新疆西天山达巴特斑岩铜钼矿床成矿流体演化

刘 畅，薛春纪，赵晓波

(中国地质大学地质过程与矿产资源国家重点实验室，地球科学与资源学院，北京 100083)

新疆西天山达巴特斑岩铜钼矿床成矿流体演化

刘 畅，薛春纪，赵晓波

(中国地质大学地质过程与矿产资源国家重点实验室，地球科学与资源学院，北京 100083)

新疆达巴特铜钼矿床位于天山造山带的北缘，赛里木地块的中部，成矿与晚石炭世－早二叠世浅成侵入体有关。对该矿床详细的矿石组构、流体包裹体显微测温和激光拉曼光谱分析揭示，其流体成矿先后经历了辉钼矿－黄铜矿－石英脉(Ⅰ)、无矿石英脉(Ⅱ)、辉钼矿－石英脉(Ⅲ)和方解石－石英脉(Ⅳ)等4个阶段。从早到晚不同阶段，包裹体均一温度集中分布在336～414℃、276～393℃、221～396℃、192～287℃，盐度为(4.5～9.9)%NaCleq、(1.6～8.4)%NaCleq、(1.2～45.6)%NaCleq、(1.6～7.5)%NaCleq，密度为0.57～0.76 g/cm3、0.54～0.80 g/cm3、0.51～1.11 g/cm3、0.76～0.91 g/cm3，随成矿流体温度、盐度降低，密度渐升，还原性增强。Ⅰ、Ⅲ阶段都发育矿化，包裹体具有明显的沸腾特征，且气相成分中均发现CO2，表明Ⅰ和Ⅲ阶段的流体沸腾可能导致金属沉淀，且CO2对金属运移可能具有重要作用。压力估算得到达巴特矿床Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ阶段脉体的成矿深度分别为0.5～1.1 km、0.3～1.0 km、0.5～1.0km、0.4～1.0km。矿体矿石、围岩蚀变和流体包裹体具有斑岩型矿床的特点。结合前人资料，认为达巴特为一典型斑岩型矿床。

流体包裹体 成矿流体演化 斑岩矿床 达巴特铜钼矿 西天山

Liu Chang，Xue Chun-ji，Zhao Xiao-bo.The evolution of ore－form ing fluid of the Dabate porphyry Cu－Mo Deposit in Western Tianshan，Xinjiang，China[J].Geology and Exp loration，2016，52 (5):0799－0814.

成矿流体活动过程是斑岩型铜钼矿床成因研究的重要科学问题。斑岩型铜钼矿石中发育的多方向多阶段多种矿物组合的脉体使研究流体成矿过程成为可能。Gustafson and Hunt(1975)最早把智利El Salvador斑岩型铜矿脉体划分为先后形成的A、B、D三类，其中早期A脉中的石英一般呈等粒状(砂糖状)，脉壁不平直，金属硫化物常呈浸染状分布；中期B脉中的石英一般沿脉壁两侧呈梳状生长，脉壁较平直，金属硫化物常沿脉体中心分布；而晚期D脉中的石英一般呈粗大的晶体产出，脉壁平直，常含有方解石等碳酸盐矿物。Ulrich et al(2002)和Harris et al(2003)在对Bajo de la Alumbrera斑岩型金铜矿床的研究中，补充了M脉(含有大量磁铁矿的“A”脉)和P脉(形成于岩浆－热液过渡阶段，具有熔融包裹体的“A”脉)。这些不同矿物组合的脉体及其中流体包裹体记录着流体成矿过程(Cooke，2005；Silitoe，2010)。斑岩型铜钼(金)矿床在天山成矿带也很发育，其中一些矿床规模达世界级，但主要在国外邻区发现，如乌兹别克斯坦的Kalmakyr (Cu储量13Mt、Au储量1400t)和Dalneye(Cu储量13Mt、Au储量400t)，以及哈萨克斯坦的Koksai(Cu储量1.6Mt、Au储量37t)(薛春纪等，2014)。我国新疆天山也有一些发现，如西天山的莱历斯高尔、达巴特、喇嘛苏、哈勒尕提、可可萨拉等斑岩/矽卡岩型铜钼矿(图1a)(魏合明等，1999；薛春纪等，2011，2014；顾雪祥等，2014；高景刚等，2014；章幼惠等，2015)，但与国外临区同类矿床相比，总体上规模偏小。与环太平洋成矿带同类矿床相比，天山成矿带斑岩型铜钼矿床研究相对薄弱，成矿流体演化机制尚待继续研究。

