郭云成,劉家軍,尹 超,郭夢需

(1.中國地質(zhì)調(diào)查局 煙臺(tái)海岸帶地質(zhì)調(diào)查中心，山東 煙臺(tái) 264000；2.中國地質(zhì)大學(xué)(北京)地球科學(xué)與資源學(xué)院，北京 100083；3.中國地質(zhì)大學(xué) 地質(zhì)過程與礦產(chǎn)資源國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100083)

0 引 言

小秦嶺地區(qū)位于秦嶺造山帶東北部，是我國著名的金成礦區(qū)帶，賦存許多大型-超大型的金礦床[1]。大湖金鉬礦床是小秦嶺地區(qū)典型大型金礦床之一，最初僅作為金礦開采，金儲(chǔ)量38 t，平均品位6.8 g/t[2]。近年來，在大湖金礦深部發(fā)現(xiàn)了石英脈型鉬礦，鉬金屬量超10萬t，平均品位0.24%，屬中型鉬礦床[3-4]。迄今已有很多學(xué)者對(duì)其礦床地質(zhì)特征、成礦物質(zhì)來源、成礦年齡、構(gòu)造環(huán)境、礦床成因分類等進(jìn)行深入探討并取得了大量重要成果，但在金和鉬是否同期形成、成礦物質(zhì)來源和礦床類型等方面存在不同觀點(diǎn)[5-15]。本文通過系統(tǒng)收集區(qū)域地質(zhì)資料，地表路線調(diào)查和礦井下觀察圍巖蝕變和礦脈地質(zhì)特征，選取典型巖石樣品，進(jìn)行室內(nèi)巖相學(xué)觀察、流體包裹體和氫氧同位素研究，查明大湖金鉬礦床的成礦階段和成礦流體特征，探討礦床類型。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

小秦嶺金礦田大地構(gòu)造屬華北地臺(tái)的南部邊緣華雄地塊，為秦嶺碰撞造山帶的北緣組成部分(圖1)。小秦嶺金礦田地層包括基底太華群深變質(zhì)巖和淺變質(zhì)的蓋層，太華群為主要的賦礦圍巖。目前對(duì)太華群地層劃分和時(shí)代歸屬上仍然存在較大爭議，熊耳山地區(qū)內(nèi)的太華群斜長角閃巖中的鋯石 U-Pb年齡為2.7 Ga[17]，張宗清等[18]獲得斜長角閃巖Sm-Nd 同位素年齡為 2.9 Ga，李厚民等[19]對(duì)小秦嶺地區(qū)花崗片麻巖進(jìn)行鋯石SHRIMP定年，得到其形成年齡為2.6～2.4 Ga。上述數(shù)據(jù)說明該區(qū)太華群形成年齡可能在 2.9～2.4 Ga之間，介于新太古代和古元古代之間。

圖1 小秦嶺金礦區(qū)地質(zhì)簡圖(據(jù)陳衍景[16]修改)Fig.1 Geologic map of the Xiaoqinling gold field (modified after Chen[16])

受秦嶺中生代碰撞造山的影響，區(qū)域上的主要構(gòu)造為近東西向的褶皺和斷裂，南北邊界斷裂均為逆沖推覆帶[20]。大型斷裂被認(rèn)為形成于250～210 Ma(印支期)的地體增生時(shí)期[21]，構(gòu)造控礦作用明顯[22]。

小秦嶺金礦田內(nèi)巖漿活動(dòng)頻繁，自太古宙、元古宙到中生代皆有表現(xiàn)，燕山期巖漿活動(dòng)最為強(qiáng)烈，代表性巖體有華山巖體、文峪巖體和娘娘山巖體。文峪巖體和娘娘山巖體鋯石SHRIMP U-Pb年齡結(jié)果分別為(138±3)Ma和(142±3)Ma[23]，鋯石U-Pb定年數(shù)據(jù)分別為(131±1)Ma和(134±1)Ma[11]，表明大規(guī)模酸性巖漿活動(dòng)時(shí)限集中于早白堊世?；詭r脈在本區(qū)廣泛發(fā)育，形成時(shí)代主要為加里東期和燕山期，產(chǎn)出狀態(tài)多樣，可侵位于太華群、中生代花崗巖，也可穿切礦化石英脈或被礦化石英脈所穿切。

小秦嶺地區(qū)已發(fā)現(xiàn)大型金礦5個(gè)，中型10個(gè)，小型20余個(gè)，包括文峪、大湖、楊砦峪、桐峪、槍馬等典型大中型礦床。石英脈型金礦是本區(qū)最主要的礦床類型，含金石英脈成群成帶密集分布，從北到南可分為三個(gè)主要礦脈密集帶，即中礦帶、北中礦帶、北礦帶。此外，還有鉬礦、蛭石、石墨等礦產(chǎn)[24]。大湖金鉬礦區(qū)位于陽平鎮(zhèn)大湖峪口附近，屬于小秦嶺金礦田的北礦帶。

