内蒙古宜里钼矿流体包裹体特征及其地质意义

黄 凡, 刘翠辉, 谢有炜, 郑兵华, 李松柏

(1. 中国地质科学院矿产资源研究所 国土资源部成矿作用与资源评价重点实验室，北京 100037；2. 江西省地勘局赣南地质调查大队，江西 赣州 341000)

内蒙古宜里钼矿流体包裹体特征及其地质意义

黄 凡1, 刘翠辉2, 谢有炜2, 郑兵华2, 李松柏2

(1. 中国地质科学院矿产资源研究所 国土资源部成矿作用与资源评价重点实验室，北京 100037；2. 江西省地勘局赣南地质调查大队，江西 赣州 341000)

内蒙古宜里钼矿是大兴安岭北段新近发现的具有大型钼矿前景的中型斑岩型钼矿床。矿区地质特征简单，已发现钼矿体主要分布在F4断层的上盘，辉钼矿呈细(网)脉状产出。赋矿围岩主要为二长花岗岩、正长花岗岩和卧都河组地层。流体包裹体研究表明，宜里钼矿石英脉中的流体包裹体主要呈星散状随机分布或成群分布，其大小集中在3～10μm，形态多样，包裹体类型主要有气液两相、纯液相、纯气相包裹体、含子晶矿物的多相包裹体。包裹体均一温度和盐度呈现出双峰式分布特征，均一温度峰值分别集中在165℃～215℃和265℃～340℃，w(NaCl)%峰值分别集中在为3～7和11～14。成矿流体的密度主要集中在0.613 g/cm3～0.972 g/cm3。综合成矿阶段和成矿特征，成矿流体类型为高温低盐度和中温低盐度的中等密度的成矿流体。根据成矿压力估算，矿床形成古深度约为1.24～1.52 km。包裹体激光拉曼光谱分析表明包裹体中气相和液相成分均以H2O、CO2为主，并发现有含黄铜矿子晶包裹体，代表了成矿阶段的流体特征。

流体包裹体 均一测温 激光拉曼 宜里钼矿 内蒙古

Huang Fan, Liu Cui-hui, Xie You-wei, Zheng Bing-hua, Li Song-bai. Characteristics of fluid inclusions of the Yili Mo deposit in Inner Mongolia and their geological significance [J].Geology and Exploration,2014,50(3):0445-0453.

近年来，大兴安岭北段取得了众多找矿成果，发现了一批金、铜、钼、铅、锌、铁、银等多金属矿产地，如多宝山铜钼矿、铜山铜矿、砂宝斯金矿、乌努格吐山铜钼矿、红山子铀钼矿床、那吉河和库伦迪铅锌矿、岔路口钼矿、太平沟钼矿和三道沟金矿等(邵积东等，2009；佘宏全等，2009；沈存利等，2010；邵济安等，2011；聂凤军等，2011；陈衍景等，2012)。内蒙古鄂伦春自治旗宜里钼矿即位于大兴安岭北段，为一新近探明的中-大型规模的斑岩型钼矿床，矿床平均品位为0.083%。最新的研究表明，宜里钼矿的成岩成矿时代为早白垩世(130～135 Ma，黄凡等，2014)，晚于其北部的岔路口超大型钼矿床的成矿时代(146.96±0.79 Ma，聂凤军等，2011)。由于是新发现钼矿床，矿床成因研究还存在很多空白，因此本文在野外调研的基础上，选择现代的测试技术和方法，通过对宜里钼矿流体包裹体进行初步研究，以期对该矿的成矿机制初步了解，提高对该矿成矿理论的认识。

1 矿床地质特征

矿区位于东乌珠穆沁旗-博克图Fe-Mo-Sn-W-Cu-Pb-Zn-Ag-Ag-Cr-萤石成矿亚带(Ⅲ-48-②)(徐志刚等，2008，图1a)。区域内地层简单，主要为上志留统卧都河组和第四系全新统。零星出露的卧都河组主要岩性为碳质板岩、长英质角岩和火山岩夹层，矿区北部见产石墨层位。与内蒙古1∶25万诺敏幅区域地质调查报告①中卧都河组代表性剖面比较，矿区的碳质板岩层(或产石墨层)大致相当于郭恩屯卧都河组P4剖面的第17层。区内构造以断裂为主，包括NE、NW、NNE及近NS向3组。从断裂构造的形迹特征初步可分为3期，第1期为NW(NNW)向，第2期为NNE及近SN向，第3期NE向。

