韓 發(fā) ，田樹剛，劉 建

（1中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)資源研究所，北京 1 00037；2中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)研究所，北京 1 00037；3科羅拉多礦業(yè)學(xué)院地質(zhì)系，美國(guó)科羅拉多州丹佛金城）

第一作者韓發(fā)和R.W.Hutchinson教授通過(guò)對(duì)大廠錫多金屬礦床的系統(tǒng)研究，發(fā)現(xiàn)該礦床具有sedex型礦床一系列的地質(zhì)-地球化學(xué)特征（韓發(fā)等，1997），但唯有對(duì)前人所獲得的成礦溫度資料（240～540℃；李蔭清等，1988）無(wú)法解釋，深感困惑。為此，本文第三作者劉建在Hutchinson教授指導(dǎo)下，與副導(dǎo)師Reynolds博士一道，與第一作者合作，對(duì)大廠錫礦的流體包裹體進(jìn)行了大量觀察與系統(tǒng)研究，在大廠長(zhǎng)坡-銅坑兩大主礦體錫礦石中發(fā)現(xiàn)了普遍存在的“黑色”包裹體（black inclusions）。根據(jù)黑色包裹體的形態(tài)、結(jié)構(gòu)特征，推測(cè)原生包裹體因后期巖漿-熱事件的影響，包裹體內(nèi)流體膨脹，內(nèi)壓增大到極限強(qiáng)度，進(jìn)而發(fā)生破裂而成。盡管黑色包裹體的發(fā)現(xiàn)有望為大廠錫礦床同生成因提供一個(gè)關(guān)鍵的新證據(jù)，但因種種原因，這些研究未能得到進(jìn)一步展開，初步成果僅在韓發(fā)等（1997）專著《大廠錫多金屬硫化物礦床地質(zhì)及成因》中予以簡(jiǎn)單介紹，甚為遺憾。

值得注意的是，在2004～2008年間，先后有4篇論文，用礦石中石英包裹體成分40Ar/39Ar法等對(duì)大廠礦田某些礦床成礦年齡及成礦物質(zhì)來(lái)源問(wèn)題進(jìn)行研究。由于把不同成礦期、不同成因類型的礦床混為一談，無(wú)助于正確認(rèn)識(shí)客觀事實(shí)。為此，筆者對(duì)長(zhǎng)坡-銅坑礦床兩大主礦體黑色包裹體又做了系統(tǒng)分析。鑒于大廠地區(qū)廣泛遭受燕山期構(gòu)造-巖漿事件的疊加改造，為追索這期巖漿-熱事件對(duì)早期礦化與古溫度場(chǎng)的影響，筆者嘗試性地對(duì)大廠錫礦容礦巖石中的牙形石進(jìn)行了系統(tǒng)研究，恢復(fù)了泥盆紀(jì)古溫度。本文報(bào)道了黑色包裹體和古溫度的最新研究結(jié)果，為大廠錫礦的2期成礦作用提供了關(guān)鍵新證據(jù)。

1 礦床地質(zhì)特征

大廠是個(gè)世界級(jí)超大型的錫多金屬硫化物礦床，主要由100#、92#和91#三大主礦體構(gòu)成。本項(xiàng)研究中，100#礦體尚未開采，未能取得該礦體的樣品，故以下研究?jī)?nèi)容只限于92#、91#礦體，即長(zhǎng)坡-銅坑礦床。具體工作涉及到礦化類型及采樣位置，為此只對(duì)長(zhǎng)坡-銅坑礦床地質(zhì)情況做簡(jiǎn)單介紹（見圖1），以便讀者易于理解全文的要點(diǎn)。如要了解該礦床詳實(shí)的地質(zhì)情況，可參閱有關(guān)文獻(xiàn)資料（韓發(fā)等，1997）。

如圖1所示，長(zhǎng)坡-銅坑礦床由不同的礦化類型或礦體構(gòu)成，具體情況分述如下。

1.1 層狀錫礦化

層狀錫礦化是本礦床最重要的錫礦化，據(jù)其所在地層層位，這類礦化構(gòu)成了以下幾個(gè)礦體：

（1）92#礦體（下稱主礦體）。該礦體嚴(yán)格產(chǎn)于上泥盆統(tǒng)底部榴江組硅質(zhì)巖中，呈規(guī)整的層狀與地層整合產(chǎn)出，并發(fā)生同步褶皺。另外，在榴江組硅質(zhì)巖層位，有多處富含錫石的角礫狀礦化呈筒狀產(chǎn)于92#礦體內(nèi)。這種孤立分布的礦化角礫巖筒可能是海底熱液活動(dòng)系統(tǒng)的噴口。

（2）91#礦體（下稱主礦體）。該礦體產(chǎn)于上泥盆統(tǒng)五指山組碳酸鹽巖-硅質(zhì)巖中，但其產(chǎn)狀及形態(tài)特征與92#礦體相似。礦體主要由含錫石的硫化物薄層組成，含礦薄層與硅質(zhì)巖互成條帶產(chǎn)出，并具微沖刷構(gòu)造。在91#礦體頂、底部，有2層層狀錫礦化，分別被稱為75#、77#礦體。這2層礦體厚度不大，一般為0.75 m左右，最厚處為2～3 m。

1.2 脈狀錫礦化

長(zhǎng)坡-銅坑礦床脈狀錫礦化可據(jù)其形態(tài)、規(guī)模及共生礦物組合的差異分為以下3種礦化類型：

（1）主礦體中不穿過(guò)含礦層位的細(xì)脈狀礦化。這種含錫石的礦化細(xì)脈，主要產(chǎn)出在以硅質(zhì)巖為主的2個(gè)賦存主礦體的層位中。脈長(zhǎng)與其所處巖層厚度一致，因此，所有這些細(xì)脈狀礦化均嚴(yán)格限于層狀礦體之中。

（2）穩(wěn)定延伸的大脈狀礦化，這種脈狀礦化以連續(xù)切穿不同地層單元為特征,延伸可達(dá)200余m。

上述脈狀礦化（1）應(yīng)該是成巖期形成的不穿層脈，從宏觀上看就是梯狀脈；脈狀礦化（2）和（3）應(yīng)該是與白堊紀(jì)花崗巖期后熱液有關(guān)的產(chǎn)物。

圖1 長(zhǎng)坡-銅坑礦床地質(zhì)縱剖面簡(jiǎn)圖（據(jù)中國(guó)有色工業(yè)總公司廣西大廠礦務(wù)局地測(cè)處，1985）1—灰?guī)r、頁(yè)巖互層；2—大扁豆灰?guī)r；3—小扁豆灰?guī)r；4—富鈣細(xì)條帶硅質(zhì)巖；5—寬條帶泥灰?guī)r；6—硅質(zhì)巖；7—層狀主礦體及其編號(hào)；8—網(wǎng)脈狀礦體；9—大脈狀礦體；10—斷層Fig.1 Geological section of the Changpo-Tongkeng deposit(after Geological Survey Department,Bureau of Mining Affairs of Dachang,Guangxi,China Nonferrous Industry Corporation,1985)1—Interbeded limestoneand shale;2—Largelenticular limestone;3—Small lenticular limestone;4—Fine-banded siliceousrocksrich in calcium;5—Thick-banded limestone;6—Siliceousrocks;7—Stratiform main orebody;8—Stockwork orebody;9—Largevein orebody;10—Fault

2 錫石中的包裹體及其特征

本文對(duì)大廠礦床3類脈狀礦化各5件樣品及層狀主礦體10件樣品，共制備了40個(gè)測(cè)溫薄片。通過(guò)對(duì)這些薄片的觀察，獲得了以下研究結(jié)果。

2.1 錫石中的包裹體類型

根據(jù)Roedder（1984）提出的標(biāo)準(zhǔn)，確認(rèn)原生流體包裹體通常是很困難的，并且有關(guān)證據(jù)也很少。因此，所觀察到的流體包裹體的下述分類只是描述性的，而不是成因類型。

類型1：含有氣-液兩相的流體包裹體（圖2a）。該類流體包裹體氣相分?jǐn)?shù)變化較大。但是，在典型情況下，氣相體積分?jǐn)?shù)為20%～30%。包裹體的大小變化于2～30μm，平均在3～8μm之間。這些包裹體的大多數(shù)具有卵形、球形、長(zhǎng)條形的形狀；數(shù)量較多，在4種礦化類型的錫石中均可見。