图1 (a)－西天山巨型铜成矿带区域构造矿产简图(据薛春纪等，2014修改)；(b)－西天山区域构造单元简图(据薛春纪等，2011修改)；(c)－达巴特铜钼矿区地质图(据新疆顺凯达矿业有限责任公司，2011①修改)Fig.1 (a)－Sketch map showing regional structures and Cu deposits in western Tianshan(modified from Xue et al.，2014)；(b)－Regional tectonic units of Western Tianshan(modified from Xue et al.，2011)；(c)－Geologicalmap of the Dabate copper molybdenum deposit(modified from Xinjiang Shunkaida Mining Co.，Ltd，2011①)

达巴特铜钼矿床是新疆西天山一处重要的斑岩型铜钼矿床(储量：Cu 5.2万吨，Mo 0.56万吨)，该矿床矿石中发育多阶段多种矿物组合的典型矿脉，适于斑岩型铜钼矿床成矿流体活动过程研究。前人对该矿床的成岩成矿地质背景(王见蓶，2004)、矿床地质特征(王见蓶，2004；尹意求等，2005；王玉水，2008)、矿区火成岩地球化学(王核等，2000；尹意求等，2006；唐功建等，2008a)和成岩成矿时代(张作衡等，2006，2008)开展了很好研究。张作衡等(2009)曾对该矿床含矿石英脉进行过流体包裹体测温和氢氧同位素研究，认为成矿流体为中温低盐度的岩浆流体，但没有揭示成矿流体演化。本文在前人研究的基础上，基于系统的野外调研和显微岩相观测，对该矿床重新划分了热液成矿阶段，开展了系统的流体包裹体岩相学观测和显微激光拉曼探针分析及热力学计算，旨在揭示达巴特矿床成矿流体演化，理解铜钼成矿机制，为新疆西天山斑岩铜钼找矿提供参考信息。

1 成矿地质背景

达巴特铜钼矿床大地构造位置处在西天山赛里木地块中部(图1b)。赛里木地块以东为依连哈比尔尕晚古生代残留海盆地，以南为博罗霍洛古生代岛弧带，北侧为阿拉套陆缘构造带(薛春纪等，2011)。

赛里木地块具有地台的双层结构，其结晶基底由下元古界温泉群(Pt1wq)变质碎屑岩－碳酸盐岩建造、中元古界长城系哈尔达坂群(Ch hr)浅变质碎屑岩夹碳酸盐岩建造和蓟县系库松木切克群(Jx ks)滨浅海相碳酸盐岩夹碎屑岩建造等构成。其沉积盖层主体为中泥盆统汗吉尕组(D2h)浅海相碎屑岩夹碳酸盐岩和火山岩建造、上泥盆统托斯库尔他乌组(D3t)海陆交互相碎屑岩夹火山岩建造、下石炭统阿克沙克组(C1a)浅海相碳酸盐岩和陆源碎屑岩建造、中石炭统东图津河组(C2dn)海相火山－沉积岩建造和下二叠统乌郎组(P1wl)陆相双峰式火山岩建造(蔡土赐，1999)。

西天山成矿带斑岩型铜钼矿床主要与晚古生代岩浆活动有关。泥盆世－早石炭世，赛里木地区侵入岩形成于北天山洋向南俯冲的背景下，如喇嘛苏铜矿区斜长花岗斑岩，SHRIMP锆石U－Pb年龄测定为390.5±7.7Ma(张作衡等，2008)，花岗闪长斑岩LA－ICP－MS锆石U－Pb年龄为366.3±1.9Ma(唐功建等，2008b)。晚石炭世－早二叠世，由于北天山洋逐步闭合，赛里木地块进入成熟岛弧或造山晚/后期伸展阶段，有科克赛二长花岗斑岩侵入(LA －ICP－MS锆石U－Pb年龄为301.9±1.8Ma，朱明田等，2011)，在达巴特形成流纹斑岩(SHRIMP锆石U－Pb年龄测定为315.9±5.9Ma，张作衡等，2008)和花岗斑岩(SHRIMP锆石U－Pb年龄测定为278.7±5.7Ma，张作衡等，2008；LA－ICP－MS锆石U－Pb年龄为288.9±2.3Ma，唐功建等，2008a)。

区域中与离散板块边缘盆地流体活动相关在元古界中形成重要铅锌矿床，如哈尔达坂、托克赛、四台海泉等铅锌矿(薛春纪等，2014)；与岩浆侵入作用有关，形成了喇嘛苏斑岩－矽卡岩型铜矿、喇嘛萨依铜矿、库尔尕生铅锌矿(段士刚等，2012，2014)等。达巴特斑岩铜钼矿产在赛里木地块中部的一个以温泉群为核心，以泥盆系为翼部的穹隆构造的边部，成矿作用与晚石炭世－早二叠世浅成侵入体有关。

