越南广宁省晋磨锑矿床流体包裹体和氢氧同位素地球化学研究

季根源，戴塔根，易锦俊，姜爱玲，赵 旸

(1. 国土资源实物地质资料中心，河北廊坊 065201；2. 中南大学 地球科学与信息物理学院 湖南长沙 410083；3. 河北省地矿局探矿技术研究院，河北廊坊 065201)

越南广宁省晋磨锑矿床流体包裹体和氢氧同位素地球化学研究

季根源1，戴塔根2，易锦俊1，姜爱玲1，赵 旸3

(1. 国土资源实物地质资料中心，河北廊坊 065201；2. 中南大学 地球科学与信息物理学院 湖南长沙 410083；3. 河北省地矿局探矿技术研究院，河北廊坊 065201)

流体包裹体 氢氧同位素 晋磨锑矿 越南广宁省

Ji Gen-yuan, Dai Ta-gen, Yi Jin-jun, Jiang Ai-ling, Zhao Yang. Fluid inclusions and H-O isotopic geochemistry in the Jinmo antimony deposit, Guangning Province, Vietnam[J]. Geology and Exploration, 2014, 50(6):1173-1180.

越南大地构造位于欧亚古大陆南缘，为中国华南地块与印支地块的交接部位。越南北部处于太平洋与特提斯带的结合部位，二者的界线就是巨大的走滑大断裂—红河断裂带。法国地质学家H. Fontaine等(1978年)认为，以红河为界，以东的越南东北部属于华南地块，以西的越南西南部属于印支半岛构造体系。

晋磨锑矿床成因类型初步确定为构造控制的低温热液充填型锑矿床，位于越南的东北部，距中国广西边境约22 km，晋磨锑矿床虽在越南境内，但其大地构造位置仍处于中国华南褶皱带内，紧邻我国传统意义上的华南锑矿带(图1)。华南锑矿带是我国最重要的锑矿带，是地质科学界研究的热点之一。本文通过对矿床石英流体包裹体和氢氧同位素的研究，测试包裹体的温度、盐度，探讨晋磨锑矿床成矿流体的性质和成矿作用，为此矿床的成因类型提供依据，对今后该矿床的地质研究、勘探和矿产开采起到重要的作用，也有利于丰富华南锑矿带及其周边锑矿床的成矿理论。

1 矿床地质特征

区域内出露的地层主要有奥陶系、志留系、三叠系、侏罗系和第四系，地表多为第四系泥土覆盖，植被发育。北东东向断裂(灵山-藤县断裂) 控制沉积作用明显，断裂以北一般为下三叠统，断裂的东南侧一般为侏罗、白垩和第三纪盆地。构造多旋回发展十分明显，在志留纪-早二叠世为一长槽状深海盆地，沉积了大量泥质岩、复理石和含锰硅质岩建造。区域内沿着灵山-藤县断裂带及其两侧广泛分布着海西期至燕山期中酸性侵入岩，构成北东向条带状花岗岩带。

图1 越南晋磨锑矿床位置图(据彭建堂等，2001)Fig.1 The location map of Jinmo antimony deposit, Vietnam(after Peng et al.,2001)1-一级构造单元界限；2-一级构造单元推测界限；3-次级构造单元界限；4-华南锑矿带；5-锑矿床1-boundary of first-order tectonic units; 2-inferred boundary of first-order tectonic units; 3-boundry of secondary tectonic units; 4-south China antimony ore belt; 5-antimony deposit

矿区内出露的主要地层有奥陶系、志留系和侏罗系(图2)。奥陶系、志留系岩性以变质杂砂岩、变质石英杂砂岩、千枚岩、含炭质千枚岩、石英绢云千枚岩为主，泥质板岩、硅质板岩等浅变质岩次之；侏罗系岩性以砂岩、页岩、角砾岩等沉积岩为主。构造以断裂为主，主断裂F1走向近南北，倾向东，倾角30°～50°，两侧分布一些派生的北西向、北东向的次级小断裂，辉锑矿矿体主要富集在断裂的下裂面。雁形、X形节理很发育，应力作用复杂。区内劈(片)理化带较发育，顺岩层呈波状起伏(扭曲)。矿区范围内未见岩浆岩出露。

