廣西珊瑚鎢錫礦床流體包裹體研究

喻靜雯 方 科 陳雪源 楊明德 劉運(yùn)鍔 曾南石 陳 探

(1.桂林理工大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院；2.中國有色桂林礦產(chǎn)地質(zhì)研究院)

廣西珊瑚鎢錫礦床流體包裹體研究

喻靜雯1方 科2陳雪源1楊明德2劉運(yùn)鍔2曾南石1陳 探1

(1.桂林理工大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院；2.中國有色桂林礦產(chǎn)地質(zhì)研究院)

長營嶺鎢錫石英脈為廣西珊瑚鎢錫礦區(qū)最具工業(yè)意義的礦化類型。在詳細(xì)的巖相學(xué)觀察的基礎(chǔ)上，對代表性含礦石英脈中石英的流體包裹體進(jìn)行了系統(tǒng)顯微測溫和激光拉曼光譜分析，結(jié)果表明：①石英中的流體包裹體主要為富液體包裹體，少量純液體包裹體以及極少量的含CO2三相包裹體；②主成礦階段均一溫度主要集中于230～250 ℃溫區(qū)，且由礦段中部展示出均一溫度呈SW—NE向逐漸降低的變化趨勢；③冰點(diǎn)溫度為-3.7～-5.1 ℃，鹽度為6%～7%；④流體組分主要為H2O，含少量CO2和CH4等，說明珊瑚礦區(qū)成礦流體背景為較封閉的低CO2、低鹽度的中溫?zé)嵋后w系，成礦流體由礦區(qū)中部向NE方向運(yùn)移。上述研究成果對于進(jìn)一步研究區(qū)內(nèi)成礦規(guī)律具有一定的參考價(jià)值。

脈狀鎢礦床 流體包裹體 激光拉曼光譜分析 均一溫度 鹽度 冰點(diǎn)溫度 成礦規(guī)律

廣西珊瑚鎢錫礦床是南嶺地區(qū)鎢錫成礦帶內(nèi)的典型脈狀鎢錫礦床之一。自20世紀(jì)80年代以來，眾多學(xué)者對該礦床開展了一系列有關(guān)成礦地質(zhì)特征[1-3]、地球化學(xué)特征[4-6]、成礦模式[7-10]、礦床成因[11]和礦產(chǎn)資源預(yù)測[12-16]工作，并較好地掌握了該礦區(qū)主要控礦規(guī)律。近年來，該礦區(qū)深部及外圍的找礦研究取得了較大突破，但對礦床成礦流體的研究則相對薄弱。為此，在詳細(xì)的巖相學(xué)觀察的基礎(chǔ)上，對珊瑚鎢礦主礦區(qū)-5～175 m中段15#，33#等主要含礦石英脈沿水平與垂深方向進(jìn)行了系統(tǒng)采樣，通過對樣品中石英的流體包裹體進(jìn)行詳細(xì)測溫和激光拉曼光譜分析，獲取了一些有用的成礦信息，為深入研究區(qū)內(nèi)成礦規(guī)律提供參考。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

珊瑚鎢錫礦床地處廣西鐘山縣，位于著名的平桂鎢錫多金屬礦成礦區(qū)帶內(nèi)，大地構(gòu)造位置為桂東坳陷的中部，南嶺EW向構(gòu)造帶、湘南SN向構(gòu)造帶和桂東NE—NNE構(gòu)造帶的交匯部位。區(qū)內(nèi)主要出露地層為泥盆系和石炭系，泥盆系不整合于寒武系之上，其下部以碎屑巖為主，上部為碳酸鹽巖；石炭系以碳酸鹽巖為主。區(qū)域性大斷裂以EW，NW向?yàn)橹?，NNE，SN向斷裂相對較小，但具有重要的控礦意義，珊瑚礦床礦化富集明顯受NNE向斷裂帶控制。區(qū)域巖漿活動(dòng)相對頻繁，分布廣泛，分屬加里東期、印支期以及燕山期。巖性主要為加里東期花崗閃長巖、石英閃長巖，印支期石英閃長巖和燕山期花崗巖、花崗斑巖。區(qū)內(nèi)燕山期花崗巖與成礦關(guān)系密切，但礦區(qū)尚未發(fā)現(xiàn)與礦化直接相關(guān)的巖體。區(qū)域礦產(chǎn)十分豐富，在平桂鎢錫多金屬礦成礦區(qū)帶內(nèi)，具工業(yè)開采利用價(jià)值的金屬礦主要有鎢、錫、鐵、銻、銀、金、稀土等。礦床類型較多，有石英脈型、硫化物型、矽卡巖型、云英巖型、偉晶巖型、砂礦和風(fēng)化殼型等，以石英脈型、硫化物型及矽卡巖型為主。

