江西省徐山石英脉型钨矿床流体包裹体研究

周文婷， 潘家永， 张 勇， 张淑梅

(东华理工大学放射性地质与勘探技术国防重点学科实验室，江西 抚州 344000)

地质流体是地球科学的前言研究领域之一，近年来对地质流体的研究已经有了越来越多的成果。聂荣锋等(2007)研究认为地质流体的形成主要与各种地质作用有关，它是在特定地质环境中形成的产物。

对于徐山钨矿的研究，前人在岩石地球化学、年代学、构造等方面已经做了不少工作，也取得很好的成果(王显华等，2010;钟文华，1989)，但流体包裹体方面的研究成果甚少。本文将介绍笔者在徐山钨矿床研究工作中获得的流体包裹体研究结果和初步认识。

1 矿床地质概括

李光来等(2011)在徐山钨矿矿床定年研究中认为徐山钨矿矿床形成于燕山中期，大地构造位置属于江南古陆南缘，华南加里东褶皱带武功山隆起东端(图1)，黄金岭-老虎山向斜轴部。区域内出露地层以震旦系为主，其次有上泥盆-下石炭统的峡山群、上三叠-下侏罗统的安源群、第三系的衢江群以及第四系的红土砾石层与冲积层。本区燕山期岩浆活动强烈，在燕山早中期发育有3期花岗岩浆的侵入活动。徐山石英脉型钨矿体主要产于震旦系浅变质岩中，走向NE-NEE，倾向SE，大致可以分成北组、中组和南组3组(李光来等，2011)。

2 样品准备与测试

研究样品主要采自石英脉钨矿中，先将样品磨制成厚度约为0.3 mm双面抛光的薄片，然后对石英脉中的流体包裹体进行详细的岩相学观察，择其典型者进行包裹体测温研究。测温仪器为东华理工大学核资源与环境教育部重点实验室包裹体实验室的英国产Linkam THMSG600地质型冷热台，温度测试范围为－198～+600℃，升温/降温速率为10℃/min，均一温度与冰点误差分别在±1℃与±0.1 ℃。

3 测试结果与讨论

3.1 流体包裹体特征

流体包裹体岩相观察表明，徐山钨矿含矿石英脉石英中的流体包裹体主要发育富液两相流体包裹体(图2)，即是气液两相包裹体。在此类包裹体中，气相与液相共存。气相一般呈圆球状气泡，与液相的界限是一条黑色圆圈。在一些较小的包裹体中，可以发现气泡呈黑点，而且不断的跳动，这是气相的有力证明。包裹体形状一般为不规则状、椭圆形、长条形或石英负晶形，大小约2～35 μm，气液比为6% ～50%，多数集中在15% ～30%。绝大部分包裹体无色透明，由于光线折射等原因，气泡有时为棕褐色或灰黑色等色调。

1.徐山钨铜矿;2.断裂;3.构造边界;4.背斜轴;5.地名;6.华北板块;7.杨子板块;8.华夏板块

3.2 均一温度与盐度

本文利用均一法和冷冻法对徐山石英脉型钨矿床流体包裹体进行显微测温，所得数据见附表1。均一温度范围为190.4～446℃，平均温度为290.8℃(图3)。所测得冰点温度利用Hall等(1988)提出了NaCl-H2O体系盐度-冰点公式计算流体包裹体盐度:

式中，W为NaCl的重量百分数，Tm为冰点下降温度(℃)。测得流体包裹体盐度范围为3.87 NaCl.wt% ～21.26 NaCl.wt%，平均盐度为 13.20 NaCl.wt%(图4)。

图2 包裹体镜下特征Fig.2 Fluid inclusions under Micrscope

从徐山石英脉型钨矿床流体包裹体温度-盐度关系(图5)，温度从高到低，流体盐度也有高至低的演化趋势，但变化不是太明显，只是呈现出相对宽的区域。出现这种结果可能是成矿溶液从早到晚，随着温度的降低，也就是成矿后期成矿流体的盐度也逐渐降低。图中椭圆区域有一定倾斜，略出现高温时的盐度相对高一些，低温时盐度低一些。然后在在同一个温度线上来看，不同盐度跨度较大，接近13 NaCl.wt%，同样的，在同一盐度线上，温度跨度也较大，最大的可达300℃左右，这可能是成矿流体具有多期次的结果，已有的研究结果也已证明该地区该与成矿有关的的流体活动具有多期次多阶段的特点。

表1 徐山石英脉型钨矿床流体包裹体均一温度、盐度Table1 Homogenization temperature and salinity of the fluid inclusions in the Xushan tungsten deposit

图3 徐山石英脉型钨矿床流体包裹体均一温度直方图Fig.3 Histogram showing homogenization temperature of fluid inclusions in Xushan tungsten deposit

图4 徐山石英脉型钨矿床流体包裹体盐度直方图Fig.4 Histogram showing salinity of fluid inclusions in Xushan tungsten deposit

3.3 流体包裹体压力估算

图5 徐山石英脉型钨矿床流体包裹体均一温度与盐度散点图Fig.5 The homogenization-salinity diagram of the fluid inclusions in Xushan tungsten deposit ρ=A+Bt+Ct2

除此之外，笔者通过测定包裹体的冰点和均一温度，还对流体包裹体的压力进行了估算，进而计算矿床的成矿深度。对于中低盐度的NaCl-H2O溶液包裹体，根据刘斌(1987)实验数据推导了NaCl-H2O体系不同盐度流体包裹体的密度式:式中，ρ为流体密度(g/cm3);t为均一温度(℃);A，B，C为无量纲参数，不同盐度流体对应不同值。通过上式计算得到徐山钨矿成矿流体密度在0.589 ～0.976 g/cm3之间，平均值为 0.851 g/cm3与前人(Roedder E，1976)研究认为的大多数岩浆热液流体密度(＜1.0 g/cm3)相当，说明在整个成矿过程中，岩浆热液流体起着主导作用。本文由包裹体等容式(Zhang，1987;Bodnar，1994)进行压力计算，得出流体包裹体的平均压力约为21.2 MPa。由等容式进行压力估算，当时流体主要受静岩压力作用，按静岩压力公式(杨光树等，2008):

式中，ρ为岩石平均密度(2.7 g/cm3)，g为重力加速度(9.8 m/s2)，h为上覆岩石厚度(m)，即成矿深度，可估算出其形成深度约为0.80 km，表明其为浅成热液矿床。但如此浅的成矿深度，却有相对较高的成矿温度，说明徐山钨矿为为岩浆热液成矿，这与该地区存在强烈的中生代火山-次火山活动相吻合(张勇，2010)。

4 结论与认识

(1)笔者研究了徐山石英脉型钨矿床流体包裹体特征，获得矿床的平均成矿温度为290.8℃，平均盐度为13.20 NaCl.wt%，并计算了成矿溶液的密度(平均为0.851 g/cm3)和矿床的成矿深度(平均约为0.80 km)，表明徐山钨矿为浅成中温热液矿床，成矿作用与该地区中生代火山-次火山活动强烈密切相关。

(2)结合该矿区构造背景和岩性特征，认为徐山钨矿是成矿深液在内力的作用下沿着各种裂隙向上移动，在外接触带裂隙中以充填方式形成脉状钨矿。

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