矿体受F1大断裂及次级断裂控制，矿体规模总体一般，位于千枚岩、变质杂砂岩的断裂带中。依据矿体的规模和含矿性，分为两类矿体。(1)主矿体，主要由F1含矿断裂破碎带组成，长约500 m，宽0.5 m～2 m，倾向近东，倾角为30°～50°，含矿性较好，规模较大。矿体有脉状、透镜状和扁豆状等，断续近南北向延伸，与周围几个矿点形成一个近南北向展布的矿带。矿体呈脉状，形态多样化，矿脉的分支汇聚、尖灭再现等现象在矿带内普遍存在。 (2)次级矿体，主要位于矿区内次级断裂(F2、F3、F4、F5)中，北西向或北东向延伸。脉体长度一般小于4 m，宽0.3 m～0.5 m，局部可见零星的矿化现象，含矿性一般，规模较小。脉体中石英含量较多，石英呈碎裂状，辉锑矿较少，未见其他金属矿物。

图2 越南晋磨锑矿床地质简图Fig.2 Geological sketch map in Jinmo antimony deposit, Vietnam1-第四系； 2-侏罗系中统； 3-志留系下统； 4-奥陶系上统； 5-锑矿体； 6-断裂； 7-不整合面1-Quaternary; 2-middle Jurassic; 3-lower Silurian; 4-upper Ordovician; 5- antimony ore body; 6-fault; 7-uncomformity

矿石矿物组成较简单，金属矿物主要为辉锑矿，含少量的黄铁矿和极少量的白铁矿、黄铜矿、闪锌矿等；非金属矿物以石英为主，含少量长石、方解石、炭质及泥质等。矿石构造主要有浸染状构造、块状构造、角砾状构造和脉状构造。矿石结构主要有交代溶蚀结构、自形-半自形粒状结构、碎裂结构和共边结构。

根据矿床的成矿地质特征、矿石矿化类型、显微镜下矿物穿插关系，将晋磨锑矿床的成矿期划分为2个成矿期：内生成矿期和表生成矿期。内生成矿期又可以划分为三个成矿阶段，浸染状辉锑矿阶段，矿石类型主要为细脉浸染状辉锑矿，主要分布于浅变质岩中；石英-辉锑矿阶段，矿石类型主要有致密块状辉锑矿矿石和角砾岩型辉锑矿矿石，主要发育在断裂带中；石英-方解石阶段，金属矿物含量较少，发育在裂隙中，主要矿物为石英，含少量方解石。表生成矿期矿物以锑赭石和锑华为主，呈皮壳状、土状分布于矿体表层。

2 样品采集及测试

此次研究工作采集各成矿阶段共6件含石英矿石样品进行流体包裹体研究，其中浸染状辉锑矿阶段样品2件，石英-辉锑矿阶段样品2件，石英-方解石阶段样品2件(表3)。石英流体包裹体测温工作在中南大学地球科学与信息物理学院包裹体测温实验室完成，使用仪器为Linkam THMS600型冷热台，均一温度重现误差<2℃，冰点温度重现误差<0.2℃，运用FLINCOR程序(Brown，1989)计算了水溶液的盐度。

共采集3件含石英矿石样品进行包裹体气、液相成分测试分析 (表1、2)。石英流体包裹体气、液相成分测试分析在中南大学地球科学与信息物理学院气相及离子色谱实验室完成的。测试所用仪器为美国产DX-120型离子色谱仪和美国产3400型气相色谱仪，测试中的样品均采自矿床中与辉锑矿紧密共生的石英，挑取纯度>98%的石英单矿物测定其离子和气相组分含量。

共采集4件含石英矿石样品进行氢氧同位素测试分析，氢氧同位素分析是在核工业北京地质研究院分析测试研究中心完成，测试所用仪器为美国Thermo Fisher Scientific公司制造的MAT253稳定同位素比质谱仪。氢同位分析精度为±2×10-3，氧同位素的分析精度为±0.2×10-3。

3 流体包裹体

3.1 岩相学

所研究的流体包裹体为各成矿阶段中与辉锑矿密切相关的石英原生流体包裹体，其中浸染状辉锑矿阶段和石英-辉锑矿阶段石英脉中的石英有两种，一种是和辉锑矿紧密共生质地较硬、不易碎、透明干净的石英，另一种是较白、易碎和辉锑矿关系模糊的石英，前者是矿区流体包裹体主要测试对象。岩相学研究表明，石英脉中原生流体包裹体多少不一，镜下显示包裹体形态复杂(图3)，多种多样，多呈长条状、圆形、椭圆形状、纺锤状、四边形状、不规则状等。流体包裹体大小不同，小者3～5 μm，中间者5～9 μm，较大者10～15 μm，最大可达26 μm。气液两相包裹体达到流体包裹体总数的95%以上，其中最常见的为气相百分比小于30%的富液包裹体，此类包裹体大约占总包裹体数的83%。