2 礦床地質(zhì)特征

區(qū)內(nèi)賦礦地層主要為下泥盆統(tǒng)碎屑巖系。礦區(qū)褶皺和斷裂發(fā)育，規(guī)模較大的褶皺構(gòu)造有葫蘆嶺短軸背斜和旗嶺背斜，斷裂構(gòu)造按走向大體可分為NNE，NW，EW，SN等4組，其中以NNE向斷裂為主，次為NW向斷裂，2組構(gòu)造呈交叉發(fā)育，構(gòu)成菱形格狀構(gòu)造體系。區(qū)內(nèi)主要分布有長營嶺鎢錫石英脈型、杉木沖—龍門沖鎢銻螢石石英脈型、八步嶺—旗嶺含鎢石英角礫脈型以及鹽田嶺似層狀錫多金屬硫化物型等4類礦床，其中長營嶺鎢錫石英脈型為最主要的礦床類型。長營嶺鎢錫石英脈型礦床由NNE向的F1，F(xiàn)5斷層和NW向的F8，F(xiàn)22，F(xiàn)17，F(xiàn)27等斷層交叉形成的格狀斷裂系統(tǒng)控制，主要礦脈充填于NNE向斷裂中。礦區(qū)中主要的礦石礦物有黑鎢礦、錫石、白鎢礦、黃銅礦、閃鋅礦、毒砂、黃鐵礦等；脈石礦物有石英、方解石、白云石、白云母、螢石、磷灰石、菱錳礦、雌黃鐵礦、方鉛礦等。礦石主要構(gòu)造有塊狀構(gòu)造、對稱條帶構(gòu)造、角礫狀構(gòu)造、脈狀構(gòu)造、浸染狀構(gòu)造、晶洞構(gòu)造、梳狀構(gòu)造等。礦石主要結(jié)構(gòu)有交替溶蝕結(jié)構(gòu)、自形晶結(jié)構(gòu)、他形晶結(jié)構(gòu)、壓碎結(jié)構(gòu)等。礦區(qū)內(nèi)巖石蝕變強(qiáng)烈，主要有硅化、螢石化、黃玉化、絹云母化、電氣石化和碳酸鹽化及綠泥石化，其中與鎢錫石英脈形成關(guān)系最密切的蝕變是白云母-絹云母化、螢石化、電氣石化和硅化。根據(jù)礦物脈狀間的相互穿插構(gòu)造、角礫狀構(gòu)造和殘余構(gòu)造，結(jié)合成礦期間構(gòu)造活動(dòng)，可大致將珊瑚鎢錫礦床劃分為早期的錫石-螢石-黃玉階段、中期的黑鎢礦-錫石-硫化物-石英階段和晚期的碳酸鹽-白鎢礦階段等3個(gè)成礦階段。

3 流體包裹體研究

3.1 樣品分布及測試條件

為深入了解成礦流體性質(zhì)及其運(yùn)移方向，本研究主要針對石英脈型鎢錫礦床，在長營嶺礦區(qū)對15#，33#等主礦脈沿走向和垂深不同標(biāo)高(175～-5 m)進(jìn)行了系統(tǒng)采樣和室內(nèi)鏡下巖相學(xué)研究。礦石樣品中礦物組合均以石英和黑鎢礦為主，含少量的錫石、白云母、螢石和硫化物。測溫樣品分別被磨制成厚0.1～0.3 mm雙面拋光的晶片，在此基礎(chǔ)上對石英中流體包裹體進(jìn)行詳細(xì)觀察及顯微測溫，并選擇有代表性的包裹體進(jìn)行激光拉曼光譜分析。

