黑龙江省三矿沟矽卡岩型铁铜矿床流体包裹体研究(刘军,武广,钟伟,朱明田《岩石学报》2009.10).pdf

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书书书 黑龙江省三矿沟矽卡岩型铁铜矿床流体包裹体研究  刘军1 , 2 武广1 , 3   钟伟1 朱明田1 , 2 L I UJ u n 1 , 2 ,WUG u a n g 1 , 3  ,Z H O N GWe i 1a n dZ H UMi n g T i a n1 , 2 1 .中国科学院广州地球化学研究所成矿动力学重点实验室,广州 5 1 0 6 4 0 2 .中国科学院研究生院,北京 1 0 0 0 4 9 3 .中国地质科学院矿产资源研究所,北京 1 0 0 0 3 7 1 .K e y L a b o r a t o r yo f M e t a l l o g e n i c D y n a m i c s ,G u a n g z h o uI n s t i t u t e o f G e o c h e m i s t r y ,C h i n e s e A c a d e m y o f S c i e n c e s ,G u a n g z h o u 5 1 0 6 4 0 ,C h i n a 2 .G r a d u a t e S c h o o l o f C h i n e s e A c a d e m yo f S c i e n c e s ,B e i j i n g 1 0 0 0 4 9 ,C h i n a 3 .I n s t i t u t e o f M i n e r a l R e s o u r c e s ,C h i n e s e A c a d e m yo f G e o l o g i c a l S c i e n c e s ,B e i j i n g 1 0 0 0 3 7 ,C h i n a 2 0 0 9  0 1  1 6收稿, 2 0 0 9  0 3  0 4改回. L i uJ ,WuG,Z h o n gW a n dZ h uMT . 2 0 0 9 .F l u i di n c l u s i o n s s t u d yo f t h eS a n k u a n g g o us k a r nF e  C ud e p o s i t ,H e i l o n g j i a n g p r o v i n c e ,C h i n a .A c t aP e t r o l o g i c aS i n i c a , 2 5 ( 1 0 ) 2 6 3 1- 2 6 4 1 A b s t r a c t T h ef l u i di n c l u s i o n s o f S a n k u a n g g o us k a r nF e  C ud e p o s i t c a nb e c l a s s i f i e di n t o l i q u i d  r i c ht w o  p h a s e ,g a s  r i c ht w o  p h a s e a n dd a u g h t e rm i n e r a l  b e a r i n gp o l y p h a s et y p e s . B a s e d o n t h es t u d i e so n p e t r o g r a p h y , m i c r o t h e r m o m e t r ya n d L a s e rR a m a n S p e c t r o g r a p h i ca n a l y s e s o f f l u i di n c l u s i o n s i nt h e q u a r t z p h e n o c r y s t s f r o mg r a n o d i o r i t e a n df l u i di n c l u s i o n s i nt h e q u a r t z a n dc a l c i t e f r o m t h eo r e s f o r m e di ns u l f i d e a n dq u a r t z  c a r b o n a t e s t a g e s ,r e s p e c t i v e l y .T h e h o m o g e n i z a t i o nt e m p e r a t u r e s o f f l u i di n c l u s i o n s f o r t h e q u a r t z p h e n o c r y s t s a v e r a g e 4 3 2 ℃,a n ds a l i n i t i e s r a n g ef r o m3 0 . 