成矿流体特征研究在找矿预测中的意义

李永玲

（黑龙江省有色金属地质勘查七〇七队，黑龙江 绥化 152000）

乌兹别克斯坦穆龙套金矿和吉尔吉斯斯坦库姆托尔金矿等一些大型金矿分别位于与我国相邻的南天山造山带，我国地质学家在上世纪90年代发现了新疆自治区的乌恰县萨瓦亚尔顿金矿，该金矿黄金量高于100吨，远景资源达300吨，研究学者对该矿床进行成矿时代和成因分析，认为其属于穆龙套金矿。然而，以往对成矿流体的研究较少，在一定程度上限制了成矿分析和成矿模型的建立，甚至影响了矿床成因类型的确定。因此，在流体包裹体热力学研究的基础上，成矿物化条件与慕伦陶金矿床相一致，均为造山型金矿。基于此，深入探讨了流体运移机制，能够为地质勘探提供重要的参考依据。

1 地质和矿床的相关概述

萨瓦亚尔顿金矿床位于南天山构造带。它最终形成于晚古生代晚期。塔里木板块与哈萨克板块碰撞过程中，在碰撞前经历了南天山洋俯冲，碰撞后又受到中新生代陆内造山作用的影响。含矿地层由下至上可划分为三个岩性单元，包括底部的碳质板岩、灰色变质石英砂岩，底部为生物碎屑灰岩，中部为灰黑色薄层粉砂岩，上部为灰色粉砂岩，顶部为凝灰岩。矿层中含有大量的碱性玄武岩为矿区外部的二叠纪地层，矿区内的岩浆活动相对比较弱，仅仅存在于少量的闪长岩脉和辉绿岩脉，该矿层都属于碱性，大多顺从侵入矿区。目前已经发现24条矿化构造带，在矿化时共经历了三个阶段，早期无矿石英和黄铁矿，中期为娟英岩化和多金属硫化物，晚期主要是碳酸盐细脉。中期由不同矿物构成是主要的矿物阶段，金是以金银矿和自然金产出的，载金产物包括毒砂，黄铁矿，矿石组构是以侵染状和网脉状为主的。

2 样品地质检测

我们对该矿区的样品进行地质检测，主要来源于探槽和钻孔岩芯，例如，含矿石英脉的适应成分、无矿石英成分以及无矿石英脉为顺从产出，而含矿石英脉主要以细脉产出，是与毒砂，黄铁矿等共生的，表现为定向结构，常见于破碎、细粒化现象，石英通常为烟灰色，晶体相对较小，在含矿石英脉中能够发现侵染状和细脉硫化物，局部为毒砂集合体。不同类型的流体包裹体特征如下所示。

表1 不同类型流程包裹体的岩相学特征分析

利用激光拉曼光谱仪完成包裹体激光拉曼光谱原位检测，发现以群体包裹体成分的石英，黄铁矿的单矿物样品在显微镜下其纯度高于99%，粒度为40～60之间的矿物颗粒，对于实验样品来说还需要将其放入烧杯中，加入一比一硝酸，在70℃下持续加热12h，倒掉硝酸之后用蒸馏水清洗多次，超声振荡，用蒸馏水浸泡七天，在60°烘箱中烘干，利用这种方法完成色谱测试。

3 矿物流体特征分析

3.1 无矿和含矿石英

从含矿石英与无矿石英来看，两者在矿物之间的特征上有着明显的差异，并且包裹体成分也不同，其中含矿石，英包裹体流体中阴，阳离子明显高于无矿石英，并且硫酸根离子的含量为无矿石英的7倍左右，此外，矿物包裹体中镁离子和钾离子的含量高于无矿物包裹体中镁离子和钾离子的含量。在气相成分分析中发现了这两种石英中的氧夹杂物，一氧化碳，甲烷等含量相近，但相比含矿石英来说无矿石英中的氮气和二氧化碳显著升高，根据包裹体影像学和热力学的结果，以及激光拉曼光谱测试共同表明，无矿石英包裹体含有较多的二氧化碳，B型包裹体仅存在于含矿石英类中，含有丰富的氮气和甲烷，而含矿石英中大多包裹体二氧化碳和甲烷的比例低于一，而无矿石英中只有少量存在这种特征。

