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湘南康家灣鉛鋅礦床成礦機制:來自流體包裹體的證據(jù)

2023-07-08 07:25左昌虎趙增霞王鐵義
桂林理工大學學報 2023年1期
關鍵詞:水口山礦田鉛鋅礦

左昌虎,趙增霞,夏 政,劉 磊,左 宗,王鐵義

(1.桂林理工大學 a.廣西隱伏金屬礦產(chǎn)勘查重點實驗室;b.有色金屬礦產(chǎn)勘查與資源高效利用省部共建協(xié)同創(chuàng)新中心,廣西 桂林 541006;2.湖南水口山有色金屬集團有限公司,湖南 衡陽 421513)

中生代是華南地區(qū)花崗質巖漿作用集中爆發(fā)的關鍵時期, 形成了大規(guī)模的花崗巖以及與之相關的Pb、 Zn、 W、 Sn、 Nb、 Ta等多金屬礦床, 位于湖南省常寧市的水口山礦田即是其中的典型代表(圖1)。該礦田金屬礦產(chǎn)資源豐富, 盛產(chǎn)有色金屬礦產(chǎn)和貴金屬礦產(chǎn)等, 享有“世界鉛都”“中國鉛鋅工業(yè)的搖籃”等美譽, 是中國重要的有色金屬產(chǎn)地之一。

幾十年來, 前人針對水口山礦田內的鉛鋅多金屬礦床和巖漿巖開展了一系列地質研究工作, 在巖漿巖成巖時代[1-2]、 巖漿來源[1-3]、 鉛鋅礦床類型[4-6]和成礦年齡[7-8]等方面獲得了一定認識。位于水口山礦田內的康家灣鉛鋅礦是在綜合研究并進行成礦預測的基礎上, 通過鉆探發(fā)現(xiàn)的大型隱伏礦床[9]。 湖南省有色金屬地質勘探公司二一七隊通過流體包裹體研究認為, 康家灣鉛鋅礦床屬于中溫熱液礦床, 礦液主要來自深部混熔巖漿[10]; 劉清雙通過爆裂法測定包裹體溫度, 認為康家灣鉛鋅礦床是與巖漿作用有關的中溫熱液礦床[11]; 左昌虎等通過S、 Pb、 H-O、 C-O等同位素研究認為, 康家灣鉛鋅礦成礦物質主要來自地殼, 可能混有少量地幔物質[12]。由于康家灣礦區(qū)內至今尚未發(fā)現(xiàn)巖漿巖體, 該礦床的成因機制、 成礦流體來源以及流體演化等科學問題始終存在爭議。隨著測試方法的進步, 流體包裹體研究已經(jīng)成為揭示成礦流體性質、 探討成礦流體來源及演化機制的重要手段之一[13-16]。盡管前人針對康家灣鉛鋅礦做了一些流體包裹體研究工作, 但是受當時實驗設備、 技術條件等因素的限制, 有關該礦床成礦流體的物理化學條件、 成礦流體來源、 演化機制等, 迄今尚未獲得合理的解釋, 以致影響礦床成因研究, 直接影響找礦工作的開展。

近年來, 隨著水口山礦田內多個礦段行將閉坑, 尋找接替資源已成為礦山的當務之急。本文在詳細的野外工作基礎上, 選取水口山礦田內的康家灣鉛鋅礦床為研究對象, 通過系統(tǒng)的礦相學、 流體包裹體巖相學觀察、 流體包裹體顯微測溫以及流體包裹體激光拉曼探針成分分析等方法, 參照前人研究成果, 探討康家灣鉛鋅礦成礦流體性質及演化機制, 以期為周邊地區(qū)礦產(chǎn)勘查提供理論指導。

1 區(qū)域地質和礦床地質

1.1 區(qū)域地質背景

水口山礦田位于華夏板塊西北緣(圖1a), 十萬大山-杭州成礦帶西北部, 分布面積約240 km2, 是一座大型多金屬礦田。礦田下轄礦床從北至南有康家灣鉛鋅礦床、 水口山鉛鋅礦床、 龍王山金礦床、 仙人巖金礦床和石坳嶺鉛鋅礦床等多個礦床(圖1b)。

