西藏雄村矿区Ⅲ#矿体成矿流体特征

郎兴海 唐菊兴 胡正华 谢富伟 黄 勇

(1.成都理工大学地球科学学院，四川 成都 610059；2.中国地质科学院矿产资源研究所，北京 100037；3.江西省地质调查研究院，江西 南昌 330100；4.中国地质调查局成都地质调查中心，四川 成都 610081)

西藏雄村矿区Ⅲ#矿体成矿流体特征

郎兴海1唐菊兴2胡正华3谢富伟1黄 勇4

(1.成都理工大学地球科学学院，四川 成都 610059；2.中国地质科学院矿产资源研究所，北京 100037；3.江西省地质调查研究院，江西 南昌 330100；4.中国地质调查局成都地质调查中心，四川 成都 610081)

为了查明雄村Ⅲ#矿体成矿流体特征以及成矿机制，通过详细的地质特征分析，结合主成矿阶段脉石英的流体包裹体及氢、氧同位素的测试进行研究。结果显示，主成矿阶段的成矿流体均一温度主要为170～310 ℃(峰值220 ℃)，盐度变化范围为1.20%～30.1%；成矿流体的氢同位素含量为-134.3‰～-118.5‰，氧同位素含量为-0.8‰～-0.2‰，表明成矿流体为岩浆水和大气降水的混合，具有中温、中低盐度的特征。雄村Ⅲ#矿体成矿物质的沉淀与岩浆水和大气降水混合以及钾硅酸盐化蚀变过程中磁铁矿的结晶有关。

斑岩 成矿流体 氢氧同位素

西藏雄村矿区位于西藏谢通门县荣玛乡境内，自2004年开始，西藏天圆矿业资源开发有限公司在雄村矿区进行了系统的矿产勘查工作，取得了巨大的找矿突破，先后发现了Ⅰ#、Ⅱ#和Ⅲ#斑岩型铜金矿体，3个主矿体呈北西向大致等距分布，彼此相距约2.4 km。Ⅰ#、Ⅱ#矿体已经完成了勘探工作，规模达大型—超大型；Ⅲ#矿体正在进行普查，规模有望达大型以上。前人对雄村矿区Ⅰ#、Ⅱ#矿体进行了较为系统的研究[1-2]，对于Ⅲ#矿体，仅黄勇等[3-4]分别利用锆石U-Pb LA-ICP-MS法和辉钼矿Re-Os 测年获得了Ⅲ#矿体含矿斑岩体的年龄为172±2.2 Ma和辉钼矿成矿年龄为172 Ma，而Ⅲ#矿体的成矿流体性质、成矿机制等方面还没有进行过研究。为此，本次通过流体包裹体以及氢、氧同位素的研究，对Ⅲ#矿体成矿流体特征以及矿床成矿机制进行了初步浅析。

1 矿床地质概况

1.1 赋矿围岩

矿区位于拉萨地体中段南缘，出露地层为中下侏罗统雄村组(J1x)，岩性主要为凝灰岩、砂岩、粉砂岩、泥岩、泥质板岩和少量的灰岩，其中凝灰岩普遍具钾硅酸盐化、黄铁绢英岩化和青磐岩化，是矿区的主要赋矿岩石之一[2]。

1.2 构 造

矿区褶皱、断裂构造发育，褶皱构造出现在矿区的南部，轴线EW走向。逆断层走向呈EW向，位于矿区南部的Ⅰ#矿体，构成叠瓦状组合样式；平移断层在整个矿区均有分布，呈NW向和NE走向。

1.3 含矿斑岩

Ⅲ#矿体含矿斑岩体为早侏罗世角闪石英闪长玢岩，呈岩株状产出。岩石呈灰白色，斑状结构，块状构造，斑晶主要为斜长石、角闪石和少量石英，基质成分与斑晶相似。岩石蚀变较强，可见硅化、黑云母化、绢云母化、阳起石化、绿泥石化、钠长石化和绿帘石化。常见成矿后中侏罗世的早期含眼球状石英斑晶的角闪石英闪长玢岩侵入含矿斑岩中。