图1 宜里钼矿地质简图②Fig.1 Geological map of the Yili Mo deposits② 1-第四系；2-卧都河组地层；3-辉长岩；4-似斑状黑云母花岗岩；5-正长花岗岩；6-中细粒二长花岗岩；7-粗中粒二长花岗岩；8-地质界线；9-断层/破碎带；10-断裂或推测断裂1-Quaternary；2-Wodu River Formation；3-gabbro；4-porphyroid biotite granite；5-alkali-feldspar granite；6-medium fine grained monzonitic granite；7-medium coarse grained monzonitic granite；8-geological boundary；9-fault/fracture zone；10-fracture or predicted fracture

矿区外围侵入岩十分发育，呈近NNE向的带状展布，西邻大兴安岭火山岩前木奎-新力奇顶子喷发带，东邻大杨树火山盆地，东西宽约95 km，向南北两端延出测区，总面积4955.7 km2，共123个侵入体，分属扎文其汗、奎中林场、大二沟、卧罗河4个复式岩体(图1b)，主要岩性为花岗闪长岩、二长花岗岩、正长花岗岩和碱长花岗岩。宜里钼矿即位于卧罗河复式岩体的东端，主要岩性包括中细粒二长花岗岩、粗中粒二长花岗岩、正(碱)长花岗岩、似斑状黑云母花岗岩和花岗闪长岩以及一些正长斑岩脉、花岗斑岩脉等。其中二长花岗岩与矿化具有明显的空间关系。

现有工程控制的主矿体位于矿区南部(图1c)，矿体分布严格受NNE向的F4控制，主要分布在F4的东侧，即在F4的上盘呈缓倾角似层状产出，各矿体控制延长120～800 m，控制延深80～650 m，在倾向及走向上具膨大缩小(局部呈囊状)、尖灭再现的现象；矿体倾向东，横剖面(EW向)倾角5°～35°，约15°，倾角在EW剖面由上往下逐渐变陡，纵剖面(NS向)往南侧伏，侧伏角5°～10°，由上往下逐渐变缓；矿体总体往东、往南收敛。矿床热液蚀变发育，主要有云英岩化、硅化、钾化、萤石化、绢(白)云母化、绿泥石化、碳酸盐化等。钼矿化主要与石英绢云母化、硅化(石英脉)、钾化、萤石化等有关，尤其是以石英脉 (以细、网脉为主) 为载体的钼矿石是区内最常见、最主要的矿石类型。

图2 宜里钼矿矿石照片Fig.2 Photos of ores in the Yili Mo deposit a-黄铁矿(-石英)脉; b-石英-黄铁矿脉; c-石英-辉钼矿脉和沿裂隙面的辉钼矿脉; d-石英脉中的星散装辉钼矿和脉体边部钾化岩石中的星散状辉钼矿、黄铁矿; e-石英-辉钼矿-钾长石脉,脉宽约1 cm，其边侧发育宽约1～2 mm的钾化带，辉钼矿呈星散装发育于脉体内部; f-石英-辉钼矿-黄铁矿脉，脉中可见花岗岩捕虏体; g-石英-辉钼矿-黄铁矿脉; h-石英- 萤石脉a-pyrite (-quartz) vein; b-quartz-pyrite vein; c-quartz-molybdenite vein and molybdenite vein along fracture in rock mass; d-cloddy or scattered molybdenites in stockwork quartz vein and cloddy molybdenites developed on the edge of veins and scattered pyrites are shown in rockmass; e-quartz-K-feldspar-molybdenite vein with 1 cm width, K-feldspar developed on the edge of the vein and scattered molybdenites are shown in the vein; f-quartz-molybdenite-pyrite vein, granite xenolith was captured into the vein; g-quartz- molybdenite-pyrite vein; h-quartz-fluorite vein

矿石中金属矿物的组合比较简单，有价金属矿物有辉钼矿、黄铜矿，其它金属矿物为黄铁矿、磁铁矿、辉铜矿,其次为闪锌矿、方铅矿等。脉石矿物主要有石英、正长石、更长石、中长石、黑云母、绢云母、磷灰石、拉长石、辉石、及少量碳酸盐等。矿石以鳞片状结构为主，次为半自形粒状结构。矿石构造主要有似脉状(细脉充填)构造、浸染状构造，次为薄膜状构造(图2)。根据矿床蚀变特征、矿石中脉体的先后顺序及含矿性，结合矿物的共生组合关系、结构构造特征，可以划分为五个矿化阶段：黄铁矿-石英脉阶段(I)，为早期成矿阶段，并被后期脉体切穿，基本不含或偶含辉钼矿；辉钼矿-石英脉阶段(II)，为早期成矿阶段，以脉体中不含或含少量钾长石为特征，含钼较贫；辉钼矿-钾长石-石英脉阶段(III)：脉体含矿性较好，辉钼矿片径大，叠加于辉钼矿-石英脉阶段之上，使矿石品位提高，以伴生钾长石为特征；萤石-(钾长石)-石英脉阶段(IV)：脉体基本不含或偶含辉钼矿，以萤石矿物普遍出现为特征，萤石颜色以紫色为主；碳酸盐脉阶段(V)：主要为方解石脉和泥石细脉，是成矿末期的产物，也是分布最为广泛的脉体之一，特别是在后期构造裂隙中更为发育。