9 2w t % t o 6 3 . 9 1w t % N a C l e q v .w i t ha v e r a g eo f 5 2 . 9 6w t % N a C l e q v . , i n d i c a t i n gt h a t t h ef l u i di s d o m i n a t e db ym a g m a t i cw a t e r w i t hh i g ht e m p e r a t u r e a n dh i g hs a l i n i t y .H o m o g e n i z a t i o nt e m p e r a t u r e s o f f l u i d i n c l u s i o n s f o r t h ec h a l c o p y r i t em a g n e t i t eo r e s ,c h a l c o p y r i t eo r e sa n dq u a r t z  c a r b o n a t ev e i n sr a n g em a i n l yf r o m3 2 3t o4 2 4 ℃,3 3 3t o 4 4 1 ℃,a n d1 2 4t o 1 4 0 ℃,r e s p e c t i v e l y ,c o r r e s p o n d i n gt os a l i n i t i e s o f 8 . 9 5w t % ~ 6 2 . 5 1w t % N a C l e q v . ,8 . 2 8w t % ~ 6 5 . 3 2w t % N a C l e q v .a n d1 . 6 5w t % ~ 4 . 3 4w t % N a C l e q v . ,r e s p e c t i v e l y .B o t hi r o na n dc o p p e r o r e s a r ef o r m e db yh i g h  t e m p e r a t u r ea n dh i g h  s a l i n i t y f l u i d , a n dt h e o r e  f o r m i n g f l u i db e l o n g s t o N a C l  H 2O  C O2 H2S  C H4s y s t e m , w h i c hi s c h a r a c t e r i z e db y h i g hN a , K , C a , C l ˉ a n d C O 3 2 - c o m p o n e n t s .I nl a t e s t a g e ,t h e o r e  f o r m i n g f l u i de v o l v e dt o t h e l o w  t e m p e r a t u r e a n dl o w  s a l i n i t y a q u e o u s s o l u t i o nb e c a u s e o f t h e m i x t u r eo f m e t e o r i cw a t e r .T h e b o i l i n g e v e n t o f o r e  f o r m i n g f l u i do c c u r r e di ns u l f i d e s t a g e w i t ht e m p e r a t u r e o f 3 0 0~ 4 0 0 ℃ t r i g g e r e db y t e c t o n i cd e c o m p r e s s i o np r o c