河北撒岱沟门钼矿床成矿流体演化研究

吴 迪，江思宏，刘 源，张莉莉，康 欢，刘家军

(1.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，北京 100037；2.中国地质大学(北京) 地球科学与资源学院，北京 100083；3.武警黄金第一支队，黑龙江 牡丹江 157000；4.中国石油大学(北京) 地球科学学院，北京 102249；5.中国地质大学(北京) 地质过程与矿产资源国家重点实验室，北京 100083)

0 引 言

钼具有特殊的物理化学性质，是冶金工业重要的新型金属原料。中国钼矿床主要成因类型有斑岩型、矽卡岩型、斑岩-矽卡岩复合型、碳酸岩型、热液脉型、沉积型和沉积变质型七大类[1]。占总储量69.6%的是斑岩型钼矿床，矽卡岩型和热液脉型钼矿床占总储量的22.9%和6.7%[2]。

位于河北省丰宁县内的撒岱沟门钼矿床是该省最大的钼矿床，钼储量18.7万t，钼平均品位0.076%[3]，具有重要的研究价值和找矿意义。Jiang et al.[4]对该矿床的辉钼矿进行了Re-Os年龄测定，获得加权平均年龄为(236.5±2.2) Ma，结合该地区克拉通边缘的区域地质演化信息，推测形成于三叠纪的撒岱沟门钼矿床与古亚洲洋闭合期间的一次碰撞有关；张莉莉等[5]对撒岱沟门钼矿床侵入岩的Lu-Hf同位素进行了研究，认为本区混合花岗岩主要来源于新太古代地壳物质的重熔，而与成矿有关的印支期二长花岗岩主要来自古元古代早期地壳物质的重熔，矿区内侵入的这两期花岗岩的成岩物质来源明显不同；代军治等[3]对撒岱沟门钼矿床的流体演化特征进行了深入的研究，认为成矿期流体的不混溶作用是成矿的关键因素；骆文娟等[6]对矿床的赋矿岩石进行了地球化学方面的研究，认为该矿床为深源中成斑岩型钼矿床；袁树森等[7]提出该地区控岩构造为SN和EW向断裂，节理是主要的容矿构造。

综上，前人已在同位素年代学、矿床地球化学等方面做了大量的研究，但对本区成矿流体的关注相对较少。虽然代军治等[3]对撒岱沟门钼矿成矿流体进行了研究，但仍然存在一些不足。成矿流体的演化阶段划分是否可以更为细致？流体的具体成分有哪些？对成矿又有怎样的贡献？这些对于找矿具有一定的指导意义，需要进行进一步研究。因此，本次工作利用流体包裹体的显微岩相学、热力学、包裹体激光拉曼探针分析、群体包裹体成分分析及硫、氢、氧同位素分析，进一步分析撒岱沟门钼矿床成矿流体的来源、性质及演化特征，探讨成矿机制和成矿过程。

1 区域地质背景

撒岱沟门钼矿床位于华北地台北缘燕辽钼(铜)成矿带西段的上黄旗构造岩浆成矿带，矿区中心地理坐标为41°15′37″N和116°35′33″E。矿区出露地层主要有太古宇变质岩、上侏罗统火山岩、火山碎屑和陆相沉积岩，第四系不整合覆盖于变质基底及花岗岩体之上[3]。区内岩浆活动强烈，主要发育3期：第一期为吕梁—五台期的中酸性岩体，分布于矿区近外围的潮河东部和撒二营南部，主要有黑云闪长岩、斜长花岗岩、花岗闪长岩；第二期为印支期二长花岗岩，分布于土城子、撒二营及撒岱沟门一带，侵位于红旗营子群，并被上侏罗统火山岩覆盖，是主要的含矿岩体；第三期为燕山期中酸性小侵入体，分布于四道营子、五道营子一带，有二长花岗岩、石英正长斑岩等，均呈岩株状、岩墙状产出[6]。其中，第二期含矿的二长花岗岩体颜色为肉红色和灰白色，呈椭圆形岩株产出，出露面积15 km2。含矿二长花岗岩普遍发育钾化和硅化，岩石呈白色，中粗粒似斑状结构，块状构造，主要矿物为钾长石(34%)、斜长石(28%)、石英(24%)、黑云母(10%)，副矿物有绿帘石、榍石、锆石和磷灰石[3]。