2 矿床地质特征

2.1 矿区地质

达巴特铜钼矿区出露地层为上泥盆统托斯库尔他乌组(D3t)，岩性组合为凝灰岩、凝灰质砂岩和凝灰质角砾岩，厚约1500m。侵入岩主要为英安斑岩、流纹斑岩、花岗斑岩和石英斑岩。矿区断裂构造较为发育，按照其走向，分为为北西向、北东向、南北向和近东西向断裂，其中北西向断裂为矿区的主要控矿控岩构造，控制着矿区矿体和岩体的展布(图1c)。矿区的围岩蚀变主要包括钾硅酸盐化、绢云母化、硅化、青磐岩化等。其中钾硅酸盐化主要分布于流纹斑岩的中部，Ⅲ－2号铜矿体附近；绢云母化主要分布于流纹斑岩的边部，A－A'勘探线钼矿体附近；硅化主要分布于地层与花岗斑岩、流纹斑岩的接触带附近；青磐岩化主要分布于英安斑岩中。

2.2 矿体和矿石特征

目前矿区共圈定铜矿体4个、钼矿体1个。其中Ⅲ号铜矿体(包括Ⅲ－1号和Ⅲ－2号铜矿体)和钼矿体为正在开采利用的矿体。铜矿体和钼矿体在空间上彼此分离(图2a)。

钼矿体为隐伏矿体，产在流纹斑岩体内部，位置处于A－A'剖面处，形态呈弯曲透镜体状(图2b)，矿体长约300m，宽约50m，最大控制深度为339m，平均品位为0.065%，钼金属量约0.56万吨，矿石构造为细脉网脉状，以含辉钼矿石英脉的形式产出(图3a、d)，脉体周围常发育绢云母化，非金属矿物为石英(图3b、e)，金属矿物主要为黄铜矿和辉钼矿等(图3c、f)。

图2 达巴特铜钼矿区矿体地质图(据新疆顺凯达矿业有限责任公司，2011①修改)Fig.2 Geologicalmap of the Dabate copper molybdenum deposit's ore body(modified from Xinjiang Shun KaiDa Mining Co.，Ltd，2011①)

铜矿体主要分布于英安斑岩、流纹斑岩与凝灰岩地层接触带附近以及石英斑岩中，少部分在地层中。Ⅲ－1号铜矿体产于流纹斑岩南部与凝灰岩地层接触带附近(图2a)，矿体形态呈板状，矿体长约240m，宽约20m，控制矿体最大斜深314m，矿体倾向南西，倾角79°，有向下延伸的趋势，平均品位为0.67%，矿石构造为脉状，以含矿萤石脉的形式产出(图3g)，脉体周围发育硅化，非金属矿物为萤石(图3h)，金属矿物为黄铜矿、斑铜矿和毒砂等(图3i)。Ⅲ－2号铜矿体产于流纹斑岩体内部，形态呈脉状，长约220m，宽约15m，控制矿体最大斜深77.3m，矿体倾向北北东，倾角85°，平均品味0.59%。表现为全岩浸染状铜矿化，并伴随强烈钾化(图3j)和绢云母化蚀变(图3k)，金属矿物为黄铜矿、黄铁矿和毒砂等(图3l)。

2.3 矿化阶段划分

在对钼矿体充分研究的基础上，根据不同矿物共生组合脉体的穿插关系，将流体成矿过程由早到晚分为I阶段辉钼矿－黄铜矿－石英脉、Ⅱ阶段无矿石英脉、Ⅲ阶段辉钼矿－石英脉、Ⅳ阶段方解石－石英脉，其中Ⅰ、Ⅲ阶段为主要铜钼矿化阶段。矿区坑道和矿石标本可见Ⅰ阶段石英脉被Ⅱ阶段无矿石英脉切穿(图4a)，Ⅱ阶段无矿石英脉被Ⅲ阶段辉钼矿－石英脉切穿(图4b)，Ⅳ阶段方解石－石英脉切穿Ⅱ阶段无矿石英脉和Ⅲ阶段辉钼矿－石英脉(图4c)等明显关系。

图3 达巴特铜钼矿区矿石类型及其显微照片Fig.3 Ore types and their Micrographs of the Dabate copper molybdenum deposit

图4 达巴特铜钼矿区矿石组构和矿物成分Fig.4 O re fabric and Mineral com position of the Dabate copper Molybdenum deposit

Ⅰ阶段脉体中石英颗粒细小，呈糖粒状(图4d)，石英透明度差(图4a)。辉钼矿呈微晶片状平行于脉壁分布，黄铜矿零星分布于辉钼矿周围(图4e)。Ⅱ阶段脉体中石英颗粒较Ⅰ阶段粗，脉壁不规则(图4b、f)，石英脉中无矿化。Ⅲ阶段脉体中石英颗粒较Ⅱ阶段粗，脉体较规则，石英呈典型的对称梳状结构，垂直于脉壁生长(图4g)，热液沿张性裂隙充填特征明显，见片状辉钼矿呈铅灰色(图4h)。Ⅳ阶段脉体较规则，无铜钼矿化，石英颗粒较前三阶段者更为粗大(达到了1～2mm，图4i)，对称梳状结构明显，石英透明度好，方解石出现在脉体中间。

