新疆东戈壁钼矿床地质特征和成矿热液作用阶段划分及矿物生成顺序研究

杨志强，李占明，李俊芳，樊颖华，高金民，李 琼

(河南省地矿局第二地质勘查院，河南 许昌 461000)

0 引言

新疆东戈壁钼矿位于东天山南部，矿区中心坐标东经93°20′15″，北纬41°55′00″。东戈壁钼矿的勘查始于2006年，勘查单位为河南省地矿局第二地质勘查院，于2010年完成了勘探工作，提交钼金属资源量 50.8 万 t，平均品位 0.115%。

此前，新疆地矿局第六地质大队于1988年完成了包括矿区在内的1∶20万区域地球化学测量，圈出了HS－4综合异常，异常总面积320.40 km2，元素组合为 Bi、W、Mo、B、F、Li、Sb、Zn 等，Mo、Bi、W、B为主成矿元素，套合好，浓集中心明显且基本重合，东戈壁钼矿区即位于该异常的中心地带。1989年至2004年，在长达10余年时间里新疆地矿局第六地质大队进行了路线地质调查、地化剖面测量、小规模槽探工程施工，对地表出露的石英脉进行了揭露，因脉体稀疏构不成规模性的矿化而放弃。

笔者从2006年开始主持东戈壁钼矿的勘查工作，重点研究了HS－4综合异常特征，认为HS－4综合异常的 Bi、W、Mo、B、F、Li、Sb、Zn 等元素组合包含了高、中、低温热液矿床中常见的元素，硼、氟的高强度、大面积异常预示有岩浆或火山热液活动的存在;各元素异常形态几乎均呈圆形则预示引起异常的地质体是非线性的，应是岩体或火山机构。而矿区内地表并未见有花岗岩体和火山机构，因此推断引起异常的地质体应为隐伏岩体。在此思路下施工了ZK1孔，因钻机动力不足于390 m处终孔，未见岩体，但钼矿化强烈，厚达200 m以上;随后在距ZK1北西400 m处施工了ZK2孔，于426 m处穿见斑状花岗岩体，东戈壁斑岩型钼矿正式被发现。

除勘探报告对控矿岩体进行了岩石学、岩石化学、岩石稀土化学及流体包裹体测温资料进行了初步总结外，尚没有人对东戈壁钼矿的成矿、控矿规律及流体演化进行深入研究。本次主要对东戈壁钼矿的成矿流体演化及流体演化过程中成矿元素的聚集、共生关系进行了研究，总结了成矿热液各演化阶段所形成的脉石矿物与金属矿物组合及其控制因素、共生矿物的生成顺序等，对指导东天山的钼矿床找矿及成矿模式、找矿模型的建立具有一定的借鉴意义。

1 矿区地质特征

1.1 矿区地质概况

新疆东戈壁斑岩型钼矿床北距哈密市110 km。矿区地层为石炭系下统干墩组，为一套浅变质的陆源碎屑岩—火山岩夹火山碎屑岩组合，以陆源碎屑岩为主，火山岩呈夹层状产于其中。区内控矿斑岩体为华力西晚期侵入的隐伏斑状花岗岩体，分布于矿区中部，长轴呈北西向的近椭圆形，最浅处距地表135 m，向东倾斜，倾角20°～30°，局部倾角较陡，达60°;岩体具似斑状或巨斑状结构，块状构造，基质以粗粒结构为主，主要矿物成分:钾长石40%，大小4～12 mm，半自形板状，可见卡式双晶;斜长石30%，大小4～16 mm，半自形板状，聚片双晶、卡钠复合双晶发育;石英25%，大小0.8～7 mm，它形粒状。斑状花岗岩岩石化学成分SiO2含量74.42%，K2O+Na2O7.54%，K2O/Na2O=1.71，里特曼指数 δ=1.54，属钙碱性岩。斑状花岗岩与围岩接触处多具中细粒结构或细粒冷凝边结构，冷凝边宽0.1～0.8 m。隐伏斑状花岗岩体的产状对矿体的控制现象明显，厚大矿体产于岩体倾角变陡部位。隐伏斑状花岗岩据分析为陆壳重熔“S”型花岗岩，侵入年龄为(227.6 ±1.3)Ma，即华力西晚期(二叠纪末期)。