断裂以NE向的上黄旗—棋盘山断裂和SN向的丰宁(潮河)断裂为主，撒岱沟门二长花岗岩体沿两大断裂交汇的锐角部位侵入[7]。其中SN向、近EW向、NE向和NW向4组为次级断裂，控制岩脉产出的是SN向、近EW向断裂。控矿构造主要为节理裂隙和叠加其上的碎裂岩带，节理以NNE方向较为发育，碎裂岩带以NWW向为主。矿区碎裂岩带集中发育，主要分布于东部，岩石内部发育较明显的糜棱岩化、高岭土化和萤石化。

2 矿床地质特征

图1 撒岱沟门钼矿床矿区地质图(据代军治等[3]，2007，有修改)Fig.1 Geological map of the Sadaigoumen Mo deposit (Modified after Dai et al.[3]，2007)

撒岱沟门矿床钼矿体产于二长花岗岩体东南部(图1)。以含Mo 0.03%为边界品位，华北有色地质勘查局在地表圈定出6个矿体。矿体形态总体呈不规则的透镜体状，局部为似层状。空间上显示矿体中间比较膨大，有向四周分支逐步尖灭的趋势[6]。以3号勘探线剖面为例(图2)，以ZK1为中心的矿体形态呈不规则透镜状，从矿体中心至边缘，厚度逐渐减小、钼矿品位逐渐降低、连续性由好变差，中心部位矿体垂厚540 m，东西向宽960 m，矿体局部分支明显[3]。

图2 撒岱沟门钼矿床3号勘探线剖面图(据代军治等[3]，2007，有修改)Fig.2 No.3 prospecting section of the Sadaigoumen Mo deposit(Modified after Dai et al.[3]，2007)

图3 成矿阶段各脉体交切关系Fig.3 The mutual cutting relationship of ore veins in the ore-forming stagesA.第②阶段的石英+辉钼矿脉切割第①阶段的石英+磁铁矿+辉钼矿+黄铁矿+钾长石脉；B.第③阶段的石英+云母+辉钼矿+黄铁矿脉切割第②阶段的石英+辉钼矿脉，第②阶段的石英+辉钼矿脉切割第①阶段的石英+磁铁矿+辉钼矿+黄铁矿+钾长石脉；C.第④阶段的石英+辉钼矿+黄铁矿脉切割第③阶段的石英+云母+辉钼矿+黄铁矿脉；D.成矿期后的萤石脉

矿区围岩具有明显的蚀变分带特点，代军治等[3]研究认为，时间上由早到晚，空间上由里向外，蚀变类型大体可分为：微斜长石化、硅化、白云母化、绢云母化、萤石化、碳酸盐化、高岭土化。在空间上，微斜长石化、硅化、白云母及绢云母化和钼成矿关系密切。

矿石中的金属矿物有辉钼矿、黄铁矿、磁铁矿、赤铁矿、黄铜矿、磁黄铁矿等，脉石矿物主要为石英、钾长石、斜长石、云母、萤石等。

根据脉体交切关系、矿物组成及其生成顺序，可将本矿床的成矿作用大体划为3期，分别为成矿前、成矿期和成矿期后。

成矿前：即早期无矿石英脉阶段，石英脉较宽，宽2～8 cm，乳白色，沿二长花岗岩裂隙分布，伴有钾化，常被后期石英脉所穿切，基本无金属矿物产出。

成矿期，可分为4个阶段：

图4 撒岱沟门钼矿床矿物镜下特征Fig.4 Photomicrographs of the minerals from the Sadaigoumen Mo depositA.第①阶段的石英(Q)-磁铁矿-黄铁矿-辉钼矿组合，鳞片状辉钼矿(Mo)交代他形粒状磁铁矿(Mgt)；B.第②阶段的石英(Q)-辉钼矿组合，细小鳞片状辉钼矿(Mo)；C.第③阶段的石英(Q)-辉钼矿-云母-黄铁矿组合，黄铁矿(Py)骸晶；D.第④阶段的石英(Q)-辉钼矿-黄铁矿-黄铜矿-磁黄铁矿组合，黄铜矿(Ccp)与黄铁矿(Py)共生；E.第③阶段发育放射状白云母(Mu)；F.成矿期后萤石(Fl)化；G.第②阶段的辉钼矿切割第①阶段的磁铁矿；H.辉钼矿(Mo)呈叶片状集合体