3 流体包裹体研究

3.1 分析测试方法

用于本次流体包裹体观测的石英样品采自达巴特铜钼矿二中段(标高2320m)钼矿体中(图2a)。将样品磨制成厚度约0.2mm、双面抛光的包裹体片，首先在室温下进行显微岩相学观察和拍照，然后进行流体包裹体冷热台观测、拍照和激光拉曼光谱分析。

流体包裹体的显微测温工作在中国地质大学(北京)地质过程与矿产资源国家重点实验室流体包裹体室进行，测温仪器为英国产的Linkam MDSG －600型冷热台，测温的范围为－196℃～550℃，仪器的精确度可以达到0.1℃。在测温和降温的过程中，使用15℃·min－1的速率，在达到相变点附近时，使用1℃·min－1的速率。

对于W型包裹体，盐度[%NaCleq]利用Potter et al.(1978)和Hall et al.(1988)提出的H2O－NaCl体系盐度－冰点公式W＝0.00＋1.78Tm－0.0442Tm2＋0.000557Tm3(Tm为冰点下降温度，单位℃)估算。密度[g/cm3]的计算根据刘斌和段光贤(1987)提出的公式ρ＝a＋b×Th＋c×Th2(其中a ＝0.993531＋8.72147×10－3ω－2.43957×10－5ω2，b＝7.11652×10－5－5.2208×10－5ω＋1.26656 ×10－6ω2，c＝－3.4997×10－6＋2.12124×10－7ω －452318×10－9ω2，Th为气液相均一温度℃，ω为成矿流体的盐度%NaCleq)。

对于S型包裹体，盐度[%NaCleq]的估算公式为W＝26.242＋0.4929Φ＋1.42Φ2－0.223Φ3＋0.04129Φ4＋0.006295Φ5－0.001967Φ6＋0.0001112Φ7(其中Φ＝T/100，T为NaCl子矿物消失的温度℃)(Hall et al.，1988)，密度[g/cm3]的估算公式ρ＝a＋b×Th＋c×Th2(其中a＝1.376294 ＋0.0106328ω－2.449428×10－4ω2，b＝－2.752237×10－3＋1.324187×10－5ω＋6.503339 ×10－7ω2，c＝1.703392×10－6－1.49158×10－8ω－4.020795×10－10ω2，Th为气液相均一温度℃，ω为成矿流体的盐度%NaCleq)(刘斌，2001)。

包裹体进行显微测温后，对单个流体包裹体进行激光拉曼分析。各阶段W型包裹体气相的激光拉曼光谱分析在地质过程与矿产资源国家重点实验室完成，所用仪器为英国产Renishaw Invia型显微共焦激光拉曼光谱仪，激发波长为532nm，光谱范围为1000～4000cm－1，实验温度25℃，湿度50%。Ⅲ阶段S型、LS型包裹体的固相激光拉曼光谱分析在核工业北京地质研究院激光拉曼实验室完成，测试仪器为LABHR－VIS LabRAM HR800研究级显微激光拉曼光谱仪，激发波长532nm，光谱范围100～ 4200cm－1，实验温度25℃，湿度50%。

3.2 岩相学

根据室温下流体包裹体内部相态，并结合在冷热台上加热和冷冻过程中的相变特点，观察到三类流体包裹体。

(1)气液两相水溶液包裹体(W型)：约占包裹体总数的85%，室温下由液相和气相H2O组成，在各阶段石英中均发育。按气液比分为富液相包裹体(LV型)(图5a、e、j)、富气相包裹体(VL型)(图5b、f、k)、纯液相包裹体(L型)(图5g、i)和纯气相包裹体(V型)(图5g)。富液相流体包裹体(LV 型)和富气相流体包裹体(VL型)在各阶段石英中普遍发育，大小在4～20um，多数在10um左右。本次观测的包裹体一般为负晶形、椭圆形。纯液相包裹体(L型)发育于Ⅲ阶段石英中，室温下呈单一液相，无色透明，大小多在1～10um。纯气相包裹体(V型)发育于Ⅲ阶段石英中，室温下呈单一气相，深灰色，大小多在3～7um。

(2)含子晶多相流体包裹体(S型)：约占包裹体总数的10%，含有一个透明固相(图5c、g)，偶见不透明固相(图5d、h)，透明固相主要为石盐(图5g)，个别透明固相温度升高到550℃时，仍然未消失(图5c)。该类包裹体发育于Ⅰ阶段脉体和Ⅲ阶段脉体中。

