泰国西部比洛克(Pilok)锡钨矿流体包裹体研究及矿床成因

施美凤，范文玉，林方成，王　宏，丛　峰，朱华平

(中国地质调查局成都地质调查中心，四川　成都　610081)



泰国西部比洛克(Pilok)锡钨矿流体包裹体研究及矿床成因

施美凤，范文玉，林方成，王宏，丛峰，朱华平

(中国地质调查局成都地质调查中心，四川成都610081)

对泰缅毗邻区比洛克锡钨矿区含矿石英脉进行了流体包裹体分析。包裹体岩相学研究表明，流体主要为富液相包裹体和H2O-CO2三相包裹体。显微测温分析结果显示，均一温度为200～350℃，盐度(w(NaCl) )为0.43%～12.42%，石英脉中H2O-CO2三相包裹体成矿压力为102～350mPa，估算成矿深度在0.34～1.37 km。这些数据表明，石英脉型钨锡矿主要形成于岩浆演化晚期的中高温岩体顶部。结合前人稳定同位素等分析结果，认为比洛克锡钨矿存在4个矿化阶段：(1)早期高温产于细粒花岗岩内的黑钨矿±锡石±黄铁矿矿化；(2)与石英±钾长石脉有关的黑钨矿矿化；(3)叠加在中期钾化和钨矿化上的云英岩型锡矿化；(4)晚期中高温(220～350℃)低盐度(<5 %NaCleq.)混合流体为主的石英脉型钨锡矿化。结合研究区的区域构造演化及岩浆演化特征研究，建立了比洛克锡钨矿的找矿模型，并对该区进一步找矿提出建议。

钨锡矿；流体包裹体；找矿远景；泰国比洛克；东南亚

引言

我国滇西腾冲至缅甸掸邦陡崖断裂系以西的泰缅边界山脉-泰缅半岛-马来西亚西部的南北向钨锡矿集中区属于全球著名的东南亚锡钨成矿带的西亚带，钨锡成矿主要受控于带内中深成浅色花岗岩。带内已知如我国腾冲小龙河、大松坡、梁河来利山-丝瓜坪、泰国西部的比洛克、班沙、拉廊、攀牙湾、缅甸德林达依省的茂奇、赫敏之、海达因等锡钨矿床(点)270余处，其中，大型-特大型矿床20处、中型矿床52处，是东南亚乃至全球重要的钨锡成矿带。

位于泰国西部泰缅边界山脉的比洛克锡钨矿床是东南亚巨型钨锡成矿带西矿带中段的典型矿床，包括石英脉型和云英岩型两类锡钨矿化，其成因机制及成矿模式的研究对指导该带锡钨矿成矿预测具有重要的作用。由于整个矿带开采的主要是砂锡矿，原生矿勘查及研究程度普遍不高，尤其是地质基础研究较薄弱的缅甸和以生态旅游为主导产业的泰国，矿产开发仍停留在上世纪80年代的水平。因此，有必要对该区的典型矿床的成矿流体性质、演化及与成矿的关系作进一步研究。在对腾冲-德林达依花岗岩带年代学约束及构造背景研究的基础上(另文发表)，本文重点对泰国西部比洛克锡钨矿区与钨锡成矿有关的细粒花岗岩(细晶岩脉)和含矿石英脉进行了流体包裹体分析，并综合前人的地球化学、流体包裹体和氢、氧稳定同位素研究成果[1-2]，讨论了比洛克钨锡矿的成矿特征和成因机制，建立成矿模式，并对该区进一步找矿提供依据。

1　矿床地质特征

泰国北碧省泰缅边界山脉的比洛克钨锡矿区(坐标：N14°40′22.7″，E098°22′10.6″，H 987m)位于首都曼谷北西250km。锡钨矿主要发育在Ban I Thong 和Ban I Pu小镇的周围及东南部的Pha Pae地区(图1)。Ban I Thong 和Ban I Pu地区的锡钨矿于1939年开始开采，20世纪七八十年代为鼎盛时期，曾有36个矿山，遍布数十平方千米，年产锡石和黑钨矿精矿约2400t。1985年因国际钨锡市场价格疲软而关闭矿山，至今未再开采。