e s s e s ,r e s u l t i n gi nf o r m a t i o no f m a s s i v em e t a l s u l f i d e s a n dm a g n e t i t e .T h ef l u i db o i l i n gw a s f a v o r a b l ef o r f o r m a t i o no f t h eS a n k u a n g g o us k a r nF e  C ud e p o s i t . K e yw o r d s F l u i di n c l u s i o n ;F l u i dB o i l i n g ;S k a r nF e  C ud e p o s i t ;S a n k u a n g g o u ;H e i l o n g j i a n gP r o v i n c e 摘 要 对黑龙江省三矿沟矽卡岩型铁铜矿床内花岗闪长岩中石英斑晶、 硫化物阶段及石英 碳酸盐阶段的石英、 方解石中 流体包裹体的岩相学、 显微测温学和显微激光拉曼光谱分析等的研究结果表明, 流体包裹体有富液相、 富气相和含子矿物多 相包裹体 3种类型;花岗闪长岩石英斑晶中的含子矿物多相包裹体均一温度均值为 4 3 2 ℃, 盐度在 3 0 . 9 2w t % ~ 6 3 . 9 1w t % N a C l e q v . 之间, 平均为 5 2 . 9 6w t % N a C l e q v . , 代表了高温、 高盐度岩浆流体;硫化物阶段形成的黄铜矿磁铁矿矿石中流体 温度主要介于 3 2 3~ 4 2 4 ℃之间, 盐度介于 8 . 9 5w t % ~ 6 2 . 5 1w t % N a C l e q v . 之间;硫化物阶段形成的黄铜矿矿石中流体温度 主要介于 3 3 3~ 4 4 1 ℃之间, 盐度介于 8 . 2 8w t % ~ 6 5 . 3 2w t % N a C l e q v . 之间;石英 碳酸盐阶段流体温度主要介于 1 2 4~ 1 4 0 ℃ 之间, 盐度介于 1 . 6 5w t % ~ 4 . 3 4w t % N a C l e q v . 之间。铁铜矿石均形成于高温、 高盐度阶段, 以岩浆热液为主, 在成矿晚期, 由于大气降水的混合, 形成了少量低温、 低盐度流体, 成矿流体以富 N a 、 K 、 C a 、 C l -和 C O2 - 3 的高盐度流体为特征, 主体属于 1 0 0 0  0 5 6 9 / 2 0 0 9 / 0 2 5 ( 1 0 )  2 6 3 1  4 1A c t aP e t r o l o g i c aS i n i c a 岩石学报   国家 9 7 3计划项目 2 0 0 6 C B 4 0 3 5 0 8课题、 国家自然科学基金项目 4 0 7 7 2 0 5 5 、 国家科技支撑计划项目 2 0 0 7 B A B 2 5 B 0 3课题资助. 第一作者简介刘军,男, 1 9 8 3年生,博士研究生,矿床学专业,E  m a i l b a o g u o t i @1 6 3 . c o m 通讯作者武广, 男, 1 9 6 5年生, 博士, 研究员, 矿床学和地球化学专业, E  m a i l w u g u a n g @g i g . a c . c n N a C l  H 2O  C O2 H2S  C H4体系。成矿流体在 3 0 0~ 4 0 0 ℃区间内发生了强烈的沸腾作用, 导致大量金属硫化物和少量金属氧化 物沉淀, 沸腾作用对三矿沟铁铜矿床的形成起到至关重要的作用。 关键词 流体包裹体;沸腾作用;矽卡岩型铁铜矿床;三矿沟;黑龙江省 中图法分类号 P 6 1 8 . 3 1 ;P 6 1 8 . 4 1 图 1 多宝山 三矿沟成矿带区域地质图( 据杜琦等, 1 9 8 8 ;葛文春等, 2 0 0 7资料修改) F i g . 1 R e g i o n a l g e o l o g i c a l m a po f t h e S a n k u a n g g o us k a r nF e  C ud e p o s i t ( m o d i f i e df r o mD ue t a l . , 1 9 8 8 ;G e e t a l . , 2 0 0 7 ) 大兴安岭北部嫩江县的裸河 多宝山 三矿沟北西向成矿 带是中亚 兴蒙造山带东段最重要的斑岩型铜钼矿床和矽卡 岩型铁铜、 钨矿床的产出地区( 韩振新等, 2 0 0 4 ;葛文春等, 2 0 0 7 ) 。