(3)含辉钼矿水溶液包裹体(LS型)：约占包裹体总数的5%，出现于Ⅲ阶段石英中，室温下由辉钼矿和水溶液相组成，与L型包裹体呈簇状分布(图5i)，大小多在3～20um。辉钼矿多不规则形态，升高至550℃未溶解。

3.3 显微测温

Ⅰ阶段石英中包裹体主要为LV型、VL型和S型。LV型包裹体完全均一温度336～407℃，冰点－3.3～－6.5℃，对应盐度(5.4～9.9)%NaCleq，密度为0.57～0.76g/cm3。VL型包裹体完全均一温度365 ～414℃，冰点－2.7～－5.0℃，对应盐度(4.5～7.9)%NaCleq，密度0.58～0.67g/cm3。对S型包裹体进行测温时，当温度升高至550℃时，固相仍不熔化。

Ⅱ阶段石英中包裹体主要为LV型和VL型。LV型包裹体完全均一温度276～367℃，冰点－1.6～－5.4℃，对应盐度(2.7～8.4)%NaCleq，密度为0.59～0.80g/cm3。VL型包裹体完全均一温度278～393℃，冰点－0.9～－3.7℃，对应盐度(1.6～6.0)%NaCleq，密度0.54～0.79g/cm3。

图5 达巴特铜钼矿区各阶段流体包裹体显微照片Fig.5 Micrographs of fluid inclusions in the Dabate copper molybdenum deposit

表1 达巴特铜钼矿床脉石英显微测温与参数估算结果Table 1 Analysis results of ice and homogeneous tem perature and corresponding estimated data from quartz in the Dabate Cu－Mo deposit

图6 达巴特铜钼矿区各阶段脉体中流体包裹体完全均一温度－盐度关系图Fig.6 Tem perature－salinity relationship of fluid inclusions in Minerals of different stages in the Dabate copper molybdenum deposit

Ⅲ阶段石英中包裹体种类多，出现LV型、VL型、L型、V型、S型和LS型。LV型包裹体的完全均一温度221～335℃，冰点－1.0～－4.9℃，对应盐度(1.7～7.7)%NaCleq，密度0.69～0.89g/cm3。VL型包裹体完全均一温度263～396℃，冰点为－0.7～－3.3℃，对应盐度(1.2～5.4)%NaCleq，密度0.51～0.82g/cm3。S型除一个包裹体以固相先均一，气相后均一外，均以气相先均一，固相后均一的均一方式完成均一，其完全均一温度为293～382℃，子矿物熔化温度为293～382℃，所对应的盐度为37.7～45.6%NaCleq，密度为1.04～1.18g/ cm3。LS型包裹体，先对其冷冻至－90℃，恒温保持1分钟，未出现气泡，随后对其加热至550℃，包裹体中的辉钼矿未有溶解的迹象；测定LS型包裹体旁边的5个L型包裹体，冷冻至－90℃，恒温保持1分钟后，也未出现气泡。

Ⅳ阶段石英中包裹体主要为LV型和VL型。

LV型包裹体完全均一温度192～287℃，冰点－0.9～4.7℃，对应盐度(1.6～7.5)%NaCleq，密度0.76～0.91g/cm3。VL型包裹体完全均一温度201 ～253℃，冰点－0.9～－1.7℃，对应盐度(1.6～2.9)%NaCleq，密度0.80～0.89g/cm3。

从第Ⅰ到第Ⅳ阶段，流体包裹体均一温度和盐度均呈逐渐降低趋势(图6)。其中Ⅲ阶段出现高盐度和低盐度包裹体共存的现象。完全均一温度与密度关系图显示从第Ⅰ到第Ⅳ阶段，密度逐渐升高(图7)。

图7 达巴特铜钼矿区各阶段脉体中流体包裹体完全均一温度－密度关系图Fig.7 Tem perature－density relationship of fluid inclusions in Minerals of different stages in the Dabate copper molybdenum deposit

图8 达巴特铜钼矿区流体包裹体激光拉曼图谱Fig.8 Rama spectrum of fluid inclusions from the Dabate copper molybdenum deposit

3.4 激光拉曼光谱分析

对达巴特铜钼矿床各阶段石英中流体包裹体的激光拉曼光谱分析结果见图8。Ⅰ阶段石英中包裹体气相拉曼谱中可见清晰CO2的双峰(1285cm－1、1388cm－1)和微弱H2O峰(3450 cm－1)(图8a)；Ⅱ阶段包裹体气相拉曼谱中可见清晰CH4谱峰(2917 cm－1)和微弱H2O峰(3450 cm－1)(图8b)；Ⅲ阶段包裹体气相拉曼谱中可见清晰CO2的双峰(1285cm－1、1388cm－1)、CH4峰(2917 cm－1)和微弱水峰(3450 cm－1)(图8c)；Ⅳ阶段包裹体气相拉曼谱中可见明显CH4谱峰(2914 cm－1)和明显水峰(3450 cm－1)(图8d)。Ⅲ阶段S型包裹体和LS型包裹体中固相均为辉钼矿(384 cm－1、409 cm－1)(图8e、f)。