類型2：這是一種三相包裹體，其中有富H2O的液相、液相CO2及富CO2的氣相。CO2液相通常圍繞著富CO2的氣泡形成很薄的環(huán)圈。液相CO2的體積比氣相的體積小得多。這類包裹體數(shù)量少，主要產(chǎn)于脈狀礦化的錫石中。

類型3：這是一類很少見到的包裹體，它們也含有3個(gè)相：液相、氣相及很小的石鹽子礦物或未知的不透明礦物。

類型4：這類包裹體是黑色的，沒(méi)有固定形狀的“黑色包裹體”（圖2b），在4種礦化類型的錫石中都存在。

用不同類型的包裹體去區(qū)分大廠錫礦床不同類型的礦化，這是研究者們所希望的。然而，所有4種類型的包裹體在4種礦化類型的錫石中都存在，所以不可能只根據(jù)某種包裹體的存在，確定或區(qū)分某種特定的礦化類型。但是，這4種包裹體中有2種特殊的類型值得重視，它們對(duì)本項(xiàng)研究工作有特別重要的意義。一類是具有固定氣相分?jǐn)?shù)的包裹體（下簡(jiǎn)稱流體包裹體），它們有的作為單個(gè)獨(dú)立包裹體位于錫石晶體的增生環(huán)帶中，有的位于錫石晶體的顯微裂隙中（圖2c）。前者非常少見，可能是在錫石晶體封閉期間被捕獲的；后者數(shù)量眾多，在各類礦化的錫石中均可見及，可能是因顯微裂隙擬合作用造成的（Roedder,1979;1981;1984）。另外一類是普遍存在的黑色包體，這些包裹體以2種顯著不同的情況產(chǎn)出：一種呈面狀分布；另一種是一個(gè)大黑色包裹體及許多小黑色包裹體構(gòu)成一群，小黑色包裹體往往集成不規(guī)則分布的包裹體體串。

圖2錫石中流體包裹體及黑色包裹體照片(透射單偏光)a.錫石中具有氣-液兩相的流體包裹體，其中氣相體積分?jǐn)?shù)為25%，L—液相，V—?dú)庀?；b.錫石中暗色具不規(guī)則形狀的黑色包裹體；c.沿著錫石中顯微裂隙分布的流體包裹體；d.錫石中大個(gè)黑色包裹體里具輪廓不清楚氣泡的原始形態(tài)（如箭頭所指處）Fig.2 Photomicrographs of inclusions in cassiterites(transmitted plainlight)a.Photomicrograph of type1 inclusions in cassiterite.Theinclusionscontain approximately 25%vapor by volume,L—Liquid;V—Vapor;b.Photomicrograph of type 4 inclusions.Dark irregularly shaped“black inclusions”in cassiterite;c.Photomicrograph of fluid inclusions in planar array along a microfracture;d.A large black inclusion with obscure outline of a bubble(in arrow direction)in cassiterite

2.2 錫石中的黑色包裹體形態(tài)及結(jié)構(gòu)特征

與Sterner等（1989b）所描述的實(shí)驗(yàn)情況相比，大廠錫石中黑色包裹體的形狀和結(jié)構(gòu)與實(shí)驗(yàn)研究中在內(nèi)壓超高條件下包裹體再平衡的形狀和結(jié)構(gòu)十分類似（Liu,1989）。因此，先了解Sterner等（1989b）描述的實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果是十分必要的。

Sterner等（1989b）在水鹽體系里利用人工合成石英中的流體包裹體在不同的差異壓力下進(jìn)行了包裹體再平衡的實(shí)驗(yàn)研究。結(jié)果表明，再平衡之后母包裹體的形狀和結(jié)構(gòu)與不同的實(shí)驗(yàn)條件有著密切的關(guān)系?，F(xiàn)將Sterner等（1989b）的實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果簡(jiǎn)述如下。

包裹體的形態(tài)：在pi（包裹體內(nèi)部壓力）＞pc（包裹體圍限壓力），即在overpressure（以下統(tǒng)稱為內(nèi)壓超高）條件下包裹體再平衡：

（1）在包裹體再平衡試驗(yàn)研究中，當(dāng)pi＞pc時(shí)大多數(shù)包裹體中流體的密度是降低的，并低到了在700℃估算的內(nèi)壓時(shí)的密度值。密度的降低伴隨著包裹體形態(tài)傾向于變?yōu)樨?fù)晶形，其密度高度降低是以非常完好的負(fù)晶形為特征的。

（2）偶然見到了從再平衡流體包裹體處產(chǎn)生的裂隙。伴隨著包裹體的再平衡，沿著這些裂隙有呈面狀排列的次生包裹體形成。然而，筆者查看了本次研究中的所有樣品，認(rèn)為這種結(jié)構(gòu)是很少的例外，而不認(rèn)為是常見的通例。當(dāng)這種結(jié)構(gòu)被發(fā)現(xiàn)時(shí)，它顯然與個(gè)別包裹體有關(guān)，而且次生包裹體具有二維度的面狀分布特征。

（3）上述研究結(jié)果與Gratier等（1984）所描述的不同。他們認(rèn)為，在類似的再平衡試驗(yàn)以后，圍繞“原來(lái)的包裹體”沿著裂隙有大量次生包裹體形成，并提供了這種結(jié)構(gòu)的照片和素描。他們用“衛(wèi)星包裹體”、“爆炸串”等術(shù)語(yǔ)描述了在他們的樣品中發(fā)現(xiàn)的這種結(jié)構(gòu)。遺憾的是，由他們所提供的在這些包裹體于再平衡之前或之后的顯微照片中沒(méi)有證實(shí)他們有關(guān)次生包裹體的觀察結(jié)果，母包裹體并未被次生裂隙所包裹。在一些從未經(jīng)受差異壓力的樣品中，筆者偶爾見到上述研究者們所描述的那種結(jié)構(gòu)。在這種情況下，相對(duì)小的包裹體沿裂隙面分布，并且它們與位于中央的較大包裹體是同時(shí)形成的。所有包裹體中的流體，無(wú)論是大的還是小的都具有非常一致的密度。這與它們最初的形成條件是一致的。因此，筆者認(rèn)為他們描述的“衛(wèi)星包裹體”、“爆炸串”事實(shí)上可能是樣品在遭到再平衡之前殘留的原始結(jié)構(gòu)，而不是差異壓力造成的結(jié)果。總之，在筆者的樣品中，看到了再平衡稍后的結(jié)構(gòu)證據(jù)，比如只有呈二維度面形分布的次生包裹體。

包裹體的形態(tài)：在pi（包裹體內(nèi)部壓力）＜pc（包裹體圍限壓力），即underpressure（以下統(tǒng)稱為圍壓超高）條件下包裹體再平衡。

包裹體再平衡過(guò)程中觀察到的形態(tài)變化在pi＞pc時(shí)與pi＜pc時(shí)相當(dāng)不同。在圍壓超高情況下，包裹體再平衡中形態(tài)和結(jié)構(gòu)的變化示于圖8A～K（筆者注：見Sterner等（1989b）原著，本文引用了其圖8中F、K兩張顯微照片，并示于圖3a、b）。這些流體包裹體最直接、最顯著的共同特征是存在一個(gè)圍繞中心包裹體的衛(wèi)星包裹體“暈圈”。盡管沒(méi)有二維度的顯微照片，圍繞中心包裹體的許多小衛(wèi)星包裹體是呈三維度分布的。這種結(jié)構(gòu)與前述的“熱破裂串”形成明顯的對(duì)照?！盁崞屏汛笔怯稍S多小包裹體沿裂隙呈二維度面形分布的。它們或者是母包裹體在內(nèi)壓超高條件下部分熱破裂形成的，或者是樣品于再平衡之前就存在的結(jié)構(gòu)。必需提醒的是，衛(wèi)星包裹體這種結(jié)構(gòu)是在pi＜pc的條件下形成的。圖3a是來(lái)自樣品R8，在700℃、400 MPa條件下，經(jīng)過(guò)七天再平衡的顯微照片（引自Sterner等（1989b）原著圖8中F）。在這些樣品中，母包裹體被三維分布的小次生包裹體所包圍。大多數(shù)母包裹體的壁上具有眾多的不含次生包裹體的微裂隙，它們經(jīng)常是從母包裹體的中心放射出來(lái)的。有些樣品中見到了崩塌結(jié)構(gòu)，如圖3b。這些包裹體呈三維度分布，而不是沿著顯而易見的裂隙面分布這個(gè)事實(shí)是至關(guān)重要的。筆者確信，這種結(jié)構(gòu)能夠區(qū)分在pi＜pc條件下再平衡形成的“衛(wèi)星包裹體”和在pi＞pc條件下沿母包裹體部分熱破裂的裂隙形成的次生包裹體。次生包裹體這個(gè)詞在標(biāo)準(zhǔn)的意義上講，它們是在裂隙面擬合作用下形成的。