1.4 矿化特征

矿体主要分布在斑岩体及其接触带附近的凝灰岩中，呈环状围绕斑岩体分布。矿体平面上呈透镜状，剖面上呈筒状、层状或似层状。矿化主要呈脉状、浸染状和细脉浸染状，常见的含矿脉体类型有QSV脉(石英-硫化物脉)、BMSV脉(黑云母-磁铁矿-硫化物脉)、CSV脉(绿泥石-硫化物脉)。矿石中主要的金属矿物为黄铁矿、黄铜矿和磁铁矿，可见少量辉钼矿、闪锌矿和磁黄铁矿；主要非金属矿物为斜长石、绢云母、黑云母、绿泥石、石英、角闪石。

黄铜矿是主要含铜矿物，含量多为0.5%～1%，呈不规则形或半自形，主要分布于钾硅酸盐化蚀变带中，大小为0.4～0.9 mm。黄铁矿主要分布于钾硅酸盐化和黄铁绢英岩化蚀变带中，常呈自形、半自形晶产出，粒径多为0.1～1 mm，在黄铁绢英岩化带中黄铁矿含量明显增多，有时可见团块状产出的黄铁矿以及脉宽达5 cm的黄铁矿脉。磁铁矿主要分布在钠化、钙化和钾硅酸盐化蚀变带中，多呈不规则状嵌在脉石矿物间或呈脉状产出，常包含黄铜矿和黄铁矿。

1.5 蚀变特征

雄村Ⅲ#矿体蚀变分带与典型斑岩型铜金矿床蚀变分带相似[5]，其中矿体深部为钠化、钙化蚀变，向外依次为钾硅酸盐化和黄铁绢英岩化蚀变，青磐岩化蚀变在矿体外围分布。黄铜矿主要产出于钾硅酸盐化蚀变带范围内，与黑云母化、磁铁矿化关系密切。

1.6 成矿期及成矿阶段

通过野外岩芯编录和室内镜下观察，根据矿脉穿插关系、矿石组构以及矿物共生组合，可将Ⅲ#矿体成矿期划分为热液成矿期和表生期。热液成矿期划分为3 个阶段，I阶段与钾硅酸盐化蚀变关系密切，主要出现黑云母、石英、磁铁矿、黄铜矿和黄铁矿矿物组合，以发育QSV脉、BMSV脉和CSV脉为特征，可见黄铜矿呈脉状、浸染状、细脉浸染状产出，该阶段是黄铜矿的主要成矿阶段；II阶段与钠化、钙化蚀变关系密切，主要出现阳起石、钠长石、绿泥石和磁铁矿矿物组合，发育阳起石脉，少量黄铜矿呈细脉状产出; III阶段与黄铁绢英岩化蚀变关系密切，主要出现石英、绢云母和黄铁矿矿物组合，发育黄铁矿脉，少量黄铜矿呈稀疏浸染状、脉状产出。表生期主要出现孔雀石、褐铁矿和辉铜矿等矿物组合，雄村Ⅲ#矿体的表生(次生)富集作用较弱，主要矿体为原生硫化物矿体。

2 成矿流体特征

2.1 样品采集及测试

为了研究雄村Ⅲ#矿体成矿流体特征，本次采集了主成矿阶段QSV脉中的石英进行流体包裹体和氢、氧同位素研究，样品均采自钻孔岩芯。流体包裹体岩相学研究在成都理工大学流体包裹体实验室完成，流体包裹体温度、盐度和激光拉曼测试在中国科学院贵阳地球化学研究所完成。