2 流体包裹体

2.1 样品的采集、选取及测试方法

由于矿区地表被平均厚达4 m的第四纪冲洪积、残坡积沉积物覆盖，给本次研究系统取样带来困难。因此，根据矿区实际情况，对矿区的部分岩心进行了观察，采集了含矿和无矿石英脉的流体包裹体样品(图2)，并磨制包裹体片进行观察测试。

本次实验选取不同矿物组合的薄片进行了测试，流体包裹体显微测温在核工业北京地质研究院流体包裹体实验室完成，所使用的仪器为英国Linkam公司生产的 THMSG600 型冷热台(温控范围-196～+600℃)上完成，仪器精度 0.1℃，升/降温速率一般为10℃/min，在相变点温度附近为<1℃/min；流体包裹体拉曼光谱分析使用仪器为LABHR-VIS LabRAM HR800研究级显微激光拉曼光谱仪。

2.2 流体包裹体岩相学

本次研究涉及的寄主矿物主要为石英，其次为萤石。寄主矿物中包裹体发育，原生、次生包裹体均有。宜里钼矿石英脉中流体包裹体总体较小，个别较大，可达23μm，但一般集中在3～10μm，甚至更小(表1)。包裹体在石英中主要呈星散状随机分布或成群分布，以及局部线性排列的次生包裹体群。在硫化物周围，包裹体数量明显增多。包裹体形态多样，主要有负晶形、不规则椭圆形、长条形和不规则形等。正常室温条件下，包裹体类型以气液两相包裹体为主，其次为纯液相、纯气相包裹体、含子晶矿物的多相包裹体(图3)。

总的来看，宜里钼矿的流体包裹体可划分为以下几种类型：

Ⅰ型：富液相气液两相包裹体，个体一般介于3～10μm，分布最为广泛，一般气相填充度为10%～50%，最大>50%(图 3(a))，加热后均一到液相。

图3 宜里钼矿包裹体照片Fig.3 Photos of fluid inclusions in the Yili Mo deposit a-富液相气液两相包裹体，气相充填度在30%～40%；b-沸腾包裹体群，气相充填度介于10%～50%之间(个别气相充填度>70%)，均一温度介于305°～380°(样品ZK1714-Q1)；c-富液相气液两相包裹体，气相充填度在20%左右；d-长条状气液两相包裹体，气相充填度约30%；e-含不透明子矿物三相包裹体，子矿物晶形较不规则(样品ZK1603-479-3)；f-含子晶三相包裹体，子晶均一温度大于400°(样品ZK1718-Q1，少见)；g-纯气相包裹体;L-液相；V-气相；H-石盐；S-硫化物(黄铜矿)a-liquid-rich fluid inclusions, V/(V+L) ≈30%～40%; b-boiling fluid inclusions group, V/(V+L) ≈ 10%～50% (the value of V/(V+L) of some inclusions >70%), homogenization temperature were concentrated in 305～380℃ (sample ZK1714-Q1); c-liquid-rich fluid inclusions, V/(V+L) ≈20%; d-elongated fluid inclusions, V/(V+L) ≈30%; e-opaque daughter mineral-bearing three-phase fluid inclusions (sample ZK1603-479-3); f-daughter-crtstal-bearing three-phase fluid inclusions, the homogenization temperature of daughter-crtstal are higher than 400℃ (sample ZK1718-Q1); g- pure gas inclusions; L-liquid; V-vapor; H-halite; S-sulfide (chalcopyrite)

Ⅱ型：富气相气液两相包裹体，仅见于样品ZK1714-Q1，气相填充度大于70%(图3(b))，可能为不均一捕获，个别加热后均一到气相。

Ⅲ型：含不透明子矿物包裹体，主要见于样品ZK1603-479-3样品中，以单个不透明子矿物的多相包裹体(图3(e))为主。

Ⅳ型：含透明子矿物包裹体，子晶颗粒很小，小于2μm(图3(f))。

Ⅴ型：纯气相包裹体，一般个体很小，介于1～2μm，最大可达4μm(图3(g))。

样品ZK801-FL1为石英-萤石共生脉体，其中的石英中包裹体清晰可见，但萤石呈现絮状，模糊不清，未发现包裹体。

2.3 均一温度、盐度、密度及其之间的关系

图4 宜里钼矿均一温度(a)、盐度直方图(b)Fig.4 Frequency histograms of homogenization temperature (a) and of fluid inclusions salinity (b)