3.5 流体成矿压力和深度估算

由于各阶段透明脉石矿物中流体包裹体的盐类子矿物主要为石盐，所以流体体系可以近似的看为NaCl－H2O的体系。因此，压力的估算利用NaCl－H2O体系压力－盐度相图(Sourirajan and Kennedy，1962；Urusova，1975；Bodnar et al.，1985；Bouzari，2006；钟军等，2011；李淼等，2015)。达巴特铜钼矿区各阶段流体包裹体捕获压力从图9得出，第Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ矿化阶段的捕获压力分别为13～30MPa、9 ～28MPa、5～28MPa、4～10MPa。第Ⅰ、Ⅱ阶段脉体中脉体石英颗粒细小，脉壁不规则，流体包裹体测温偏高，可能指示岩体未完全固结，压力系统应为静岩压力；按静岩压力梯度27MPa/km，第Ⅰ、Ⅱ矿化阶段对应的深度分别为0.5～1.1km、0.3～1.0km。第Ⅲ阶段脉体中石英颗粒较粗，脉体较规则，石英呈典型的对称梳状结构，垂直脉壁生长，反映岩体可能完全固结，压力系统应为静岩压力与静水压力转换中(杨志明等，2008)；用最高压力单元对应静岩压力，最低压力单元对应静水压力，按照静岩压力梯度27MPa/km，静水压力梯度10MPa/km，得到成矿深度为0.5～1.0km。第Ⅳ阶段脉体，石英呈粗大的晶体产出，脉壁平直，表明流体处于静水压力(Gustafson and Hunt，1975)，按照静水压力10MPa/km，得到深度为0.4～1.0km。但因流体包裹体中发现CO2(图8a、c)，这会使上述估算的成矿压力和深度偏低(Hedenquist and Henley，1985)。因此，推测达巴特斑岩型铜钼成矿深度应比上述深度略偏大一些。

图9 达巴特铜钼矿区各阶段流体包裹体压力估算(底图据Bouzari，2006)Fig.9 Pressure evaluation of fluid inclusions in Minerals of different stages vein in Dabate copper olybdenum deposit(base diagram from Bouzari，2006)

4 讨论

4.1 铜钼硫化物沉淀机制

成矿流体的沸腾作用是成矿物质从热液中沉淀的重要机制之一(Roedder，1984；卢焕章等，2004；Reed and Palandri，2006)。流体沸腾作用在流体包裹体方面表现为(Romboz et al.，1982；Hayba et al.，1985)：①不同气液比的流体包裹体共存于同一视域内；②它们的均一温度相近；③它们的均一方式多样。

Ⅰ阶段和Ⅲ阶段脉体为达巴特铜钼矿床主要的两类矿化脉体。在对其包裹体研究过程中，均发现有指示流体沸腾的现象：两阶段脉石英中普遍发现充填度相差很大的包裹体出现在一个视域内(图5b、g)，不同气液比的流体包裹体具有相似的均一温度(图6)，且富液相包裹体均一至液相，而富气相包裹体均一至气相。激光拉曼显示相比无矿化的Ⅱ阶段和Ⅳ阶段脉体，流体中含有CO2，而CO2对Cu、Mo等金属元素在流体中的搬运有重要作用(Yang and Scott，1996；Chi et al.，2005，2006；Lai and Chi，2007；李诺等，2009)，同时，CO2的存在有利于流体发生沸腾作用，这与两类成矿脉体广泛发育的沸腾现象相符，流体沸腾必然导致挥发份的大量逃逸，改变流体的物理化学性质，致使矿物溶解度降低，从而沉淀成矿。

与达巴特矿床相似，我国许多斑岩型矿床的流体包裹体研究也显示了多次流体沸腾的现象，例如敖仑花斑岩铜钼矿床(舒启海等，2009)、多不杂斑岩铜矿(李光明等，2007)、德兴斑岩铜矿(潘小菲等，2009)等。这种现象反映了岩浆热液的多次间歇性活动(冷成彪等，2009)。

4.2 成矿流体性质及演化

第Ⅰ阶段脉石英中矿化相对较弱，包裹体主要为LV型、VL型和S型，显微测温和激光拉曼显示Ⅰ阶段流体具有富CO2、中高温低盐度、沸腾的特点，但并未发现CH4等还原性气体，可能由于体系氧逸度较高，制约硫化物的形成和沉淀，导致该脉体矿化较弱。