①石英+磁铁矿+辉钼矿+黄铁矿+钾长石脉阶段(图3A)：硫化物多呈浸染状或网脉状分布，金属矿物颗粒较小，呈自形半自形粒状(图4A)，主要产于矿床底部，脉宽在0.4～1 cm之间，脉体延伸性差，多在2 m以内。

②石英+辉钼矿脉阶段：金属矿物主要以辉钼矿为主(图3A、B)，其他硫化物较少。辉钼矿常呈浸染状或细脉状(图4B)分布于石英脉两侧并伴有大量硅化，脉体发育较为规则且连续性好，脉壁平直，脉体宽度较细，多集中在0.1～0.3 cm之间，主要产于岩体内部和内接触带围岩中，脉体延伸较长(图4F)。

③石英+云母+辉钼矿+黄铁矿脉阶段(图3B、C)：此阶段辉钼矿较少，蚀变强烈，普遍发育白云母，黄铁矿也有发育(图4C)，呈自形分布于石英脉中及两侧。白云母较为发育(图4E)，脉体形成与石英—白云母化有关，主要产在内外接触带的围岩中，脉体延伸性较差。

④石英+辉钼矿+黄铁矿脉阶段(3C)：该阶段辉钼矿呈自形、脉状或叶片状分布于石英脉两侧(图4H)，黄铁矿较为发育，雌黄铁矿、黄铜矿(图4D、E)也有发育，但白云母甚少。脉数量较多，脉体规则且连续，脉体宽度变化范围大，为0.1～0.8 cm，但以细脉为主，大多在0.1 cm左右，在围岩及岩体内部均有发育。

成矿期后：即晚期无矿热液阶段，硅化、萤石化、碳酸盐化及高岭土化比较发育，萤石多呈细脉状和网脉状产出(图3D)。

3 样品采集和研究方法

3.1 样品采集

本次所采集样品为撒岱沟门钼矿区成矿前和成矿期不同阶段的石英脉以及成矿期后的萤石脉。室内将样品磨制成双面抛光的包裹体片，结合显微镜下流体包裹体岩相学特征，选取不同成矿期包裹体发育良好的包裹体片(共13件)进行流体包裹体热力学研究，其中成矿前石英样品1件，成矿期石英样品11件(成矿①、②、③阶段各2件，④阶段5件)，成矿期后萤石样品1件。选择不同成矿期的样品(13件)进行激光拉曼探针分析，21件石英样品进行群体包裹体气-液成分分析，10件石英样品进行氢、氧同位素分析，19件矿石黄铁矿样品进行硫同位素测试分析。

3.2 研究方法

流体包裹体测温工作、激光拉曼探针分析和群体包裹体气-液相分析均在中国地质科学院矿产资源研究所流体包裹体与成矿模拟实验室完成。测温所用仪器为英国Linkam生产的THMSG-600冷/热台。激光拉曼探针分析所用测试仪器为Reni-shaw system-2000型激光拉曼光谱仪，514.5 nm Ar+干离子激光器，激光功率20 mW，扫描范围100～4 500 cm-1，精度1～2 cm-1。群体包裹体气-液相成分分析所用仪器为日本岛津公司GC2010气相色谱仪和澳大利亚SGE公司热爆裂炉，具体分析方法见文献[8]。