已发现多宝山、 铜山 2个大型斑岩铜钼矿床, 三矿沟 小型矽卡岩铁铜矿床和关鸟河小型矽卡岩白钨矿床及小多 宝山、 跃进、 育宝山铁铜矿点等( 韩振新等, 2 0 0 4 ) 。前人对多 宝山和铜山斑岩型铜钼矿床的矿床地质特征、 成矿年代学、 同位素地球化学等方面进行了较为详细的研究( 杜琦等, 1 9 8 8 ;赵元艺等, 1 9 9 5 ;赵一鸣等, 1 9 9 7 ;王喜臣等, 2 0 0 6 , 2 0 0 7 ;葛文春等, 2 0 0 7 ) 。但对成矿带内的矽卡岩型矿床的 研究明显不足, 除少量的矿床地质特征介绍和基础地质研究 外( 葛文春等, 2 0 0 7 ;李之彤等 2 0 0 8 ) , 有关矿床成矿流体和 2362A c t aP e t r o l o g i c aS i n i c a 岩石学报2 0 0 9 , 2 5 ( 1 0 ) 成矿作用的研究基本上处于空白, 在一定程度上影响了该区 矽卡岩型矿床的找矿工作。三矿沟矿床是多宝山矿田内典 型的矽卡岩型铁铜矿床, 虽然规模较小, 但其铜矿石品位较 富, 且伴生金, 易于选冶, 从上世纪 6 0年代末起至今一直在 开采。近年, 地勘部门又在深部发现了新的磁铁矿矿体, 展 现了良好的找矿前景。鉴于此, 作者在详实的野外工作基础 上, 对三矿沟矿床花岗闪长岩中的石英斑晶、 硫化物阶段的 石英和石英 碳酸盐阶段的石英、 方解石中的流体包裹体开 展了岩相学、 显微测温及包裹体气相成分的激光拉曼光谱分 析, 重点讨论三矿沟铁铜矿床成矿流体特征、 演化规律及其 成矿机制, 以期为区域上寻找该类型矿床提供借鉴和参考。 1 区域地质 三矿沟矽卡岩型铁铜矿床位于黑龙江省嫩江县, 大地构 造位置属于大兴安岭早古生代陆缘增生构造带多宝山奥陶 纪岛弧型活动带( 韩振新等, 2 0 0 4 ) , 处于多宝山 三矿沟北西 向构造挤压带的北西端( 图 1 ) 。区内地层以古生界出露最 为广泛, 有奥陶系、 志留系、 泥盆系及石炭 二叠系和三叠系。 奥陶系主要为铜山组和多宝山组, 前者为凝灰砂岩、 粉砂岩、 砂砾岩、 凝灰岩及结晶灰岩;后者为安山岩、 英安岩及其火 山碎屑岩, 夹大理岩、 板岩( 杜琦等, 1 9 8 8 ;韩振新等, 2 0 0 4 ; 武广等, 2 0 0 5 ) , 其中, 铜元素含量高, 是区内铜矿的矿源岩 ( 层) 。志留系下、 中、 上统均有分布, 主要是砂岩、 粉砂岩、 砂 砾岩、 板岩, 局部夹中基性火山岩。泥盆系主要是下中统, 岩 性变化较大, 有砂岩、 粉砂岩、 泥质板岩、 板岩夹灰岩透镜体、 安山岩、 英安岩及凝灰熔岩和细碧岩等。石炭 二叠系分布 局限, 为砂岩、 粉砂岩、 砾岩、 板岩和中酸性火山岩及其碎屑 岩。下三叠统为粉砂岩、 钙质粉砂岩、 板岩, 底部为变质 砾岩。 区内岩浆活动非常发育, 加里东期花岗岩类包括黑云母 花岗闪长岩和花岗斑岩, 其黑云母花岗闪长岩的 S H R I M P锆 石 U  P b 年龄为 4 8 5 8 M a ( 葛文春等, 2 0 0 7 ) 。华力西晚期花 岗岩类包括花岗闪长岩、 花岗闪长斑岩、 石英闪长岩和斜长 花岗岩, 其全岩 R b  S r 等时线年龄为 2 9 2 M a 和 2 8 3 M a ( 杜琦 等, 1 9 8 8 ) ;多宝山地区花岗闪长岩的角闪石、 黑云母和全岩 同位素年龄( K  A r 法、 R b  S r 等时线法) 为 2 2 6~ 3 1 0 M a ( 赵一 鸣等, 1 9 9 7 ) 。燕山早期花岗岩类主要为角闪花岗闪长岩和 黑云母花岗闪长岩, 另有少量钾长花岗岩和细晶闪长岩, 其 中花岗闪长岩的 S H R I M P锆石 U  P b 年龄为1 7 7 3 M a 和1 7 6 3 M a ( 葛文春等, 2 0 0 7 ) 。这些多期岩浆岩反映研究区经历 多期次的大陆增生作用( 陈衍景等, 2 0 0 9 ) 主要褶皱构造为鸡冠山 三峰山复背斜, 呈北东 南西向 展布, 在此基础上发育三个横跨褶皱带, 以三矿沟 裸河横跨 褶皱带最为重要, 它呈北西延展, 长约 2 5 k m 。