另外，對(duì)一些樣品的檢查，提供了一些額外的觀察結(jié)果。Sterner等（1989b）原著圖9中A～H是樣品R9，在800℃、135 MPa條件下于再平衡之前（Sterner等（1989b）原著圖9A、C、E、G）和在700℃、400 MPa條件下經(jīng)過(guò)兩天再平衡之后（Sterner等（1989b）原著圖9中B、D、F、H）每一對(duì)樣品的顯微照片（筆者注：本文引用了其中的一對(duì)，即Sterner等（1989b）原著圖9中C、D兩張顯微照片，并示于圖3c、d）。從圖3c和d立刻可以發(fā)現(xiàn)，含包裹體串的石英的總體積大于母包裹體原來(lái)的體積。母包裹體的形狀迅速發(fā)生了變化，具有不規(guī)則的外形。

就大廠礦床錫石中黑色包裹體而言，其形狀和結(jié)構(gòu)與上述pi＞pc的實(shí)驗(yàn)結(jié)果十分相似，具體如下：

（1）在眾多的黑色包裹體中，雖然有各種不同形狀，但總體上看它們的輪廓是規(guī)則的，沒(méi)有出現(xiàn)如圖3a、b那種支離破碎的現(xiàn)象。尤其是未見到如圖3b那樣的崩塌結(jié)構(gòu)；

（2）盡管有些小黑色包裹體有聚中分布的特征，但它們都呈二維度的面形分布，與“爆炸串”完全不同；

（3）在大廠礦床的黑色包裹體中，從未見到“衛(wèi)星包裹體”結(jié)構(gòu)（見圖3），從未見到母包裹體被三維度分布的次生小包裹體包圍的情況。

總之，筆者認(rèn)為，大廠錫石中的黑色包裹體在形態(tài)或體積上沒(méi)有多大的變化。如圖2d所示，該包裹體如果發(fā)生了顯著的變形，其中模糊可見的氣泡是無(wú)法保存下來(lái)的。正如Roedder（1984）指出的“黑色包裹體在內(nèi)壓超高條件下破裂，則包裹體內(nèi)液體會(huì)很快流失。但是，這種破裂不是以爆炸方式，而是通過(guò)細(xì)小的，隨后就看不出來(lái)的受熱破裂使流體包裹體變成中空，并成為了黑色”。由此也可以推斷，包裹體在內(nèi)壓超高條件下破裂時(shí)，其體積基本上保持不變。

圖3 p i＜p c條件下流體包裹體再平衡試驗(yàn)研究有關(guān)照片(據(jù)Sterner et al.,1989b)a.在700℃，于p i＜p c的條件下，樣品R8中流體包裹體，在7天、400 MPa再平衡的結(jié)果；這些流體包裹體最直接、最顯著的共同特征是存在一個(gè)圍繞中心包裹體的衛(wèi)星包裹體“暈圈”；b.在700℃，于p i＜p c的條件下，樣品R6中流體包裹體，在7天、400 MPa再平衡的結(jié)果,其中每個(gè)包裹體都見到了崩塌結(jié)構(gòu)；c.在800℃,135 MPa,于p i＜p c條件下，R9號(hào)樣品中圈閉的純水原生包裹體于再平衡之前的照片；d.在700℃、400 MPa條件、經(jīng)過(guò)2天后，c中顯示的每一個(gè)包裹體于再平衡之后的照片，其放大倍數(shù)是相同的。在每一種情況下，再平衡后的原始母包裹體被小的次生包裹體串所包圍Fig.3 Photomicrographs of fluid inclusions in samples re-equilibrated under the p i＜p c conditions(after Sterner et al.,1989b)a.Photomicrographsof inclusionsfrom sample R8 re-equilibrated at 700℃for 7 days at 400 MPa,Themost obvious characteristic common to almost all of these inclusions is the presence of a“halo”of“satellite inclusions”surrounding a central inclusion;b.Photomicrographs of inclusions from sample R6 re-equilibrated at 700℃ f or 7 daysat 400 MPaexhibiting thecollapseof each parent inclusion.Scalebar in each pictureis 25μm;c,d.Photomicrographsof fluid inclusionsin sample R9 before and after re-equilibration at 700℃and 400 MPafor 2 days:c-Photomicrographs of original,pure H2Ofluid inclusionstrapped at 800℃and 135 MPa;d-Photomicrographs of thesame inclusionsshown in c after re-equilibration.Each photomicrograph of a given pair has been produced at the same magnification.In each case,after re-equilibration the original parent inclusion is surrounded by a cluster of small secondary inclusions

3 容礦圍巖中的牙形石特征與古地溫研究

長(zhǎng)坡-銅坑礦床層狀主礦體形成之后，曾遭受到構(gòu)造-巖漿熱事件的影響。已有研究表明，當(dāng)容礦圍巖及主礦體被加熱到350℃以上時(shí)，錫石中原生流體包裹體內(nèi)部的極限壓力將達(dá)到內(nèi)壓超高的條件，引起包裹體破裂，形成黑色包裹體（Liu,1989）。但在真實(shí)的地質(zhì)過(guò)程中，長(zhǎng)坡-銅坑礦床及容礦圍巖是否曾被加熱到350℃以上，是我們進(jìn)行古地溫研究之根本目的。為此，筆者系統(tǒng)研究了長(zhǎng)坡-銅坑礦床上泥盆統(tǒng)容礦圍巖中牙形石，并利用牙形石色溫指數(shù)（CAI）進(jìn)行了古地溫研究。研究樣品取自長(zhǎng)坡-銅坑礦床開采區(qū)域內(nèi)405 m水平中段21號(hào)穿脈、22號(hào)穿脈、455 m水平中段17號(hào)穿脈及505 m水平中段南端各采集樣品28件、9件、14件、14件。因篇幅所限，采樣剖面圖及鑒定結(jié)果均保存于中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)研究所，此處不再贅述。

3.1. 古地溫研究方法——牙形石色溫指數(shù)（CAI）與表面殘余結(jié)構(gòu)

牙形石作為具有多種顏色的海相微體化石，不僅可做為地層劃分對(duì)比的標(biāo)準(zhǔn)，而且是重要的地溫標(biāo)志，在區(qū)域變質(zhì)、接觸變質(zhì)和熱液蝕變研究中發(fā)揮作用。牙形石色溫指數(shù)（CAI）作為地層學(xué)和古地溫等研究中一種快速簡(jiǎn)易方法，已被廣泛用于確定有機(jī)成熟度、地?zé)崾贰^(qū)域地?zé)岙惓?、隱藏侵入巖體等研究（Jiang et al.,1986;Nowlan et al.,1987）。但是，前人（Regiebian et al.,1987;Harris et al.,1990）已經(jīng)注意到一塊巖石樣品中甚至一個(gè)牙形石個(gè)體不同部位，其CAI數(shù)值可能發(fā)生變化。筆者發(fā)現(xiàn)，大廠長(zhǎng)坡-銅坑礦床含礦地層的牙形石色溫指數(shù)（CAI）數(shù)值變化也較多。比如，牙形石板片狀個(gè)體、部位和幼年個(gè)體的CAI數(shù)值比其他標(biāo)本或部位明顯高1～3（圖4中6、7、14、15、17，圖5中10、11）；而一些明顯粗大個(gè)體的CAI數(shù)值較普通標(biāo)本低1～2（圖4中1、9、13）。重要的是，一塊樣品內(nèi)所有標(biāo)本的表面殘余結(jié)構(gòu)特征相似，證明這些牙形石體表遭受了相同程度的熱液腐蝕（圖5中2、3、4、5、8、9）。一塊樣品內(nèi)的標(biāo)本和同一個(gè)體的不同部位多種顏色共存，取決于這些標(biāo)本具有不同的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和抗腐蝕能力。很難想象一塊巖石中的牙形石或同一標(biāo)本的不同部位會(huì)遭受了不同熱力條件。