除隐伏斑状花岗岩外，矿区内尚分布有呈脉状展布的花岗斑岩，产状陡，倾角50°～70°，宽2～10 m，斑状结构，块状构造，但斑晶和基质均细小。斑晶成分主要为斜长石3%、大小0.5～1.5 mm，钾长石1%、大小0.5～1 mm ，石英1%、大小0.3～0.6 mm;基质主要由 0.03 ～0.1 mm 微粒状斜长石(25%)、钾长石(30%)、石英(20%)组成。岩石化学成分 SiO2含量 69.17%，K2O+Na2O6.42%，K2O/Na2O=0.38，里特曼指数 δ=1.6，属钙碱性岩。据分析花岗斑岩为“I”型花岗岩，比斑状花岗岩侵入早，是作为成矿围岩而存在的，与其他围岩一样被成矿时的石英脉沿裂隙充填发育有强烈的钼矿化。

矿区内断裂按走向可分为北东(F5、F9)、北西(F7)和近东西向(F1、F4、F8)3组，以近东西向断裂最发育，近东西向断裂错断北东向断裂，雅满苏大断裂从矿区南部通过，矿区地质略图见图1。矿区内裂隙较发育，并被石英脉、钾长石类脉体充填，脉体长100～300 m，宽5～50 cm;小者长1～10 m，宽0.1～1 cm。脉体是辉钼矿化的主要载体，脉体外围岩中少见辉钼矿化。区内最主要的脉体为石英脉，其次为钾长石类脉体，钾长石类脉体按长石矿物含量的不同可划分为钾长石脉(钾长石含量大于90%)、石英—钾长石脉(钾长石含量大于50%，石英及其他矿物含量小于50%)、钾长石—石英脉(钾长石含量小于50%大于10%，石英及其他矿物含量大于50%);此外还有一部分复成分脉体如方解石—石英脉、萤石—石英脉、萤石—钾长石脉等。含矿石英脉与斑状花岗岩具有相同的稀土元素配分形式，说明成矿脉体是由斑状花岗岩岩浆演化后期分异而来的，二者具有同源性，成矿热液主要为岩浆热液［1］。

图1 东戈壁钼矿区地质略图

1.2 矿体地质特征

根据矿体赋存于隐伏斑状花岗岩外侧，将矿区分为东西2个矿段(图1)。东矿段分布有一个矿体，编号为1，为矿区内的主矿体;西矿段分布有4个矿体，编号分别为 X1、X2、X3、X4，均为小矿体。东、西两矿段内的矿体均受两个斑状花岗岩体控制，矿体产在岩体外接触带石炭系干墩组浅变质的砂岩、泥质砂岩、砂质泥岩等一套碎屑岩中。

1号主矿体分布于东矿段隐伏斑状花岗岩体上部及东侧，距岩体一般100 m以外。矿体在东西方向上长度852～1 448 m，在南北方向上长度834～1 534 m。平面投影面积1.58 km2。

矿体平面形态为形状不规则的近圆形，在纵、横剖面图及三维立体图上矿体呈近似层状－透镜状(图2、图3)，矿体中心部位不含或少含低品位矿及夹石(图2)，向周边低品位矿及夹石增多，矿体分枝变薄，分枝矿体一般5～9层，最多16层。低品位矿呈透镜状、似层状分布于工业矿中，或与工业矿、夹石互层、相间产出，在纵横剖面上，其长度一般280～560 m，最长851 m，一般厚10～30 m，最大厚度64.67 m，一般4～6层，最多8层。夹石一般有2～8层，最多15层，长一般280～420 m，厚8～30 m，向矿体边部厚度加大。矿体形态偏复杂。

矿体总体产状平缓，由中心部位向周边缓慢倾斜，倾角0°～5°，在 H07线以北，Z16线以东矿体顶面向北东方向呈阶梯状逐渐加深，倾角变陡，倾角30°左右(图2)。

图2 1号矿体长轴方向图切剖面图

单工程累计见矿厚度一般100～300 m，最大厚度417.84 m，最小见矿厚度为 2.00 m，平均厚度179.12 m;单工程工业矿累计最大厚度377.52 m，最小厚度4.53 m，平均厚度140.92 m;低品位矿累计最大厚度124.63 m，最小厚度2.00 m，平均厚度37.12 m;氧化矿最大厚度 39.80 m，最小厚度 2.00 m，平均厚度12.70 m;单层矿最大厚度326.40 m，最小厚度2 m，平均93.67 m。厚度变化系数为58%，厚度变化特征见图4。