第Ⅱ阶段脉石英中无矿化，包裹体主要为LV型和VL型，未发现明显沸腾现象，测温数据和激光拉曼显示其具有富CH4、中温低盐度的特点，表明流体已经具有较强还原性。一般来说，CH4的出现，主要有以下三种情况：地幔流体分异、CO2经过费托反应形成CH4、岩浆系统与含碳地层交代混染作用(Rowins，2000；Ague and Brimhall，1988；Cao et al.，2014；赵嘉农等，2002；杨光树等，2008；徐文刚等，2011)。达巴特铜钼矿床Ⅰ阶段成矿流体中C以CO2形式存在，未见CH4，而后续其他阶段流体包裹体中均出现CH4，反映成矿流体来源于初始地幔流体分异或岩浆系统与含碳地层交代混染作用的可能性小，否则Ⅰ阶段成矿流体中也应有CH4。可推测来源于Ⅰ阶段的CO2经过费托反应形成CH4，Ⅱ阶段中CO2消失，也从侧面证明之。

第Ⅲ阶段脉石英中矿化较强，包裹体种类繁多，有LV型、VL型、L型、V型、S型和LS型。显微测温和激光拉曼揭示流体为富CO2、CH4的中低温、低盐度/高盐度共存的还原性、沸腾流体。流体的还原性和沸腾，导致脉体矿化显著。值得关注的是，S型包裹体和LS型包裹体中的固相为辉钼矿，而包裹体中的辉钼矿多被认为是捕掳晶而并非子矿物(Kwak，1986；李胜荣和邵克忠，1991；南征兵，2006；Klemm et al.，2008)，达巴特矿床S型包裹体中的辉钼矿体积较大，加热到550℃仍不溶解，常常孤立分布，周围并未见到其他含辉钼矿的S型包裹体，指示辉钼矿并非子矿物，而很可能是捕掳晶。LS型包裹体中辉钼矿占包裹体体积80%，常与L型包裹体共存，而L型包裹体成因方式无外乎四种：①在低温条件(70℃以下)下形成，由于形成温度与室温相差不大，冷却至室温时，主矿物与流体无明显的收缩，表现为纯液相包裹体，但若对其在冷热台上继续降温时，也会出现气泡；②由于“卡脖子”形成纯液体包裹体，包裹体常呈拉长状定向排列；③由于流体沸腾形成纯液体包裹体，其特点是周围出现多种其他类型包裹体；④捕获了不均匀流体而形成的纯液相包裹体，其特点是局部成群出现(施继锡等，1985)。本次测温的L型包裹体冷冻后并未出现气泡，并未发现明显的卡脖子现象，周围仅发现LS型包裹体，很可能反映L型和LS型包裹体是从液体＋固体(L＋S)非均匀体系中捕获的，形成液体或液体＋固体以及几乎全为固体相的“异常包裹体”系列，。虽然辉钼矿并不是流体中的子矿物，但是它的出现表明，流体已经具备沉淀辉钼矿的条件，这与脉体中大量辉钼矿的产出相对应。

第Ⅳ阶段脉石英中未见矿化，包裹体主要为LV型和VL型，属含CH4的中低温、低盐度H2O－CH4－NaCl体系，流体中CO2消失，可能指示Ⅲ阶段沸腾作用导致CO2气体基本逸出。

4.3 矿床成因

达巴特矿区与铜钼矿化关系较为密切的岩体为流纹斑岩，铜钼矿体呈板状、脉状和透镜状产于流纹斑岩中及其与附近围岩接触带附近，从流纹斑岩中心向外依次分布钾化、绢云母化、硅化和青磐岩化等围岩蚀变，呈典型的斑岩型蚀变带分布特点，铜钼矿石构造有浸染状、细脉状和脉状，金属矿物主要有辉钼矿、黄铜矿、斑铜矿、黄铁矿等，脉石矿物有萤石、石英等，成矿流体中发育高盐度的S型包裹体，这些也是典型的斑岩型矿床矿化的特点。已经报道过的达巴特辉钼矿的Re－Os年龄为301±20Ma(张作衡等，2006)，显示矿床成矿时代为晚石炭－早二叠世，赋矿岩体流纹斑岩SHRIMP锆石U－Pb年龄为315.9±5.9Ma(张作衡等，2008)，在误差范围内一致，因此，达巴特铜钼矿为典型的斑岩型矿床。

5 结论

(1)达巴特铜钼矿床流体成矿过程先后经历辉钼矿－黄铜矿－石英脉(Ⅰ)、无矿石英脉(Ⅱ)、辉钼矿－石英脉(Ⅲ)、方解石－石英脉(Ⅳ)4个阶段，脉石英中发育富液相(LV型)、富气相(VL型)、纯液相(L型)、纯气相(V型)、含子晶(S型)和含辉钼矿(LS型)等多类流体包裹体。

