成矿流体的地球化学特征

流体是热液矿床形成的必要条件,是成矿物质的主要载体,流体包裹体作为保存下来的成矿流体,是矿床研究的重要对象。流体包裹体的研究可以揭示成矿流体的温度、压力、盐度、成分和来源等重要信息,从而了解成矿过程中的物质迁移过程和物理化学条件的变化,探索矿床的成因、成矿物质来源和成矿演化。在前人研究成果和本项目组工作的基础上,本次研究工作主要是采集不同中段、不同矿脉的样品,研磨流体包裹体薄片,进行显微观察和温度、成分测定,了解矿体深部流体特征,揭示金矿床形成过程中的生成、迁移、成矿物质卸载和矿石富集机制。

一、样品采集、制备和测试的技术方法

在详细的野外地质工作的基础上,本研究分别采集了脉冲15、15-3、15-4、15-7、15-9、16。在所有的研究工作中,研磨了28片两面抛光的内含物片。在显微镜下仔细观察,共有14片可用于显微测温。其中金厂沟梁矿区有8条含金石英脉,二道沟金矿区有1 2号脉,17-20号脉旁有2条早期钼矿化应时脉,对安沟有2条铜钼矿化应时细脉。

包裹体薄片的制备在河北省廊坊市科达岩石选矿技术服务有限公司完成。包裹体切片的观察、照相和显微测温工作在中国地质科学院矿产资源研究所流体包裹体实验室完成。实验由工程师陈伟士完成,使用的仪器是英国Linkam公司生产的THMSG600冷热台。具体测试流程请参考第三章的相关内容。

二、流体包裹体的岩相学特征

微观上发现流体包裹体具有数量多、个体小、形状不规则的特点,且分布很不均匀。它们或者定向排列,或者分布在沿着应时矿脉生长和愈合的裂缝中的孤立区域。包裹体一般较小,其长轴大多集中在5 ~ 15微米之间,少数达到59微米;包裹体的形状一般为椭圆形、多边形、米形、纺锤形、不规则形或负晶体。常温下包裹体主要为气液包裹体,气液体积比为10% ~ 35%。纯液态和纯气态包裹体很少见,偶见含NaCl亚晶的三相包裹体。根据包裹体的相态特征,原生包裹体可分为气液两相包裹体(ⅰ型)和含子三相包裹体(ⅱ型)。

气液两相包裹体(ⅰ类)在所有测试样品中较为发育和普遍,由气相(VH2O)和液相(LH2O)组成,气液比7% ~ 45%,大部分为10% ~ 25%,部分样品可达50%。可以看出,不同气液比的两相夹杂物共存于一个视野中(图4-1在加热过程中,所有这些夹杂物均质为液相。

含子体多相包裹体(ⅱ类)数量较少,主要见于矿区南部对安沟铜钼矿的应时包裹体中,在可视范围内与气液两相包裹体共存,包裹体大小为5 ~ 10 μm,部分可达20μm左右..其中气液包裹体的气液比为65,438+00% ~ 65,438+05%,含亚晶包裹体中的中子矿物体积占包裹体体积的65,438+00% ~ 65,438+05%,形状为长形、米粒状、不规则、纺锤形。少数包裹体在冷却后升温过程中出现子矿物(图4-18)。

图4-18金厂沟梁金矿床应时流体包裹体显微照片。

三、微观测温结果

金厂沟梁14个样品在210个测点进行测试,共测得218个均相温度值和10个亚晶熔化温度值,范围为190 ~ 424℃(表4-10),夹杂物普遍达到液相。

表4-10金厂沟梁金矿床应时流体包裹体显微测温结果

测试单位:中国地质科学院矿产资源研究所。

金厂沟梁含金石英脉中流体包裹体均一温度为190 ~ 380℃,平均为293.8℃,主要集中在240 ~ 340℃之间(附图4-19),盐度范围为0.18% ~ 8.81%。从盐度直方图(图4-20)可以看出,主要集中在0 ~ 0.5% NaCl当量、3 ~ 3.5% NaCl当量和4 ~ 5% NaCl当量三个区间,密度为0.58 ~ 0.90 g/cm3,主要集中在0.65 ~ 0.85 g/cm3,平均值为0.75g/cm3。其中二道沟金矿测得10个测点中的1个。均匀温度在254 ~ 303℃之间,平均为272.8℃,盐度范围为1.74% ~ 5.56% NaCl eq,平均盐度为3.93%NaCleq(表4-10)。

早期钼矿化应时矿脉中应时包裹体的均一温度范围为365,438+05 ~ 393℃,平均为356℃,在均一温度直方图上分布在230 ~ 365,438+00℃和350 ~ 390℃两个范围内(图4-65,438+09),盐度范围为65,438+0.74。从直方图可以看出,主要集中在6% ~ 8% NaCl EQ和12% ~ 14% NaCl EQ两个范围(图4-20),密度为0.56 ~ 0.82g/cm3,主要集中在0.57 ~ 0.71g/cm3范围,平均值为0.66g..