图3 0°方向矿体三维立体图

矿体品位变化较均匀。单样 Mo最高品位3.92%;单工程最高品位 0.275% ，最低 0.056%，平均0.128%;单工程工业矿最高品位0.304%，最低0.075%，平均0.150%;单工程低品位矿平均品位0.042%;单工程氧化矿最高品位 0.26%，最低0.030%，平均0.088%。矿体平均品位 0.120%，其中，低品位矿平均品位0.049%，工业矿平均品位0.131%。品位变化系数为105%，品位变化特征见图5。

矿体厚度与品位变化呈正相关关系，表现为矿体厚度越大则品位相应越高(图4、图5)，矿体厚大部位也就是矿体中心部位，从矿体中心部位向四周厚度变小，品位相应降低。

图4 1号矿体等厚线图

矿体顶底板围岩及夹石主要为变质泥质砂岩、变质砂质泥岩、变质砂岩，其次为辉绿岩、花岗斑岩及断层碎裂岩等。矿化的强弱与岩性无明显关系。岩石蚀变较强烈，主要有硅化、钾化、绢云母化、电气石化、方解石化、萤石化、绿泥石化等，表现为大面积的面状蚀变特征。矿化主要为辉钼矿化、铅锌矿化、黄铁矿化、黄铜矿化、黑钨矿化、白钨矿化、磁铁矿化等。

图5 1号矿体品位等值线图

矿石矿物主要为辉钼矿、黄铁矿，其次为黄铜矿、磁黄铁矿、方铅矿、闪锌矿，白钨矿、黑钨矿;脉石矿物主要为石英、绢云母、黑云母、钾长石、斜长石、白云母、方解石等。矿石中金属矿物主要以硫化物为主，地表氧化带中有典型的氧化物，种类有褐铁矿、假像褐铁矿、钼华、孔雀石等。

矿石中包含有多种金属组分，其含量、产出形式不同，矿石结构较复杂。矿石结构主要有:鳞片—叶片状结构、它形粒状结构、半自形粒状结构、自形粒状结构、共边结构、交代结构、乳浊状结构、碎裂结构等。

区内辉钼矿及其他金属矿物多赋存于石英脉及长石类脉体中，矿石主要由矿化石英脉或长石类脉体及脉外侧围岩两部分组成。石英脉外侧围岩常见斑点状构造、斑块—斑杂状构造、纹层状构造、条带状构造等，部分地段成矿后期方解石脉穿插、切错辉钼矿化石英脉，则形成矿石的网脉状构造。与矿化石英脉或长石类脉体有关的构造主要为细脉状构造、颗粒—斑块状构造、脉状构造、条带状构造，少部分薄膜状、角砾状构造、捕掳体构造等。

经勘探提交的(331)+(332)+(333)钼金属资源量50.8万t，达特大型矿床规模。

2 热液作用阶段划分及矿物生成顺序

矿床学根据成矿热液温度的高低将热液矿床划分为高温热液矿床(300～400℃)、中温热液矿床(200～300℃)、低温热液矿床(50～200℃)，温度高于407℃时则形成超临界流体［1］。根据东戈壁钼矿床热液期矿化蚀变特征和脉体穿切关系，结合矿物的共生组合关系及结构、构造特征，将热液成矿作用过程划分如下成矿阶段。

(1)石英—钾长石化阶段

该阶段为成矿期的早期阶段，即岩浆期后高温气化热液—超临界流体作用阶段，或称伟晶岩阶段［2］，也即是氧化物形成的第一阶段，东戈壁矿区流体包裹体测温结果显示，该阶段的温度大于390℃［1］。隐伏斑状花岗岩上侵后期，由斑状花岗岩演化分异出来的气化热液(超临界流体)沿构造裂隙或膨胀裂隙上侵、充填、冷凝，并随着高温气化热液的逐步演化依次形成长石含量趋于下降的钾长石脉、石英—钾长石脉、钾长石—石英脉。该阶段形成的脉体以含有粗大矿物晶体为显著特征，如形成巨晶状钾长石、石英，并含有大量气态组分(主要指气态组分F和B、CO2)，形成方解石—石英—钾长石脉(见图6，浅白色方解石位于钾长石组成的斑块中心)、方解石、萤石—石英—钾长石脉、萤石—钾长石脉(见图7)等，不形成纯的石英脉。