三矿沟矽卡岩 型铁铜矿床产在该褶皱带内。断裂构造有两个方向, 一组为 北东向的压性 压扭性断裂, 对地层展布和岩体定位均有控 图 2 三矿沟矽卡岩型铁铜矿床地质简图 ( 据李之彤等, 2 0 0 8资料修改) F i g . 2 G e o l o g i cs k e t c hm a po f t h e S a n k u a n g g o uF e  C ud e p o s i t ( m o d i f i e df r o mL i e t a l . , 2 0 0 8 ) 制作用;另一组为北西向的张性断裂, 它们将区内古生代地 层分割错断( 韩振新等, 2 0 0 4 ;李之彤等, 2 0 0 8 ) 。 2 矿床地质 2 . 1 矿体特征 三矿沟矿床产于多宝山组大理岩与燕山早期花岗闪长 岩的接触带内的矽卡岩中( 图 2 ) 。主要控矿构造是马蹄形 三矿沟岩体西南端的侵入构造接触带, 而控制矿体的容矿构 造则是矽卡岩内的断裂带、 或层间破碎带以及北东向的断裂 破碎带。 该矿床有三个矿带, 包括 5个主要矿体, 3 6个次要矿体。 较大矿体长 2 6 0~ 1 8 0 m , 小者仅 2 0~ 5 0 m , 厚 0 . 3~ 1 8 m 。矿 体形态一般为扁豆状或透镜状、 断续的带状及近平行的分枝 状。矿体产状有四组, 即 4 0 ~ 5 0 ∠4 5 ~ 7 0 ;1 1 5 ∠5 0 ~ 8 7 ; 2 3 0 ∠5 5 ; 3 1 0 ∠8 3 ( 韩振新等, 2 0 0 4 ) 。 2 . 2 矿石特征 矿石类型主要有铜矿石( 图 3 A ) 、 铜铁矿石( 图 3 B和 C ) 和铁矿石, 其中以前两种矿石工业意义最大。铜矿石主要为 黄铜矿斑铜矿矿石和黄铜矿矿石, 两种矿石的铜平均品位分 别为 8 . 8 5 1 0 - 2和 7 . 5 1 1 0- 2;铜铁矿石主要为黄铜矿磁 3362刘军等黑龙江省三矿沟矽卡岩型铁铜矿床流体包裹体研究 图 3 三矿沟矽卡岩型铁铜矿床矿石和蚀变岩石野外和镜下照片 A . 黄铜矿矿石;B ,C . 黄铜矿磁铁矿矿石;D . 石榴石矽卡岩;C c  方解石;C p y  黄铜矿;G t  石榴子石;M t  磁铁矿;Q  石英 F i g . 3 P h o t o g r a p h s o f o r e s a n da l t e r e dr o c k s o f t h eS a n k u a n g g o us k a r nF e  C ud e p o s i t A .C h a l c o p y r i t e o r e ;Ba n dC . C h a l c o p y r i t e m a g n e t i t e o r e ; D .G a r n e t s k a r n ;C c  C a l c i t e ; C p y  C h a l c o p y r i t e ;G t  G a r n e t ; M t  M a g n e t i t e ; Q  Q u a r t z 铁矿矿石, 其铜平均品位为 5 . 1 81 0 - 2, 全铁平均品位为 3 1 . 7 71 0 - 2;铁矿石为磁铁矿矿石, 其全铁平均品位为 6 4 . 5 3 1 0 - 2。矿石结构主要为他形或半自形粒状结构, 其 次是自形粒状结构和板状、 格状、 乳滴状固溶体分离结构, 以 及交代残余结构和碎裂结构等。矿石构造主要有块状构造、 填隙构造、 胶结构造、 浸染状构造, 其次是网脉状充填交代构 造及角砾状构造等。 2 . 3 矿石矿物成分 矿石中金属矿物按不同类型矿石有不同组合。在铜矿 石中主要是黄铜矿、 斑铜矿、 辉铜矿、 赤铜矿、 铜蓝、 孔雀石、 磁铁矿、 黄铁矿、 闪锌矿、 辉钼矿和褐铁矿等;在铜铁矿石 中, 主要有黄铜矿、 磁铁矿、 磁黄铁矿、 毒砂、 白钨矿、 赤铁矿、 孔雀石、 蓝铜矿和褐铁矿等;在铁矿石中, 主要有磁铁矿、 赤 铁矿、 黄铜矿、 黄铁矿、 闪锌矿等。脉石矿物主要有硅灰石、 透辉石、 石榴石、 透闪石、 符山石、 绿帘石、 石英、 绿泥石、 方解 石等( 图 3 D ) 。 2 . 4 围岩蚀变及矿化阶段 三矿沟矿床的围岩蚀变主要为矽卡岩化, 包括石榴石矽 卡岩、 符山石石榴石矽卡岩、 透辉石石榴石矽卡岩、 透闪石石 榴石矽卡岩、 硅灰石透辉石石榴石矽卡岩, 其中石榴石矽卡 岩分布最广。