矿区围岩主要为石炭—二叠系的含砾泥岩、页岩、粉砂岩、砂岩等碎屑岩层，普遍遭受浅变质作用，形成碳质板岩、绢云板岩、粉砂质板岩等低级变质岩。在花岗岩体出露的周围2～3km内，普遍发育区域变质达绿泥石-白云母相的砂岩-粉砂岩，早期的绿泥石被白云母交代。远离岩体，白云母、黑云母、电气石呈带状连续分布，且呈递减趋势[2]，表明变质围岩受到热液交代的影响。

矿区主要发育两期花岗岩：早期为侵入到石炭—二叠纪浅变质岩中的中粒二长花岗岩，我们对其进行了SHRIMP U-Pb测年，结果为175.3～181.7 Ma(另文发表)；晚期为黑云母-白云母细粒花岗岩和碱性长石细粒花岗岩(细晶岩)，呈岩株或岩脉侵入到早期二长花岗岩中，碱性长石细粒花岗岩为矿区主要含矿容岩。Charusiri[3]曾对该期花岗岩和含矿石英脉进行了40Ar/39Ar测年研究，结果为72～76.5Ma。矿区热液石英脉极为发育，且钨锡矿化强烈，是钨锡矿的另一种含矿岩石。脉体主要呈网脉状穿插于二长花岗岩及细粒花岗岩中，脉宽5～50 cm，最宽70 cm，主要沿170°∠90～60°和124°∠75～85°两个方向分布，以近南北向为主，延伸最长的方向受区域断裂构造的控制。近东西向石英脉矿化以黑钨矿为主，而近南北向者锡比钨多，后者穿切前者，两期矿化。此外，图1中比洛克矿区南西侧的缅甸境内花岗岩体由于研究程度较低，我们无法把花岗岩的类型表示出来，但根据泰国一侧的岩性分布和岩体蚀变带的分布及比洛克矿山南西约50 km的赫敏之(Hermyingyi)锡钨矿区研究资料来看，泰缅山脉的缅甸一侧岩体应该也是中粒二长花岗岩和细粒花岗岩。

晚期花岗岩体接触带10m内发生强烈的电气石交代，形成电气石变质带。富含交代特征，如沿裂隙发育电气石斑晶或黑云母，由岩体周围发育黑云母变质带和白云母变质带(图1b)。黑云母变质带主要发育黑云母-石英-白云母-斜长石矿物组合，其次是绿泥石，偶见石榴石。黑云母普遍沿裂隙或石英脉交代，电气石交代普遍，沿裂隙还有少量钾长石交代。白云母变质带主要矿物组合为白云母-石英，其次为黑云母-绿泥石-斜长石。少量黑云母沿裂隙或石英脉交代，也有少量电气石交代。Linnen[2]对采自围岩、白云母、黑云母及电气石4种不同变质带的全岩样品做了C、S、Sn、As、Cu、Pb、Zn元素分析，以确定流体是否带出或带入了这些成分，结果显示锡在电气石变质带富集，表明岩浆流体中锡少量富集。

比洛克地区钨锡原生矿化由裂隙控制，矿化最强发生在石英脉与细粒花岗岩内接触带的电气石蚀变带，锡钨矿化类型主要为锡石-黑钨矿-石英脉型和云英岩型。整个矿区具有一套广泛分布且相对简单的矿石矿物，以黑钨矿、锡石为主，含少量黄铁矿、辉铜矿、白钨矿。脉石矿物有石英、白云母、钾长石、绿泥石、电气石、萤石、绿柱石和磷灰石，主要以石英-钾长石-电气石、石英-钾长石-白云母-电气石、石英-白云母-电气石和石英-绿泥石4种组合出现。前3种组合伴有萤石-磷灰石-绿柱石。石英-绿泥石组合比前3种组合要晚。锡石和黑钨矿发育与这4种脉石层序都有关。云英岩含大多数锡石和硫化物矿化，主要由石英、白云母和硫化物矿物组成。在花岗岩内含少量交代了钾长石、钠长石和电气石的萤石和绿柱石。硫化物包括黄铜矿、闪锌矿、黄铁矿和毒砂，少量辉钼矿和辉铋矿。

