赤城縣梁家溝鉛鋅銀多金屬礦床流體包裹體特征及其意義

李紫燁，劉曉雨，方學(xué)志，郝曉圓，宋 凱，孔 源

（1.石家莊經(jīng)濟(jì)學(xué)院研究生院，石家莊 050031；2.吉林省有色金屬地質(zhì)勘查局607隊(duì)，吉林 吉林市 132105）

0 引言

流體是熱液礦床形成過程中成礦物質(zhì)得以活化、遷移、富集的主要介質(zhì)。對(duì)流體包裹體進(jìn)行研究是獲取成礦流體信息最為直接和有效的手段［1－2］。河北張家口赤城縣梁家溝鉛鋅銀礦床的研究程度較低，對(duì)其成礦流體的來源、礦床類型目前還沒有統(tǒng)一的認(rèn)識(shí)。礦床多金屬礦體與斷裂構(gòu)造的關(guān)系較為密切［3］。本文通過對(duì)梁家溝銀硐山礦床礦石中石英的流體包裹體的測(cè)試分析，確定礦床成礦流體的性質(zhì)，為探討流體來源和礦床類型提供新的依據(jù)。

1 礦床地質(zhì)概況

梁家溝—火石溝鉛鋅銀多金屬成礦區(qū)位于赤城縣樣田鄉(xiāng)。礦區(qū)產(chǎn)出的構(gòu)造位置為內(nèi)蒙地軸與燕山臺(tái)褶帶過渡部位的燕山臺(tái)褶帶北緣，尚義—赤城深大斷裂以南5km處；多金屬礦體賦存于薊縣系霧迷山組白云巖中，主要呈層狀、似層狀產(chǎn)出［2－3］；礦區(qū)分為梁家溝銀硐山、紅銅硐、小堡子火石溝3個(gè)礦段。

梁家溝銀硐山鉛鋅銀多金屬礦床由4個(gè)礦體組成，礦體的走向300°，傾向NE，傾角隨地勢(shì)變化，較高處，傾角較緩，一般在30°～40°，隨著海拔降低，礦體產(chǎn)狀明顯變陡，部分地段產(chǎn)狀接近直立。

通過分析不同中段礦石礦物組成，礦體的垂向分帶現(xiàn)象明顯（圖1）。區(qū)域構(gòu)造以斷裂為主，規(guī)模較大的斷裂呈NWW向（尚義—赤城斷裂）及SN向，其次為NW向斷裂。SN向?yàn)檎龜鄬?，其余均為逆斷層。區(qū)域內(nèi)青白口系下馬嶺組頁巖由于受斷裂影響，地層產(chǎn)狀局部較為零亂，常出現(xiàn)緊密褶皺；不同方向的斷裂在礦區(qū)附近集中，構(gòu)成有利的成礦部位。梁家溝各礦段的多金屬礦（化）體均與構(gòu)造有密切的聯(lián)系。

2 礦石特征及圍巖蝕變

圖1 梁家溝鉛鋅銀礦床在垂向上分帶示意圖Fig.1 Diagram showing vertical zoning of Liangjiagou Pb－Zn－Ag deposit

圖2 赤城縣梁家溝巖（礦）石鏡下特征Fig.2 Microscopical characteristics of rocks（ores）of Liangjiagou deposit

礦石中的金屬礦物主要有方鉛礦、閃鋅礦、黃鐵礦等，脈石礦物以石英、方解石為主。金屬礦物膠結(jié)碎裂的白云巖角礫；礦石結(jié)構(gòu)以浸染狀為主，塊狀構(gòu)造。大部分礦石已氧化，常見銅藍(lán)、孔雀石、褐鐵礦等氧化礦物（圖2b）；礦區(qū)深部見原生礦石，由于礦區(qū)勘探深度較淺，探明儲(chǔ)量中的原生礦石數(shù)量較少。鏡下可見石英和部分金屬礦物呈脈狀分布（圖2），顯示出礦石的后生特征。

近礦圍巖蝕變主要為硅化，其次為碳酸鹽化、土化等；總體上圍巖蝕變較弱，多為低溫?zé)嵋何g變。

3 流體包裹體分析

3.1 基本特征

鉛鋅礦石樣品（2－L3A，2－L3，2－L4，2－L8A，2－L8B）采自梁家溝礦帶內(nèi)，對(duì)礦石中石英礦物流體包裹體進(jìn)行均一溫度和鹽度的測(cè)試，試驗(yàn)在中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）實(shí)驗(yàn)室完成，所有樣品的鹽度均由冰點(diǎn)溫度計(jì)算獲得。

選擇有代表性的樣品制備了11件包裹體片。經(jīng)鏡下觀察和鑒定，大部分樣品中流體包裹體較發(fā)育，少數(shù)樣品中流體包裹體不發(fā)育，沒有可供測(cè)定的包裹體，包裹體類型較為單一，絕大部分為氣液相包裹體，未見含L－CO2多相包裹體和含子礦物包裹體［3，10］。

樣品中的包裹體個(gè)體一般為3～8μm；包裹體的形態(tài)多為不規(guī)則狀、短柱狀和針狀（圖3）。據(jù)鏡下觀察判斷，以原生包裹體為主要類型，在石英晶體中呈孤立狀；相比例為5%～15%，充填度較高（＞85%）。鏡下研究的主要為石英中個(gè)體較大的包裹體。

3.2 均一溫度和鹽度

圖3 梁家溝鉛鋅銀礦床石英中流體包裹體顯微照片F(xiàn)ig.3 Photomicrographs of fluid inclusions in quartz from Liangjiagou Pb－Zn－Ag deposit