此外, 在岩体内接触带尚发育绿泥石化、 碳酸 盐化和绢云母化;在外接触带, 见绿帘石化、 硅化、 透闪石 化、 阳起石化和方解石化等。 根据矿床野外观察、 蚀变矿物组合和脉体穿插关系等, 将该矿床的成矿过程从早到晚划分为 5个阶段 ( 1 ) 干矽卡岩阶段该阶段在三矿沟矿床非常发育, 以 形成硅灰石、 石榴子石、 透辉石等无水硅酸盐为主, 也可见少 量符山石等含水硅酸盐矿物。 4362A c t aP e t r o l o g i c aS i n i c a 岩石学报2 0 0 9 , 2 5 ( 1 0 ) ( 2 ) 湿矽卡岩阶段该阶段在本矿区不甚发育, 仅见少 量的透闪石、 绿帘石和磁铁矿等。 ( 3 ) 氧化物阶段该阶段在矿区内发育微弱, 仅见少量 白钨矿和赤铁矿等。 ( 4 ) 硫化物阶段该阶段是矿区内非常发育的一个阶 段, 是铜矿石的主要成矿阶段, 矿石矿物见黄铜矿、 斑铜矿、 辉铜矿、 磁铁矿、 黄铁矿、 磁黄铁矿和毒砂等, 形成以铜为主 的矿体, 发育硅化和绿泥石化。 ( 5 ) 石英 碳酸盐阶段石英和方解石呈团块及脉状出 现, 见极少量黄铁矿化, 为成矿最晚阶段的产物。 3 样品特征及分析方法 样品采自三矿沟矿床井下 1 7 5 m中段的Ⅰ号矿带 2号矿 体和Ⅲ号矿带 5号矿体的露天采坑。其中 H s 2  2为矿化花 岗闪长岩, 主要矿物为斜长石( 5 0 % ~ 6 0 %) 、 钾长石( 1 0 % ~ 1 5 %) 、 石英( 2 0 % ~ 2 5 %) , 暗色矿物为黑云母和普通角闪 石, 二者含量 1 0 % ~ 1 5 %, 副矿物为磁铁矿、 磷灰石及锆石。 花岗闪长岩内可见石英细脉, 脉宽 2 c m左右, 有黄铜矿化。 H s  2 、 H s  1 0 、 H s  1 1和 H s  1 2为硫化物阶段的黄铜矿磁铁矿 矿石, 呈致密块状产出, 金属矿物约占矿石的 8 5 %, 其中磁铁 矿占金属矿物含量的 8 0 %、 黄铜矿占 1 2 %、 黄铁矿占 8 %; H s  1和 H s  1 5为硫化物阶段的黄铜矿矿石, 金属矿物多呈不 规则细脉状分布于矿石中, 其含量约占 1 5 %, 其中黄铜矿占 金属矿物含量的 8 5 %、 斑铜矿占 1 0 %、 黄铁矿和辉铜矿占 5 %;H s  1 9为石英 碳酸盐阶段的方解石脉, 不含矿;H s  3 0 为石英 碳酸盐阶段的石英脉, 见少量黄铁矿化。包裹体均 存在于不同热液阶段的石英或方解石中。将上述样品磨制 成厚度约为 0 . 2 m m双面剖光的薄片做岩相学和流体包裹体 研究, 选择不同成矿阶段的原生或假次生包裹体进行显微测 温和激光拉曼光谱分析。 包裹体显微测温在中国科学院广州地球化学研究所流 体包裹体实验室完成, 流体包裹体研究方法参见卢焕章等 ( 2 0 0 4 ) 。包裹体测试使用 L i n k a mM D S6 0 0型冷热台, 仪器 测定温度范围为 - 1 9 6~ 5 5 0 ℃, 测量精度在 - 1 0 0~ 2 5 ℃范 围内为 0 . 1 ℃, 2 5~ 4 0 0 ℃范围内为 1 ℃, 4 0 0 ℃以上为 2 ℃。测试升温速率一般为 0 . 2 ℃/ m i n ~ 5 ℃/ m i n 。 对于盐不饱和包裹体以最终冰融化温度, 利用冰点 盐 度关系表( B o d n a r , 1 9 9 3 ) 查出相应的盐度;对于盐饱和的包 裹体, 盐度计算根据石盐的融化温度, 利用 N a C l 子矿物熔化 温度 盐度换算表( 卢焕章, 2 0 0 4 ) 估算。刘斌( 1 9 8 7 , 2 0 0 1 ) 根 据实验数据推导了 N a C l  H 2O体系不同盐度流体包裹体的密 度式ρ = A+ B t + Ct 2, ρ 为流体密度( g / c m3) ;t 为均一 温度( ℃) , A 、 B和 C为无量纲参数, 不同盐度流体对应不同 值, 根据该公式计算不同类型包裹体的流体密度。 流体包裹体原位激光拉曼光谱分析和显微热力学研究 在中国地质大学( 北京) 地质过程与成矿国家重点实验室的 流体包裹体实验室完成。其中, 原位激光拉曼光谱分析使用 仪器为英国 R e n i s h a w公司生产的 R e n i s h a wi n V i a 型激光拉 曼光谱仪, 实验所用激发波长5 1 4 . 