3.2 气、液相成分

表1 晋磨锑矿流体包裹体气相成分(μg/g)Table 1 Gas composition of fluid inclusions in Jinmo antimony deposit

注：测试单位为中南大学地球科学与信息物理学院气相及离子色谱实验室。

表2 晋磨锑矿床流体包裹体液相成分及相关参数(μg/g)Table 2 Liquid composition and related parameters of fluid inclusions in Jinmo antimony deposit

注：测试单位为中南大学地球科学与信息物理学院气相及离子色谱实验室。

图3 晋磨锑矿床包裹体显微照片Fig.3 Photomicrographs of fluid inclusions in Jinmo antimony deposit, Vietnam a-浸染状辉锑矿阶段石英脉中气液包裹体；b-石英-辉锑矿阶段块状辉锑矿石英脉中气液包裹体；c-石英-辉锑矿阶段角砾岩型 辉锑矿石英脉中气液包裹体；d-石英-方解石阶段石英气液包裹体；L-液相；V-气相a-quartz gas-liquid inclusions in disseminated stibnite; b-quartz gas-liquid inclusions in massive stibnite of quartz-stibnite stage; c-quartz gas- liquid inclusions in brecciaed stibnite of quartz-stibnite stage; d-quartz gas-liquid inclusions in quartz-calcite; L-liquid phase; V-vapor phase表3 晋磨锑矿床石英流体包裹体参数Table 3 Parameters of fluid inclusions from quartz in Jinmo antimony deposit

成矿阶段样品编号寄主矿物包裹体冰点温度(℃)均一温度(℃)盐度(%)类型(数量)大小(μm)气液比(%)范围范围范围浸染状辉锑矿阶段1-1-GP01石英V-L(15)4～2610～30-1.6～-0.3138～3080.5～2.61-1-GP23石英V-L(10)4～911～39-1.6～-0.3146～3050.5～2.6石英-辉锑矿阶段1-1-GP07石英V-L(14)5～1210～33-2.2～-0.3143～3030.5～3.61-2-GP09石英V-L(13)5～138～32-2.2～-0.4145～2810.7～3.6石英-方解石阶段1-2-GP02石英V-L(12)5～1111～23-2.4～-0.4140～2150.7～4.01-2-GP10石英V-L(17)4～1113～38-1.8～-0.5148～2430.8～3.0

3.3 均一温度

通过对矿区6件流体包裹体样品测温，剔除不合理数据，共获得81个包裹体均一温度、盐度等参数(表3)。根据所测数据显示：矿区中石英包裹体完全均一的温度范围相差较大，均一温度在138℃～308℃之间。根据石英流体包裹体的均一温度直方图(图4)，矿区气液两相包裹体均一温度范围大致可分为260℃～320℃、200℃～260℃、140℃～200℃共三个温度范围。这三个均一温度范围也反映了成矿阶段由高温向低温演化，晚阶段的低温流体会作用于早阶段流体所形成的矿石，所以均一直方图上出现了两个或三个峰值。

3.4 包裹体流体盐度

所测包裹体大部分为气液两相包裹体，利用所测冰点数据，运用FLINCOR程序(Brown，1989)计算了成矿热液的盐度值，结果见表3，可知本矿床中气液两相流体包裹体盐度一般比较低，在0.3%～4.0%，平均为1.7%，盐度差别不大。分别计算出：260℃～320℃阶段的流体包裹体平均盐度为2.5%，200℃～260℃、140℃～200℃阶段的流体包裹体平均盐度分别是2.0%、1.4%，从高温到低温阶段，流体包裹体的盐度略有降低，基本可反映成矿热液的单纯冷却(丁清峰等，2010)。

图4 晋磨锑矿成矿流体包裹体均一温度直方图Fig.4 Histogram of homogenization temperature of fluid inclusions in Jinmo antimony deposit a-浸染状辉锑矿阶段石英流体包裹体；b-石英-辉锑矿阶矿石中石英流体包裹体；c-石英-方解石阶段中石英流体包裹体a-quartz gas-liquid inclusions in disseminated stibnite; b-quartz gas-liquid inclusions in quartz-stibnite ore; c-quartz gas-liquid inclusions in quartz-calcite

4 氢、氧同位素地球化学

将测试所获得的δD值和计算获得石英中流体的δ18OH2O值投入δDH2O-δ18OH2O图解中(图5)。在图解中，投点均落入了岩浆水范围的左下方与大气降水线之间的区域范围之内。