(2)Ⅰ、Ⅲ矿化阶段包裹体具有明显沸腾特征，气相中均见CO2，流体沸腾是导致金属沉淀的主要原因。

(3)从Ⅰ到Ⅳ矿化阶段，包裹体均一温度分别为336～414℃、276～393℃、221～396℃、192～287℃，盐度分别为4.5～9.9%NaCleq、1.6～8.4% NaCleq、1.2～45.6%NaCleq、1.6～7.5%NaCleq，密度分别为0.57～0.76 g/cm3、0.54～0.80 g/cm3、0.51～1.11 g/cm3、0.76～0.91 g/cm3，成矿深度分别为0.5～1.1km、0.3～1.0km、0.5～1.0km、0.4～1.0km，成矿流体经历了费托反应和2次流体沸腾演化，温度盐度逐渐降低，密度渐升，还原性增强。

(4)以流纹斑岩为中心，矿区发育典型的斑岩型蚀变带分布特征，矿体呈板状、脉状和透镜状产于流纹斑岩中及其与附近围岩接触带附近，矿石构造为浸染状、细脉状和脉状，且成矿流体发育高盐度S型包裹体，结合前人资料，表明达巴特为典型的斑岩型矿床。

致谢:野外工作得到新疆温泉县国土局安镭书记、博乐市国土局于富年副局长、新疆顺凯达矿业有限责任公司曹广利等技术人员颇多帮助；实验分析中得到中国地质大学(北京)地质过程与矿产资源国家重点实验室刘丽、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陈伟十、核工业北京地质研究院激光拉曼实验室欧光习帮助；审稿专家给论文提出诸多宝贵修改意见，在此一并表示感谢!

[注释]

① 新疆顺凯达矿业有限责任公司.2011.新疆温泉县北达巴特铜钼矿勘探报告[R].

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The Evolution of Ore－Form ing Fluid of the Dabate Porphyry Cu－Mo Deposit in Western Tianshan，Xinjiang，China

LIU Chang，XUE Chun-ji，ZHAO Xiao-bo

(State Key Laboratory ofGeological Processes and Mineral Resources，School of the Earth Sciences and Resources，China University ofGeosciences，Beijing 100083)

The Dabate Cu－Mo deposit is located in themiddle of the Sailimu block，Northern Tianshan Orogenic.Itsmineralizations relate with the hypabyssal intrusive rocks which were fromed during the Late Carboniferous and Early Permian.Through detailed observation ofore fabric，microthermometry of fluid inclusions and laser Raman spectra of fluid inclusions in this deposit，it reveals that its fluidmineralizing has gone through 4 stages ofmolybdenite－chalcopyrite－quartz vein(Ⅰ)，barren quartz vein(Ⅱ)，molybdenite－quartz vein(Ⅲ)and calcite－quartz vein(Ⅳ).From early stage to late stage，the inclusions have homogenization temperatures ranging from 336～414℃，276～393℃，221～396℃and 192～287℃，salinities ranging from (4.5～9.9)%NaCleq，(1.6～8.4)%NaCleq，(1.2～45.6)%NaCleq and(1.6～7.5)%NaCleq and densities ranging from 0.57～0.76 g/cm3，0.54～0.80 g/cm3，0.51～1.11 g/cm3，0.76～0.91 g/cm3.Their temperatures and salinities are gradually lower，their densities are gradually higher，and their reducibility is gradually stronger.TheⅠstage andⅢstage both have themineralization，and they both have the characteristic of fluid boiling；CO2is found in vapor phase atⅠstage andⅢstage，and this phenomenon can indicate that the fluid boiling can result in the precipitation ofmetal elements and CO2has a significant effect on themetal－transport at these two stage.The pressure estimation in the Dabate deposit shows that the depth is 0.5～1.1km，0.3～1.0km，0.5～1.0km and 0.4～1.0km from early stage to the late stage.The orebodies，ores，wall rock alterations and fluid inclusions have the characteristics of porphyry deposits.On the basic of the former date，the Dabate Cu－Mo deposit is inferred to be a typical porphyry－type deposit.

fluid inclusions，the evolution of ore－forming fluid，porphyry deposit，Dabate Cu－Mo deposit，Western Tianshan

P618.41＋P618.65

A

0495－5331(2016)05－0799－16

2016－06－30；[修改日期]2016－08－20；[责任编辑]郝情情。

国家自然科学基金(U1303292)、国家科技支撑计划(2011BAB06B02)和中国地质调查局工作项目(1212011085069)共同资助。

刘 畅(1992年－)，男，在读博士研究生，矿床学及矿床地球化学研究方向。E-mail：wlc120＠163.com

薛春纪(1962年－)，教授，博士生导师，主要从事矿床学、矿产普查与勘探专业教学与研究工作。E-mail：chunji.xue＠cugb. edu.cn。