2.2 流体包裹体岩相学

对QSV脉中石英进行包裹体岩相学研究，发现石英矿物包裹体数量较多，但普遍较小，将包裹体类型划分为a型包裹体(富液两相流体包裹体)、b型包裹体(富气两相流体包裹体)和c型包裹体(含子矿物多相包裹体)，见图1。a型包裹体气液比小于45%，为常见包裹体类型，形态不规则，成群、成带分布，主要为次圆状、长条状(棱边较直)、棱角状、蝌蚪状，大小为3～16 μm。b型包裹体气液比大于45%，较少见，形态主要为圆状、次圆状、棱角状、不规则状，个体相对较大，大小为7～20 μm。c型包裹体较少见，形态较规则，主要为圆状、次圆状、棱角状，大小为5～20 μm，内部同时包裹有气泡和子矿物，子矿物呈立方体、长方体状，多呈现淡绿色，为石盐子晶。

对石英中的单个包裹体进行原位激光拉曼测试，发现Ⅲ#矿体主成矿阶段的流体包裹体气相成分以H2O为主，表明成矿流体为氯化钠-水体系。

2.3 包裹体温度、盐度测试

在冷热台上对石英中流体包裹体进行均一温度、盐度测试，测试结果显示成矿流体具有中温、中低盐度的特征，均一温度为105～550 ℃(集中于170～310 ℃，峰值220 ℃)，盐度为1.20%～30.1%。其中，a型包裹体温度和盐度分别为105～450 ℃(峰值215 ℃)和1.20%～23.8%；b型包裹体温度和盐度分别为140～550 ℃(峰值235 ℃)和2.89%～25.8%；c型包裹体温度和盐度分别为165～350 ℃(峰值195 ℃)和26.5%～30.1%。

图1 雄村Ⅲ#矿体流体包裹体类型

2.4 H-O同位素特征

对Ⅲ#矿体主成矿阶段QSV脉中石英进行H-O同位素测定。分析结果显示，4件石英样品成矿流体的氢同位素含量变化于-134.3‰～-118.5‰；石英的氧同位素含量变化于9.7‰～10.3‰。用公式计算得到成矿流体的氧同位素变化于-0.8‰～-0.2‰[6](T取值为220 ℃)，见表1。

3 成矿机制

在成矿流体氢、氧同位素组成图解上，雄村Ⅲ#矿体氢、氧同位素组成均位于岩浆水与大气降水的过渡区域，显示出岩浆水和大气降水混合的成矿流体特征，见图2。成矿流体的δD值可以灵敏示踪岩浆水与大气降水的混合作用[7]，雄村Ⅲ#矿体热液脉石英中成矿流体的δD值迅速降低，δ18O变化缓慢，显示出岩浆水与大气降水混合的氢、氧同位素变化特征[8]。因此，认为雄村Ⅲ#矿体主成矿阶段的成矿流体为岩浆水与大气降水的混合，这与主成矿阶段成矿流体为中温、中低盐度的特征相吻合。另外，雄村Ⅲ#矿体6件黄铁矿和2件黄铜矿样品的δ34S变化范围为-1.3‰～1.4‰(均值为-0.3‰)，显示出矿化硫主要来自深源岩浆[9]，表明岩浆水对成矿非常关键。

