba gold deposit; Lixian?Minxian metallogenic belt

Project(2015CX008) supported by the Project of Innovation-driven Plan of Central South University, China

2017-08-24;

2018-03-02

SHAO Yong-jun; Tel: +86-13973149482; E-mail: shaoyongjun126.com

中南大學(xué)“創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)計(jì)劃”項(xiàng)目(2015CX008)

2017-08-24；

2018-03-02

邵擁軍，教授，博士；電話：13973149482；E-mail：shaoyongjun@126.com

10.19476/j.ysxb.1004.0609.2018.05.16

1004-0609(2018)-05-0994-14

P611

A

(編輯 何學(xué)鋒)