H、O、S同位素分析在中国地质科学院矿产资源研究所同位素重点实验室进行。氢、氧同位素测试以MAT-253EM型质谱仪为仪器，采用热爆裂法从样品中提取原生流体包裹体中的H2O，使其在400 ℃条件下与Zn反应制取H2，然后用质谱仪进行氢同位素测定；氧同位素测试采用常规Br2F5法。氢、氧同位素分析精度分别为±2‰和±0.2‰。硫同位素测试先用人工将样品粉碎至200目，以CuO和V2O5作为混合氧化剂，在高温真空条件下将S氧化成SO2，然后用MAT-251型质谱仪进行分析，δ34S分析精度为±2‰，其结果分别以相对V-CDT标准的δ值来表示。

4 分析结果

4.1 流体包裹体岩相学特征

包裹体岩相学研究表明，本矿区石英和萤石中流体包裹体非常发育(图5)。根据室温条件下流体包裹体的形态和分布特征，将其分为原生包裹体、次生包裹体和假次生包裹体3大类，其中原生包裹体随机分布，成群或孤立产出，粒径相对较大，长轴一般为5～15 μm，少数达20 μm以上，最大者长达42 μm；次生包裹体主要沿切穿寄主矿物颗粒的裂隙呈线状分布，粒径相对较小，一般为2～4 μm；假次生包裹体的特征与次生包裹体相似，但其分布不切穿寄主矿物颗粒，本文所测的数据均为原生包裹体。

根据室温下的相态特征和组成，可将包裹体分为3类：气液两相包裹体(Ⅰ型)、CO2三相包裹体(Ⅱ型)和含子矿物三相包裹体(Ⅲ型)。在成矿期，石英脉中Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型包裹体均有发育，其中I和Ⅱ型包裹体发育较多，且有时共产于一个石英颗粒中。成矿期后萤石脉中仅发育少量Ⅰ型包裹体(图5F)。另外，在成矿前和成矿期还观测到个别含子矿物三相包裹体，但通过拉曼光谱并未测得其成分，也并未测出子晶熔化温度。

Ⅰ型：室温下主要由气泡和水溶液相组成，少数仅为水溶液相，如图5E所示。形态为椭圆形、长条形、圆形、不规则形、负晶形等，最小长径为2 μm，最大长径为32 μm。气液两相包裹体气相体积百分数一般为5%～20%，个别可达20%～30%。该类型包裹体数占整个流体包裹体数量的80%，主要成群分布，部分带状分布。

Ⅱ型：室温下由水溶液相、液相CO2及气相CO2组成，如图5B、D所示。形态为圆形、三角形、椭圆形等。最小长径为3 μm，最大长径为24 μm，占整个流体包裹体数量的15%。

Ⅲ型：室温下由水溶液、气泡和子矿物组成，如图5C所示。室温下呈三相，形态不规则，该类包裹体数量占包裹体总数量的1%。子矿物主要有椭圆形、正方形的透明晶体和不透明黑色矿物(图5A)，通过激光拉曼探针并未分析出其主要成分。

4.2 显微测温结果

本次显微测温结果见表1。根据盐水溶液包裹体密度公式[9]计算成矿流体Ⅰ型包裹体密度。

成矿前，流体包裹体类型以Ⅰ型包裹体为主，偶见Ⅱ型包裹体，均一温度集中在260～300 ℃(图6，表1)，气相均一到液相，相应盐度为3.6%～10.2%NaCleqv，密度为0.99～1.10 g/cm3(表1)。

成矿期①阶段Ⅰ型包裹体所占比例最大，均一温度集中在248～296 ℃，气相均一至液相，冰点温度集中在-10.2～-3.3 ℃，相应盐度为2.0%～14.2%NaCleqv，密度为0.96～1.10 g/cm3。

成矿期②阶段Ⅰ型包裹体所占比例最大，均一温度集中在200～240 ℃，气相均一至液相，冰点温度集中在-9.6～-1.2 ℃，相应盐度为2.1%～13.5%NaCleqv，密度为0.96～1.10 g/cm3。