研究表明，牙形石表面腐蝕與內(nèi)部高溫分解密切相關(guān)。牙形石內(nèi)部有機(jī)物質(zhì)的高溫分解過(guò)程包括4個(gè)期間，即含固定碳的有機(jī)物質(zhì)分解（CAI 2～4），有機(jī)物氧化和氧化物揮發(fā)（CAI 4.5～5.5），固定碳消失（CAI 6～6.5）及結(jié)晶物質(zhì)釋放（＞CAI 7）。牙形石表面殘余結(jié)構(gòu)特征可分為5種類型，分別代表熱液蝕變的5個(gè)階段。

光滑表面（＜CAI 4，＜300℃）：含固定碳的有機(jī)物質(zhì)分解發(fā)生在牙形石體內(nèi)，體表保持光滑和透明。

疹狀表面（CAI 4.5～5.5，300～380℃；圖 5中 1～3）：氧化物在揮發(fā)之前聚集，造成牙形石表層的局部凸起。針狀突起在牙形石體表呈稀疏或密集分布，甚至彼此相聯(lián)。隨著氧化物揮發(fā)，這些疹狀突起破裂，并且一些牙形石表層碎片脫落。疹狀突起和表層碎片脫落往往發(fā)生在牙形石整體的邊緣，及隆脊、瘤凸和鋸齒的基部。這些部位較其他地方內(nèi)部結(jié)構(gòu)相對(duì)脆弱，在此階段后期遭受腐蝕更強(qiáng)烈。牙形石內(nèi)部結(jié)構(gòu)為很多生長(zhǎng)薄層圍繞核心呈套錐狀增生，生長(zhǎng)薄層間夾有機(jī)薄層。生長(zhǎng)薄層在一些快速生長(zhǎng)部位變厚，以形成牙形石形態(tài)和裝飾（隆脊、瘤凸、鋸齒）。牙形石邊緣和裝飾基部的生長(zhǎng)薄層很薄，容易被氧化物揮發(fā)脹破。隨后，這些裂線或裂點(diǎn)為熱液蝕變作用提供了很好場(chǎng)所。

坑凹和裂口狀表面（CAI 6，360～550℃；圖5中4～6）：氧化物揮發(fā)打破了牙形石表面薄層的完整，及熱液蝕變加速毀壞表面，毀壞表面又提供了固定碳流失的通道。因此，在牙形石隆脊、瘤凸和鋸齒的基部出現(xiàn)一些點(diǎn)狀坑凹、孔洞和裂口。牙形石表面薄層脫落的層數(shù)可以從這些標(biāo)本構(gòu)造基部的階梯狀殘留邊緣計(jì)算得到。在此階段表面薄層至少會(huì)脫落2～5層。

裂線和裂口狀表面（CAI 6.5，440～610℃；圖5中7～9）：隨著固定碳持續(xù)流失，牙形石表面進(jìn)一步遭受腐蝕，導(dǎo)致裂線和裂口出現(xiàn)并發(fā)展。蜂巢狀構(gòu)造出現(xiàn)在牙形石標(biāo)本邊緣。在此階段表面薄層至少會(huì)脫落6～8層。

蜂巢和階梯狀表面（CAI 7，490～720℃；圖5中10～12）：隨著溫度升高，牙形石標(biāo)本內(nèi)結(jié)晶水分開始釋出，而固定碳已基本枯竭。牙形石表面的裂口和孔洞變得又深又寬；蜂巢狀構(gòu)造像喀斯特地貌覆蓋標(biāo)本體表；至少在隆脊基部可以發(fā)現(xiàn)8～10層的階梯狀殘留邊緣。一般牙形石齒臺(tái)相對(duì)平坦，可能說(shuō)明它們的體表薄層易于脫落。

總之，牙形石表面殘余結(jié)構(gòu)構(gòu)造的發(fā)展與牙形石顏色變化同步發(fā)生。但是，目前研究者主要依據(jù)顏色變化，確定一塊巖石的牙形石色溫指數(shù)（CAI）數(shù)值。本工作區(qū)內(nèi)，每類表面殘余結(jié)構(gòu)與對(duì)應(yīng)的色溫指數(shù)（CAI）吻合；而且樣品間具有相同CAI數(shù)值的表面殘余結(jié)構(gòu)可以相互對(duì)比。因此，筆者認(rèn)為將牙形石顏色變化與表面殘余結(jié)構(gòu)特征結(jié)合，確定色溫指數(shù)（CAI），實(shí)為簡(jiǎn)易而有效的方法。

3.2 牙形石色溫指數(shù)（CAI）與古地溫研究結(jié)果

代表性樣品牙形石的色溫指數(shù)（CAI）及表面殘余結(jié)構(gòu)的鑒定結(jié)果如圖4、5及其說(shuō)明?，F(xiàn)綜述如下：

（1）92#礦體底板圍巖羅富組（D2lf）鈣質(zhì)泥巖夾泥灰?guī)r中牙形石的CAI為5（455 m水平中段17號(hào)穿脈2號(hào)樣，簡(jiǎn)稱455-17-2，下同），是研究區(qū)中CAI最低者，其受熱溫度約300℃。