水口山礦田內主要出露古生界泥盆系至中生界白堊系(圖1b), 沉積總厚度大于3 km[17]。晚三疊世以前主要為淺海相碳酸鹽建造夾含鐵、 煤濱海相砂、 頁巖建造, 晚三疊世—白堊紀以陸源碎屑磨拉石建造為主。其中二疊系棲霞組和當沖組是礦田內主要含礦層位。

水口山礦田內構造發(fā)育, 褶皺和斷裂構造主要呈近SN展布, 其次為NE、 NW和近EW向(圖1b), 控制了礦田內的巖漿活動和成礦作用, 并且與礦田內廣泛分布的硅化角礫巖密切相關[18]。

水口山礦田內巖漿巖出露廣泛(圖1b), 共發(fā)現(xiàn)大小巖體或巖脈72個, 總出露面積約4.8 km2, 巖性主要為花崗閃長巖、 石英閃長巖、 英安玢巖、 流紋英安巖, 其次為花崗閃長斑巖、 花崗斑巖、 火山熔巖、 火山角礫巖等, 巖體主要呈巖株狀、 巖墻狀、 巖脈狀, 形成時代主要為燕山早期[1, 2, 19-22]。

1.2 礦床地質和礦相學特征

康家灣鉛鋅礦床位于水口山礦田東北部, 屬常寧市松柏鎮(zhèn)轄區(qū), 是一個大型鉛鋅多金屬隱伏礦床。該礦床礦石總量約1 659萬t, 其中Pb金屬儲量為50萬t, Zn金屬儲量56萬t, 是我國儲量較大的著名鉛鋅礦山。除鉛鋅礦產(chǎn)資源以外, 礦床中還伴生金和銀等有用礦產(chǎn)資源[23]。

康家灣鉛鋅礦床共包括大小礦體61個, 其中7個為主礦體(編號Ⅰ~Ⅶ), 主要賦存于二疊系當沖組硅質巖、 泥灰?guī)r以及棲霞組灰?guī)r的硅化破碎角礫巖帶中(圖2)。礦石礦物主要有方鉛礦、 閃鋅礦、 黃鐵礦等, 其次為黃銅礦、 毒砂、 自然金、 自然銀以及少量磁黃鐵礦、 赤鐵礦等。脈石礦物主要為石英和方解石(圖3), 其次為綠簾石、 磷灰石及少量螢石和重晶石等。礦石構造主要為浸染狀構造、 塊狀構造、 條帶狀構造、 角礫狀構造、 脈狀構造、 揉皺狀構造、 晶洞狀構造等(圖3), 礦石結構主要有自形-半自形粒狀結構、 交代殘余結構、 骸晶結構、 壓碎結構等(圖4)。礦區(qū)內圍巖蝕變強烈, 主要發(fā)育有硅化和碳酸鹽化, 以及少量螢石化、 綠泥石化、 絹云母化、 冰長石化和迪開石化等, 礦區(qū)深部和南部可見矽卡巖化和角巖化[18]。

圖2 康家灣鉛鋅礦床礦體水平投影(a)和縱剖面圖(b)(據(jù)湖南省有色地質勘查局二一七隊資料[18])Fig.2 Horizontal projection(a) and longitudinal section(b) of Kangjiawan Pb-Zn deposit

圖3 康家灣鉛鋅礦床礦石手標本Fig.3 Photographs of ore samples from Kangjiawan Pb-Zn depositSp—閃鋅礦; Gn—方鉛礦; Py—黃鐵礦; Ccp—黃銅礦; Qz—石英; Cal—方解石; Qb—硅質角礫