5 讨论

5.1 流体特征

所测数据表明，晋磨锑矿床中石英包裹体均一温度在138℃～308℃之间，平均值为208℃，盐度大都在0.3%～4.0%，平均为1.7%，表明成矿流体属于低温、低盐度流体，成矿流体主要为大气降水(Guillemette等，1993)。均一温度值大致可分为260℃～320℃，200℃～260℃，140℃～200℃共三个温度范围，推断均一温度260℃～320℃范围为浸染状辉锑矿阶段，主要生成细脉浸染状辉锑矿，200℃～260℃为石英-辉锑矿阶段，主要生成致密块状辉锑矿矿石和角砾岩型辉锑矿矿石，140℃～200℃范围为石英-方解石阶段，主要生成贫矿化石英脉，含少量方解石。从高温到低温阶段，成矿流体盐度略有降低的趋势，反映成矿流体中辉锑矿随着温度的降低逐渐卸载、沉淀。

表4 晋磨锑矿床氢氧同位素组成Table 4 H、O isotope compositions in Jinmo antimony deposit

注：测试单位为核工业北京地质研究院分析测试研究中心。

图5 晋磨锑矿床石英δDH2O-δ18OH2O图解(底图据Taylor，1974) Fig.5 δDH2O-δ18OH2O diagram of quartz in Jinmo antimony deposit(base diagtam from Taylor.1974)

5.2 成矿流体来源

Roedder(1972)认为一般岩浆热液多为酸性或强酸性，Na+/K+小于2，Na+/(Ca2++Mg2+)大于4，而热卤水中Na+/K+大于10，Na+/(Ca2++Mg2+)小于1.5。该矿床流体包裹体液相成分中Na+/K+的值在1.33～2.31范围，在2的上下波动，Na+/(Ca2++Mg2+)=0.7～0.94，小于1.5。因此，推断成矿流体的来源是多源的，可能属于岩浆热液、热卤水形成的混合溶液。当Cl-/F->1时，反映属大气降水(或地层流体)的特征，而深部流体的Cl-/F-较低，由表2可知，流体Cl-/F-的变化范围在0.63～3.48之间，反映了多种热液来源的特征。

氢氧同位素研究是探讨成矿流体的一种有效方法，张国林等(1999年)通过氢氧同位素的研究指出，中国主要类型锑矿成矿流体热液是多源的，既有岩浆水、变质水和大气降水。在华南锑矿带内的典型锑矿研究中，刘文均(1992年)通过对湖南锡矿山、云南木利和贵州晴隆的成矿热液地球化学研究证明它们的主要成矿流体非岩浆来源。崔银亮(1995年)指出，贵州独山锑矿成矿热液中的水主要是大气降水。本次研究工作对区内矿石中石英流体包裹样品进行氢氧同位素测试分析显示，δ18OSMOW(14.6×10-3～15.5×10-3)和δ18OH2O(2.7×10-3～3.6×10-3)分别在华南锑矿带内典型锑矿床δ18OSMOW的范围7.73×10-3～21.96×10-3之间和δ18OH2O的范围-1.56×10-3～5.27×10-3之间(表5)。石英流体包裹体δDSMOW(-84.1×10-3～-73.8×10-3)略低于华南中生代大气降水的δD (-70×10-3～ -50×10-3)，δ18OH2O从大气降水线向右偏移。

由晋磨锑矿床氢氧同位素组成图解可看出δD、δ18OH2O值跨度范围均不大，4个投影点均落入岩浆水范围的左下方与大气降水线之间的区域，表现为混合水热液的特征，可见矿床成矿流体是岩浆水和大气降水的混合热液。参考前人对华南锑矿带内典型锑矿床中流体来源研究，结合晋磨锑矿床成矿流体低盐度、温度，流体包裹体液相离子成分分析结果，推断成矿流体以大气降水为主，混有岩浆热液，在运移过程中和围岩发生了较强烈的水岩反应，导致δ18OH2O向右发生了“漂移”。

5.3 成矿机制探讨

晋磨锑矿床的围岩对成矿流体中稀土元素浓度贡献很小(季根源，2012)，矿床的赋矿地层为千枚岩、变质石英杂砂岩等区域浅变质岩系。显然，围岩不是矿床成矿物质的来源。据有关资料表明，锑的成矿作用和深部动力或岩浆作用有密切的关联(于金杰，2001)，因此，成矿金属物质可能来源于基底，甚至有部分幔源物质、隐伏岩体物质加入。