5 n m ;光谱范围1 0 0~ 4 0 0 0 c m- 1, 可连续扫描; 光谱分辨率 小于2 c m- 1; 空间分辨 率 5 0倍镜头下, 横向分辨率小于 1μ m , 纵向小于 2μ m ; 1 0 0倍镜头下, 横向分辨率小于 0 . 5μ m , 纵向小于 1μ m ; 光谱重复性+ 0 . 2 c m- 1。 4 流体包裹体岩相学及显微测温学 显微镜下观察发现, 花岗闪长岩石英斑晶和各种类型铁 铜矿石的石英中含有丰富的原生和假次生流体包裹体, 其次 是方解石, 而石榴石、 透辉石和绿帘石中未见包裹体存在。铁 铜矿石的石英中的流体包裹体最为发育, 是本次研究的重点。 4 . 1 包裹体岩相学 石英及方解石中的原生和假次生流体包裹体大小悬殊, 在 1 μ m到几十 μ m之间, 形态主要有椭圆形、 长条形、 多边形 和不规则形等, 其中以椭圆形、 不规则形最为常见。根据室 温条件下和均一状态时相态特征和激光拉曼光谱分析将包 裹体划分为三种类型 Ⅰ类为富液相包裹体, 存在于石英和方解石中, 由气相 和液相组成的两相盐水溶液包裹体, 包裹体大小在 5~ 1 7 μ m 之间, 包裹体形态多样, 气液比在 5 % ~ 4 0 %之间, 常与富气 相包裹体、 含子矿物多相包裹体密切共生, 加热后均一为液 相, 少数临界均一。该类包裹体约占包裹体总数的 3 0 %, 各 种类型矿石中均发育, 亦是石英 碳酸盐阶段流体包裹体的 主要类型( 图 4 A ,B ,J ) 。 Ⅱ类为富气相包裹体, 存在于石英中, 由气相和液相组 成的两相盐水溶液包裹体, 包裹体大小在 8~ 1 9 μ m之间, 包 裹体多为椭圆形, 气液比在 5 5 % ~ 7 0 %之间, 加热后均一为 气相, 该类包裹体在升温过程中大多发生爆裂(5 0 0 ℃) , 故仅测到少量均一温度数据。该类包裹体约占包裹体总数 的 1 0 %, 主要发育在矿化花岗闪长岩的石英斑晶和黄铜矿矿 石的石英 硫化物脉中( 图 4 C ,D ,J ) 。 Ⅲ类为含子矿物多相包裹体, 存在于石英中, 由气相、 液 相和子矿物组成, 包裹体变化大, 在 5~ 2 5 μ m之间, 有时包 裹体中可以发现多个子矿物, 子矿物均为透明矿物, 主要为 石盐, 一般呈立方体, 部分为浑圆状钾盐晶体。加热时大部 分包裹体气泡先消失, 子矿物后消失, 最后向液相均一;也 可见少量包裹体的子矿物先消失, 最后气泡消失均一到液 相;个别包裹体子矿物先消失, 最后均一到气相。当温度加 热到 5 5 0 ℃时, 部分子矿物仍然未完全溶解, 根据其形态及拉 曼光谱分析结果确定为方解石( 图 4 F和 6 A ) 。该类包裹体 约占包裹体总数的 6 0 %, 经常与上述两类包裹体共生, 主要 发育在矿化花岗闪长岩的石英斑晶、 黄铜矿磁铁矿矿石和黄 铜矿矿石的石英中( 图 4 E ,F ,G ,H ,I ,J ) 。 5362刘军等黑龙江省三矿沟矽卡岩型铁铜矿床流体包裹体研究 图 4 三矿沟矽卡岩型铁铜矿床流体包裹体照片 A . H S  1 0样品中Ⅰ类包裹体;B . H S  3 0样品中Ⅰ类包裹体;C . H S  1 5样品中Ⅱ类包裹体;D . H S 2  2样品中Ⅱ类包裹体;E . H S  1 2样 品中Ⅲ类包裹体;F . H S  1样品中Ⅲ类包裹体;G . H S  1 2样品中Ⅲ 类包裹体;H . H S  1 5样品中Ⅲ类包裹体;I . H S 2  2样品中Ⅲ类包裹 体;J . H S  1 5样品中各类型包裹体共存现象 V H2O 气相水;LH2O 液相水;I h  石盐子晶;S y  钾盐 F i g .4 M i c r o p h o t o g r a p h s o ff l u i d i n c l u s i o n s f r o m t h e S a n k u a n g g o us k a r nF e  C ud e p o s i t A .Ⅰ t y p ei n c l u s i o no f s a m p l eH S  1 0 ;B .Ⅰ t y p ei n c l u s i o no f s a m p l e H S  3 0 ;C .Ⅱ t y p e i n c l u s i o no f s a m p l e H S  1 5 ;D .