圖4 康家灣鉛鋅礦礦石顯微照片F(xiàn)ig.4 Photomicrographs of ores from Kangjiawan Pb-Zn deposita—石英脈中的半透明環(huán)帶構造閃鋅礦(-); b—半自形方鉛礦、 透明閃鋅礦與自形石英共生(-); c—閃鋅礦、 黃銅礦和自形毒砂共生(反射光); d—方鉛礦、 閃鋅礦與黃鐵礦共生(反射光); Apy—毒砂

1.3 成礦期次

根據(jù)礦體的產(chǎn)出特征、 礦物共生組合、 礦石結構構造、 礦脈穿插關系以及圍巖蝕變等, 康家灣鉛鋅礦床成礦作用可以劃分為3個期次:

Ⅰ—成礦前期, 礦石礦物主要為少量黃鐵礦, 脈石礦物主要為石英。

Ⅱ—成礦期, 包括兩個階段。Ⅱ-1階段: 礦石礦物主要為黃鐵礦、 黃銅礦、 方鉛礦和毒砂等, 脈石礦物主要為石英(圖5a); Ⅱ-2階段: 礦石礦物主要為方鉛礦、 閃鋅礦和黃鐵礦等, 脈石礦物主要為石英和少量方解石(圖5b, c)。

圖5 康家灣鉛鋅礦礦脈穿插關系Fig.5 Crosscut relationships of ore veins from Kangjiawan Pb-Zn deposita—成礦期Ⅱ-1階段的黃鐵礦、 黃銅礦和方鉛礦脈切穿成礦早期的石英脈;b—成礦期Ⅱ-2階段的方鉛礦和石英共生;c—成礦期Ⅱ-2階段的閃鋅礦脈;d—成礦后期的方解石脈

Ⅲ—成礦后期, 礦化微弱, 可見少量方鉛礦和閃鋅礦, 脈石礦物主要為方解石(圖5d)。

2 樣品及分析方法

本次研究的礦石樣品主要采自康家灣礦區(qū)4、 8、 9、 10、 11和12等中段。將采集的樣品磨制成雙面拋光的包裹體薄片, 分別開展流體包裹體巖相學觀察、 顯微測溫和激光拉曼探針分析等。

流體包裹體顯微測溫和氣液成分分析在南京大學內生金屬礦床成礦機制研究國家重點實驗室完成。顯微測溫使用Linkam THMS 600冷熱臺,該冷熱臺理論上可達到的實驗溫度范圍為-196~+600 ℃, 分析精度: 實驗溫度≤31 ℃時,誤差± 0.2 ℃; 實驗溫度在31~300 ℃時, 誤差±1 ℃; 實驗溫度≥300 ℃時, 誤差±2 ℃。顯微測溫實驗, 選擇原生及假次生包裹體進行測試, 并對同一包裹體進行加熱和冷凍雙重測定; 升溫和降溫速率控制在10 ℃/min, 升溫過程中, 當接近相變溫度時, 升溫速率降低為1~5 ℃/min; 降溫過程中, 在相變點附近降溫速率控制為0.1~0.3 ℃/min。氣液成分分析使用Renishaw RM-2000型顯微激光拉曼儀。實驗條件: 室溫23 ℃, 激光光源為波長514 nm的氬離子激光器, 所測光譜的計數(shù)時間為30 s, 每1 cm-1(波數(shù))計數(shù)一次, 全部為1 000~4 000 cm-1全波段一次取峰。激光束斑直徑約為1 μm, 光譜分辨率2 cm-1[24]。

富液相和富氣相兩相流體包裹體的鹽度計算: 首先測定包裹體冷凍回溫后最后一塊冰融化的溫度(冰點), 再根據(jù)Bodnar的方程[25]計算而得, 鹽度(w(NaCleqv))換算所用的公式為