圖4 梁家溝鉛鋅銀礦床中流體包裹體均一溫度直方圖和鹽度直方圖

液體包裹體的均一溫度是指加熱時(shí)其各組成相均一化為單一相時(shí)的溫度，這一溫度通常被當(dāng)作成礦流體被捕獲時(shí)的溫度，即礦物生成的溫度值［2，5－6］。對(duì)5個(gè)樣品石英中50多個(gè)包裹體進(jìn)行均一溫度測(cè)試，樣品2－L3A和2－L8A中由于包裹體較小，未找到可供測(cè)量的包裹體；圖4顯示，2－L3B中氣液包裹體的均一溫度為66.7～204.5℃，最佳均一溫度為80.0～100.0℃，鹽度w（NaCl）＝0.662%～11.821%，最 佳 鹽 度 w（NaCl）＝0.166% ～2.000%。2－L8B中氣液包裹體的均一溫度為84.1～187.2℃，包裹體形成2個(gè)不同的溫度群，其中一個(gè)溫度群的均一溫度為84.1～124.7℃，最佳均一溫度為100.0～120.0℃，最佳鹽度w（NaCl）＝1.000%～2.000%；另一個(gè)溫度群的均一溫度為120.5～187.2℃，最佳均一溫度為140.0～160.0℃，最佳鹽度 w（NaCl）＝3.000%～4.000%。樣品2－L4由于包裹體較小，僅找到2個(gè)可供測(cè)定的包裹體，只能給出均一溫度值范圍和鹽度值范圍，其均一溫度為75.2～116.3℃，鹽度w（NaCl）＝0.331%～1.979%。

包裹體的均一溫度差比較大，表明包裹體在石英結(jié)晶過程中的時(shí)間有先有后。礦床中的包裹體均一溫度為80.0～160.0℃，間接表明礦床在此溫度區(qū)間形成，應(yīng)屬低溫?zé)嵋旱V床［7］。本礦床的這個(gè)特征，與密西西比河谷型（MVT）鉛鋅礦床的特征具有一致性。

3.3 流體包裹體成分

流體包裹體成分的測(cè)試由中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）激光拉曼實(shí)驗(yàn)室完成，測(cè)試結(jié)果見表1。

從表1可見，梁家溝鉛鋅銀多金屬礦床鉛鋅礦石石英中的流體包裹體主要類型為：①Ⅰ型包裹體：主要是氣液包裹體，氣相成分為CO2，液相成分為烴；②Ⅱ型包裹體：主要是富液相包裹體，液相成分為H2O和烴，Ⅱ型包裹體分為Ⅱa型富含H2O的液體包裹體和Ⅱb型富含烴的液體包裹體；③Ⅲ型包裹體，主要是氣體包裹體，氣相成分主要為CO2。本礦床成礦流體的液相成分中，H2O和烴的含量占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)；流體中不僅有較多的CO2，而且烴的含量也比較高。

表1 流體包裹體拉曼光譜測(cè)試結(jié)果Table 1 Laser Raman spectrometric data of the fluid inclusion

圖5 梁家溝鉛鋅銀礦床脈石礦物中流體包裹體激光拉曼光譜Fig.5 Laser Raman spectra of fluid inclusions in gangue minerals fromLiangjiagou Pb－Zn－Ag deposit

含烴類包裹體多為不規(guī)則狀（圖3），該包裹體近似三角形，包裹體內(nèi)存在2個(gè)相態(tài)，即黑色的氣相和無色的水溶液相，拉曼光譜分析顯示該包裹體具有非常明顯的有機(jī)物特征峰，證明包裹體內(nèi)有烴類物質(zhì)，有機(jī)物成分比較復(fù)雜。根據(jù)朱自瑩（1998）的研究可知，在1 331.62cm－1和1 606.22cm－1處應(yīng)為C—C鍵的振動(dòng)拉曼峰（圖5a，圖5b），峰位移為1 606～1 346cm－1和1 606～1 342cm－1，均處于烴類的特征峰位移內(nèi)，烴的發(fā)現(xiàn)為判斷礦床類型以及成因起到了重要作用［8］。

4 結(jié)論

通過對(duì)梁家溝鉛鋅銀礦床脈石礦物石英中流體包裹體研究，礦床中包裹體類型絕大多數(shù)為氣液包裹體，氣相、液相包裹體含量較少。石英中包裹體的氣相成分以CO2為主，液相成分以H2O和有機(jī)烴類液體為主。礦床的成礦流體為低溫（80.0～160.0℃），溫度范圍變化較大，出現(xiàn)不同的溫度群，說明了包裹體很可能是在流體成礦過程中的不同階段形成；流體的鹽度較低，w（NaCl）＝2%～12%，表明成礦流體為低溫低鹽度熱液。結(jié)合礦床的其他地質(zhì)－地球化學(xué)特征，證明成礦物質(zhì)并非來自于圍巖白云巖。同時(shí)對(duì)梁家溝多金屬礦的同位素定年研究顯示，礦床的成礦年齡為126～131.3Ma，平均128.65Ma，與圍巖的時(shí)代相差甚遠(yuǎn)，由此也佐證了梁家溝多金屬礦床為后生礦床（此成果另文發(fā)表）［9－10］。流體包裹體中烴類有機(jī)物的發(fā)現(xiàn)也為礦床類型的厘定起到了重要作用，初步推斷該礦床屬于密西西比河谷型（MVT）礦床［11－12］。

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