2 大湖金鉬礦床地質(zhì)特征

2.1 礦體特征

大湖金鉬礦體與一系列斷裂有關(guān)，區(qū)域內(nèi)從北向南依次分布有F1、F8、F7、F35、F5和F6等斷裂(圖2)，野外露頭測量的產(chǎn)狀多為北傾。F5是含礦體最多的賦礦斷裂，斷裂帶中石英脈和蝕變構(gòu)造巖多被角礫化并重新膠結(jié)。鉬礦化主要發(fā)育于F5、F7和F35構(gòu)造帶中(圖2)。輝鉬礦呈浸染狀、放射狀集合體產(chǎn)于未變形的石英脈和鉀長石化蝕變圍巖中，或者呈薄膜狀或細(xì)脈狀分布在角礫巖或者破碎的石英脈團(tuán)塊中。

圖2 大湖金鉬礦床地質(zhì)簡圖及采樣位置示意圖(底圖據(jù)孫衛(wèi)志等[4]修改)Fig.2 Geologic map of the Dahu Au-Mo deposit and sketch map of the sampling locations (modified from Sun et al.[4])

大湖礦區(qū)內(nèi)有金礦體25個(gè)，其中16個(gè)賦存于F5斷裂帶內(nèi)，19、22、21和2號(hào)為主要礦體，19號(hào)礦體是礦區(qū)內(nèi)最大的金礦體，礦體形態(tài)為不規(guī)則大型脈狀體(圖3)，平均品位5.48 g/t[4，25]。金礦體嚴(yán)格受斷裂帶控制，在構(gòu)造的轉(zhuǎn)折部位，金比較富集。礦區(qū)共有鉬礦體10條，主要產(chǎn)于F5、F35、F7斷裂中(圖3)，礦體形態(tài)較復(fù)雜，多為厚層狀、透鏡狀，與金礦體共生、伴生，F(xiàn)35礦脈中的厚大石英脈中鉬礦化比較強(qiáng)，且品位高，厚度大[4，25]。井下觀測中發(fā)現(xiàn)鉬礦體與斷裂帶頂?shù)装灏l(fā)育大規(guī)模的鉀長石化關(guān)系密切，鉀長石化位于石英脈兩側(cè)，鉀長石呈肉紅色，格子雙晶發(fā)育，交代斜長石形成大的變晶及集合體。鉬礦體嚴(yán)格受構(gòu)造蝕變帶控制，礦脈中鉀化較強(qiáng)的部位鉬含量比較高。

圖3 大湖金鉬礦床第0勘探線剖面圖及采樣位置示意圖(底圖據(jù)孫衛(wèi)志等[4]修改)Fig.3 Profile of No.0 Exploration Line in the Dahu Au-Mo deposit,and sketch map of the sampling locations (modified from Sun et al.[4])

2.2 礦石特征

2.2.1 礦石分類

大湖金鉬礦以石英脈型礦石為主，深部及礦體邊緣多數(shù)為構(gòu)造蝕變巖型礦石，黃鐵礦化與金礦關(guān)系十分密切。根據(jù)氧化程度，大湖礦區(qū)的礦石可分為原生礦石與氧化礦石兩類，以原生礦石為主(圖4(a)—(e))，氧化礦石僅分布于近地表部位(圖4(f))。典型礦石有鉀長石石英脈型鉬礦石(圖4(a)和(b))、黃鐵礦石英脈型金礦石(圖4(c)和(d))、多金屬硫化物石英脈型金鉛礦石(圖4(e))等。

圖4 大湖金鉬礦床礦石手標(biāo)本特征Fig.4 Characteristics of ore hand-specimen from the Dahu Au-Mo deposit(a)早階段石英、鉀長石和輝鉬礦共生；(b)早階段立方體狀黃鐵礦和輝鉬礦共生；(c)中階段條帶狀黃鐵礦和石英共生；(d)中階段致密團(tuán)塊狀黃鐵礦和石英共生；(e)煙灰色石英和黃鐵礦、方鉛礦共生；(f)表生期礦石發(fā)生褐鐵礦化、孔雀石化。Py.黃鐵礦；Qtz.石英；Mo.輝鉬礦；Gn.方鉛礦；Kfs.鉀長石；Mal.孔雀石；Lm.褐鐵礦

2.2.2 礦物組合和結(jié)構(gòu)

礦石光薄片鏡下常見礦物有石英、黃鐵礦、方鉛礦、黃銅礦、閃鋅礦、輝鉬礦、方解石、自然金以及磁鐵礦、赤鐵礦等礦物，金礦物主要為自然金，鉬礦物主要為輝鉬礦。此外，還報(bào)道有藍(lán)銅礦、獨(dú)居石[26]和白鎢礦[5]以及大量的碲化物和鉍化物，如碲金礦、銀金礦、碲鉛礦、碲鉍礦、輝碲鉍礦、針碲銀礦、針硫鉍鉛礦、硬硫鉍鉛銅礦和重硫鉍銅鉛礦等[5,13-14]，新礦物靈寶礦(化學(xué)式為AgTe3)也發(fā)現(xiàn)于此[27]。