式中:Tm代表冰點溫度。

3 流體包裹體巖相學特征

康家灣鉛鋅礦床的礦石中流體包裹體數(shù)量較多, 但大多數(shù)體積較小(長軸一般小于25 μm), 成因類型以原生包裹體為主, 其次為次生包裹體, 后者多呈層狀或沿裂隙分布。礦石中的流體包裹體主要為氣液兩相水溶液包裹體[26], 根據(jù)包裹體室溫下物相種類和比例以及加熱到均一后的相態(tài), 可以分為a 、 b兩種類型。

a型: 氣相(V)+液相(L)富氣相兩相水溶液包裹體, 數(shù)量較少, 主要分布于成礦前期和成礦期Ⅱ-1階段, 形態(tài)以橢圓形、 紡錘形為主, 長軸一般為10~20 μm, 室溫下充填度(F, 包裹體中液相體積與包裹體總體積的比值,F越大, 氣泡越小)一般小于0.5(圖6a、 b), 加熱后液相消失, 最后均一到氣相。

圖6 康家灣鉛鋅礦床流體包裹體顯微照片(單偏光)Fig.6 Microphotos of fluid inclusions in minerals from Kangjiawan Pb-Zn deposit (plane polarized)

b型: L+V富液相兩相水溶液包裹體, 廣泛分布于流體演化的各個階段, 形狀主要為負晶形、 橢圓形或不規(guī)則形態(tài), 長軸一般為7~25 μm, 室溫下F一般大于0.6(圖6c~ f), 加熱后氣相消失, 均一為液相。

各成礦期次中流體包裹體的巖相學特征如下:

成礦前期: 主要為b型包裹體, 少量a型包裹體, 包裹體體積較小, 長軸約10 μm, 形態(tài)以橢圓形和紡錘形為主,F=0.3~0.7(圖6a)。

成礦期Ⅱ-1階段: 流體包裹體以b型為主, 個別為a型, 包裹體長軸12~20 μm, 形態(tài)主要為橢圓形或負晶形,F=0.4~0.8(圖6b、 c)。

成礦期Ⅱ-2階段: 此階段流體包裹體數(shù)量較多, 主要為b型, 未見a型包裹體, 包裹體體積較大, 長軸25 μm左右, 形態(tài)多為負晶形、 橢圓形或不規(guī)則形態(tài),F=0.6~0.9(圖6d、 e)。

成礦后期: b型流體包裹體為主, 包裹體長軸約20 μm, 形態(tài)規(guī)則, 以橢圓形為主, 氣泡非常小,F=0.7~0.95(圖6f)。

隨著成礦作用進行, 各階段流體包裹體從早到晚充填度逐漸增大, a型富氣相兩相水溶液包裹體逐漸減少。

4 溫度和成分分析結果

4.1 顯微測溫結果

本次顯微測溫對象全部為原生包裹體, 測試樣品67件, 累計342個包裹體, 均一溫度和冰點溫度的測試結果見表1。

表1 康家灣鉛鋅礦床流體包裹體顯微測溫結果Table 1 Microthermometric results of fluid inclusions from Kangjiawan Pb-Zn deposit

成礦前期:a型流體包裹體數(shù)量很少,均一溫度Th=372.4~385.7 ℃,均值379.1 ℃(圖7a),鹽度為1.4%~2.7%,均值2.1%(圖7b),說明富氣相流體包裹體是在高溫低鹽度的條件下被捕獲的。b型流體包裹體均一溫度為102.2~361.2 ℃,峰值為320~340 ℃,均值為305.9 ℃(圖7a);鹽度為3.1%~21.5%,峰值16%~18%,均值15.1%(圖7b)。

各能源子系統(tǒng)優(yōu)先級為:冰蓄冷融冰> 地源熱泵直供>冰蓄冷直供> 常規(guī)冷水主機。供冷的協(xié)調控制流程如圖3所示。

圖7 康家灣鉛鋅礦床流體包裹體均一溫度和鹽度直方圖Fig.7 Histograms of Th and salinity for fluid inclusions from Kangjiawan Pb-Zn deposita—d—均一溫度;e—h—鹽度

Ⅱ-1階段:a型流體包裹體僅測到一個,均一溫度為285.3 ℃,鹽度5.0%(圖7c、 d)。b型流體包裹體均一溫度為131.3~344.1 ℃,峰值260~280 ℃,均值256.9 ℃(圖7c);鹽度3.4%~18.6%,峰值12%~14%,均值12.5%(圖7d)。