圖4 牙形石C A I指數(shù)照片1～4，2 2～2 4：C A I為51，2 2，2 3.鐮鉤中列牙形石M e s o t a x i s f a l s i o v a l i s S a n d b e r g a n d Z i e g l e r,1 9 8 9；1.口視；2 2、2 3，前齒片和齒臺(tái)邊緣的局部放大；樣品層位：4 5 5-1 7 s-2；2.側(cè)視，奧扎克牙形石未定種O z a k o d i n a s p.,樣品層位：4 5 5-1 7 s-8；3.側(cè)視，對(duì)稱鋸牙形石未定種S y n p r i o n i d i n a s p.,樣品層位：4 5 5-1 7 s-8；4，2 4.哈斯掌鱗牙形石P a l m a t o l e p i s h a s s i M u l l e r a n d M u l l e r，1 9 5 7；4.口視；2 4，齒臺(tái)近隆脊的局部放大；樣品層位：4 5 5-1 7 s-2 5～8:C A I為5.55.哈斯掌鱗牙形石P a l m a t o l e p i s h a s s i M u l l e r a n d M u l l e r，1 9 5 7，口視；樣品層位：4 0 5-2 1-1；6.奧扎克牙形石未定種O z a k o d i n a s p.,側(cè)視；樣品層位：4 0 5-2 1-1；7.鋤牙形石未定種L i g o n o d i n a s p.,側(cè)視；樣品層位：4 0 5-2 1-1；8.原溝掌鱗牙形石P a l m a t o l e p i s p r o v e r s a Z i e g l e r,1 9 5 8,口視；樣品層位：4 0 5-2 1-1 9～1 1:C A I為69.原溝掌鱗牙形石P a l m a t o l e p i s p r o v e r s a Z i e g l e r,1 9 5 8，口視；樣品層位：4 0 5-2 1-5；1 0.小欣德牙形石未定種H i n d e o d e l l a s p.，側(cè)視；樣品層位：4 0 5-2 1-5；1 1.鋤牙形石未定種L i g o n o d i n a s p.，側(cè)視；樣品層位：4 0 5-2 1-5 1 2～1 5:C A I為6.51 2.巨掌鱗牙形石P a l m a t o l e p i s g i g a s M i l l e r e t Y o u n g q u i s t，1 9 4 7，口視；樣品層位：5 0 5 s-5；1 3.小掌鱗牙形石未定種P a l m a t o d e l l a s p.，口視；樣品層位：5 0 5 s-5；1 4.小欣德牙形石未定種H i n d e o d e l l a s p.，側(cè)視；樣品層位：4 0 5-2 2-3 2 1 5.；1 5.哈斯掌鱗牙形石P a l m a t o l e p i s h a s s i M u l l e r a n d M u l l e r,1 9 5 7，口視；樣品層位：5 0 5 s-5 1 6～2 1:C A I為71 6.近直掌鱗牙形石P a l m a t o l e p i s s u b e r e c t a M i l l e r e t Y o u n g q u i s t，1 9 4 7，口視；樣品層位：4 0 5-2 2-3 0；1 7.瘤飾錨牙形石A n c y r o d e l l a n o d o s a U l r i c h e t B a s s l e r，1 9 2 6，口視；樣品層位：4 0 5-2 2-3 0；1 8.掌鱗牙形石未定種P a l m a t o d e l l a s p.，口視；樣品層位：4 0 5-2 2-3 3；1 9.小欣德牙形石未定種H i n d e o d e l l a s p.，側(cè)視；樣品層位：4 0 5-2 2-3 4；2 0.嬌柔掌鱗牙形石扁平亞種P a l m a t o l e p i s d e l i c a t u s p l a t y s Z i e g l e r e t S a n d b e r g，1 9 9 0，口視，幼年體；樣品層位：4 0 5-2 2-3 4；2 1.三角形掌鱗牙形石P a l m a t o l e p i s t r i a n g u l a r i s S a n n e m a n n，1 9 4 5，口視；樣品層位：4 0 5-2 2-3 4 F i g.4 C o n o d o n t c o l o u r-v a r i a t i o n s b y t e m p e r a t u r e s(C A I)1～4,2 2～2 4:C A I 51～3,2 2,2 3.M e s o t a x i s f a l i s o v a l i s S a n d b e r g a n d Z i e g l e r,1 9 8 9;1.o r a l v i e w,t h e p l a t e-t y p e;2 2,2 3.p a r t l y e n l a r g e d t h e b l a d e a n d t h e p l a t e-e d g e;s a m p l e:l e v e l 4 5 5-1 7 s-2;2.l a t e r a l v i e w,t h e b l a d e-t y p e,O z a k o d i n a s p.s a m p l e:l e v e l 4 5 5-1 7 s-8;3.l a t e r a l v i e w,t h e b l a d e-t y p e,S y n p r i o n i d i n a s p.,s a m p l e:l e v e l 4 5 5-1 7 s-8;4,2 4.P a l m a t o l e p i s h a s s i M u l l e r a n d M u l l e r,1 9 5 7;4.o r a l v i e w,t h e p l a t e-t y p e;2 4.p a r t l y e n l a r g e d t h e c a r i n a b y p l a t e;s a m p l e:l e v e l 4 5 5-1 7 s-2 5～8:C A I 5.55.P a l m a t o l e p i s h a s s i M u l l e r a n d M u l l e r,1 9 5 7;o r a l v i e w,t h e p l a t e-t y p e;s a m p l e:l e v e l 4 0 5-2 1-1;6.O z a k o d i n a s p.;l a t e r a l v i e w,t h e b l a d e-t y p e;s a m p l e:l e v e l 4 0 5-2 1-1;7.L i g o n o d i n a s p.;l a t e r a l v i e w,t h e b l a d e-t y p e;s a m p l e:l e v e l 4 0 5-2 1-1;8.P a l m a t o l e p i s p r o v e r s a Z i e g l e r,1 9 5 8;o r a l v i e w,t h e p l a t e-t y p e;s a m p l e:l e v e l 4 0 5-2 1-1;9～1 1:C A I 69.P a l m a t o l e p i s p r o v e r s a Z i e g l e r,1 9 5 8;o r a l v i e w,t h e p l a t e-t y p e;s a m p l e:l e v e l 4 0 5-2 1-5;1 0.H i n d e o d e l l a s p.;l a t e r a l v i e w,t h e b l a d e-t y p e;s a m p l e:l e v e l 4 0 5-2 1-5;1 1.L i g o n o d i n a s p.;l a t e r a l v i e w,t h e b l a d e-t y p e;s a m p l e:l e v e l 4 0 5-2 1-5 1 2～1 5:C A I 6.51 2.P a l m a t o l e p i s g i g a s M i l l e r e t Y o u n g q u i s t,1 9 4 7;o r a l v i e w,t h e p l a t e-t y p e;s a m p l e:l e v e l 5 0 5 s-5;1 3.P a l m a t o d e l l a s p.;o r a l v i e w,t h e p l a t e-t y p e,s a m p l e:l e v e l 5 0 5 s-5;1 4.H i n d e o d e l l a s p.;l a t e r a l v i e w,t h e b l a d e-t y p e;s a m p l e:l e v e l 4 0 5-2 2-3 2;1 5.P a l m a t o l e p i s h a s s i M u l l e r a n d M u l l e r,1 9 5 7;o r a l v i e w,t h e p l a t e-t y p e;s a m p l e:l e v e l 5 0 5 s-5 1 6～2 1:C A I 71 6.P a l m a t o l e p i s s u b e r e c t a M i l l e r e t Y o u n g q u i s t,1 9 4 7;o r a l v i e w,t h e p l a t e-t y p e,s a m p l e:l e v e l 4 0 5-2 2-3 0;1 7.A n c y r o d e l l a n o d o s a U l r i c h e t B a s s l e r,1 9 2 6;o r a l v i e w,t h e p l a t e-t y p e;s a m p l e:l e v e l 4 0 5-2 2-3 0;1 8.P a l m a t o d e l l a s p.;o r a l v i e w,t h e p l a t e-t y p e;s a m p l e:l e v e 4 0 5-2 2-3 3;1 9.H i n d e o d e l l a s p.;l a t e r a l v i e w,t h e b l a d e-t y p e;s a m p l e:l e v e l 4 0 5-2 2-3 4;2 0.P a l m a t o l e p i s d e l i c a t u s p l a t y s Z i e g l e r e t S a n d b e r g,1 9 9 0;a j u v e n i l e,o r a l v i e w,s a m p l e:l e v e l 4 0 5-2 2-3 4;2 1.P a l m a t o l e p i s t r i a n g u l a r i s S a n n e m a n n,1 9 4 5;o r a l v i e w,t h e p l a t e-t y p e,s a m p l e:l e v e l 4 0 5-2 2-3 4.

（2）92#礦體：① 在92#礦體中心部位，455-17-8號(hào)樣CAI數(shù)值為5，其受熱溫度約300℃；②在92#礦體蝕變巖筒附近，405-21-5號(hào)樣CAI為6，其受熱溫度為360～550℃；③在遠(yuǎn)離92#礦體蝕變巖筒（約50 m）處，405-21-1號(hào)樣CAI為5.5，其受熱溫度為300～380℃；

（3）91#礦體底板圍巖，505水平中段南端5號(hào)樣CAI為6.5，其受熱溫度為440～610℃；

（4）91#號(hào)礦體：①91#號(hào)礦體底部圍巖（包括77#礦體）405-22-30號(hào)樣CAI為7，其受熱溫度為490～720℃；② 在91#號(hào)礦體中心部位，405-22-32號(hào)樣CAI為6.5，其受熱溫度為440～610℃；③ 91#號(hào)礦體頂部圍巖（包括75#礦體），405-22-30號(hào)樣CAI為7，其受熱溫度為490～720℃。