3.2 流體包裹體巖相學(xué)特征

珊瑚鎢礦主成礦階段含礦石英脈中石英的流體包裹體非常豐富，該類包裹體可大致分為純液體包裹體、氣液包裹體及含液體CO2包裹體。結(jié)合冷凍回溫過程相態(tài)的變化，又可劃分為Ⅰ型包裹體和Ⅱ型包裹體。區(qū)內(nèi)包裹體類型見圖1。

3.2.1 Ⅰ型包裹體

Ⅰ型包裹體為NaCl-H2O體系，以兩相包裹體(Ⅰa型)或單相包裹體(Ⅰb型)的形式產(chǎn)出。大小為5～110 μm，是含礦石英脈的石英中數(shù)量最多的流體包裹體，占包裹體總數(shù)的95%以上。

(1)Ⅰa型包裹體。礦區(qū)內(nèi)兩相包裹體皆為富液相氣液兩相包裹體，未見富氣相包裹體。該類型包裹體由鹽水溶液及其蒸氣組成，變化較大，一般為10～30 μm，部分<10 μm，個(gè)別最大的長徑可達(dá)110 μm，形態(tài)一般為負(fù)晶形，呈孤立狀(圖1(a)、圖1(b))隨機(jī)分布于礦物內(nèi)或呈群狀 (圖1(c))、帶狀、線狀(圖1(d))分布于礦物的生長環(huán)帶內(nèi)。包裹體的氣液百分比主要為10%～20%，少數(shù)約40%。氣泡一般無色，但有因光線折射及包裹體厚薄不均略帶棕褐色色調(diào)，氣泡和溶液之間界限明顯。Ⅰa型包裹體在礦區(qū)極為常見。

圖1 包裹體類型

(2)Ⅰb型包裹體。區(qū)內(nèi)以純液相的形式產(chǎn)出(純液體包裹體)，該類包裹體數(shù)量不多，在室溫下以純液相產(chǎn)出，大小一般為5 μm，形態(tài)多為長條形、渾圓形及不規(guī)則形等。

3.2.2 Ⅱ型包裹體

Ⅱ型包裹體為液態(tài)CO2三相CO2-H2O-NaCl型包裹體(圖1(e))，根據(jù)室溫(20℃)條件下的相態(tài)特征，判斷其由水溶液、液相CO2和氣相CO2構(gòu)成。大小變化較大，較小的為10～15 μm，較大的為100 ～147 μm，液相CO2相體積大約占包裹體總體積的6% ～16%，形態(tài)呈近似六邊形、橢圓形，呈孤立狀產(chǎn)出，為原生包裹體。樣品中該類型包裹體數(shù)量較少，與I類包裹體相伴生。

3.3 流體包裹體顯微測溫

測試的15件樣品全部來自于4個(gè)中段(分別是175，75，35，-5 m標(biāo)高的中段)不同穿脈位置的15#，33#等主成礦階段含礦石英脈中石英的Ⅰa型原生流體包裹體(由于Ⅱ型包裹體的數(shù)量太少，并未計(jì)算入內(nèi))，其中標(biāo)高125 m的中段所采的樣品中由于流體包裹體數(shù)量較少，且絕大多數(shù)為次生包裹體，因而數(shù)據(jù)缺失，相關(guān)測試結(jié)果見圖2。由圖2可知，原生包裹體的均一溫度主要集中于230～250 ℃內(nèi)溫區(qū)，部分包裹體的均一溫度在180～200 ℃范圍形成一個(gè)小的峰值。據(jù)此可認(rèn)為，該成礦流體屬中溫流體體系，礦脈形成具有多期次脈動(dòng)的成礦特征。

本研究的重點(diǎn)是Ⅰa型包裹體，其鹽度是利用冰點(diǎn)溫度根據(jù)Hall[17]提供的方程計(jì)算得到的。利用測試得到的均一溫度和計(jì)算得到的鹽度作出溫度-鹽度雙變量圖，由該圖可知，成礦流體包裹體的鹽度總體小于8%，其中主要(約占總量的60%)為6%～7%，以低鹽度流體包裹體為主。

3.4 流體包裹體的激光拉曼探針測定

選取主成礦階段含礦石英脈石英中的Ⅰa型和Ⅱ型原生流體包裹體進(jìn)行了激光拉曼探針分析，結(jié)果見圖3。由圖3可知：Ⅰa型兩相包裹體的液相成分以H2O為主(圖3(a))，氣相成分顯示除H2O外，具較強(qiáng)的CO2和CH4成分特征峰值(圖3(b))；Ⅱ型三相包裹體的液相成分較為復(fù)雜，以H2O為主(圖3(c))，含CO2液相和CO2氣相及微量CH4(圖3(d)、圖3(e))。