Ⅱ-2階段:所測包裹體均為b型流體包裹體,均一溫度為95.0~389.2 ℃,峰值120~140 ℃,均值175.1 ℃(圖7e);鹽度0.2%~23.4%,峰值6%~8%,均值9%(圖7f)。

成礦后期:所測包裹體全部為b型流體包裹體,均一溫度為97.2~240.1 ℃(個別流體包裹體均一溫度大于200 ℃,可能受多期方解石脈相互疊加影響),峰值100~120 ℃,均值138.9 ℃(圖7g);鹽度0.2%~20.0%,峰值0~2%,均值6.7 %(圖7h)。

4.2 氣液成分分析結果

通過流體包裹體顯微觀察和測溫, 選擇流體包裹體體積較大、 充填度相對較低的樣品, 進行單個包裹體氣液成分顯微激光拉曼光譜分析(圖8)。除激光打穿寄主礦物石英而在1 200 cm-1左右出現(xiàn)峰值以外, 石英中的流體包裹體氣相、 液相均在3 010~3 710 cm-1間出現(xiàn)峰值(圖8a、 b); 閃鋅礦中流體包裹體的氣相、 液相均在3 050~3 725 cm-1間出現(xiàn)峰值(圖8a、 b); 它們對應成分均為H2O, 表明康家灣鉛鋅礦床成礦期兩個階段的包裹體氣相成分主要為H2O, 成礦流體主要為水鹽體系。

圖8 康家灣鉛鋅礦床流體包裹體激光拉曼光譜圖(陰影部分為峰值區(qū)間)Fig.8 Representative Raman spectra of the fluid inclusions from Kangjiawan Pb-Zn deposita、 b—石英包裹體的拉曼光譜; c、 d—閃鋅礦包裹體的拉曼光譜

5 討 論

5.1 成礦流體性質

根據(jù)顯微測溫所得均一溫度和鹽度, 通過以下經(jīng)驗公式[27]計算獲得流體密度

D=A+B×Th+C×Th2;

A=A0+A1×w+A2×w2;

B=B0+B1×w+B2×w2;

C=C0+C1×w+C2×w2。

A0=0.993 531,A1=8.721 47×10-3,

A2=2 143 975×10-5;

B0=7.116 52×10-5,B1=5.220 8×10-5,

B2=1.266 56×10-6;

C0=3.499 7×10-6,C1=2.121 24×10-7,

C2=-4.523 18×10-9。

式中:D為流體密度 (g/cm3);Th為均一溫度 (℃);w為鹽度 (w(NaCleqv)/%); 其余為無量綱參數(shù)。

計算得出康家灣鉛鋅礦床成礦前期流體平均密度為0.87 g/cm3; 成礦期Ⅱ-1階段流體平均密度為0.79 g/cm3; 成礦期Ⅱ-2階段流體平均密度為0.94 g/cm3; 成礦后期流體平均密度為0.96 g/cm3。隨著成礦物質的沉淀, 流體密度不降反升, 可能跟壓力的變化有關。

一般認為, 從均勻流體中捕獲的包裹體, 其均一溫度和均一壓力僅代表其形成溫度和壓力的下限。而從沸騰流體中捕獲的包裹體, 其均一溫度和均一壓力(最小值)即為形成時的溫度和壓力, 無需溫度和壓力校正??导覟炽U鋅礦床成礦流體屬于水鹽體系, 根據(jù)均一溫度-密度相圖[28], 成礦流體初始捕獲壓力約14 MPa。隨著流體演化和成礦作用的進行, 成礦壓力逐漸降低, 表明成礦作用在逐漸減壓的環(huán)境中進行(圖9)。