自然金、石英以及與金礦化密切相關(guān)的各種金屬硫化物特征描述如下：

(1)自然金：金大多呈自然金形式產(chǎn)出，自然金主要呈細(xì)微粒包體分布在黃鐵礦、石英中或沿礦物裂隙充填發(fā)育(圖5(a)和(d))，少量分布在黃銅礦、方鉛礦內(nèi)。

(2)黃鐵礦：黃鐵礦賦存于各個(gè)成礦階段，自形晶體呈立方體和聚形，礦物粒度為巨粒、粗粒、中粒和細(xì)粒(圖5(a)、(c)—(f)、(h))。成礦早階段黃鐵礦晶形完好，以自形立方體為主，粒度較粗，中階段黃鐵礦多為半自形立方體狀，粒度細(xì)，晚階段晶形以它形-半自形為主，但與成礦早階段相比，其粒度變小(圖5(h))。中階段較大的黃鐵礦顆粒破碎強(qiáng)烈，裂紋較多，被輝鉬礦、黃銅礦、方鉛礦、閃鋅礦及脈石礦物充填膠結(jié)，形成網(wǎng)格狀構(gòu)造。黃鐵礦中見包裹金產(chǎn)出，在黃鐵礦裂縫處也常有自然金分布(圖5(d))。

(3)黃銅礦：黃銅礦主要以它形粒狀在石英孔隙中產(chǎn)出，或沿黃鐵礦裂紋充填，并交代黃鐵礦，形成反應(yīng)邊結(jié)構(gòu)(圖5(e))。

(4)方鉛礦：方鉛礦主要為自形-半自形晶賦存于黃鐵礦、黃銅礦中，礦脈中局部可見方鉛礦呈致密塊狀或脈狀產(chǎn)出，少量呈它形分布在石英或孔隙中。方鉛礦交代黃鐵礦或沿黃鐵礦裂隙及晶面進(jìn)行充填，常與閃鋅礦伴生(圖6(h))。

(5)閃鋅礦：閃鋅礦多呈不規(guī)則粒狀，局部呈團(tuán)塊或團(tuán)斑狀產(chǎn)出，沿黃鐵礦裂紋充填，并交代早期黃鐵礦(圖6(h))。

(6)石英：石英賦存于各個(gè)成礦階段(圖5)，早階段石英呈乳白色-灰白色，粗粒、塊狀，半透明，與鉀長石和自形立方體狀黃鐵礦共生。中階段石英為煙灰色，透明-半透明，粒徑變化較大，與多金屬硫化物共生，并可見煙灰色石英內(nèi)有顆粒金發(fā)育(圖5(a))，晚階段石英呈灰白色，透明度較差，粒徑小于0.1 mm，常與碳酸鹽共生形成細(xì)脈，并穿切早期礦物和礦脈或充填于早期的裂隙中(圖5(h))。

圖5 大湖金鉬礦床礦物組成特征(單偏光)Fig.5 Characteristics of mineral compositions from the Dahu Au-Mo deposit(a)Ⅰ階段石英顆粒邊部自然金；(b)Ⅰ階段輝鉬礦放射狀集合體；(c)Ⅰ階段自形立方體狀黃鐵礦；(d)Ⅱ階段黃鐵礦中的自然金顆粒；(e)Ⅲ階段黃銅礦交代黃鐵礦；(f)Ⅲ階段方鉛礦交代黃鐵礦；(g)赤鐵礦膠結(jié)早期石英角礫；(h)Ⅳ階段石英、方解石脈中的黃鐵礦。Py.黃鐵礦；Au.自然金；Qtz.石英；Mo.輝鉬礦；Ccp.黃銅礦；Gn.方鉛礦；Hem.赤鐵礦；Cal.方解石

大湖金鉬礦床常見的蝕變礦化類型有黃鐵絹英巖化(圖6(a))、鉀長石化(圖6(b))、黃鐵礦化(圖6(c)和(d))、絹云母化、硅化、碳酸鹽化，少量黑云母化等。蝕變巖石分布在礦化石英脈兩側(cè)或裂隙中，鉀長石化蝕變在F5礦脈的中部及其深部較為明顯。

圖6 大湖金鉬礦床礦物結(jié)構(gòu)和圍巖蝕變特征((a)和(b)為正交偏光，其余為單偏光)Fig.6 Characteristics of mineral texture and wallrock alteration in the Dahu Au-Mo deposit(a)斜長石表面發(fā)生絹云母化；(b)Ⅰ階段中的微斜長石具格子雙晶；(c)Ⅱ階段黃鐵礦和輝鉬礦共生；(d)Ⅱ階段黃鐵礦和輝鉬礦共生；(e)Ⅱ階段輝鉬礦沿石英裂隙發(fā)育；(f)Ⅱ階段黃鐵礦的碎裂結(jié)構(gòu)；(g)Ⅲ階段方鉛礦的揉皺結(jié)構(gòu)；(h)Ⅲ階段黃鐵礦、黃銅礦、方鉛礦和閃鋅礦共生。Pl.斜長石；Mi.微斜長石；Qtz.石英；Mo.輝鉬礦；Py.黃鐵礦；Ccp.黃銅礦；Gn.方鉛礦；Sp.閃鋅礦