4 討 論

珊瑚鎢礦主成礦階段含礦石英脈石英中的流體包裹體由絕大多數(shù)的富液相兩相水溶液包裹體、少量的純液體包裹體和含CO2三相水溶液包裹體組成。激光拉曼探針分析結(jié)果表明，包裹體的氣相組分主要為H2O，含少量的CO2、CH4和N2等，由此說明成礦流體含少量的CO2、CH4和N2等。

測試樣品的原生包裹體溫度變化主要集中于230～250 ℃溫區(qū)，少量出現(xiàn)在<200 ℃的范圍中，成礦作用具多期脈動(dòng)特征，流體包裹體含鹽度為6%～7%。從成礦早期到晚期，沿礦脈走向及不同深度所測定的流體包裹體的鹽度未顯著變化，成礦流體的演化趨勢總體表現(xiàn)為單純冷卻。因此，珊瑚礦區(qū)成礦流體背景為較封閉的低CO2、低鹽度的中溫?zé)嵋后w系，也反應(yīng)出其成礦環(huán)境較為穩(wěn)定。

由長營嶺礦區(qū)12#，15#礦脈所采樣品的均一溫度可知，成礦流體的均一溫度呈由礦區(qū)SW段深部向NE向淺部逐漸降低的變化趨勢，表明成礦流體的運(yùn)移方向應(yīng)為由SW向NE方向運(yùn)移，這與礦床西南段深部揭露有大脈的認(rèn)識(shí)相一致。

因降溫過程中，流體鹽度幾乎未發(fā)生改變，成礦流體的演變趨勢為單純冷卻，即說明這是一個(gè)未受外來水加入干擾的熱水體系。黑鎢礦-錫石-硫化物石英脈階段的成礦流體是巖漿熱液，并未有大氣降水的混入，但在成礦晚期的碳酸鹽階段有少量大氣降水的混入。

圖2 珊瑚鎢礦床長營嶺礦區(qū)流體包裹體均一溫度直方圖

圖3 礦區(qū)流體包裹體激光拉曼光譜分析結(jié)果

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Study on the Fluid Inclusions of the Shanhu Tungsten-Tin Deposit in Guangxi

Yu Jingwen1Fang Ke2Chen Xueyuan1Yang Mingde2Liu Yune2Zeng Nanshi1Chen Tan1

(1.College of Earth Sciences,Guilin University of Technology;2.China Nonferrous Metals(Guilin)Geology and Mining Co.,Ltd.)

The Shanhu mine is the important mineralization type with industrial significance in Guangxi province.Based on detailed petrographic observation,the fluid inclusions of the representative quartz veins containing ores are conducted microscopic test and laser raman spectroscopy analysis.The research results show that:①the rich fluid inclusions,a small amount of pure liquid inclusions and very small amount of three-phase inclusions containing CO2are the main types of the fluid inclusions in quartz;②the uniform temperature of the main metallogenic stage is fasten on the region with the temperature of 230～250 ℃,the uniform temperature with the trend of reducing gradually in the direction of SW—NE,which is displayed by the middle of ore block in mining area;③the freezing point temperature is from -3.7 ℃ to -5.1 ℃,the salinity is from 6% to 7%;④H2O is the main component of the fluid inclusions compositions,a small amount of CO2and CH4are also contained in the fluid inclusions compositions,therefore,it indicated that the closed middle-warm fluid system with low contents of CO2and salinity is the ore-forming fluid background in Shanhu mining area,the ore-forming fluid is migrated from the central area of the mining area to the NE direction.The above research results can provide some reference for studying the metallogenic regularity in the mining area.

Tungsten deposit with vein-type, Fluid inclusions, Laser raman spectroscopy analysis, Uniform temperature, Salinity, Freezing point temperature, Metallogenic regularity

2015-03-23)

喻靜雯(1990—)，女，碩士研究生,541004 廣西壯族自治區(qū)桂林市雁山區(qū)雁山街319號(hào)。