多不杂铜矿床包裹体气液相成分分析*

何阳阳 温春齐 刘显凡 王康明 霍 艳

(1.成都理工大学地球科学学院;2.四川省地质矿产勘查开发局402地质队)

多不杂铜矿床位于西藏阿里地区改则县物玛乡境内，是班公湖—怒江成矿带上发现的第1个大型铜矿床，研究意义十分重大。前人对该矿床做了大量的研究工作，尤其是成矿流体方面［1-5］，但均未对流体气液相成分进行研究，显得不够完整。为此，本研究拟对多不杂铜矿床流体包裹体气液相成分进行分析，以期为成矿流体的研究提供进一步的帮助。

1 矿山地质概况

多不杂铜矿区出露地层较为简单，主要为下侏罗统曲色组二岩段(J1q2)、下白垩统美日切组(K1m)、新近系康托组(N1k)、第四系(Q)。F2和F10两条断层穿过矿区，岩体内外接触带及断裂两侧次级裂隙构造十分发育。矿区岩浆岩包括闪长岩、辉绿岩、花岗闪长斑岩等，产出形态主要为岩脉、岩株、岩墙［6］。花岗闪长斑岩为该矿床的含矿斑岩体，下侏罗统曲色组二岩段(J1q2)为主要赋矿层。

多不杂铜矿床不同类型矿化的穿插关系和分布特征表明它的成矿作用具有明显的多期次、多阶段活动特点。根据野外详细观察，结合室内显微镜下矿石结构构造、矿物共生组合特征的研究，把成矿作用分为3期:岩浆后期、热液期、表生期，其中热液期又分为3个阶段:磁铁矿－辉钼矿阶段(Ⅰ)、黄铜矿－黄铁矿阶段(Ⅱ)、硬石膏－黄铁矿阶段(Ⅲ)。

2 气相成分分析

本研究共选取8件石英样品，进行了流体包裹体群体气相成分分析，在中国科学院地质与地球物理研究所流体包裹体实验室完成测试，测试仪器为日本 RG202和瑞士安维公司生产的 Prisma TM QMS200型四极质谱仪，数据处理为 Quadstar TM 422分析软件，结果准确可靠，见表1。

表1 多不杂铜矿床流体包裹体气相成分分析结果 %

由表1可见，3个成矿阶段的8件矿物流体包裹体群体气相成分具有如下特点:①气相成分以H2O为主，次为CO2，有少量的CH4、C2H6、N2、Ar和微量H2S;②随着成矿作用的进行，包裹体气相成分中的H2O总体上在逐渐降低，而CO2含量在逐步升高;③石英包裹体中H2O含量平均值为95.96，CO2含量平均值为2.81，CH4、C2H6、H2S、N2、Ar含量较少。各成矿阶段石英包裹体气相成分以H2O和CO2为主，说明其代表了一种氧化环境。

3 液相成分分析

为了更好地研究成矿流体，对该矿床矿物包裹体还进行了液相成分测试，测试结果见表2。

表2 多不杂铜矿床流体包裹体液相成分分析结果 ×10－6

从表2中可以看到，多不杂铜矿床流体包裹体的液相成分具有如下特点:①主要包含Cl－、SO、Na+、K+，有少量的Ca2+、Mg2+，F－未能检测出。②w(Na+)/w(K+)、w(Na+)/w(Ca2+)以及w(Na+)/w(Mg2++Ca2+)值较大，说明流体中Na+离子浓度高;阴离子w(F－)/w(Cl－)以及w(Cl－)/ w(SO)值则反映出Cl－浓度高，流体中含有大量NaCl。与镜下观察到大量的含石盐子矿物包裹体相一致。③多不杂铜矿床流体的水化学类型为Cl－－SO－K+－Ca2+－Na+，成矿流体中富含Na、K、Ca等元素。

4 逸度

根据多不杂铜矿床包裹体成分与均一温度测试结果，用相关公式和程序［7-9］计算出了成矿流体的氧逸度(fO2)、二氧化碳逸度(fCO2)和硫逸度(fS2)，其中H2和CO未检测出来，计算时采用0.01%代替，结果见表3。

从表3中可以看出:磁铁矿－辉钼矿阶段lg fO2值为－30.89，lg fCO2值为0.47，lg fS2值为－4.55。黄铜矿－黄铁矿阶段 lg fO2值为－32.42～－37.25，平均值为－33.98;lg fCO2值为0.02～－1.3，平均值为－0.41;lg fS2值为 －5.09～ －7.06，平均值为－5.71。硬石膏－黄铁矿阶段 lg fO2值为－36.01～－36.71，平均值为 －36.30;lg fCO2值为 －0.97～－1.27，平均值为 －1.11;lg fS2值为 －6.50～ －6.80，平均值为－6.62。

表3 多不杂铜矿床成矿流体逸度

随着成矿过程的进行，lg fO2值、lg fCO2值和 lg fS2值都在逐步降低，成矿流体的逸度从热液期成矿作用早阶段到晚阶段在逐步下降。

5 pH值和Eh值

用相关计算方法［10-13］计算多不杂铜矿床热液期各成矿阶段成矿流体的pH值和Eh值，计算结果见表4。

表4 多不杂铜矿床成矿流体pH值和Eh值

从表4中可以看到:磁铁矿－辉钼矿阶段pH值为6.09，Eh值为－0.038 V。黄铜矿－黄铁矿阶段pH值为6.10～6.11;平均值为6.11;Eh值为0.030～0.036 V，平均值为0.003 V。硬石膏－黄铁矿阶段pH值变化范围为6.12～6.17，平均值为6.14;Eh值为0.031～0.036 V，平均值为0.033 V。随着成矿过程的进行，pH值和Eh值都在逐渐增大，成矿流体的酸碱度和氧化还原电位在逐渐升高。

6 结论

多不杂铜矿床流体包裹体气相成分以H2O和CO2为主，代表了一种氧化环境，说明成矿流体具有高氧化的特点;液相成分主要为Cl－和Na+，次为K+和Ca2+，流体中含有大量的石盐子晶，说明其具有高盐度的特点;水化学类型为Cl－－SO－K+－ Ca2+－Na+，成矿流体中富含Na、K、Ca等元素。随着成矿过程的进行，由磁铁矿－辉钼矿阶段到黄铜矿－黄铁矿阶段再到硬石膏－黄铁矿阶段，成矿流体的氧逸度、二氧化碳逸度和硫逸度有逐步减少的趋势，成矿过程是一个逸度不断降低的过程。热液期各阶段流体呈弱酸性，随着成矿过程的进行，pH值在逐步升高，逐渐向碱性方向演化;Eh值在逐步增大，氧化还原电位有增高的趋势，说明成矿环境逐步向高氧化环境演化。

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