2　流体包裹体及稳定同位素特征

本文对比洛克钨锡矿区的8件石英脉样品进行了包裹体观察鉴定和显微测温分析，样品主要是含黑钨矿石英脉、含锡石石英脉和石英硫化物脉。样品制成双面抛光包裹体光薄片，然后在光学显微镜下观察，以确定不同阶段、不同类型包裹体的特点。显微测温分析在核工业北京地质研究院分析测试研究中心完成，实验所选用的热台为英国 Linkam THMSG600型冷热台。其温度控制范围为-196～600 ℃，精度为0.1℃。升降温速率为0.1～130℃/ min，在相变点温度附近温度变化速率设置为1 ℃/min，逐步达到均一相，即可得到均一温度。再经过公式换算得到相应的盐度。压力是根据H2O-CO2三相包裹体的完全均一温度、部分均一温度等数据，利用FLINCOR计算机程序算得。

流体包裹体岩相学观察表明，包裹体类型主要有富液包裹体(Ⅰ-type FI)和H2O-CO2三相包裹体(Ⅱ-type FI)(图2)。

Ⅰ-type FI 仅发育于部分石英脉中，主要为沿微裂隙成带状分布，部分为成群或均匀分布，形态规则。

图1比洛克钨锡矿大地构造位置图(a)和矿区地质图(b)(据文献[2]改编)

1.花岗岩和二长花岗岩(界线不清); 2.中粒二长花岗岩; 3.细粒花岗岩; 4.石炭-二叠纪浅变质岩; 5.碳酸盐岩; 6.走滑断裂; 7.国界; 8.结合带; 9.锡钨矿山; 10.绿泥石-白云母蚀变带边界; 11.黑云母、白云母蚀变带边界

Fig.1Tectonic setting(a) and geological map (b) of the Pilok tin-tungsten deposit (modified from Linnen, 1995)

直径8～30μm不等，其中以气液比≤20%的富液包裹体为主。该类型包裹体常与相比例(CO2/整个包裹体)为15%～30%的H2O-CO2三相包裹体共生，局部发育呈深灰色的气体包裹体。

Ⅱ-type FI普遍发育，主要为成群或单个分布，形态规则，为原生包裹体。部分沿微裂隙成带状或沿单个晶体的短轴分布，可能为次生包裹体。直径6～20 μm不等，呈无色-(浅)灰色，相比例为15%～80%。部分石英脉样品中主要发育相比例为15%～70%的H2O-CO2三相包裹体及(富)气体包裹体，局部较发育气液比≤30%的富液包裹体。

图2比洛克钨锡矿区含矿石英脉野外照片和流体包裹体显微照片

a.侵入到岩体中的石英脉; b.含黑钨矿石英脉; c，d.类型1包裹体; e，f.类型2包裹体; g，h.类型1和2共生包裹体; LH2O.液态H2O; VH2O.气态H2O; VCO2.气态CO2

Fig.2Field pictures of the ore-bearing quartz veins and photomicrographs of the fluid inclusions from the Pilok tin-tungsten deposit

8件样品的石英流体包裹体显微测温分析结果显示(表1)，CO2均一温度主要在200～350 ℃范围内(平均304.9 ℃)。从均一温度分布直方图(图3)来看，热液流体分两个阶段：第一阶段温度为260～350 ℃，富液相和H2O-CO2三相包裹体均有，但在含黑钨矿和锡石的石英脉包裹体中以H2O-CO2三相包裹体为主；第二阶段温度为220～250 ℃，流体包裹体几乎为富液相包裹体。所有流体包裹体测得盐度在0.43%～12.42 %NaCleq.范围内(图4)。 值得注意的是，富含黑钨矿的石英脉样品(TG021)的石英中富液包裹体的盐度为11.75%～12.42% NaCleq.(对应的均一温度为311～313 ℃)，远高于其它石英脉中流体包裹体的盐度(几乎<5 %NaCleq.)，暗示黑钨矿应形成于相对较早的高温高盐度岩浆或变质流体阶段。其它包裹体的盐度均较低，反映了晚期冷却和稀释，可能具有大气水的参与。我们对石英中H2O-CO2三相包裹体成矿压力测定的结果为102～380 mPa(平均275mPa)，根据邵洁连[4]深度的公式H=P×1/300(km) 计算出成矿深度在0.34～1.37 km。这些数据表明，石英脉型钨锡矿主要形成于晚期的中高温岩体顶部。Linnen等[2]也对石英-锡石-绿柱石脉的绿柱石所含包裹体和石英-长石-萤石-黑钨矿脉的萤石所含包裹体进行了成分和温度分析，显微测温结果显示H2O-CO2包裹体的总均一温度为275～400 ℃，主要在300～350 ℃间，我们的研究结果与他们的基本一致。