2.3 成礦階段

根據(jù)野外地質(zhì)特征，結(jié)合室內(nèi)鏡下光薄片觀察(圖6)，將金-鉬成礦過程劃分為熱液期和表生期，熱液期可進(jìn)一步劃分為4個(gè)成礦階段：石英-鉀長石-輝鉬礦階段(Ⅰ)、石英-輝鉬礦-黃鐵礦-自然金階段(Ⅱ)、石英-銅鉛硫化物-自然金階段(Ⅲ)和石英-碳酸鹽階段(Ⅳ)，鉬主要在Ⅰ、Ⅱ階段沉淀，金主要在Ⅱ、Ⅲ階段沉淀。表生氧化期主要以氧化作用和次生硫化物富集作用為主，在地表水及大氣氧化作用下，早期形成的磁鐵礦、黃鐵礦被氧化成褐鐵礦，黃銅礦被氧化成銅藍(lán)、孔雀石等，次生氧化作用有助于金元素進(jìn)一步富集。

由于輝鉬礦可以用來精確定年，其與含金黃鐵礦的關(guān)系值得注意，本次工作重點(diǎn)觀察金、鉬成礦關(guān)系。宏觀上，鉬礦化與金礦化發(fā)生在相同的斷裂系統(tǒng)中，第Ⅰ階段輝鉬礦化和鉀長石化關(guān)系密切，而第Ⅱ階段可見細(xì)粒輝鉬礦集合體既被包裹于黃鐵礦中，又充填于黃鐵礦粒間裂隙中，表明兩者為共生、伴生關(guān)系(圖6(c)和(d))，因此，至少存在兩個(gè)階段輝鉬礦化；兩者是否為同一時(shí)代形成有待進(jìn)一步分析。

3 流體包裹體特征

本次研究樣品采自F5礦脈地表采礦坑和井下505中段、330中段、295中段東沿以及 260 中段CD3穿脈，F(xiàn)7礦脈井下505中段、330中段和295中段以及F35礦脈井下260中段。共采集87件樣品，包括地表太華群圍巖巖石樣品10件、各成礦階段含礦石英脈礦石樣品72件和鉀長石化蝕變圍巖樣品5件。

3.1 樣品采集和實(shí)驗(yàn)方法

在成礦階段劃分研究基礎(chǔ)上，選取不同階段和不同位置的24件代表性樣品制作流體包裹體片，顯微鏡下觀察包裹體巖相學(xué)特征，標(biāo)記典型包裹體位置。選取11件典型樣品進(jìn)行測溫實(shí)驗(yàn)和激光拉曼光譜分析，部分典型樣品描述見表1。

表1 大湖金鉬礦流體包裹體測溫試驗(yàn)樣品特征Table 1 Characteristics of fluid inclusions samples for microthermometric analysis from the Dahu Au-Mo deposit

流體包裹體顯微測溫實(shí)驗(yàn)和激光拉曼光譜分析研究在中國地質(zhì)大學(xué)(北京)資源勘查實(shí)驗(yàn)室完成。測溫時(shí)，首先將溫度降至-120 ℃，將石英中C型包裹體完全冷凍，回溫過程中，記錄初熔溫度、籠合物熔化溫度、部分均一溫度和完全均一溫度。單個(gè)流體包裹體的激光拉曼光譜分析儀器為Renishaw RM2000型激光拉曼光譜儀，波數(shù)范圍為1 000～4 000 cm-1，溫度23 ℃，包裹體掃描時(shí)間為30 s，掃描次數(shù)1次。

通過CO2籠合物熔化溫度[28]和H2O冰點(diǎn)溫度計(jì)算鹽度。CO2(CH4)-H2O-NaCl體系鹽度(S，%)的計(jì)算根據(jù)下式：

S=15.52022-1.02342×T-0.05286×T2

(1)

式中：T為Tm-cla(籠合物熔化溫度)，單位為℃。

H2O-NaCl體系鹽度的計(jì)算根據(jù)下式：

S=0.00+1.78×T-0.0442×

T2+0.000557×T3

(2)

式中：T為-Tm，ice(冰點(diǎn)下降溫度)，單位為℃。

選取不同成礦階段的11件石英單礦物樣品，進(jìn)行H、O同位素地球化學(xué)測試。礦石經(jīng)逐級(jí)破碎過篩后，在雙目鏡下挑選石英單礦物，純度大于99%，無明顯后期蝕變現(xiàn)象。氫、氧同位素質(zhì)譜測試在中國地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)資源研究所成礦作用與資源評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)室完成，石英氧同位素、包裹體氫同位素采用MAT253EM型質(zhì)譜儀測試，具體實(shí)驗(yàn)方法參考文獻(xiàn)[29]。

根據(jù)氫氧同位素石英-水之間的氧同位素平衡分餾方程[30]，將流體包裹體實(shí)測的均一溫度平均值帶入下式計(jì)算。分餾系數(shù)由下式計(jì)算：