圖9 NaCl-H2O體系T-ρ相圖(底圖據(jù)文獻[28])Fig.9 T-ρ phase diagram of NaCl-H2O system

孫豐月等對斷裂帶內流體壓力和深度進行分段擬合[29], 發(fā)現(xiàn)斷裂帶流體壓力和深度之間并不是簡單的線性關系, 流體壓力小于40 MPa時, 深度為壓力與靜水壓力梯度(10 MPa/km)的比值, 即y=x/10,y為成礦深度(km),x為流體壓力(MPa)。計算獲得康家灣鉛鋅礦成礦流體起始深度約1.4 km, 屬于淺成環(huán)境。

5.2 流體演化機制

長期以來, 冷卻降溫作用一直被認為是成礦物質沉淀的主要原因[30-31]。但是近幾十年來的研究表明, 簡單的冷卻并不是礦物沉淀的最有效機制, 尤其是對于硫化物絡合物來說更是如此[32-34]。Spycher等進行的成礦流體熱力學計算模擬表明[35], 在多數(shù)情況下, 簡單冷卻一般只能導致黃鐵礦和石英的沉淀, 而不能造成黃銅礦、 閃鋅礦、 方鉛礦等礦物的沉淀, 因為單純的冷卻會導致某些酸的分解, 增加H+的濃度, 降低了pH值, 從而使金屬的某些絡合物在溶液中更趨于穩(wěn)定而不易沉淀成礦, 因此單純的冷卻可能并不是礦物質沉淀的最有效機制[36]。

成礦流體的沸騰作用和混合作用是成礦的兩種重要機制。通常情況下, 沸騰作用普遍發(fā)育富氣相兩相水溶液包裹體和含子晶三相水溶液包裹體[13-14, 34, 36-37], 廣泛發(fā)生于淺成熱液礦床、 斑巖銅鉬礦床及多金屬脈狀礦床中。混合作用是指當不同成分或不同性質的溶液混合后, 含礦熱液系統(tǒng)的狀態(tài)會發(fā)生改變, 破壞溶液的化學平衡, 促使某些化學反應的發(fā)生, 從而產(chǎn)生礦物的沉淀?;旌献饔脤嶋H上是一種廣義的水-巖反應, 由于是在流體與流體之間發(fā)生的, 因而反應速度明顯快于流體-固體之間的反應, 礦物質沉淀的效率也高得多。同時, 由于混合作用多為循環(huán)熱液體系, 影響范圍大、 持續(xù)時間長, 對于金屬的沉淀具有更大的意義, 目前正受到廣泛重視[37]。

一般認為, 在流體包裹體均一溫度-鹽度關系圖中, 沸騰作用特征是隨著均一溫度的降低, 鹽度增高; 而混合作用則表現(xiàn)為隨著均一溫度降低, 鹽度降低[38]。流體包裹體顯微測溫結果顯示, 康家灣鉛鋅礦成礦作用隨著時間推移, 成礦溫度和鹽度都逐漸降低: 成礦前期溫度峰值為320~340 ℃, 鹽度峰值為16%~18%; Ⅱ-1階段成礦溫度下降, 峰值為260~280 ℃, 由于前一階段幾乎沒有成礦物質沉淀, 因此本階段鹽度值降低幅度微弱, 峰值為12%~14%; Ⅱ-2階段成礦溫度進一步降低, 峰值為120~140 ℃, 由于前一階段發(fā)生明顯礦化, 本階段鹽度較Ⅱ-1階段明顯下降, 峰值為6%~8%; 成礦后期溫度峰值為100~120 ℃, 此時流體鹽度大幅度降低, 峰值為0~2%。在均一溫度-鹽度關系演化圖中(圖10), 康家灣鉛鋅礦床各階段流體包裹體均一溫度和鹽度主要呈正相關演化趨勢, 并且流體包裹體中未發(fā)現(xiàn)含子晶的三相水溶液包裹體, 富氣相兩相水溶液包裹體數(shù)量也非常少, 因此, 沸騰作用可能并不是康家灣鉛鋅礦床成礦流體演化的主要機制。

圖10 康家灣鉛鋅礦床流體包裹體均一溫度-鹽度關系演化圖Fig.10 Th vs. salinity of fluid inclusions from Kangjiawan Pb-Zn deposit