图6 方解石—石英—钾长石脉

该阶段为金属氧化物或氟化物形成的第一阶段，硫化物较少;氧化物、氟化物主要为自形程度相对较好、结晶粗大的萤石、黑钨矿(见图7，黑钨矿板柱状晶体大小1.2 cm×2 cm)，较少硫化物则见自形晶黄铁矿(规则长方体状，大小 0.4 cm×0.8 cm)。该阶段为金属矿化显示阶段，从矿物间的接触关系上可以看出，氟化物、氧化物与硫化物是同时或近于同时生成的，表现为黑钨矿与黄铁矿具共边结构(图7)。此阶段有气态组份F及B、CO2的参与，金属矿物尚不能富集成矿体，形成的脉体被后期脉体—石英脉、黄铁矿脉所切穿。黑钨矿、黄铁矿自形程度均较好表明矿物形成时温度的降低是缓慢的、矿物的结晶是从容的［3］。众所周知，控制成矿温度下降速度的主要因素有两个，即成矿作用深度和岩浆热液与浅部流体相混合的强度。东戈壁钼矿区热液主要来自岩浆，外来流体少［1］，说明控制温度下降的主要因素是成矿作用深度。厚度较小的伟晶岩脉体及结晶粗大、自形程度高的黑钨矿、黄铁矿的出现从一个重要方面说明东戈壁钼矿的成矿作用深度较大，经地层厚度累加法计算其成矿作用深度约7.5 km，流体温度的下降是缓慢的，这也是东戈壁控矿岩体具巨斑状—粗粒结构的原因。黑钨矿分布于气态元素氟形成的化合中(萤石)中，说明钨的搬运、迁移、结晶与氟的活动及参与可能有着密切的关系，或者说氟是重要的矿化剂元素，氟钨络合物的解体导致了黑钨矿的晶出。该阶段不具钼的矿化，矿物生成顺序为钾长石、石英—萤石、方解石—黑钨矿—黄铁矿，围岩蚀变主要表现为黑云母化、电气石化。

图7 萤石—钾长石脉中的黑钨矿、黄铁矿

(2)石英—辉钼矿阶段

该阶段早期有金属氧化物磁铁矿出现，表现为含金属矿物石英脉的突然大量增加，掩盖了岩浆期后高温气化热液的演化形迹。脉体主要为磁铁矿、白钨矿—石英脉(见图8)，磁铁矿、磁黄铁矿、黄铁矿、白钨矿—石英脉。磁铁矿、白钨矿、黄铁矿半自形粒状部分浸染状、少量黄铜矿不规则粒状分布于石英脉中，磁铁矿、白钨矿共边说明二者是同时或近于同时结晶的。此外还形成复成分脉体如弱辉钼矿化方解石—石英脉，弱辉钼矿化、黄铁矿化萤石—石英脉等，说明仍有气态组分参与。该阶段以少见辉钼矿、多见磁铁矿和白钨矿或电气石，并被后期金属矿物黄铜矿穿切为特征，仅部分样品可构成钼矿体，尚不能形成厚度大、品位高的钼矿体，为辉钼矿的初步富集发育阶段。流体包裹体测温资料显示，此阶段矿物生成的温度范围为330～370℃［1］，仍属高温热液作用阶段。但此阶段生成的金属矿物如白钨矿、磁铁矿、黄铁矿等多为半自形粒状，其自形程度明显低于第一阶段生成的矿物，矿物粒度也比第一阶段生成的金属矿物要小，说明此阶段热液温度的下降速度明显高于第一阶段。此阶段中除白钨矿、磁铁矿氧化物外，硫化物的种类与第一阶段相比除黄铁矿外增加了黄铜矿、辉钼矿。石英脉中断续延伸的黄铜矿截切了磁铁矿，说明氧化物(磁铁矿)的生成相对较早，而硫化物(黄铜矿)的生成相对较晚。矿床学的研究表明，硫在热液中的存在形式与H2S的解离作用有关，当温度高于400℃(在1.013×105Pa压力下)时，H2S发生分解:2H2S=2H2+S2，随着温度的降低，H2和S2结合成H2S。而在热液的高温阶段，H2S以未离解的中性分子存在，它不参与化学反应。且随着温度的降低，H2S在热液中的溶解度逐渐加大，这对形成硫化物具有重要意义。少量硫化物的出现(黄铁矿、黄铜矿、辉钼矿)也说明在该阶段H2S在热液中的溶解度还较小，限制了硫化物的生成量，但比第一阶段(只有黄铁矿)已有增加。该阶段早期所形成金属矿物组合为磁铁矿、白钨矿、辉钼矿、黄铁矿、黄铜矿，矿石结构为半自形粒状、鳞片状结构，辉钼矿集合体呈星散颗粒状，不出现大斑块状、脉状辉钼矿。矿物生成顺序为石英(包括方解石、萤石)—磁铁矿、白钨矿—磁黄铁矿—黄铜矿、黄铁矿—辉钼矿。