1000lnα石英-水=3.38×106/T2-3.40

(3)

式中：T為包裹體均一溫度，單位為℃。

3.2 流體包裹體特征

通過巖相學(xué)特征、測溫時(shí)多相包裹體變化現(xiàn)象以及激光拉曼光譜成分分析，將大湖金鉬礦床各階段礦物中的包裹體分為三種類型，包括CO2-H2O包裹體型(C型)、水溶液包裹體型(W型)和純CO2包裹體型(PC型)(圖7)，詳細(xì)描述如下：

(1)C型：H2O-CO2流體包裹體。在樣品中最為常見，室溫下表現(xiàn)為兩相或三相(液相H2O+液相CO2±氣相CO2)，形狀多樣，多為橢圓形和長方形，偶見規(guī)則的負(fù)晶形(圖7(a)—(g))。大小集中于5～20 μm，少量可達(dá)15 μm×30 μm。CO2相(液相CO2+氣相CO2)體積含量變化極大，比例在20%～80%之間變化(圖7(a)—(g))。

圖7 大湖金鉬礦床典型流體包裹體顯微照片F(xiàn)ig.7 Micrographs of typical fluid inclusions in quartz from the Dahu Au-Mo deposit(a)石英中負(fù)晶形C型兩相包裹體；(b)石英中C型三相包裹體；(c)石英中相鄰C型包裹體氣液比差異明顯；(d)石英中C型兩相包裹體；(e)—(f)石英中C型兩相包裹體，相鄰包裹體中CO2相含量差異明顯；(g)石英中PC型包裹體、C型三相包裹體；(h)石英中W型兩相包裹體

(2)W型：H2O氣液兩相流體包裹體。此類流體包裹體在室溫下表現(xiàn)為兩相(液相H2O+氣相H2O)，顏色多為白色或無色透明，與灰黑色CO2相顏色差異明顯。氣相體積含量多小于20%，同C型包裹體相比，氣相比例顯著變小。形狀呈不規(guī)則狀、扁平狀，多小于10 μm(圖7(h))。通過鏡下觀察，W型原生成因包裹體產(chǎn)狀多孤立分布，包裹體較大，次生成因包裹體沿石英顆粒邊部或裂隙呈線狀分布，包裹體較小。本次測溫實(shí)驗(yàn)均選取形狀規(guī)則，孤立產(chǎn)出的W型包裹體。

(3)PC型：純CO2包裹體。顯微鏡下呈灰黑色，多孤立狀分布，大小一般在 10～20 μm。形態(tài)為橢圓形或不規(guī)則狀，主要在早、中階段石英顆粒中產(chǎn)出(圖7(c)和(g))。室溫下表現(xiàn)為單相或兩相，前者冷凍過程中出現(xiàn)氣相CO2，表明其成分為液相CO2。

流體包裹體激光拉曼光譜特征表明，C型包裹體中可見明顯H2O(特征峰3 645～3 750 cm-1)和CO2(特征峰1 386～1 390 cm-1和1 284 cm-1)光譜特征峰(圖8(a)和(b))，PC型包裹體中見明顯的CO2峰(特征峰1 386～1 390 cm-1和1 284 cm-1)(圖8(c))，W型包裹體中可見明顯H2O(特征峰3 645～3 750 cm-1)(圖8(d))。氣相成分除CO2外，可能還含有一定量的CH4和N2[10]，但本次實(shí)驗(yàn)未見明顯CH4和N2特征峰。

圖8 大湖金鉬礦床流體包裹體成分分析激光拉曼圖譜Fig.8 Laser Raman spectroscopy of fluid inclusion composition analysis for the Dahu Au-Mo deposit(a)C型三相包裹體中的CO2和H2O峰；(b)C型兩相包裹體中的CO2峰；(c)PC型包裹體中的CO2峰；(d)W型包裹體中的H2O峰

3.3 流體包裹體測溫

對(duì)大湖金鉬礦床成礦4個(gè)階段的石英中流體包裹體進(jìn)行了詳細(xì)的巖相學(xué)觀察和顯微測溫，共測試樣品11件，獲得115個(gè)流體包裹體測試數(shù)據(jù)，測溫?cái)?shù)據(jù)見表2，鹽度及估算壓力見表3，現(xiàn)分述如下。

表2 大湖金鉬礦床流體包裹體顯微測溫結(jié)果Table 2 Microthermometric data of fluid inclusions for the Dahu Au-Mo deposit

表3 大湖金鉬礦床成礦流體鹽度及估算壓力統(tǒng)計(jì)Table 3 Statistics of ore-fluid salinity and pressure estimation for the Dahu Au-Mo deposit