晋磨锑矿床区域内，海西-印支期岩浆沿区域大断裂(灵山-藤县断裂等)上侵入于加里东期的混合岩、寒武系、志留系等地层。大气降水经岩石裂隙、断裂等向下渗透。在下渗的过程中，来自基底、深部地幔或者隐伏岩体的易溶矿物组分(Sb、Si、S、Na、K、As等)萃取到流体中，逐渐形成了富含矿质的地下水溶液。含矿地下水溶液向下运移到一定深度后，有部分岩浆热液的混入。流体在岩浆的余热驱动作用下，又向上运移，这样就形成了一套水热对流循环体系。同时，海西-印支期的构造运动使得矿区内表现为强烈的断裂构造，构造活动释放的热能既使地下水增温，又为含矿热液向上运移或向下渗透提供良好的空间(涂光炽等，1984)。流体在向上运移的过程中，温度和压力逐渐变小，CO2从流体中不断分离出来，导致流体pH值逐渐增高，pH值升高和温度降低有利于金属络合物分解(刘利等，2012)，有利于H2S转化为HS-、S2-等形式(金章东等，1998)，从而有利于辉锑矿的形成，在低压构造带或虚脱部位充填、卸载，形成锑矿体。

表5 热液矿物流体包裹体氧同位素组成Table 5 Oxygen isotopic composition in fluids inclusions

6 结论

(1) 晋磨锑矿床流体包裹体基本为气液两相包裹体，形态多种多样，气相百分比小于30%的富液相包裹体约占包裹体总数的95%左右。

(3) 晋磨锑矿床的成矿流体中Na+/K+的值(1.33～2.31)，Cl-/F-的值(0.63～3.48)，反映了成矿热液多来源；矿石石英流体包裹体中δDSMOW值介于-84.1×10-3～-73.8×10-3、δ18OSMOW值介于14.6×10-3～15.5×10-3、δ18OH2O值介于2.7×10-3～3.6×10-3，显示成矿热液为岩浆水和大气降水的混合水。综合研究表明成矿流体为大气降水为主，混有岩浆热液。

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严把质量关，争创一流食品企业；围绕质量安全，全力构建质量安全体系。汪记始终坚定不移地履行着自己的责任和承诺，诚信经营，寻求发展，依靠技术的不断创新，设备设施的更新升级，大踏步地向先进迈进。

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Fluid Inclusions and H-O Isotope Geochemistry in the Jinmo Antimony Deposit,Guangning Province, Vietnam

JI Gen-yuan1, DAI Ta-gen2, YI Jin-jun1, JIANG Ai-ling1, ZHAO Yang3

(1.CoresandSamplesCenterofLandResources,Langfang,Hebei065201; 2.SchoolofGeosciencesandInfo-Physics,CentralSouthUniversity,Changsha,Hunan410083;3.InstituteofProspectingTechnologyResearchoftheHebeiBureauofGeology,Langfang,Hebei065201)

The Jinmo antimony deposit is located in the collision boundary between the Indosinian block and South China block, and situated at the east of the southern segment of the Jinshajiang-Red River fault as part the south China block. The investigation of homogenization temperature, liquid compositions and gas components for quartz fluid inclusions indicate that H2O and CO2in the inclusions are mainly of gas phase, and the liquid components of fluid inclusions are dominated by Ca2+, Na+, K+, SO42-, Cl-and F-. The homogeneous temperature of fluid inclusions varies from 138℃ to 308℃ in the district with a mean of 208℃. The salinity of the fluid inclusions ranges from 0.3% to 4.0% with a mean of 1.7%. Hydrogen and oxygen isotopic studies indicate that δ18OSMOWvalues vary from 14.6×10-3to 15.5×10-3, δDSMOWvalues are from -84.1×10-3to -73.8×10-3, and δ18OH2O values change from 2.7×10-3to 3.6×10-3. It is suggested that ore-forming fluid was mainly derived meteoric water mixed with magmatic fluid.

fluid inclusion, hydrogen and oxygen isotopes, Jinmo antimony deposit, Guangning Province of Vietnam

2014-03-03；[修改日期]2014-07-15；[责任编辑]郝情情。

中国地质调查局科研项目《典型矿山实物地质资料采集与集成》(项目编号：12120113086200)资助。

季根源(1987年—)，男，2013年毕业于中南大学，获硕士学位，助理工程师，从事地质矿产勘查及实物地质资料管理工作。E-mail:csujigenyuan@163.com。

P597.2+P618.66

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0495-5331(2014)06-1173-08