圖5 牙形石表面腐蝕殘余結(jié)構(gòu)照片1～3：疹狀表面，C A I為5～5.51.見圖4-3的齒片局部放大，密集疹狀構(gòu)造出現(xiàn)在鋸齒片的基部；2.見圖4-8的齒臺(tái)局部放大，密集疹狀構(gòu)造出現(xiàn)在隆脊的基部；3.見圖4-6的齒片局部放大，密集疹狀構(gòu)造出現(xiàn)在鋸齒片的基部 4～6：坑凹和裂口狀表面,C A I為64.見圖4-9的齒臺(tái)局部放大，密集凹凸和裂隙出現(xiàn)在齒臺(tái)前部邊緣；5.見圖4-1 0的齒片局部放大，密集坑凹和裂口出現(xiàn)在鋸齒片的基部；6.見圖4-1 1的齒片局部放大，密集坑凹和裂口出現(xiàn)在鋸齒片的基部；7～9：裂線和裂口狀表面，C A I為 6.57.見圖4-1 2的齒臺(tái)局部放大，裂線和裂口密集，生長(zhǎng)層遭破壞；8.見圖4-1 5的齒臺(tái)局部放大，裂線和裂口密集，生長(zhǎng)層在隆脊基部破壞明顯；9.見圖4-1 4的鋸齒片局部放大，裂線和裂口密集，生長(zhǎng)層在鋸齒片破壞明顯；1 0～1 2：蜂巢和階梯狀表面，C A I為71 0.見圖4-1 7的齒臺(tái)前齒葉局部放大，坑凹蜂巢狀密集，瘤齒遭破壞；1 1.見圖4-2 0的齒臺(tái)局部放大，隆脊基部生長(zhǎng)層呈階梯狀剝蝕；1 2.見圖4-1 9的鋸齒片局部放大，表面坑凹大而不規(guī)則，呈蜂巢狀F i g.5 R e m n e n t t e x t u r e-s t r u c t u r e s o n c o n o d o n t s u r f a c e s（C A I）1～3:M e a s l e s-p i t s u r f a c e s,C A I 5～5.51.A p a r t o f e n l a r g e d b l a d e o f t h e F i g.4-3 a n d r a s h-l i k e c o n v e x e s d e n s e l y o c c u r r i n g a t t h e b l a d e-b a s e;2.A p a r t o f e n l a r g e d p l a t f o r m o f t h e F i g.4-8,a n d r a s h-l i k e c o n v e x e s d e n s e l y o c c u r r i n g a t t h e c a r i n a-b a s e;3.A p a r t o f e n l a r g e d b l a d e o f t h e F i g.4-6,a n d r a s h-l i k e c o n v e x e s d e n s e l y o c c u r r i n g a t t h e b l a d e-b a s e;4～6:P i t-b r e a c h s u r f a c e s,C A I 64.A p a r t o f e n l a r g e d p l a t f o r m o f t h e F i g.4-9;p i t s a n d b r e a c h e s d e n s e l y o c c u r r i n g a t t h e p l a t e-m a r g i n;5.A p a r t o f e n l a r g e d b l a d e o f t h e F i g.4-1 0;p i t s a n d b r e a c h e s d e n s e l y o c c u r r i n g a t t h e b l a d e-b a s e;6.A p a r t o f e n l a r g e d b l a d e o f t h e F i g.4-1 1;p i t s a n d b r e a c h e s d e n s e l y o c c u r r i n g a t t h e b l a d e-b a s e;7～9:C r a c k-b r e a c h s u r f a c e s,C A I 6.57.A p a r t o f e n l a r g e d p l a t f o r m o f t h e F i g.4-1 2;C r a c k s a n d b r e a c h e s d e n s e l y o c c u r r i n g,w i t h g r o w-l a y e r s b r o k e n;8.A p a r t o f e n l a r g e d p l a t f o r m o f t h e F i g.4-1 5;C r a c k s a n d b r e a c h e s d e n s e l y o c c u r r i n g,w i t h g r o w-l a y e r s a t t h e c a r i n a-b a s e b r o k e n c l e a r l y;9.A p a r t o f e n l a r g e d b l a d e o f t h e F i g.4-1 4;C r a c k s a n d b r e a c h e s d e n s e l y o c c u r r i n g,w i t h g r o w-l a y e r s b r o k e n c l e a r l y;1 0～1 2:H o n e y c o m b-s t e p l i k e s u r f a c e s,C A I 71 0.A p a r t o f e n l a r g e d a n t e r-l e a f p l a t f o r m o f t h e F i g.4-1 7;h o n e y c o m b-l i k e h o l l s d e n s e l y o c c u r r i n g,w i t h t u m o u r s b r o k e n c l e a r l y;1 1.A p a r t o f e n l a r g e d p l a t f o r m o f t h e F i g.4-2 0;g r o w-l a y e r s a t t h e c a r i n a-b a s e c o r r o d e d i n s t e p l i k e s t r u c t u r e f o r m;1 2.A p a r t o f e n l a r g e d b l a d e o f t h e F i g.4-1 9;l a r g e r a n d i r r e g u l a r h o l l s o n t h e s u r f a c e p r e s e n t i n g h o n e y c o m b-l i k e s t r u c t u r e

上述可見，研究區(qū)內(nèi)容礦圍巖及其中層狀主礦體明顯受到后期巖漿-熱事件的影響，普遍被加溫到300～650℃區(qū)間內(nèi)。從古地溫的空間分布情況看，92#礦體下伏圍巖羅富組（D2lf）及厚度最大的92#層狀主礦體中心部位受熱溫度最低，為300℃左右；但是在易于熱液流體活動(dòng)的通道附近，其古地溫顯著提高。比如，在92#礦體蝕變巖筒附近，其古地溫高達(dá)360～550℃，而在遠(yuǎn)離該蝕變巖筒約50 m處，其古地溫為300～380℃；再如，于不同巖層（包括礦層）的界面處，顯然也是便于熱液流體活動(dòng)的通道，因此91#號(hào)礦體底部圍巖（包括77#礦體），及其頂部圍巖（包括75#礦體）受熱溫度均高達(dá)490～720℃。這里（即91#礦體所在層位可能是后期花崗巖體侵入熱事件引起的溫度壓力頂峰的位置。

4 討論

4.1 在不同成礦地質(zhì)環(huán)境下流通包裹體保存與改造的理論分析

劉建在研究大廠長(zhǎng)坡-銅坑礦床流體包裹體時(shí)，曾設(shè)定了礦床形成的可能7種地質(zhì)環(huán)境及相關(guān)流體包裹體形成的溫度壓力條件（Liu，1989）。假定礦床形成之后，經(jīng)受了各種不同的構(gòu)造-熱事件，則礦物中初始捕獲的流體包裹體也將經(jīng)歷各種不同的溫度、壓力條件的變化，并引起包裹體形狀發(fā)生了改變。如果流體包裹體內(nèi)部的極限壓力（excessive pressure（overpressure），下稱內(nèi)壓超高）大于圍限壓力，則包裹體破裂，流體逸出，形成黑色包裹體；反之，如圍限壓力高到足以突破包裹體內(nèi)部的極限承壓（subcessive pressure（underpressure）,下稱圍壓超高），則流體包裹體破裂，亦形成黑色包裹體。當(dāng)然，上述情況同時(shí)考慮到包裹體母礦物的抗壓強(qiáng)度。根據(jù)實(shí)際地質(zhì)觀察并結(jié)合大量實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果（Bodnar et al.,1984a;1984b;1989;Sterner et al.,1989a;1989b;Ernst,1976;Fisher,1976），Liu（1989）總結(jié)出理論上變化的具體情況（表1）。由于篇幅所限，在此只對(duì)表1中1和6兩種礦床類型中流體包裹體因溫度壓力條件變化而變化的過(guò)程具體分析如下。

類型1：流體包裹體在50℃和10 MPa條件下被捕獲

這個(gè)假設(shè)條件代表了礦床是在水深1000 m的海底熱鹵水環(huán)境下沉積形成的。圖6中A點(diǎn)是它們所處位置。隨后，因埋藏作用溫度升高，如果流體包裹體的體積保持不變，包裹體所處位置沿著它們等體積路徑從A移動(dòng)到A'（圖6），則包裹體內(nèi)部條件仍保持不變。然而，圍巖所處的條件則發(fā)生了變化，在圖6中其位置將沿著靜地壓地?zé)釡囟染€由A移到A”（圖6）。這樣，隨著埋藏作用的進(jìn)行，包裹體內(nèi)部壓力將超越圍限壓力。當(dāng)溫度達(dá)到350℃時(shí)，如果在埋藏過(guò)程中，包裹體的體積沒(méi)有發(fā)生變化，其內(nèi)壓將達(dá)到585 MPa，而包裹體所遭受到的圍限壓力只有245 MPa（圖6）。因此，包裹體內(nèi)壓超過(guò)圍壓達(dá)340 MPa。如果礦床埋深達(dá)到6 km，同時(shí)又有火成巖體侵入其圍巖中，則圍巖將在保持150 MPa壓力不變的位置處被加熱，于是整個(gè)體系所處條件發(fā)生了變化，將從Ⅰ點(diǎn)移動(dòng)到Ⅰ’點(diǎn)（圖6）。當(dāng)溫度達(dá)到350℃時(shí)，包裹體內(nèi)部的極限壓力高于圍限壓力值達(dá)到435 MPa，如圖6中A’點(diǎn)與Ⅰ’點(diǎn)之間的壓力差。

類型6：流體包裹體在350℃和100 MPa條件下被捕獲

這類流體包裹體的形成條件代表的可能是與花崗巖侵入作用有關(guān)的深部熱液事件和成礦地質(zhì)環(huán)境。在這種情況下，成礦作用和流體包裹體形成后，圍巖將緩慢的變冷并被抬升。圖7表示的是這種流體包裹體及其圍巖在冷卻過(guò)程中，溫度、壓力變化的路徑。流體包裹體的內(nèi)部壓力將沿著等體積線很快地從G向G1移動(dòng)，然而，圍巖的圍限壓力將沿著預(yù)測(cè)的傾斜曲線比較緩慢地從G向G”移動(dòng)。當(dāng)溫度降到270℃時(shí)，包裹體內(nèi)部的及外部圍巖的壓力條件將分別到達(dá)G1點(diǎn)和G’點(diǎn)。此時(shí)，圍限壓力和內(nèi)部壓力之差將接近最大值，大約為90 MPa。隨著繼續(xù)冷卻，流體包裹體的溫度壓力條件將沿著氣-液比值曲線從G1到G0，而圍巖的溫度壓力條件將從G’移到G”，而后再沿著靜地壓-地?zé)釡囟染€從G”移到G0（圖7）。根據(jù)表1中假設(shè)的成礦環(huán)境及上面所討論的相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果，可以得出如下的幾點(diǎn)認(rèn)識(shí)。