表1 雄村矿区Ⅲ#矿体成矿流体氢、氧同位素组成

图2 雄村Ⅲ#矿体成矿流体氢氧同位素组成

成矿流体因减压沸腾是成矿物质沉淀的重要机制[10]，雄村Ⅲ#矿体主要以富液两相流体包裹体为主，缺乏高盐度、低盐度流体包裹体群，不具有沸腾现象的流体包裹体组合特点。因此，成矿流体减压沸腾可能不是雄村Ⅲ#矿体金属沉淀的主要原因。Hedenquist等[11]研究表明，流体的混合作用在热液矿床的形成过程中也起着重要的作用，雄村Ⅲ#矿体主成矿阶段石英中的成矿流体显示出岩浆水与大气降水混合的特征，成矿流体为中温、中低盐度，表明岩浆水与大气降水的混合是造成雄村Ⅲ#矿体矿质沉淀的主要原因。雄村组凝灰岩构造裂隙发育，有利于大气降水下渗与含矿斑岩冷凝分异出来的岩浆水混合，两种不同性质的流体混合，导致成矿流体的物理化学条件(如温度、pH值、氧逸度等)发生变化，最终导致成矿物质发生沉淀。除流体沸腾和混合之外，成矿流体与围岩反应也是矿质沉淀的重要机制之一[12]，雄村Ⅲ#矿体主要产于钾硅酸盐化带之中，该蚀变带的主要矿物组合为黑云母、石英、磁铁矿，磁铁矿的结晶可以导致还原性的硫产生，从而引起硫化物的沉淀，这与矿石中黄铜矿与磁铁矿密切共生的现象相符合。因此，成矿流体与围岩反应可能也是雄村Ⅲ#矿体矿质沉淀的原因之一。

4 结 论

(1)雄村矿区Ⅲ#矿体主成矿阶段的流体包裹体类型包括富液两相流体包裹体、富气两相流体包裹体和含子矿物多相包裹体，以富液两相流体包裹体为主。主成矿阶段的成矿流体为氯化钠-水体系，均一温度主要分布于170～310 ℃(峰值为220 ℃)，盐度变化范围为1.20%～30.1%。

(2)雄村矿区Ⅲ#矿体氢氧同位素组成位于岩浆水与大气降水混合区，矿床成矿流体为岩浆水与大气降水的混合。

(3)岩浆水与大气降水的混合以及钾硅酸盐化蚀变过程中磁铁矿的结晶是导致雄村Ⅲ#矿体成矿物质沉淀的主要机制。

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(责任编辑 邓永前)

Characteristics of Ore-forming Fluids of the No.III Deposit in Xiongcun District,Tibet

Lang Xinghai1Tang Juxing2Hu Zhenghua3Xie Fuwei1Huang Yong4

(1.CollegeofEarthScience,ChengduUniversityofTechnology,Chengdu610059,China; 2.InstituteofMineralResources,ChineseAcademyofGeologicalSciences,Beijing100037,China;3.JiangxiinstituteofGeologicalsurvey,Nanchang330100,China;4.ChengduCenterofChinaGeologicalSurvey,Chengdu610081,China)

In order to find out the ore-forming fluid characteristics and metallogenic mechanism of Xiongcun No.III deposit,the geological characteristics of No.III deposit is analyzed in detail and tests on the inclusions at quartz-sulfide veins and hydrogen and oxygen isotopes are conducted.The research results show that,the homogenization temperatures and salinities of fluid inclusions range from 170 ℃ to 310 ℃ (peak temperature at 220 ℃) and 1.20% to 30.1% respectively.Its hydrogen and oxygen isotopes range from -134.3‰ to -118.5‰ and -0.8‰ to -0.2‰ respectively,which indicates that,the ore-forming fluid is a mixture of magmatic water and atmospheric precipitation,and has the characteristics of middle temperature and middle-low salinities.The minerals precipitated of Xiongcun No.III deposit mainly relates to mixture of magmatic water and atmospheric precipitation and the crystallization of magnetite within potassic alteration zone.

Porphyry,Ore-forming fluid,Hydrogen and oxygen isotopes

2014-05-27

国家自然科学基金项目(编号：41172077)，国家重点基础研究发展计划项目(973项目)(编号：2011CB403103)，中国地质调查局项目(编号：[资]03-002-0557、资[2014]01-028-042)，四川省矿产资源研究中心项目(编号：SCKCZY2013-YB006)，四川省青年科技基金项目(编号：2014JQ0047)，“构造成矿学理论发展与实践”项目(编号：13TD0008)。

郎兴海(1982—),男，博士，讲师。

P611.1+3

A

1001-1250(2014)-09-095-04