成矿期③阶段和④阶段Ⅰ型包裹体和Ⅱ型包裹体均有发育，Ⅰ型包裹体均一温度较前两阶段有所下降，主要集中在200～240 ℃和180～240 ℃，冰点范围分别为-9.7～-0.7 ℃和-13.7～-0.6 ℃，相应盐度为0.02%～17.5%NaCleqv，密度主要为0.98～1.13g/cm3。Ⅱ型包裹体在③和④阶段较发育，均一形式为气相CO2均一到液相CO2，最后完全均一至液相水。冷冻-升温过程中，CO2相初溶温度为-64.2～-56.9 ℃，低于CO2标准样标准值-56.6 ℃，反映CO2相中可能存在微量的N2、CH4、H2S气体。CO2相占总体积的比例为15%～50%，多数集中在40%左右。

在升温过程中，观测到大量CO2笼形物，笼形物融化温度为1.2～10 ℃，依据此数据获得Ⅱ型包裹体的盐度0.02%～14.2%NaCleqv。当继续升温，Ⅱ型包裹体气相CO2均一到液相CO2，均一温度为7.8～33.2 ℃，主要集中在22.2～28.2 ℃，加热过程中少量CO2发生爆裂，最后液相CO2完全均一至水溶液相。Ⅱ型包裹体最终均一温度为279.5～365.3 ℃，平均329 ℃，(图6，表1)。依据CO2不同的均一方式，选择毛世德所开发的计算机PVTX程序，估算得成矿期Ⅱ型包裹体总体密度为0.62～0.83 g/cm3，成矿压力为44.86～89.11 MPa(表1)。

图5 撒岱沟门钼矿床流体包裹体显微照片Fig.5 Photomicrographs of fluid inclusions in the Sadaigoumen Mo depositA.石英脉中含黑色不明子矿物三相包裹体；B、D.含CO2三相包裹体；C.含透明子晶三相包裹体；E.石英脉中气液两相包裹体；F.萤石脉中气液两相包裹体

成矿期次包裹体类型 冰晶消失温度/℃盐度/%NaCleqvCO2初熔温度/℃CO2笼形物消失温度/℃ CO2相部分均一温度/℃均一温度/℃范围集中区间密度/(g·cm-3)成矿前Ⅰ-6.9～-3.43.6～10.2220～300260～3000.99～1.10成矿期成矿①阶段成矿②阶段成矿③阶段成矿④阶段Ⅰ-10.2～-3.32.0～14.2189～315240～2800.96～1.10Ⅰ-9.6～-1.22.1～13.5129～317200～2400.96～1.10Ⅰ-9.7～-0.71.2～13.6169～320200～2400.62～0.70Ⅱ0.02～5.7-64.2～-56.97～1022.2～28.2327～365330～3500.21～0.29Ⅰ-13.7～-0.61.1～17.5178～327180～2400.98～1.13Ⅱ0.8～14.2-59.2～-57.61.2～9.625.8～33.2279～343300～3400.72～0.83成矿期后Ⅰ-3.6～-0.10.2～5.9129～258140～2000.99～1.03

图6 撒岱沟门钼矿床流体包裹体均一温度(左)、盐度直方图(右)Fig.6 Histograms of homogenization temperatures(left) and salinities(right) of fluid inclusions from the Sadaigoumen Mo deposit

成矿期后Ⅰ型包裹体均一温度较低，寄主矿物为萤石，主要温度为130～197 ℃，冰点温度集中在-3.6～-0.1 ℃，对应盐度为0.2%～5.9%NaCleqv，密度为0.99～1.03 g/cm3。成矿期后流体包裹体具低温、低盐度特征，说明成矿后流体体系不断开放，可能存在大气降水的不断加入。

4.3 流体包裹体成分分析

拉曼光谱测试结果表明(图7)，撒岱沟门钼矿不同类型、不同阶段的流体液相成分大致相同，主要为水溶液。Ⅰ型包裹体在不同成矿期次中，大部分均表现为水峰，未能检测出其他成分(图7(A)、(D))。Ⅱ型包裹体在成矿前和成矿期均有发育，并有强烈的CO2峰(激光拉曼位移1 285 cm-1、1 388 cm-1(图7(B))。另外除了能够检测出CO2峰以外，部分见CH4(激光拉曼位移2 915 cm-1(图7(B)、(C))。