3.2 含矿石英和黄铁矿

在载金矿物中黄铁矿是其重要的矿物之一，通常是与含矿石英共生的，但两者包含的包裹体成分有一定差别。首先，在黄铁矿包裹体中阴、阳离子显著高于石英包裹体。除此之外，在黄铁矿的包裹体中，氯离子和氟离子的浓度相对较小，低于石英包裹体，而硫酸根离子的含量高于石英包裹体。由于黄铁矿会受热分解并获得较多的硫酸根离子，由于黄铁矿包括提其他阴离子低于石英包裹体，而黄铁矿中的钾离子，钙离子和阳离子高于石英包裹体，因此我们可以认为在黄铁矿包裹体中相比石英包裹体，硫酸根离子显著升高，否则很难实现阴阳离子的电荷平衡。

最后在黄铁矿包裹体中二氧化碳和甲烷的比值相比石英包裹体要显著升高。总而言之，石英包裹体的成分是氯化钠型，而黄铁矿包裹体主要为钾硫酸盐型，这种流体成分是与上官金矿，银洞坡金矿流体成分几乎类似的，表明其可能是一种成矿的普遍规律。

4 找矿预测

由于黄铁矿与金矿化存在一定联系，目前在很多金矿场中普遍存在黄铁矿，很多金矿床中有黄铁载金。通过提取黄铁矿中的地质信息能够对其成矿物学进行深入分析，揭示矿床成因，同时还能够为找矿提供指导依据。矿物中的微量元素能够指示其形成环境条件，从一定程度上推测成矿的环境和成因类型，通过分析黄铁矿中的元素成分，进一步确定矿床类型以及金的存在形态，矿化中心位置和形成矿石的外界环境形成条件。除此之外，在矿化过程中，黄铁矿变化是与金矿化存在规律性的，因此可以根据黄铁矿晶体形态在不同成矿和空间上的变化，进一步预测矿体变化特点。

此外，目前在萨瓦亚尔顿矿区，部分矿化带已经被认为是其主要的含矿带，跟据地质工程勘探结果表明，其中IV带规模相对较大，而且成矿品位高，其余矿化带还没有深入钻探，深部，结果不清楚。通过包裹体热力学结果表明，XI带和IV带结果几乎相似，而I矿化带偏离度高。通过本研究发现，IV带的流体包裹体相比其他矿化带来说硫酸根离子显著升高，大多数阴阳离子含量也高，表明含矿要高于其他带，从IV带含矿石英流体包裹体气液相结果分析来看是与II带和XI带相似的，但与I带相比具有显著差异，表明II带和XI带也具有良好的含矿性，通常包裹体中氮气，甲烷，硫化氢含量较高时，表明该流体具有较强的蒸腾作用，IV带含矿石英包裹体中硫化氢，氮气，甲烷含量不高，表明对于萨瓦亚尔顿金矿来说，流体蒸腾作用并不是主要成矿机制。黄铁矿包裹体中含有较高的二氧化碳，但水含量低，表明存在大量外来富碳流体混入，利于成矿物质富集沉淀，XI带中黄铁矿和含矿石英包裹体，从其气液相结果分析上来看，几乎是与IV带相似的，结果表明IV带具有良好的勘探结果。由不同矿化带含矿石英和黄铁矿形成的成矿流体结果比较过程中可以发现IV带与I带结果相似，也具有良好的勘探前景。相对来看，I带成矿流体与IV带在成矿流体特征上具有显著差异，尽管目前已经被认为是IV框，但不宜作为主要的勘探方向。

5 小结

总而言之，通过对含矿石英和无矿石英包裹体成分分析，表明流体成分差异与结合矿质特征的差异，可为寻找矿脉提供重要参考。黄铁矿和含矿矿石是不同包裹体的重要含金产品。气相结果表明，两种成矿流体的析出时间存在一定的差异，因此所捕获的成矿流体也不同。其中含矿主要是由流体沸腾形成，而黄铁矿则是由浓缩流体沸腾形成，析出过程中还伴随着流体混合的影响，以IV矿化带这种矿化程度较好，勘探度高的矿化带作为参考，可以发现与IV带成矿流体特征相似的I带代和XI矿化带。因此，可以将这两种矿化带作为重点勘探对象。