石英-鉀長石-輝鉬礦階段(Ⅰ)：選取3件Ⅰ階段樣品(16DH-49、16DH-53和16DH-61)，共取得25個(gè)C型包裹體溫度數(shù)據(jù)。C型包裹體固態(tài)CO2初熔溫度為-64.7～-56.6 ℃，多數(shù)低于CO2的三相點(diǎn)(-56.6 ℃)，表明可能含CH4、N2等組分。籠合物熔化溫度范圍為-1.5～7.8 ℃，據(jù)此計(jì)算得到包裹體中流體鹽度為4.3%～16.9%，平均鹽度為11.2%。CO2部分均一溫度為8.3～31.1 ℃，氣相CO2消失，均一至液相，加熱至275.3～350.0 ℃時(shí)，包裹體達(dá)到完全均一，包括氣相均一和液相均一兩種方式，平均均一溫度為313.9 ℃，對(duì)應(yīng)捕獲壓力為82.9～186.3 MPa。

石英-黃鐵礦-自然金階段(Ⅱ)：選取6件II階段樣品(16DH-26、16DH-56、16DH-57、16DH-58、16DH-65和16DH-72)，共取得49個(gè)C型，1個(gè)PC型和8個(gè)W型包裹體溫度數(shù)據(jù)。C型包裹體固態(tài)CO2初熔溫度為-64.5～-56.6 ℃。籠合物熔化溫度為-2.2～8.9 ℃，鹽度范圍為2.2%～17.5%，平均鹽度為9.5%。CO2部分均一溫度為11.0～29.5 ℃，氣相CO2消失，均一至液相，加熱至260.0～312.7 ℃時(shí)，包裹體完全均一，包括液相均一和氣相均一兩種方式，平均溫度為289.3 ℃，對(duì)應(yīng)捕獲壓力為63.6～196.3 MPa。

石英-銅鉛硫化物-自然金階段(Ⅲ)：選取2件Ⅲ階段樣品(16DH-37和16DH-40)，共取得16個(gè)C型和2個(gè)PC型包裹體溫度數(shù)據(jù)。C型包裹體固態(tài)CO2初熔溫度為-61.8～-56.6 ℃,籠合物熔化溫度范圍為3.5～8.9 ℃，流體鹽度為2.2%～11.3%，平均鹽度為8.2%。CO2部分均一溫度為13.7～29.2 ℃，氣相CO2消失，均一至液相，加熱至245.3～287.6 ℃時(shí)，包裹體達(dá)到完全均一，包括氣相均一和液相均一兩種方式，平均溫度為258.3 ℃，對(duì)應(yīng)捕獲壓力為105.0～172.0 MPa。

PC型包裹體的固態(tài)CO2初熔溫度為-60.8 ℃，CO2部分均一溫度為13.7～15.0 ℃，氣相CO2消失，均一至液相，據(jù)此推算的鹽度范圍為6.6%～9.3%。

石英-碳酸鹽階段(Ⅳ)：石英中僅見W型包裹體，對(duì)2件樣品(16DH-53和16DH-65中的晚期石英脈)中14個(gè) W型的H2O流體包裹體進(jìn)行了顯微測溫研究，冰點(diǎn)溫度范圍為-11.6～-8.5 ℃，對(duì)應(yīng)鹽度 9.2%～15.6%，平均為12.0%，以氣泡消失為均一方式，均一溫度為200.0～251.0 ℃，平均溫度為237.0 ℃。

3.4 氫氧同位素特征

大湖金鉬礦床的氫氧同位素組成數(shù)據(jù)詳見表4。從表4中可以看出，石英的δ18O值集中在10.7‰～12.3‰之間，平均為11.6‰，富集18O同位素，同典型造山型金礦范圍(>10‰)一致[31]。根據(jù)石英-水之間的氧同位素平衡分餾方程[30]，將流體包裹體實(shí)測的均一溫度平均值帶入該方程，計(jì)算得到與石英達(dá)到分餾平衡的流體δ18O水值，其數(shù)據(jù)范圍為3.0‰～6.4‰，平均4.2‰。測試獲得包裹體中水的δD值為-90‰～-44‰，平均-69‰。將H-O同位素?cái)?shù)據(jù)投影到δ18O水-δD組成圖解(圖9)中，投點(diǎn)落入變質(zhì)水和巖漿水范圍的左側(cè)和下方，表明流體可能具有混合成因[32]。

表4 大湖金鉬礦床石英氫、氧同位素?cái)?shù)據(jù)Table 4 Hydrogen and oxygen isotope compositions of quartz from the Dahu Au-Mo deposit

圖9 大湖金鉬礦床成礦流體δ18O水-δDSMOW組成圖解(底圖據(jù)Taylor[32])Fig.9 δ18Owater vs.δDSMOW plot for the ore-forming fluid of the Dahu Au-Mo deposit (modified from Taylor[32])

4 討 論

4.1 成礦階段劃分

大湖金、鉬礦體均受相同的構(gòu)造蝕變帶控制，斷裂的多期次構(gòu)造演化對(duì)金礦多階段成礦起著控制作用[33-35]。金、鉬礦化是否同期形成存在兩種觀點(diǎn)：(1)簡偉[10]、趙海香[11]通過鏡下觀察，認(rèn)為輝鉬礦和含金黃鐵礦屬共生關(guān)系，兩者為同期成礦；(2)孫?；ǖ萚12]研究了大湖礦體原生暈特征，鉬與金元素的相關(guān)系數(shù)為0.29，二者不相關(guān)，認(rèn)為金礦與鉬礦可能是不同成礦期的產(chǎn)物；孫衛(wèi)志和王振強(qiáng)[4]認(rèn)為鉬礦體與金礦體圍巖蝕變帶組成不同，鉬礦體與金礦體在礦床稀土元素組成和H、O同位素的差異表明大湖礦區(qū)鉬礦體與金礦體可能形成于不同的成礦期。