流体包裹体测温结果列于表1。本次开展研究的包裹体均为原生包裹体，测试过程中直接读取均一温度和冰点温度，利用冰点法(Bodnar, 1983)获得流体包裹体盐度。总体上包裹体均一温度变化范围比较大，从145℃到435℃均有分布，在均一温度直方图上呈现出双峰式分布特征(图4a)，两个峰值分别集中在165℃～215℃和265℃～340℃，盐度也呈现出明显的双峰特征(图4b)，两个w(NaCl)%峰值分别集中在3～7和11～14。在均一温度与盐度散点图(图5a)上，可分为四种类型不同温度和盐度的流体，即高温低盐度、中温低盐度、中温中盐度和高温中盐度。推测在钼矿的成矿作用过程中，出现过不同温度属性流体的混合作用。结合前述成矿阶段综合分析和实际样品测试情况，矿区成矿流体至少存在两期，两期成矿流体可能分别为高温低盐度成矿流体和中温低盐度成矿流体，并且向晚期阶段，盐度有增高的趋势。样品ZK1718-Q1中的含石盐子矿物包裹体的石盐子晶熔化温度大于435℃，以石盐消失而达到均一，其w(NaCl)%大于49.68%，而ZK1718-Q1样品中其余包裹体测试显示，其w(NaCl)%为5.43～6.43，均属于低盐度流体，可能含石盐子晶为不均一捕获而成，并不能代表流体的真实盐度。在统计的均一温度与包裹体大小(图5b)和气液比图解(图5c)上，可以明显的看到，包裹体得均一温度与包裹体大小不存在明显的关系，而与包裹体的气液比呈正相关，即一般包裹体的气液比越大，其均一温度也越大。

依据盐水溶液包裹体温度-密度、温度-压力关系方程(刘斌等，1999)，估算成矿流体密度。对于斑岩型矿床，如果给定沸腾包裹体组合的温度及盐度，便可精确地估计矿床形成时的压力(Roedderetal., 1980)，本次包裹体研究工作显示，在样号为ZK1714-Q1薄片中发现较典型的沸腾包裹体组合，可以根据温度和盐度较为可靠地估算成矿压力。通过计算，成矿流体的密度主要集中在0.613 g/cm3～0.972 g/cm3，成矿压力范围为27.662 MPa ～61MPa，集中在31.17 MPa～38.03 MPa。

根据矿区成矿阶段的划分，本矿区成矿阶段的流体密度属中等密度。均一温度与成矿流体的密度呈现反相关(图5d)，说明成矿流体温度越高越不利于成矿。综合上述分析，宜里钼矿区的流体作用持续时间较长，并发生不同类型流体的混合作用，成矿流体类型应为高温低盐度和中温低盐度的中等密度的成矿流体。

2.4 流体包裹体激光拉曼光谱分析

本次共测试流体包裹体9个，其中气相点8个，液相点1个。拉曼光谱图显示(图6)，包裹体中气相和液相成分以H2O、CO2为主。包裹体激光拉曼光谱分析过程中，在薄片ZK1603-479-3中发现暗色矿物，其峰值(291.0)特征与黄铜矿一致，因薄片ZK1603-479-3为石英-黄铁矿-辉钼矿细脉，属成矿阶段流体，而黄铜矿子晶矿物的发现说明宜里钼矿成矿流体研究的可靠性。

图5 包裹体均一温度与盐度(a)、包裹体大小(b)、气液比(c)和流体密度(d)的协变图解Fig.5 Covariant diagrams of homogenization temperature and salinity (a), size (b), gas-liquid ratio (c), density (d) of inclusions

图6 宜里钼矿流体包裹体激光拉曼光谱特征Fig.6 Laser Raman spectroscopic characteristics of fluid inclusions