首先，如表1中流體包裹體被捕獲的條件1～4所示，錫石中的流體包裹體是在海底沉積-成巖環(huán)境，在低溫條件下被捕獲的。而后在埋深過(guò)程中，因地?zé)崽荻茸饔帽患訜?，?dāng)流體包裹體受熱到350℃時(shí)，其內(nèi)壓遠(yuǎn)大于圍壓，內(nèi)部極限高壓變化于120～340 MPa（表1中1～4的情況）。進(jìn)一步，如果在大約6 km深處，容礦圍巖被大巖體侵入，并被加熱到350℃，包裹體內(nèi)部極限壓力會(huì)更高，將變化于145～435 MPa。在內(nèi)壓如此高的條件下，錫石中的流體包裹體將不可避免地遭受到體積變化，或包裹體中的物質(zhì)（流體、氣體等）將全部流失。當(dāng)然，具體情況取決于流體包裹體的p-t-V-X（即壓力、溫度、體積、氣相分?jǐn)?shù)）的參數(shù)及流體包裹體的大小、形狀和其在母礦物中的位置（Bodnar et al.,1984a;1984b；1989;Sterner et al.,1989a；1989b）。

圖6 在50℃和10 MPa壓力下圈閉的流體包裹體在其后深埋、升溫時(shí)理論上的演化路徑Fig.6 Hypothetical fluid inclusion path for conditions of being trapped at 50℃and 10 MPa

圖7 在350℃和100 MPa壓力下圈閉的流體包裹體而 后隨著變冷、抬升時(shí)理論上的演化路徑Fig.7 Hypothetical fluid inclusion path for conditions of being trapped at 350℃and 100 MPa

表1 不同成礦環(huán)境下圈閉的流體包裹體在隨后埋藏-熱事件影響下的變化情況總結(jié)Table 1 Summary of theoretical considerations for fluid inclusionsformed under different trapping conditions

其次，流體包裹體是在相對(duì)高溫（300℃）和低壓（20 MPa）情況下被捕獲的，如表1中5所示的海底火山噴流系統(tǒng)環(huán)境。緊接著由于海水的混入，則這類包裹體將經(jīng)歷快速冷卻過(guò)程。而后，由于熱液沉積物的堆積及埋藏作用，使這些流體包裹體再被加熱到其初始圈閉溫度時(shí)，其圍限壓力將達(dá)到200 MPa，遠(yuǎn)大于包裹體內(nèi)部的壓力。根據(jù)Sterner等（1989a）的研究結(jié)果，石英中大于10μm的流體包裹體能夠承受得住200 MPa的超高圍壓，而較小的流體包裹體能夠承受更大的超高圍壓。與石英相比，盡管錫石是個(gè)易變形的礦物（因?yàn)槠溆型旰玫?00解理），但其中小于10μm的流體包裹體可能也會(huì)承受200 MPa的超高圍壓，保持不變形。然而，大的流體包裹體可能被壓扁、破裂、內(nèi)爆等。

第三，可能是在深部與巖漿侵入活動(dòng)有關(guān)形成的流體包裹體（如表1中6、7的情況），它們不曾經(jīng)歷過(guò)深部埋藏作用。這類包裹體勢(shì)必處于圍壓偏低的條件下，因此其內(nèi)壓與圍限壓力間的壓力差不會(huì)超過(guò)它們?nèi)﹂]時(shí)的壓力。在大廠礦區(qū)根據(jù)泥盆系上覆沉積柱的再建造，這類包裹體形成時(shí)最大內(nèi)部壓力不會(huì)超過(guò)200 MPa。因此，差異壓力一定小于200 MPa或可能更小，如圖7所示。在這種情況下，對(duì)于在較深部和較淺部的熱液成礦環(huán)境而言，其最大的超高圍壓分別為90 MPa和45 MPa。在如此低的圍壓超高條件下，錫石中的流體包裹體不會(huì)發(fā)生任何顯著的變形。上述可見，唯一可以期待的是，那些在后期巖漿-熱事件環(huán)境下，在溫度壓力條件處于頂峰位置時(shí)形成的流體包裹體，而且隨后它們并未遭到埋藏作用，故在圈閉后的歷史過(guò)程中，其體積和包裹體中的物質(zhì)均未發(fā)生變化。因此，只有這些流體包裹體才能給出有效的顯微溫度資料。但是，在后期熱事件之前，即在溫度壓力條件處于頂峰位置的前期，在海底或略低于海底，以及成巖階段形成的所有流體包裹體，在埋藏或巖漿侵入作用下，不要指望它們不會(huì)發(fā)生變形或者包裹體內(nèi)部物質(zhì)不發(fā)生改變。因此，這類包裹體不可能給出它們?cè)既﹂]時(shí)溫度條件的資料。

4.2 大廠礦床錫石中兩類包裹體的成因

首先，判斷黑色包裹體的成因無(wú)外從2個(gè)方面考慮，一個(gè)是它們是在什么差異壓力（即pi＞pc或pi＜pc）條件下形成的；另一個(gè)是它們是在什么成礦地質(zhì)環(huán)境下形成的。正如Sterner等（1989b）所指出的，在pi＞pc或pi＜pc不同的條件下，包裹體再平衡后的形態(tài)和結(jié)構(gòu)大不相同。簡(jiǎn)言之，前者與母包裹體的形態(tài)和結(jié)構(gòu)相比變化不大；后者則形成以“衛(wèi)星包裹體”為代表的一種十分特征的結(jié)構(gòu)（見圖3）。尤其是，圍繞中心包裹體的許多次生小衛(wèi)星包裹體是呈三維度分布的。這些差別是判斷黑色包裹體是在內(nèi)壓超高條件下或是在圍壓超高條件下形成的有效標(biāo)志。

如上所述，大廠錫石中黑色包裹體的形狀及結(jié)構(gòu)與在內(nèi)壓超高條件下形成的黑色包裹體之形態(tài)和結(jié)構(gòu)非常相似。因此，大廠錫石中黑色包裹體可能正是通過(guò)包裹體內(nèi)壓超高自然演變形成的。這種內(nèi)壓超高是由早期形成的流體包裹體被深埋和超高溫加熱自然產(chǎn)生的。深埋和超高溫加熱使得這些包裹體所處的溫度壓力條件超過(guò)了它們最初形成的條件（如表1中條件1～4的情況）。在人工合成包裹體的實(shí)驗(yàn)中（Sterner et al.，1989b），類似于在圍壓超高條件下形成的“衛(wèi)星包裹體”那種結(jié)構(gòu)，在大廠錫石中沒(méi)有見到。這意味著，大廠錫石中這組黑色包裹體最初是在低溫條件下形成的，而后遭到了高溫加熱。當(dāng)然，只從流體包裹體研究這個(gè)角度上考慮，我們尚無(wú)證據(jù)能夠確定黑色包裹體最初形成的條件。

然而，那組氣-液兩相流體包裹體沒(méi)有經(jīng)歷過(guò)如同引發(fā)黑色包裹體形成的那種圈閉后的歷史。也就是說(shuō)，這組流體包裹體沒(méi)有遭受過(guò)產(chǎn)生顯著的內(nèi)部超壓或圍壓超高的受熱狀況（如表1中條件6、條件7的情況）。因此，這組流體包裹體不可能是在淺成環(huán)境下形成的，而后又經(jīng)歷深埋作用；也不可能是在低溫條件下形成的，而后又受到了火成侵入巖的加熱作用。這些認(rèn)識(shí)與前人的研究結(jié)果是一致的，即錫石中這組流體包裹體的均一溫度變化于240～540℃，并且含有液相CO2的流體包裹體普遍存在（李蔭清等，1988；陳毓川等，1993）。這表明，這類流體包裹體只能是在深處形成的，其圍限壓力超過(guò)120 MPa（Bodnar et al.,1984a;1984b;）。