關(guān)于大湖金鉬礦床成礦時(shí)代，近年來開展了大量年代學(xué)工作，根據(jù)已經(jīng)取得的輝鉬礦Re-Os定年研究，其成礦年齡分別為232～223 Ma和256～215 Ma，并認(rèn)為成礦時(shí)代為印支期[7-8]，但也存在印支期和燕山期兩期成礦的觀點(diǎn)，Li 等[26]利用SHRIMP U-Th-Pb定年方法對(duì)成礦階段熱液獨(dú)居石進(jìn)行定年研究，得到兩期礦化年齡：印支期(216±5)Ma和燕山期125 Ma，認(rèn)為大湖金鉬礦床存在兩期成礦。區(qū)域上燕山期金鉬礦化也有報(bào)道，小秦嶺金礦Q875脈金礦脈中黑云母及絹云母的Ar-Ar年齡為(126.9±0.3)～(132.16±2.64)Ma[36]，燕山期存在大量的巖漿活動(dòng)，也存在一期鉬礦化，車倉峪鉬礦輝鉬礦的Re-Os模式年齡為(133.8±4.3)Ma和(132.7±2.2)Ma[24]，泉家峪鉬礦輝鉬礦的Re-Os模式年齡為129～131 Ma[7]。

金、鉬成礦的多階段特征為判斷金鉬成礦時(shí)代增添了變數(shù)，金、鉬成礦的關(guān)系和異同有必要進(jìn)一步研究。大湖金鉬礦床可能存在印支期和燕山期兩期成礦作用。本次工作發(fā)現(xiàn)至少存在兩期鉬礦化，可能分別對(duì)應(yīng)印支期和燕山期兩個(gè)成礦階段，成礦階段可進(jìn)一步細(xì)化為印支期石英-鉀長石-輝鉬礦階段(Ⅰ)、燕山期石英-輝鉬礦-黃鐵礦-自然金階段(Ⅱ)、燕山期石英-銅鉛硫化物-自然金階段(Ⅲ)和燕山期石英-碳酸鹽階段(Ⅳ)4個(gè)階段。

4.2 成礦流體特征與演化

成礦流體的來源對(duì)于判定礦床類型具有重要意義，成礦流體來源的已有觀點(diǎn)主要包括：(1)巖漿水演化為大氣降水[4,37-38]；(2)變質(zhì)水演化為大氣降水[1,9,39]。本次大湖金鉬礦床流體包裹體工作中未發(fā)現(xiàn)典型的含石鹽子晶的包裹體，已經(jīng)獲得的包裹體鹽度多低于13%，富含CO2，這是變質(zhì)熱液礦床的標(biāo)志性特征，這種特征與巖漿熱液礦床的包裹體特征截然不同，后者富含多種子晶礦物包裹體、鹽度高(>25%)[31,40]，CO2組分不太可能來源于大氣降水，很可能來自深部的變質(zhì)流體。Ⅳ階段鹽水溶液的鹽度較高，可能是沸騰作用使流體中的CO2氣體組分逸出，剩余流體的濃縮導(dǎo)致鹽度增高；陳莉[6]的數(shù)據(jù)中也有這種現(xiàn)象存在。這也從側(cè)面反映了成礦流體沸騰的原因是斷裂構(gòu)造的開合，而不是大量大氣降水的混入，否則鹽度會(huì)大幅度降低。

大湖金鉬礦床的流體包裹體從Ⅰ階段到Ⅳ階段，其流體成分和物理化學(xué)條件的演化具有一定的規(guī)律性：(1)成礦流體從CO2-H2O-NaCl體系演變到H2O-NaCl體系，揮發(fā)性成分(CO2)含量逐漸下降至消失；(2)流體包裹體均一溫度從早到晚降低趨勢明顯，Ⅰ階段的平均溫度為313.9 ℃，Ⅱ階段平均溫度為289.3 ℃，Ⅲ階段平均溫度為258.3 ℃，Ⅳ階段平均溫度244.0 ℃(圖10)；(3)Ⅰ階段平均鹽度為11.2%，Ⅱ階段平均鹽度為9.5%，Ⅲ階段平均鹽度為8.2%，Ⅳ段平均鹽度為13.9%。從Ⅰ階段→Ⅲ階段鹽度逐漸降低，Ⅳ階段鹽水溶液的鹽度較高(圖10)；(4)Ⅰ階段平均深度為5.1 km，Ⅱ階段平均深度為5.0 km，Ⅲ階段平均深度為4.9 km，Ⅳ階段平均深度為2.1 km；(5)H-O同位素組成投點(diǎn)落入變質(zhì)水和巖漿水范圍的左側(cè)和下方，Ⅱ、Ⅲ階段較Ⅰ階段整體向左偏移，表明流體可能具有混合成因。大湖金鉬礦床的初始流體為中高溫富CO2的變質(zhì)流體，伴隨著CO2等揮發(fā)分的揮發(fā)、降溫和減壓形成中溫含CO2的流體，最終形成貧CO2、中低鹽度和低溫的流體，沸騰作用使成礦流體中有用金屬沉淀，并在局部富集成礦。