该阶段中后期是辉钼矿的集中生成阶段，以辉钼矿的大量发育为显著特征。硫化物的种类也较多，除主成矿元素辉钼矿外，还多见黄铁矿、黄铜矿、方铅矿、闪锌矿等。脉体则主要为石英脉，亦见有方解石—石英脉、萤石—石英脉，钾长石—石英脉较少。钼、铜、铅、锌等金属矿物均有各自的集中生成期，表现为形成金属矿物高含量的脉体如辉钼矿脉(图9，纯辉钼矿脉厚度达1.5 cm，无其他金属矿物共生)、黄铁矿脉、黄铜矿脉、铁闪锌矿脉等。在这些金属矿物高含量脉体中通常只有一种金属矿物，表现出一种金属矿物大量集中生成时的排它性，因此这些金属矿物高含量脉体的形成应是富含多种金属成份的成矿流体在各自特定的温度、压力条件下沉淀富集的产物。很显然，在成矿作用深度较大的条件下，温度的降低是金属矿物晶出的主要控制因素。同种金属矿物在脉体中的含量不同其生成时间仍有差别，反映在含同种金属矿物成分的脉体具有明显的切错关系上，可见含黄铜矿少的脉体将含黄铜矿多的脉体切断、错开，这种现象说明同种金属矿物含量较高的脉体形成时间相对早，金属矿物含量较低的脉体形成相对晚，即金属矿物的生成顺序表现出由高含量向低含量演化的规律性，这与成矿流体中随着金属矿物的不断晶出其离子浓度逐渐降低的事实是一致的。

图8 磁铁矿、白钨矿－石英脉

图9 石英脉边部的辉钼矿脉

此阶段的成矿温度为250～330℃，其中辉钼矿的温度区间为290～330℃，黄铁矿、黄铜矿、铁闪锌矿的温度区间为250～290℃。此阶段形成的辉钼矿构成了矿区钼矿的主体，为厚度大、品位高的富矿体，矿石结构多为半自形粒状结构、鳞片结构，矿石构造则主要为斑块状构造、脉状构造、放射状构造，浸染状矿石极少。围岩蚀变强烈而复杂，以硅化为主，并有绢云母化、碳酸盐化、绿泥石化、电气石化等。金属矿物的生成顺序为辉钼矿—黄铁矿、黄铜矿、铁闪锌矿。

(3)石英—多金属硫化物阶段

该阶段热液作用的产物以共生的金属硫化物的发育为特征，同一脉体中常含有两种或两种以上的金属矿物，它们的共生、穿插关系也是明显而复杂的。此阶段形成的脉体主要为石英脉，脉体中最常见的金属矿物组合有以下几种:

①黄铁矿—辉钼矿组合:在石英脉中较常见，两种金属矿物在脉体中的含量近于相等但黄铁矿稍多一些;表现为二者总体具共边结构的基础上还同时兼有穿插结构，如图10所示，辉钼矿充填于黄铁矿裂隙、空洞中，即与黄铁矿相比辉钼矿结晶稍晚，或完成结晶的周期比黄铁矿长。此矿物对组合说明黄铁矿、辉钼矿在热液中具有相同的存在形式，二者对热液温度的下降及热液性质的变化具有相同的敏感性，但二者相比较辉钼矿结晶温度比黄铁矿略低或温度跨度比黄铁矿略大。