4.3 大廠錫礦錫石中黑色包裹體的指示意義

實(shí)驗(yàn)研究以及對(duì)大廠錫礦流體包裹體的觀察與理論上的分析相結(jié)合，可以得出一個(gè)基本的結(jié)論，即不能用錫石中氣-液兩相流體包裹體的存在，去詮釋全部可能的成礦地質(zhì)過(guò)程。如表1中條件1～4的成礦地質(zhì)環(huán)境所示，由海底熱液噴流作用導(dǎo)致的熱液沉積和早期成巖形成的層狀和脈狀礦體中的流體包裹體是在淺成環(huán)境下形成的。隨后，它們被埋深及高溫加熱，其原始形狀、體積及包裹體中的物質(zhì)不可能保持不變，這是在預(yù)料之中的。隨著圍巖溫度的升高，受內(nèi)壓超高的作用，這些包裹體可能遭到不同程度的變形或破裂。大廠礦床錫石中黑色包裹體的發(fā)現(xiàn)，對(duì)前述的變形作用確實(shí)發(fā)生過(guò)是一種合理的證據(jù)。黑色包裹體這個(gè)事實(shí)與層狀礦體是早期同生的認(rèn)識(shí)是一致的（韓發(fā)等，1997；涂光熾，1998）。

據(jù)本文研究結(jié)果，這點(diǎn)是十分清楚的，即位于錫石增生環(huán)帶中或沿顯微裂隙中分布的流體包裹體一定比黑色包裹體形成的晚。當(dāng)含錫石的地層被深埋在上覆年輕地層之下，同時(shí)又被燕山期花崗巖侵入時(shí)，這組流體包裹體可能正是在此溫度壓力條件處于頂峰期間的前后形成的。大廠錫石中這組流體包裹體曾被前人詳細(xì)研究過(guò)（李蔭清等，1988；陳毓川等，1993），然而，現(xiàn)有文獻(xiàn)資料中從未報(bào)道過(guò)有關(guān)黑色包裹體的研究成果。因此就不難理解，為什么前人認(rèn)為大廠錫礦所有4種礦化類型都是在深部從高溫?zé)嵋毫黧w中形成的。筆者認(rèn)同他們的包裹體測(cè)溫資料，而且也沒(méi)有必要再測(cè)定。但是，筆者的研究表明，對(duì)于所有不同產(chǎn)狀的錫石，他們的結(jié)論是值得商榷的。事實(shí)上，在大廠4種礦化類型的錫石中，黑色包裹體是普遍存在的，這就證明了大量錫石在溫度壓力條件處于頂峰期之前就已經(jīng)形成了。遺憾的是，在關(guān)于大廠礦床流體包裹體的研究中，迄今為止，錫石中普遍存在的黑色包裹體仍然是被忽略的。盡管從黑色包裹體那里不能獲得諸如顯微溫度的資料，事實(shí)上，黑色包裹體本身為在溫度壓力處于峰值條件之前，早就有錫石形成提供了新的有重要意義的指示。

總之，對(duì)于遭受到復(fù)雜變形、變質(zhì)作用的礦床，黑色包裹體或在Sterner等(1989a)及本文中描述的那些包裹體結(jié)構(gòu)的存在，為準(zhǔn)確理解與礦化作用有關(guān)的地質(zhì)過(guò)程非常重要，而不是把通常觀察到和報(bào)道的氣相+液相的流體包裹體作為認(rèn)識(shí)成礦地質(zhì)作用的重要根據(jù)。

4.4 燕山期花崗巖與早、晚兩期礦化事件的關(guān)系

根據(jù)牙形石色溫指數(shù)（CAI）及表面殘余結(jié)構(gòu)限定的容礦圍巖古地溫，變化于300～650℃，與李蔭清等（1988）對(duì)長(zhǎng)坡-銅坑礦床錫石-石英-硫化物成礦階段的流體包裹體測(cè)溫結(jié)果（240～540℃）相吻合，證明該礦床容礦圍巖受熱事件和晚期礦化事件，就熱源而言是同源的?？v觀研究區(qū)的地質(zhì)發(fā)展史，礦體下伏大規(guī)?；顒?dòng)的燕山期花崗巖應(yīng)該是這種熱源的提供者。顯然，容礦圍巖中的層狀主礦體正是受到了這期巖漿-熱事件的影響，使該礦體錫石中原生流體包裹體在內(nèi)壓超高條件下破裂，變成了黑色包裹體。當(dāng)然，這些錫石中也有保存完好的流體包裹體，但是它們總是沿著錫石的顯微裂隙或增生環(huán)帶分布，即它們的形成與這期巖漿-熱事件有關(guān)，是后生的。正因如此，這些流體包裹體形成之后，沒(méi)有再受到晚期構(gòu)造熱事件的影響，得以完好保存。

上述研究表明，無(wú)論是用流體包裹體獲得顯微溫度的資料（李蔭清等，1988；陳毓川等，1993）以及Rb-Sr法同位素定年資料，還是用石英及所謂“透長(zhǎng)石”Ar40/Ar39法獲得的定年方面的資料（王登紅等，2004；蔡明海等，2005；李華芹等，2008），都只能提供本區(qū)與燕山期花崗巖侵入熱事件有關(guān)的地質(zhì)-地球化學(xué)信息，其中包括所謂“透長(zhǎng)石”同位素體系重置作用，而對(duì)于早期形成的層狀主礦體沒(méi)有任何指示意義。

5 結(jié) 論

（1）大廠長(zhǎng)坡-銅坑礦床錫石中存在2類包裹體，即黑色包裹體和流體包裹體。根據(jù)黑色包裹體的形態(tài)特征，表明它們是在原生流體包裹體內(nèi)壓超高（overpressure）條件下形成的。因此，大廠錫石中黑色包裹體的存在，證明其礦化作用至少有早、晚2期。

（2）牙形石色溫指數(shù)（CAI）方法首次應(yīng)用于金屬礦床的成因研究。結(jié)果證明，牙形石色溫指數(shù)（CAI）與表面殘余結(jié)構(gòu)特征相結(jié)合，是確定古地溫的好方法，也為本區(qū)容礦圍巖古地溫研究提供了可靠的基礎(chǔ)。

（3）各種不同成礦地質(zhì)環(huán)境下流體包裹體保存與改造的理論分析與本區(qū)容礦圍巖古地溫資料（300～650℃）相結(jié)合，表明了具有黑色包裹體的成礦事件是在低溫、低壓（即海底熱液噴流系統(tǒng)）地質(zhì)環(huán)境下形成的。黑色包裹體是其原生流體包裹體受后期巖漿-熱事件的影響，在內(nèi)壓超高條件下形成的。反之，具有氣-液兩相流體包裹體的成礦事件是在相對(duì)高溫、高壓的地質(zhì)環(huán)境下形成的。而后，它們未曾遭受過(guò)產(chǎn)生顯著的內(nèi)壓超高或圍壓超高的受熱狀況，故這種流體包裹體得以完好保存。容礦圍巖古地溫資料（300～650℃）與錫石中流體包裹體顯微溫資料（240～540℃）的一致性，證明該礦床容礦圍巖受熱（黑色包裹體形成）事件和晚期礦化事件，就熱源而言是同源的，即燕山期花崗巖。

（4）本文黑色包裹體及牙形石古地溫研究結(jié)果表明，這項(xiàng)工作為探討礦床形成-發(fā)展-演化的歷史開拓了新思路；也為科學(xué)、準(zhǔn)確地研究礦床成因提供了新方法。

致 謝作者首先感謝美國(guó)地質(zhì)調(diào)查所Reyn‐olds博士。他作為Hutchinson特別聘請(qǐng)的流體包裹體專家，不僅指導(dǎo)了劉建的研究工作，而且花費(fèi)了大量時(shí)間認(rèn)真觀察了所有測(cè)溫薄片，一起發(fā)現(xiàn)了大廠錫礦錫石中普遍存在的“黑色”包裹體。Reynolds博士根據(jù)其豐富的包裹體研究經(jīng)驗(yàn)和對(duì)黑色包裹體的形態(tài)特征研究，提出黑色包裹體是原生包裹體內(nèi)流體膨脹，內(nèi)壓增大到極限強(qiáng)度使包裹體破裂而形成的論斷，為筆者深入研究奠定了重要基礎(chǔ)。另外，翟裕生院士在百忙中精心審閱了全文，并提出了寶貴的建議；侯增謙院士花費(fèi)了大量時(shí)間，直接執(zhí)筆幫助修改了本文，在此一并表示衷心感謝。