圖10 大湖金鉬礦床流體包裹體均一溫度和鹽度演化直方圖Fig.10 Evolution histograms of homogenization temperature and salinity of fluid inclusions from the Dahu Au-Mo deposit

4.3 大湖金鉬礦床成礦類型

大湖金鉬礦床的成因類型目前還存在分歧：(1)金成礦時(shí)代為燕山期，與花崗巖巖漿活動(dòng)密切相關(guān)[41]；(2)大湖金礦屬于造山型金礦，金礦和鉬礦成礦時(shí)代為印支期，金礦床與秦嶺造山帶大規(guī)模的擠壓構(gòu)造有空間上的聯(lián)系[9,42-43]。

造山型金礦床是全球重要的金礦類型，這類金礦床具有相似的地質(zhì)、地球化學(xué)特征，并且都與造山作用過程有關(guān)。因此，Groves 等[44-45]建議將該類金礦床稱作“造山型金礦床(Orogenic gold deposits)”，目前已提出兩種造山型金礦的成礦模式，分別為洋陸俯沖成礦模式[44-45]和陸陸碰撞成礦模式[16]。陳衍景[16]在Groves等[44-45]工作的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)總結(jié)了造山型金礦特征，并強(qiáng)調(diào)造山型金礦的實(shí)質(zhì)就是變質(zhì)熱液礦床，成礦流體源于俯沖板片的變質(zhì)脫水并以低鹽度、富CO2為特征，無論是增生型還是碰撞型造山作用，都可產(chǎn)生造山型金礦床。蔣少涌等[9]認(rèn)為國內(nèi)目前已知的造山型金礦發(fā)育于兩類構(gòu)造環(huán)境，即增生型造山帶(膠東金礦床)和大陸碰撞造山帶(小秦嶺金礦床)。

大湖金鉬礦床具有以下主要特征：(1)礦床屬于典型的斷控脈狀礦床；(2)鉀長石化、黃鐵礦化、絹云母化、硅化、碳酸鹽化等蝕變?yōu)榇蠛鸬V區(qū)主要的蝕變類型，礦脈中主要礦物組合為石英-黃鐵礦等；(3)流體包裹體研究表明早、中階段成礦流體以富CO2、低鹽度(10.6%)為特征，最大成礦壓力為196 MPa，對(duì)應(yīng)的成礦深度為7.1 km，具有變質(zhì)流體的特點(diǎn)，主成礦階段流體發(fā)生沸騰現(xiàn)象，流體性質(zhì)劇烈變化易導(dǎo)致成礦物質(zhì)沉淀；(4)氫、氧同位素?cái)?shù)據(jù)和投圖表明成礦流體為變質(zhì)流體，水巖反應(yīng)導(dǎo)致同位素遷移平衡。這些特征與典型的造山型金礦特征相符，表明大湖金鉬礦床為造山型金礦床。

5 結(jié) 論

(1)成礦過程具有多期多階段特征，大湖金鉬礦床可劃分為熱液期和表生期，熱液期分為4個(gè)成礦階段：石英-鉀長石-輝鉬礦階段(Ⅰ)，石英-黃鐵礦-自然金階段(Ⅱ)，石英-多金屬硫化物-自然金階段(Ⅲ)，石英-碳酸鹽階段(Ⅳ)。

(2)大湖金鉬礦床Ⅰ—Ⅲ階段石英中主要發(fā)育CO2-H2O包裹體(C型)和純CO2包裹體(PC型)，少量鹽溶液包裹體(W型)；晚階段礦物主要為鹽溶液包裹體(W型)，表明成礦流體從富CO2向貧CO2演化，流體沸騰作用可能是研究區(qū)礦床的主要成礦機(jī)制。

(3)大湖金鉬礦床初始成礦流體具有中高溫、富CO2和中低鹽度的特征，到晚期演化為低溫、低鹽度的水溶液流體，這些流體特征與變質(zhì)流體特征一致。

(4)大湖金鉬礦床為形成于秦嶺碰撞造山帶的造山型金礦床。深部的變質(zhì)流體在減壓增溫環(huán)境下沿構(gòu)造帶上移滲透，金、鉬元素沉淀富集成礦。

致謝：審稿老師對(duì)本文提出了寶貴修改意見，張培、王琪和于科信等在樣品采集時(shí)提供了幫助，河南省靈寶市金源礦業(yè)股份有限公司鼎盛分公司有關(guān)人員在野外考察期間提供了幫助，在此一并致謝。