2.5 矿床成矿深度及剥蚀程度

根据成矿流体压力的估算，成矿时压力集中在31.17 MPa～38.03 MPa(表1)。采用25MPa/km的静岩压力，算得包裹体捕获时的古深度约为1.24～1.52km。而所测样品的埋深多在500m之上，因此，可以估算矿床形成之后发生了0.84～1.02km的剥蚀。结合矿区勘探资料，宜里钼矿现今查明的主矿体已经出露地表，说明宜里钼矿确实遭受了很大程度的剥蚀。宜里钼矿辉钼矿Re-Os年龄为130Ma左右(黄凡等，2014)，因此，在不考虑构造运动影响的情况下，可以估算矿区的剥蚀速度为0.65～0.78mm/Ma。但在考虑到F4断层后期对矿体的破坏等因素，实际的剥蚀速度要更大。

3 结论

(1) 宜里钼矿石英脉中流体包裹体总体较小，一般集中在3～10μm，主要呈星散状随机分布或成群分布，以及局部线性排列的次生包裹体群。包裹体形态多样，包裹体类型主要有气液两相、纯液相、纯气相包裹体、含子晶矿物的多相包裹体。

(2) 包裹体均一温度和盐度呈现出双峰式分布特征，均一温度峰值分别集中在165℃～215℃和265℃～340℃，盐度峰值为3～7和11～14。成矿流体的密度主要集中在0.613 g/cm3～0.972 g/cm3。综合成矿阶段和成矿特征，成矿流体类型为高温低盐度和中温低盐度的中等密度的成矿流体。

(3) 根据成矿压力估算，矿床形成古深度约为1.24～1.52km，剥蚀厚度0.84～1.02km，实际剥蚀速率大于0.65～0.78mm/Ma。

(4) 包裹体激光拉曼光谱分析表明包裹体中气相和液相成分均以H2O、CO2为主，并发现有含黄铜矿子晶包裹体，代表了成矿阶段的流体特征。

致谢 野外工作得到了北京建龙国基投资有限公司总裁鲍清海、总工程师赵丕忠、总地质师王平安研究员及钜石投资基金运营小组副组长林戬和朱建舟及赵建群、柏林、张光明等高级工程师的支持和帮助。取样工作得到了江西地勘局赣南地质调查大队宜里钼矿项目组成员的大力帮助。在此一并表示感谢。

[注释]

① 黑龙江省地质调查研究总院. 2005. 内蒙古1∶25万诺敏幅(M51C003003)区域地质调查报告[R].

② 江西省地质矿产勘查开发局赣南地质调查大队. 2011. 内蒙古自治区呼伦贝尔市鄂伦春旗宜里农场钼多金属矿区钼矿详查报告[R].

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Characteristics of Fluid Inclusions of the Yili Mo Deposit in Inner Mongolia and Their Geological Significance

HUANG Fan1, LIU Cui-hui2, XIE You-wei2, ZHENG Bing-hua2, LI Song-bai2

(1. MLR Key Laboratory of Metallogeny and Mineral Resources Assessment, Institute of Mineral Resources, CAGS, Beijing 100037; 2. South Jiangxi Geological Survery Party of JBEDGMR, Jiangxi,Ganzhou 341000)

The Yili Mo deposit located in the northern Daxing’anling Mountains is a newly found medium-scale Mo deposit. It has simple geology in the mining area, where ore bodies are discovered mainly in the hanging wall of the F4 fault. Host rocks are monzonitic granite, syenogranite and Woduhe group rocks. The main mineralized type is veinlet-disseminated. Fluid inclusions in quartz veins suggest that these inclusions are distributed in groups or scattered stars randomly with long axes of 3～10μm. The types of fluid inclusions include two-phase, pure liquid, pure gas and multi-phase inclusions with daughter minerals. Homogenization temperature and salinity show a bimodal distribution that homogenization temperature peaks are concentrated in 165℃～215℃ and 265℃～340℃, andw(NaCl)% peaks in 3～7 and 11～14, respectively. The density of ore-forming fluids ranges 0.613 g/cm3～0.972 g/cm3. A comprehensive analysis indicates that ore-forming fluid types include high-temperature with low-salinity and medium-temperature with low salinity, and all have a medium density. Laser Raman spectroscopy studies show that the inclusions in gas and liquid ingredients are mainly H2O and CO2. And a chalcopyrite crystal was found in inclusions indicative of a characteristic of ore-forming stage fluid.

fluid inclusions, homogenization temperature, Laser Raman Spectroscopy, Yili Mo deposit, Inner Mongolia

2013-07-26；

2013-10-02；[责任编辑]郝情情。

中国地质大调查项目(编号:1212010633901、1212011220369)和北京建龙国基投资有限公司宜里钼矿科研项目(编号: E1101)资助。

黄凡(1983年-)，男，2012年毕业于中国地质科学院，获博士学位，助理研究员，长期从事矿床学研究。E-mail: hfhymn@163.com。

P618

A

0495-5331(2014)03-0445-9