总之，拉曼光谱测试结果显示在成矿前和成矿期，流体体系主要以H2O-CO2为主，到成矿期后逐步演化到以H2O为主。

4.4 群体包裹体成分分析

石英包裹体中的流体气-液相成分见表2和表3。石英流体包裹体气相成分复杂，w(CH4)为0.019～0.435 μg/g，均值为0.089 μg/g；w(C2H4+C2H6)为0.037～0.202 μg/g，均值为0.116 μg/g；w(CO2)为155.766～450.439 μg/g，均值为235.346 μg/g；w(H2O)为29.527～129.761 μg/g，均值为70.174 μg/g；w(O2)为10.653～13.389 μg/g，均值为11.893 μg/g；w(N2)为40.154～53.438 μg/g，均值为45.989 μg/g；w(CO)为3.743～18.223 μg/g，均值为8.122 μg/g。

实验给出的液相成分数据从表面上看Ca2+含量明显高于Na+，但这是以每克样品中所含离子的微克数表示。这种形式虽能表示离子含量的绝对数值，但不能检查分析数据是否精确，也不能直接用于热力学计算和不同样品的对比。因此，必须把重量单位换算成浓度单位[10]。笔者将实验数据进行离子浓度换算，作出流体包裹体液相成分柱状图(图8)。

4.5 氢、氧同位素测试结果

H、O同位素能够判断成矿过程中流体的来源。本次研究中10件样品的氢、氧同位素数据显示(表4)，δ18O值变化范围为10.2‰～11.6‰，平均10.7‰；石英中的δD值范围为-102‰～-88‰，平均值为-96.7‰。与石英平衡的水的氧同位素组成根据对应样品中包裹体的均一温度和石英-水氧同位素分馏方程[11]1 000 lnα(石英-水)=3.38×106t-2-3.40，计算得到的成矿流体中水的δ18OH2O值为-1.90‰～3.12‰。

4.6 硫同位素测试结果

硫同位素组成见表5。19件黄铁矿样品δ34S值变化于4.4‰～6.3‰之间，极差为1.9‰，平均值为5.7‰。

5 讨 论

5.1 成矿流体性质及类型

根据实验给出的气相成分数据，可以判断成矿前、成矿期和成矿期后中流体含量最多的气体为CO2、H2O、N2，这也与单个包裹体拉曼光谱测试的结果一致。

Roedder[13]指出，包裹体液相组分包括K+、Na+、Ca2+、Mg2+、F-、C1-、SO42-等，是成矿流体的重要组成部分，液相组分含量不同反映流体来源及成矿环境的不同，K+/Na+、Ca2+/Mg2+、F-/C1-等比值是流体来源的重要指示标志。张德会等[14]收集、总结了近百个矿床的400多个矿物包裹体的F-/C1-比值和Na+/K+比值数据，显示F-/Cl-和Na+/K+比值可以作为判别热液来源的辅助标志，认为：(1)与Ⅰ型花岗岩类有关的热液矿床矿物包裹体具较低的F-/C1-和高的Na+/K+比值，与S型花岗岩类有关的热液矿床具有较高的F-/Cl-比值和低的Na+/K+比值；(2)Na+/K+<2和F-/C1->1是壳源岩浆流体的特征，Na+/K+<10和F-/C1-<1为幔源岩浆流体或变质流体，现代海水的Na+/K+约为48。撒岱沟门钼矿床成矿流体的Na+/K+以1.1～2.1为主，最高达2.6，流体中F-/C1-为0.01～0.55，表明该钼矿床的成矿流体源于岩浆流体，并且与Ⅰ型花岗岩的岩浆期后热液演化关系密切。

图7 撒岱沟门钼矿床流体包裹体拉曼光谱图Fig.7 Representative Raman spectra of fluid inclusions from the Sadaigoumen Mo deposit