Ⅱ t y p e i n c l u s i o ni n s a m p l eH S 2  2 ;E .Ⅲ t y p ei n c l u s i o no fs a m p l eH S  1 2 ;F .Ⅲ t y p e i n c l u s i o no f s a m p l eH S  1 ;G .Ⅲ t y p ei n c l u s i o no f s a m p l eH S  1 2 ;H . Ⅲ t y p e i n c l u s i o n o f s a m p l e H S  1 5 ; I . Ⅲ t y p e i n c l u s i o no f s a m p l e H S 2  2 ;J .A p p e a r a n c eo fd i f f e r e n tt y p e so ff l u i di n c l u s i o n sw i t hs i m i l a r h o m o g e n i z a t i o nt e m p e r a t u r e s i nd i f f e r e n t h o m o g e n i z a t i o nw a y s o f s a m p l e H S  1 5 V H2O G a s ;LH2O L i q u i d ;I h  H a l i t e ;S y  S y l v i t e 4 . 2 包裹体显微测温 4 . 2 . 1 花岗闪长岩石英斑晶中的流体包裹体 花岗闪长岩石英斑晶中发育大量各种类型的原生和假 次生流体包裹体, 其中以Ⅲ类包裹体最为发育, Ⅰ类包裹体 次之, Ⅱ类包裹体少量分布( 图 4 D ,I ) 。Ⅰ类包裹体均一温 度介于 1 7 0~4 4 1 ℃之间, 个别5 5 0 ℃, 冰点在 -2 1 . 2~ - 1 0 . 7 ℃之间, 盐度介于1 4 . 6 7w t % ~ 2 3 . 1 8w t % N a C l e q v . , 流体密度在 0 . 7 3~ 1 . 0 8 g / c m 3之间, 大部分包裹体在冷冻回 温过程中, 显示了较低的共结点温度, 一般在 - 5 0~- 3 5 ℃ 之间成为完全颗粒状, 并开始出现熔化的液体, 这说明原始 流体不是简单的 H 2O  N a C l 体系, 可能是 H2O  N a C l  C a C l2体 系;一个Ⅱ类包裹体均一温度为 4 0 3 ℃, 个别5 5 0 ℃, 冰点 为 - 5 . 2 ℃, 盐度为 8 . 1 4w t % N a C l e q v . , 流体密度为 0 . 6 2 g / c m 3;Ⅲ类包裹体均一温度在 1 7 8~ 5 2 8 ℃, 部分 5 5 0 ℃, 子 矿物消失温度在 1 1 1~ 5 2 8 ℃, 部分5 5 0 ℃, 盐度介于 3 0 . 9 2 w t % ~ 6 3 . 9 1w t % N a C l e q v . 之间, 个别6 6 . 7 5w t % N a C l e q v . , 流体密度在 1 . 0 7~ 1 . 1 9 g / c m 3之间( 图 5 A , 表 1 ) 。所 测石英斑晶中包裹体的 7 0 %含有子矿物, 包裹体中可含 1~ 3种子矿物, 主要为立方体石盐晶体或浑圆状钾盐晶体, 少量 为板状晶体, 在加热过程中缓慢变小, 但在加热到冷热台上 限温度 5 5 0 ℃时仍剩下一个小晶核, 根据其形态、 光性特征及 激光拉曼光谱分析推断其为方解石( 6 A ) 。 图 5 三矿沟矽卡岩型铁铜矿床流体包裹体均一温度直 方图 F i g . 5 H i s t o g r a m so f h o m o g e n i z a t i o nt e m p e r a t u r e so f f l u i d i n c l u s i o n s f r o mt h eS a n k u a n g g o us k a r nF e  C ud e p o s i t 6362A c t aP e t r o l o g i c aS i n i c a 岩石学报2 0
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