图4-19金厂沟梁金矿床流体包裹体均一温度直方图

图4-20金厂沟梁金矿床流体包裹体盐度直方图

对安沟铜钼矿754中段含矿石英脉中应时包裹体的均一温度范围为194 ~ 424℃,平均为315℃。在均匀温度直方图上,温度集中在330 ~ 370℃范围内(图4-19),盐度为5.41% ~ 38.66。在直方图上,主要集中在9% ~ 17% NaCl当量、21% ~ 25% NaCl当量和29% ~ 33% NaCl当量三个区间(图4-20)。可见铜钼矿应时脉流体盐度很高,密度分散,其中气液两相包裹体密度为0.76 ~ 65433。主要集中在0.85 ~ 0.93g/cm3范围内,含子体矿物包裹体,少数点落在盐饱和线外,密度集中在1.08 ~ 1.24g/cm3范围内(图4-21),平均值为0.88 g/cm3。

四。流体压力估计

本次根据邵杰连(1988)提出的经验公式计算捕获压力及成矿深度,得出金厂沟梁金矿床成矿压力为(169.81 ~ 986.07)×105 Pa,平均值为705×105 Pa,换算成相应压力。二道沟金矿床成矿压力为(629.86 ~ 779.92) × 105 Pa,平均为710×105Pa,换算成相应深度。静水深6.30 ~ 2.63km;,平均7.10 km,静态岩石深度2.30。钼矿化应时脉的成矿压力为(865.99 ~ 1027.85)×105 Pa,平均为943×105 Pa,换算成相应深度。静水深8.66 ~ 10.28 km,平均9.43km,静岩深3。对安沟铜钼矿床成矿压力为(162.79 ~ 1189.42)×105 Pa,平均为628×105 Pa,换算成相应深度,静水深度为1.63 ~ 65438。

孙丽娜等(1992)计算出成矿流体压力为55 ~ 109.95 MPa,平均为78.6 MPa。使用NaCl-H2O体系,根据密度-温度-压力关系图得到的近似压力为80 MPa,本次计算的平均压力为70.5 MPa,基本接近。

总之,金厂沟梁含金石英脉应时流体包裹体均一温度范围为190℃ ~ 380℃,平均为293.8℃,盐度范围为0.18% ~ 8.81% NaCl当量,浓度为0 ~ 0.5%。氯化钠当量平均值为3.79%,密度为0.58 ~ 0.90克/立方厘米,集中在0.65 ~ 0.85克/立方厘米之间,平均值为0.75克/立方厘米。成矿压力为(169.5438+0 ~ 986.07)×105 Pa,平均。静水深度1.70 ~ 9.86 km,平均7.05 km,静岩深度0.63~3.65 km,平均2.61 km。

动词 (verb的缩写)流体成分

(1)流体包裹体的激光拉曼测试

包裹体切片的激光拉曼测量在中国地质科学院矿产资源研究所流体包裹体实验室完成。首先利用光学显微镜观察流体包裹体的岩相学特征,划分包裹体的类型和共生组合,圈定包裹体的大面积和密集区,进行显微激光拉曼测试。流体包裹体的激光拉曼测量是作者在徐文怡研究员的协助下完成的。使用的仪器是英国Reinshaw公司生产的System-2000共焦激光拉曼光谱仪。相关工作参数为:光源为Ar+激光器,波长为514.5 nm,激光功率为20 mW,光谱分辨率为1 ~ 2 cm-1。

结果表明,除应时特征峰外,包裹体液相和气相中主要成分为H2O,未检测到其他挥发物(图4-22),这可能是由于检测中使用的激光功率较低造成的。

(2)包含组分析

包裹体群的成分分析在中国地质科学院矿产资源研究所包裹体室完成。气体成分分析由日本岛津公司的GC2010和澳大利亚SGE公司的热爆炸炉完成。液体组成由日本岛津公司的HIC-6A离子色谱仪完成,试验由实验室助理研究员杨丹完成。测试流程见第3章。

图4-21金厂沟梁金矿床流体包裹体均一温度-盐度-密度图

图4-22金厂沟梁金矿床流体包裹体拉曼光谱分析

金厂沟梁金矿床应时流体包裹体的气相和液相成分见表4-11、表4-12和表4-13。从表4-11和表4-12可以看出,H2O (71.27% ~ 92.72摩尔%)和C2H2 (4.30% ~ 13.86摩尔%)是包裹体的主要气体成分,其次是。其中,H2O的含量在气相中占绝对优势,H2O+CO2的含量大于80 mol%%。CO2/CH4的特征值为86.71 ~ 171.91,表明成矿期环境处于弱氧化状态。CO2/H2O比值为0.051 ~ 0.182,表明成矿热液以水为主。R/O是包裹体气相组分的还原参数,其大小表示还原的相对强度,比值为0.006 ~ 0.012,反映成矿阶段的部分氧化状态。

表4-金厂沟梁金矿床流体包裹体的气相成分(mol%%)和特征比率+01

注:R/O = (C2H6+CH4)/CO2。

表4-12金厂沟梁金矿床流体包裹体气相组成(μg/g)及特征比值

注:采样温度为100 ~ 500℃。

表4-13金厂沟梁金矿床应时流体包裹体的液体成分(μg/g)和特征比值

注:采样温度为100 ~ 500℃。

从表4-13可以看出,包裹体相组分中阴离子以Cl-为主,Cl-为1.80 ~ 5.33 μ g/g,范围为1.51 ~ 7.43 μ g/g,含量变化较大,比值为0.55 ~ 4。阳离子以Na+、K+和Ca2+为主,Na+为65,438+0.59 ~ 5.26 μ g/g,K+为0.665,438+0 ~ 2.63 μ g/g,Ca2+为65,438+00.58 ~ 25.57 μ g/g,变化较大。说明Cl-在成矿中起了重要作用,它能与Au形成氯络合物并迁移。Cl-的存在表明当时流体可能处于弱氧化状态。