成矿期次原编号矿物取样温度/℃CH4C2H2+C2H4C2H6CO2H2OO2N2CO成矿前SD16-73石英100～5000.0550.101—207.50744.07012.71349.3584.317SD16-74石英100～5000.0460.082—205.24271.27212.41549.03013.239成矿期成矿①阶段成矿②阶段成矿③阶段成矿④阶段SD16-26石英100～5000.143——450.439129.76110.85044.3468.663SD16-63石英100～5000.0660.037—185.13177.80911.53642.1075.328SD16-100石英100～5000.0280.178—221.31366.14411.00441.19112.824SD16-195石英100～5000.0640.202—240.65152.23911.05543.24812.486SD16-256石英100～5000.0190.123—270.69950.07612.50247.7625.930SD16-257石英100～5000.0280.113—204.92547.03612.25146.1823.743SD16-16石英100～5000.3230.095—220.54194.60211.49043.3875.769SD16-56石英100～5000.098——310.62961.28713.38953.438— SD16-89石英100～5000.4350.1720.018291.414118.43210.65340.15418.223SD16-15石英100～5000.0360.082—186.115104.14912.37548.5534.713SD16-55石英100～5000.0270.136—203.69129.52711.01841.0648.973SD16-183石英100～5000.0290.096—295.41561.14613.00951.2704.288SD16-31石英100～5000.0560.121—283.147105.17710.89442.70010.270SD16-35石英100～5000.090——209.95592.35812.08749.6393.866SD16-57石英100～5000.0460.120—175.60952.18611.36541.5597.758SD16-64石英100～5000.0360.099—155.76658.23411.03640.5146.450SD16-196石英100～5000.0460.102—205.65644.24212.70850.1853.882SD16-261石英100～5000.097——200.30267.04712.48550.5178.353成矿期后SD16-258石英100～5000.093——218.11946.86712.91049.56413.364

注：—表示低于检出限。

表3 流体包裹体液相成分分析结果(wB/10-6)

注：取样温度100～500 ℃；—表示低于检出限。

图8 撒岱沟门钼矿床流体包裹体液相成分柱状图Fig.8 The liquid-phase composition histogram of fluid inclusions from the Sadaigoumen Mo deposit

表4 撒岱沟门钼矿床氢、氧同位素特征

注：t为对应样品中流体包裹体均一温度的均值。

表5撒岱沟门钼矿床硫同位素组成

Table5SulfurisotopiccompositionofpyritesfromtheSadaigoumenModeposit

样品号样品δ34SV-CDT/‰样品号样品δ34SV-CDT/‰SD16-52黄铁矿5.8SD16-256黄铁矿5.9SD16-96黄铁矿5.5SD16-56黄铁矿6.1SD16-107黄铁矿5.8SD16-183黄铁矿6.2SD16-90黄铁矿5.2SD16-35黄铁矿5.4SD16-128黄铁矿5.8SD16-43黄铁矿6.3SD16-257黄铁矿5.8SD16-64黄铁矿4.4SD16-139黄铁矿6.0SD16-196黄铁矿5.4SD16-121黄铁矿5.9SD16-193黄铁矿6.3SD16-34黄铁矿4.7SD16-258黄铁矿5.3SD16-74黄铁矿5.9

5.2 成矿流体来源

图9 撒岱沟门钼矿床流体包裹体温度盐度散点图Fig.9 The homogenization temperature versus salinity of fluid inclusions from the Sadaigoumen Mo deposit

氢、氧同位素研究表明，岩浆水或不同程度的岩浆水与天水的混合流体是斑岩型钼矿床成矿流体的主要来源。而在成矿晚阶段，天水可能会逐步渗入到矿化系统中，叠加改造矿床[15-19]。

撒岱沟门钼矿10件样品的氢、氧同位素数据显示，成矿前流体的δD值范围为-97‰～-94‰，δ18OH2O值为2.36‰～3.12‰；成矿期流体的δD值范围为-102‰～-88‰，δ18OH2O值为-1.90‰～2.03‰；成矿期后流体的δD值为-96‰，δ18OH2O值为1.43‰。在δ18OH2O-δD图解[20](图10)中投点落在岩浆水左下方，可见流体属于典型的岩浆水来源。从成矿前到成矿期后，δ18OH2O值具有逐渐降低的趋势。

图10 撒岱沟门钼矿床δ18OH2O-δD图解(底图据Taylor[20]，1974)Fig.10 δ18OH2O-δD diagram of the Sadaigoumen Mo deposit (base map after Taylor[20],1974)