Lehmann等[1]对含矿细脉中的白云母做了氢、氧同位素分析，计算出白云母中氧同位素δ18O值为7.6%～9.9 ‰，δD值为- 97%～- 128 ‰，在δD-δ18OH2O图解中部分点落入岩浆水区域，其余点落入大气水区域，认为比洛克热液系统早期为岩浆注入，晚期有大气水的参与。Linnen等[1]也对来自贫矿细晶岩、含黑钨矿细晶岩和含锡石石英脉及云英岩样品中石英、白云母和锡石进行了氢、氧稳定同位素分析，提出发育于贫矿细晶岩孔洞中的白云母应该形成于岩浆期或亚固相环境早期，但与后期流体进行了同位素重新均衡。3件含锡石云英岩样品分析的δ18O锡石值为3.4‰～3.7‰，石英-锡石分馏时均一温度为336～405 ℃，δ18OH2O值为6.0‰～6.5‰。利用3种共生矿物计算石英-白云母、石英-锡石和白云母-锡石分馏时的均一温度，结果显示锡石矿化温度大约在350～500 ℃之间。3种热液型白云母样品计算出共生水的δ18OH2O值为1.4‰～9.4‰，δD值在- 63‰～-118‰之间，对于较低的δD值合理的解释是有机水的参与[5]。

结合野外地质特征，比洛克地区最早的矿化事件应该是细晶岩所含的黑钨矿±锡石±黄铁矿，其矿化温度较难限定。但由于矿化含于蚀变较少的细晶岩孔洞内，并且白云母具有明显的早期岩浆期后组分[2]，温度可能>500℃。黑钨矿矿化的主要阶段与晚于细晶岩形成及贫矿电气石蚀变之后的石英±钾长石脉有关，局部钾化也影响了围岩。锡石形成的主要阶段与叠加在钾化和钨矿化的云英岩相关，其发生的时间相对较晚、温度较高(350～500℃)，说明锡石矿化源自变质流体致使锡从花岗岩体再次运移[2]。晚期的含矿石英脉为热液系统的最后阶段，涉及到大气水和有机水流体，以中温(220～350℃)、低盐度包裹体为主，根据显微测温数据，晚期浅部热液中温(220～260℃)流体主要为富液或仅液态包裹体。

表1　比洛克锡钨矿区石英脉流体包裹体测温分析数据表

图3流体包裹体均一温度分布直方图

Fig.3Histogram showing the distribution of the homogenization temperatures of the fluid inclusions from the Pilok tin-tungsten deposit

图4比洛克矿床的均一温度与盐度图解

Fig.4Salinities vs. homogenization temperatures of the fluid inclusions from the Pilok tin-tungsten deposit

3　成矿模式

前人对比洛克地区的花岗岩年代学和地球化学研究发现，与钨锡成矿有关的岩体主要是晚白垩世(72～76.5 Ma)的细粒花岗岩[1]。锡矿化过程有两个主要特征：岩浆分异结晶过程中锡的富集、岩体与围岩及早期花岗岩大范围的热液交代再分配。在高分异的钛铁矿系列岩体中，流体-岩的相互作用能使得锡的高效迁移，致使异常低的锡背景值[1]由局部热液锡及其富集区来平衡。