研究表明, 康家灣鉛鋅礦閃鋅礦(+石英+方解石)單礦物的Rb-Sr等時線年齡為154.6±2.1 Ma[39], 與礦區(qū)周邊的巖漿巖成巖時代相近, 如: 馬麗艷等[20]通過鋯石SHRIMP U-Pb年齡定年法, 獲取水口山礦田內4號花崗閃長巖體年齡為163±2 Ma; 甄世民等[21]運用鋯石LA-ICP-MS定年法, 獲取仙人巖二長巖鋯石U-Pb年齡為156.09±0.46 Ma; 左昌虎等[22]通過LA-ICP-MS鋯石U-Pb定年獲得水口山4號巖體成巖年齡為156.0±1.0 Ma; Zuo等[1]通過LA-ICP-MS鋯石U-Pb定年獲得水口山礦田內老盟山流紋英安巖成巖年齡為156.7±1.6 Ma; Yang等[2]通過SIMS鋯石U-Pb定年獲得水口山4號巖體年齡為158.3±1.2 Ma。上述資料表明, 康家灣鉛鋅礦所在的水口山礦田在155 Ma左右曾發(fā)生過強烈的巖漿活動, 成礦作用可能與周邊巖漿活動時空關系密切。

左昌虎等通過H-O、 C-O等同位素研究, 認為康家灣鉛鋅礦成礦流體早期主要為巖漿水, 后期混合了大氣降水[12]。結合本次研究結果, 排除簡單冷卻降溫和沸騰作用之后, 混合作用可能是康家灣鉛鋅礦成礦流體的主要演化機制, 流體來源主要為巖漿水, 后期混入部分大氣降水。流體的混合作用中, 多數(shù)情況下其中一種流體為大氣降水或地表水, 如Richards等[40]通過對加拿大安大略省蘇必利爾湖一帶與Keweenawan高原玄武巖有關的銅(銀)礦化的研究, 認為礦石沉淀的主要機制是熱的高鹽度溶液與較冷的大氣水-地下水的混合作用; Audétat等[41]認為澳大利亞新南威爾士Mole花崗巖巖體的礦化分帶與巖漿水-大氣降水不同比例的混合有關。

值得注意的是, 成礦早期以及成礦期Ⅱ-1階段石英脈中發(fā)現(xiàn)有富氣相兩相水溶液包裹體與富液相兩相水溶液包裹體共存, 富氣相包裹體與富液相包裹體均一溫度類似, 但鹽度差別較大(表1、 圖7、 圖10), 說明成礦作用早期可能存在局部的沸騰作用[42-43], 但這種沸騰作用并未能導致礦石硫化物的大量沉淀, 后期發(fā)生的混合作用才是康家灣鉛鋅礦床成礦過程中礦物沉淀的主要機制。

6 結 論

(1)康家灣鉛鋅礦成礦作用分為3個期次: ①成礦早期, 均一溫度峰值為320~340 ℃, 鹽度峰值為16%~18%。 ②成礦期, 包括兩個階段: Ⅱ-1階段, 均一溫度峰值為260~280 ℃, 鹽度峰值為12%~14%; Ⅱ-2階段, 均一溫度峰值為120~140 ℃, 鹽度峰值為6%~8%。 ③成礦后期, 均一溫度峰值為100~120 ℃, 鹽度峰值<2%。

(2)激光拉曼分析表明, 康家灣鉛鋅礦流體包裹體氣相成分主要為H2O, 成礦流體主要為水鹽體系。

(3)康家灣鉛鋅礦成礦深度約1.4 km, 隨著成礦作用的進行, 成礦壓力逐漸降低, 成礦作用在逐漸減壓的環(huán)境中進行?;旌献饔檬强导覟炽U鋅礦成礦流體的主要演化機制, 成礦流體早期主要為巖漿水, 后期混入大氣降水。

致謝: 審稿專家提出許多寶貴意見, 提高了本文質量, 謹此致以誠摯謝意!

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