图10 黄铁矿、辉钼矿的共边结构

②黄铁矿、黄铜矿—辉钼矿组合:该组合在石英脉中可见但不普遍，3种金属矿物在脉体中的含量有较大差异，以黄铜矿含量最高，黄铁矿次之，辉钼矿最少;三者之间的关系表现为黄铁矿与黄铜矿具共边结构，辉钼矿则呈稠密颗粒状分布于黄铜矿外侧，或沿黄铜矿、黄铁矿的裂隙分布包围黄铜矿，如图11所示。另外黄铁矿、黄铜矿均发育有裂隙并被黑色电气石等杂质充填，而辉钼矿中则未见杂质分布，说明黄铁矿、黄铜矿是早于辉钼矿生成的，二者冷却产生裂隙、裂缝后才有辉钼矿的生成和充填，辉钼矿的生成比二者晚。说明成矿作用是一个长期而复杂的过程，两种或两种以上共生的矿物其生成时间可能有较长的间隔:一种金属矿物从成矿流体中结晶析出、生长加大到固化冷却并产生裂隙，至另一种金属矿物从成矿流体中结晶析出、固化冷却充填早生成矿物的裂隙，这个过程是长期的，时间间隔也相对要大一些。多金属矿物共生组合里，矿物含量上的差异大小与晶出时间间隔的差异大小具有相对应的关系和内在联系:含量上的差异越大则二者晶出的时间差就越大，含量上的差异小，则二者晶出的时间差就小，二者含量基本相同，则基本上是同时晶出的。虽然我们现在还不能根据共生矿物含量的差异给出二者或三者准确的时间差，但这种对应关系却是明显的。

图11 黄铜矿、黄铁矿、辉钼矿的共生关系

③方铅矿—(铁)闪锌矿组合:该组合主要发育于石英脉中。矿物成分以(铁)闪锌矿为主，方铅矿含量相对少，可伴生或共生黄铁矿。矿物之间的生成关系表现为:闪锌矿呈大斑块状(大小达2 cm×2 cm)，形状不规则，方铅矿呈小斑块状(3 mm×5 mm)、不规则条带状分布于闪锌矿斑块之“港湾”中、外侧或穿刺到闪锌矿斑块内部。可见方铅矿分布于黄铁矿边部，闪锌矿与黄铁矿偶有共边。金属矿物含量闪锌矿＞黄铁矿＞方铅矿，此关系说明闪锌矿、黄铁矿生成稍早，方铅矿生成相对晚。该组合中也常见铁闪锌矿，比闪锌矿颜色深，也比闪锌矿生成早，表现为含量少的闪锌矿分布于铁闪锌矿边部。

④黄铜矿—闪锌矿组合:该组合主要见于石英脉中，也见于石英脉以外的硅化蚀变带中。金属矿物成分以黄铜矿、闪锌矿为主，可伴生共生有黄铁矿，如图12所示。金属矿物的含量关系为闪锌矿＞黄铜矿＞黄铁矿，矿物之间的生成关系表现为:闪锌矿，集合体大斑块状，大小3 cm×3 cm，位于金属矿物组合体的中心;黄铜矿，小斑块状，大小1 cm×1.5 cm，总体围绕闪锌矿大斑块四周分布包围闪锌矿并具共边结构，也可见黄铜矿穿刺到闪锌矿中;黄铁矿，小斑块状，分布于黄铜矿、闪锌矿外侧，不共边。以上矿物之间的分布关系说明闪锌矿、黄铜矿是基本同时生成的，黄铜矿完成结晶的过程略晚，而黄铁矿与黄铜矿、闪锌矿则不是同时生成的，比之明显较晚。

图12 黄铜矿、闪锌矿的生成关系

⑤黄铁矿、黄铜矿组合:该组合在矿区内最为常见，不仅发育在石英脉及石英—长石类脉体中，而且在萤石—石英脉、方解石—石英脉中也有发育，此外该组合还广泛发育于各种蚀变围岩中，但以变质安山岩、变质辉绿岩中最为发育。该组合中金属矿物以黄铁矿为主，黄铜矿次之，二者均呈不规则斑块状，黄铁矿斑块相对更大一些。矿物之间的生成关系表现为:黄铁矿与黄铜矿局部具共边结构，黄铜矿穿刺到黄铁矿中(见图13);或黄铁矿斑块位于中间，黄铜矿小斑块则围绕黄铁矿大斑块四周分布，局部与黄铁矿共边。以上矿物之间的分布关系说明，黄铁矿与黄铜矿基本上是同时生成的，但黄铁矿略早、黄铜矿略晚些或完成结晶的温度跨度略大一些。从共生矿物形态上说，则颗粒大的矿物先晶出，颗粒小的矿物后晶出。