对比滇西腾冲-泰缅半岛西花岗岩控制的锡钨矿带主要矿床(缅甸赫敏之锡钨矿、我国腾冲来利山锡矿等)的地球化学特征，整个带内锡钨矿化专属于S型花岗岩，尤其是晚期分异程度最高的过铝质S型花岗岩[6]。与Sn-W矿化紧密有关的花岗岩具有高钾、高初始87Sr/86Sr(0.717±0.002)和Rb/Sr (0.40～33.10，平均6.70)比值特征，且相对明显富集Be、Bi、Cu、Mo、Pb、Sn、Y、Zn和亏损Ba、Zr。我们建立了比洛克锡钨矿床的成矿模式(图5)，对比滇西高黎贡-腾梁一带晚白垩世花岗岩的成因分析[7]，结合区域构造演化的研究[10]，比洛克地区与成矿有关的细粒花岗岩应形成于新特提斯雅鲁藏布江-缅甸密支那洋壳向拉萨-腾冲-德林达依大陆俯冲时期。洋壳俯冲引起锡丰度较大的陆壳重熔形成中酸性岩浆，在岩浆上升盐化过程中，Sn、W、Mo、Bi、Be、Nb、Ta等成矿元素及挥发组分趋于晚期在岩体上部演化为含钨锡等成矿元素的花岗岩浆。这种岩浆侵位分异结晶，挥发组分上升使岩体及围岩发生一系列的蚀变和矿化：在岩体内部与围岩接触带形成电气石蚀变带，岩体向外依次形成黑云母、白云母蚀变带。还可使早期已结晶的二长花岗岩体内的钨锡等矿化组分再度迁移，进入流体相，同时因减压作用而在岩体顶部及内外接触带裂隙中结晶沉淀。晚期大气降水混入残余热液，叠加矿化，最终形成富含K、Rb、Th、Sn、W、Ta、Nb和REE等元素的伟晶岩、细晶岩、石英脉、云英岩、矽卡岩及相关钨、锡、铌、钽等的成矿作用。

4　找矿远景

热液脉型、云英岩型钨锡矿及地表风化形成的砂锡矿是东南亚西锡钨矿带重要的成矿类型。泰国比洛克锡钨矿区南西约50km的缅甸境内已知的赫敏之大型石英脉型锡钨矿是缅甸最大的锡钨矿之一，该矿床的产出类型、成矿机制与比洛克锡钨矿一致。矿区围岩为石炭—二叠系墨吉群浅变质碎屑岩系，矿区也出露两期花岗岩，早期粗粒黑云母花岗岩和晚期侵入其中的细粒花岗岩(株)。细粒花岗岩(岩株)的Rb-Sr等时线年龄为59.5±1.4 Ma[9]，其起源具有岩浆-热液过渡性质，是早期岩浆在分异演化过程晚期形成的。王宏等[10]对缅甸赫敏之锡钨矿与我国腾冲地区的来利山锡矿进行了成矿时代、矿床特征、成矿作用、成岩地球化学及流体包裹体等方面的对比研究，认为这两个矿床在形成时代上接近、成因上相似。控矿的岩套均属S型花岗岩，且都发育大量的钨锡矿化；在区域上形成于相同的构造背景，位于同一构造岩浆岩带内，以致两者具有统一的构造-岩浆-成矿演化系统。本文对泰国比洛克锡钨矿的研究结果与缅甸的赫敏之锡钨矿、我国腾冲的来利山锡矿完全可以对比，该类型的锡钨矿是腾冲-德林达依构造岩浆岩带最主要的找矿类型。

图5比洛克锡钨矿成矿模式图

Fig.5Metallogenetic model for the Pilok tin-tungsten deposit

因此，我们认为比洛克矿区南西的缅甸德林达依山尚有很好的锡钨找矿远景，可作为锡钨找矿远景区。该区由于植被覆盖和交通障碍，矿产勘探及开发程度较低，出露岩体与泰国比洛克地区相同，且也有不少矿点的发现，曾有零星的民采，但至今没有系统地做过地质矿产的研究。找矿方向主要是燕山晚期-喜山早期富碱花岗岩岩株顶部及边部与变质沉积岩接触带附近，围岩具有白云母和黑云母蚀变。此外，受喜马拉雅期构造运动的影响，成矿多受控于近南北向断裂构造，穿切岩体的石英-电气石细脉及地表高岭土化也是锡钨矿的主要找矿标志。