硫元素是大多数矿床中最重要的成矿元素之一，因此对硫元素来源的研究可以为矿床成因提供重要的证据。撒岱沟门钼矿床并未见硫酸盐矿物，矿石中主要硫化物为辉钼矿、黄铁矿、磁黄铁矿、黄铜矿，说明成矿流体中硫主要以HS-、S2-形式存在，因此硫化物的δ34S值可近似代表含矿热液总硫值[21]。

若δ34S 值变化幅度不超过10‰，则认为矿石中硫的来源是均一的[22]。在硫同位素直方图(图11)上，硫同位素值变化范围较为集中，δ34S值明显大于幔源硫[22]，位于花岗质岩浆的δ34S 值范围(5‰～10‰)[23]。因此，撒岱沟门钼矿床较集中的硫同位素变化范围说明矿床中的硫可能来自相对一致和单一的硫源，即岩浆热液。

图11 撒岱沟门钼矿床硫同位素分布直方图 Fig.11 The histogram of sulfur isotopic composition from the Sadaigoumen Mo deposit

5.3 成矿流体演化及钼成矿机制

由流体包裹体研究可知，撒岱沟门钼矿床的流体包裹体主要为水溶液包裹体和含CO2三相包裹体及少量含子矿物三相包裹体。根据Farges等[24]的实验表明，钼在岩浆中主要以正六价存在，以钼酸根MoO42-的形式出现并迁移，Ulrich等[25]用XANES(X-ray Absorption Near-edge Structure)分析结果显示，Mo在纯水中以钼酸(H2MoO4)形式存在，在中低盐度溶液中以离子对(如 KHMoO4)形式存在，高盐度溶液中以Mo-O-Cl络合物形式运移。

Engvik[26]研究认为，钼在流体中的搬运与钾化关系密切，因为钾长石化表明成矿流体具富碱、高氧逸度的特征。对撒岱沟门矿区进行研究表明，钾长石化无矿石英脉为成矿前主要岩石。在成矿前，成矿流体主要以水溶液包裹体为主，含少量CO2三相包裹体，偶见含子矿物包裹体。这部分流体主要记录在早期的无矿石英脉或二长花岗岩的石英斑晶中，此阶段钼可能是以KHMoO4形式进行运移，形成含矿热液。

成矿期，流体包裹体中CO2三相包裹体增加，表明此阶段流体中气体相对富集。随着流体体系温度和压力的降低，CO2等酸性组分从均一流体相中逸出，辉钼矿与白云母(绢云母)密切共生，而白云母(绢云母)通常交代了早期形成的钾长石，暗示辉钼矿的形成过程伴随着pH值升高[27]，温度降低，盐度升高，KHMoO4逐渐分解，使其和大量S2-结合，以大量黄铁矿、辉钼矿形式沉淀。

成矿期后，流体以低温、低盐度水溶液包裹体为代表，主要存在于萤石中。从总体上看，撒岱沟门钼矿床初始成矿流体以中高温、中低盐度为特征，随着成矿流体系统的演化，成矿期及成矿期后流体的温度及盐度均有不同程度的降低，而辉钼矿也在不断降温减压的过程中逐渐富集，从而形成大型钼矿床。

6 结 论

(1)流体包裹体研究结果表明，撒岱沟门钼矿床成矿前流体以中高温、中低盐度为特征，成矿期流体以中温、中低盐度为特征，成矿期后流体主要以低温、低盐度为特征。

(3)不同成矿阶段的氢、氧同位素组成表明，从成矿前到成矿期后，δ18OH2O值呈逐渐下降的趋势，成矿流体主要以岩浆水为主。较集中的硫同位素变化范围和较低的硫同位素值说明矿床中的硫来源于单一的岩浆硫。

致谢：野外工作期间得到了河北鑫源矿业公司工作人员的大力支持,包裹体分析测温得到了核工业北京地质研究院吴迪工程师、中国地质科学院矿产资源研究所陈伟十工程师的悉心指导，审稿人提出了很好的修改意见，在此一并表示感谢！

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