图13 黄铁矿、黄铜矿的生成关系

⑥黄铜矿、黄铁矿、闪锌矿、方铅矿、辉钼矿组合:该组合在石英脉中可见，也偶见于与石英脉无联系的硅化蚀变条带中。该组合中以黄铜矿、黄铁矿、方铅矿、闪锌矿的共同发育为特征，辉钼矿主要赋存于方铅矿中，各种矿物均呈斑块状集合体产出，斑块大小0.3 cm×0.6 cm～1 cm×2 cm不等，以闪锌矿斑块为最大、含量最高，黄铁矿次之，黄铜矿含量最少。矿物之间的关系表现为:闪锌矿大斑块边沿有方铅矿呈星散颗粒状分布，也可见方铅矿分布于闪锌矿裂隙间;黄铁矿与方铅矿呈混杂状分布，局部可见二者具共边结构，黄铜矿小斑块分布于黄铁矿边部，辉钼矿则主要赋存于方铅矿中。以上特征说明该组合中的5种金属矿物基本上是同时生成的，但晶出早晚略有差别:含量最高、形体最大的闪锌矿最早，含量较低、形体较小的方铅矿—辉钼矿次之，含量更低、形体更小的黄铁矿更次之，含量最低、形体最小的黄铜矿最晚。

黄铜矿、黄铁矿、方铅矿、闪锌矿、辉钼矿组合生成温度为220～250℃，属中温热液范围。该阶段形成的辉钼矿构不成钼矿体的主体，矿石结构以半自形、它形粒状或鳞片状结构为主，矿石构造则主要为斑块状构造。岩石蚀变不如前一阶段强烈，以硅化为主，亦有碳酸盐化、绢云母化。

第二阶段中晚期、第三阶段大量硫化物的生成说明该阶段与第一阶段及第二阶段早期相比，成矿流体中硫的含量高、浓度大，这是因为随着温度的下降H2S在热液中的溶解度增加较快，这是生成大量金属硫化物所必须的。

综上所述，根据流体包裹体测温结果及金属矿物之间和各种含矿脉体之间的交切关系，确定前3个阶段金属矿物生成的顺序从早致晚如下:黑钨矿—磁铁矿—白钨矿—辉钼矿—磁黄铁矿—黄铜矿—铁闪锌矿—闪锌矿—方铅矿，黄铁矿在各阶段均较常见，跨越的时间间隔长。

(4)石英—碳酸盐阶段

该阶段为热液作用的末期阶段，脉体为方解石—石英脉，主要特征是脉体中碳酸盐、硫酸盐矿物的发育并充填于早期所形成的各种含矿脉体的空洞中，但未形成单独碳酸盐脉体或硫酸盐脉体。该阶段形成的充填于空洞中的碳酸盐、硫酸盐矿物一般仅含少量的金属矿物方铅矿、闪锌矿，微量的黄铜矿、黄铁矿，且以碳酸盐为主(少部分硅质)。碳酸盐矿物主要为方解石，硫酸盐矿物在脉体中的分布远不如碳酸盐普遍，矿物成分为石膏，它分布于碳酸盐矿物的空洞中，说明其形成时间还在碳酸盐之后，是热液活动最晚期的产物。组成脉体的矿物自形程度均较低，金属矿物含量微弱，其结构特征如下:石英呈0.03～0.2 mm它形粒状或呈2～5 mm半自形柱状(晶形不完整的小晶芽)，常被0.25～1.5 mm它形粒状方解石集合体分割成岛状，方解石集合体的空洞中又被0.4～2.0 mm它形－半自形石膏集合体充填;金属矿物多在石英外侧集合体中出现，方铅矿0.01～5 mm它形－半自形粒状、集合体状，边缘外侧有0.01～0.3 mm它形粒状黄铜矿，再外侧有0.03～0.25 mm它形粒状闪锌矿，黄铁矿它形粒状分布于闪锌矿中，辉钼矿0.015～0.06 mm片状星散分布。矿物间的相对位置关系显示出该阶段金属矿物的生成顺序为:方铅矿最早，黄铜矿次之，闪锌矿、黄铁矿再次之，辉钼矿最晚。流体包裹体测温资料显示该阶段温度为197～220℃［1］。金属矿物粒度细、晶形差说明温度相对较低、温度下降较快，已近尾声。但石膏与方解石相比粒度较大，晶形也较完整，说明该温度区间更适合石膏的生成。