5　结论

(1)对采自比洛克钨锡矿区的含矿石英脉的流体包裹体分析表明，流体主要为富液包裹体和H2O-CO2三相包裹体，均一温度为200～350℃，盐度(w(NaCl) )为0.43%～12.42%，石英脉中H2O-CO2三相包裹体成矿压力为102～350 mPa，估算成矿深度在0.34～1.37 km，指示石英脉型钨锡矿主要形成于晚期的中高温岩体顶部。

(2)结合前人的稳定氢、氧同位素分析等结果认为，最早的锡钨矿化应该是细晶岩所含的黑钨矿±锡石±黄铁矿矿化；黑钨矿矿化的主要阶段与晚于细晶岩形成及贫矿电气石蚀变之后的石英±钾长石脉有关；锡石形成的主要阶段与叠加在钾化和钨矿化的云英岩相关，其发生的时间相对较晚、温度较高(350-500℃)；晚期的含矿石英脉为热液系统的最后阶段，以中高温(220～350℃)、低盐度(<5% NaCleq.)混合流体为主。

(3)根据矿区地质特征和区域构造演化研究建立了比洛克锡钨矿的成矿模式。成矿作用主要形成于新特提斯雅鲁藏布江-缅甸密支那洋壳向拉萨-腾冲-德林达依陆块下俯冲引起锡丰度值较高的陆壳重熔形成的含锡中酸性花岗质岩浆，其侵位过程中分异结晶，挥发组分上升，使岩体及围岩发生交代蚀变和矿化；围岩中钨锡再次迁移，成矿流体在岩体顶部和围岩接触带沿裂隙充填，最终形成锡钨矿。

(4)泰缅边界山脉缅甸一侧的德林达依山仍有很大的石英脉型及云英岩型锡钨矿找矿远景。

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Fluid inclusion analysis and origin of the Pilok tin-tungsten deposit in western Thailand

SHI Mei-feng, FAN Wen-yu, LIN Fang-cheng, WANG Hong, CONG Feng, ZHU Hua-ping

(ChengduCenter,ChinaGeologicalSurvey,Chengdu610081,Sichuan,China)

The fluid inclusion analysis is carried out in this study for the ore-bearing quartz veins from the Pilok tin-tungsten deposit in western Thailand. The fluid inclusions herein consist dominantly of liquid-rich inclusions and H2O-CO2three-phase inclusions. The microthermometric analysis indicates that these inclusions have the homogenization temperatures ranging between 200 and 350℃, the salinities between 0.43% and 12.42%, metallogenic pressures between 102 and 350 mPa, and estimated metallogenic depths between 0.34 and 1.37 km. All these data show that the quartz vein-type tin-tungsten deposit was formed in the topmost part of the mesothermal to high-temperature granites during the late stages of magmatic evolution. Referenced to the previous results, the Pilok tin-tungsten deposit has witnessed four stages of mineralization, including: (1) pegmatite-hosted wolframite± cassiterite ± pyrite mineralization during the earlier high-temperature stage; (2) wolframite mineralization associated with quartz ± K-feldspar veins; (3) greisen-type tin mineralization following K-feldspar alteration and tungsten mineralization during the middle stage, and (4) quartz vein-type tin-tungsten mineralization characterized by mixed fluids with mesothermal to high-temperature (220-350℃) and low salinities (<5% NaCleq.) during the late stage. A metallogenetic model is constructed on the basis of the geology of the Pilok tin-tungsten deposit and regional tectonic evolution. The western Taninthayi Mountains in Myanmar are believed to be highly prospective for the exploration of the quartz vein-type or greisen-type tin-tungsten deposits.

tin-tungsten deposit; fluid inclusion; prospect; Pilok in Thailand; Southeast Asia

1009-3850(2016)02-0097-08

2015-06-09； 改回日期： 2015-08-23

施美凤(1984-)，女，工程师，从事地质矿产研究工作。E-mail: shimeifeng-1204@163.com

范文玉(1962-)，男，教授级高工，从事地质矿产研究工作。E-mail: cdfwenyu@cgsgov.cn

地质调查项目“全球重要成矿带成果集成与综合研究”(1212011220912)和“老挝-越南长山成矿带成矿规律与勘查靶区优选研究”(1212011120337)联合资助

P618.05

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