该阶段未见独立的以方解石、石膏为主要成分的脉体出现，说明该阶的温度、压力、热液中的CO2含量等均不适宜于大量碳酸盐矿物的晶出。矿床学的研究成果显示，岩浆热液作用的晚期(温度100～50℃)，某些金属才以碳酸盐的形式从热液中沉淀出来，形成菱铁矿、菱锰矿、菱镁矿等。因此可以确定东戈壁钼矿床成矿作用结束时其热液温度仍然是较高的(流体包裹体测得的最低温度是197℃)。

该阶段脉体仅有弱的辉钼矿化显示，以稀疏星散小颗粒状为主，构不成钼矿体。

3 结论

热液矿床各成矿阶段划分是人为的，各阶段是连续发生的，是成矿流体发展、演化的自然体现。金属矿物的沉淀则是受热液体系物理－化学条件(温度、压力、pH值、Eh值)的变化控制的［4］。在同等压力、同样流体化学性质条件下金属矿物的结晶顺序与该矿物对温度变化的敏感程度密切相关，即对温度变化敏感的矿物最先结晶［5］。东戈壁钼矿床除主成矿元素辉钼矿外，还伴生有黑钨矿、白钨矿、磁铁矿、黄铁矿、黄铜矿、方铅矿、闪锌矿等复杂的金属矿物。从这些金属矿物出现的先后顺序及与其相关的脉体交切关系上可以得出以下主要结论:

①东戈壁钼矿床成矿热液演化可划分为4个阶段，第一阶段为超临界流体作用阶段，第二阶段早期为高温热液作用阶段，第二阶段中晚期及第三阶段为中温热液作用阶段，第四阶段为中低温热液作用阶段。以第二阶段对辉钼矿的成矿最为重要和关键，持续的时间也最长。4个阶段中均有气体组分，其中硼、氟主要存在于第一、第二阶段，CO2在4个阶段中均存在，说明成矿热液中始终含有气体组分。

②在超临界流体阶段，黑钨矿分布于萤石内部是氟参与了成矿作用的直接证据。萤石、黑钨矿组合说明超临界流体成矿作用环境属强碱性氧化环境。在此阶段硫不具备与氟、氧等强氧化元素争夺金属阳离子的能力，因此生成的硫化物处于次要地位，含量低。

③对同一种金属矿物而言，晶体越粗大、晶形越好则结晶越早;对两种或两种以上共生的不同金属矿物组合而言，含量高、集合体大的矿物先结晶，含量低、个体小的矿物后结晶，含量相差越大则二者晶出的时间间隔跨度即时间差也越大，若两种共生金属矿物含量基本相同时，则二者基本上是同时生成的。

④除明显的穿插、交切关系外，两种或两种以上金属矿物共生时，位于中心位置的大个体矿物先生成，围绕其周围分布的小个体矿物后生成。当一种金属矿物呈胶结或充填形式与另一种金属矿物相接触时其生成的时间差是相当长的。因此从地质演化的角度看成矿作用是突然的，但从一个成矿作用的过程自身来看这个过程是漫长的。

⑤在碳酸盐－硫酸盐阶段，碳酸盐矿物的生成在前，硫酸盐矿物的生成在后。此阶段成矿作用已近尾声，热液中与硫亲合的金属离子已消耗殆尽，未见有大量碳酸盐(菱铁矿、菱锰矿、菱镁矿)、硫酸盐(重晶石)矿物的出现，说明此阶段的环境温度仍不利于或高于碳酸盐、硫酸盐矿物结晶所适宜的温度(50～100℃)，此现象与东戈壁钼矿流体包裹体测温资料相一致(最低温度197℃)。

［1］杨志强，黄超勇，靳拥护，等.新疆东戈壁钼矿勘探报告［R］.许昌:河南省地矿局第二地质勘查院，2010.

［2］武汉地质学院矿床教研室.矿床学［M］.北京:地质出版社，1979.

［3］武汉地质学院岩石教研室.岩浆岩岩石学［M］.北京:地质出版社，1980.

［4］武汉地质学院矿物教研室.结晶学及矿物学［M］.北京:地质出版社，1979.

［5］韩吟文，马振东.地球化学［M］.北京:地质出版社，2003.

［6］赵 斌，王声远，吴厚泽，等.高温高压实验地球化学［M］.北京:科学出版社，1995.