隐爆角砾型金铜矿床包裹体特征及空间演化规律

曹 旭，翟 旭

(中化地质矿山总局内蒙古地质勘查院,内蒙古 呼和浩特 010031)

0 引言

某隐爆角砾岩型金铜矿床位于山东省,大地构造较为复杂。该矿床于二十世纪七八十年代开采,经过这几十年的开采,其资源已经面临危机。通过物探、化探及地质修测等方法在原隐爆角砾岩筒(开采中的角砾岩筒)的东南侧又发现了一新的赋矿角砾岩筒和金、铜矿体,估算预测的资源量金矿石量558.15万t;铜矿石量1 224.73万t。至此表明某隐爆角砾岩型金铜矿床的深部或外围仍具有找矿前景,故此对其进行详细的研究工作便更为重要。目前,针对某隐爆角砾岩型金铜矿床的研究工作已经展开了包括构造、岩石、地球化学、地球物理等方面[1-5],但是包裹体的研究工作相对薄弱。因此本文对某隐爆角砾岩型金铜矿床包裹体特征展开研究,总结该矿床空间演化规律,为进一步探矿提供理论基础。

1 矿床地质特征

某隐爆角砾岩型金铜矿床位于胶莱盆地西南侧,整个胶莱盆地呈现出NEE向不规则的带状分布,西部宽、东部窄。在其西侧为沂沭断裂带,东部则延伸进入黄海,北部与胶北隆起超复接触,局部存在断层接触现象。总体而言,胶莱盆地的形态比较复杂。矿区东侧是五莲-荣城断裂,西侧为昌邑-大店断裂,南北侧分别是胶南隆起与胶莱凹陷。矿区内主要构造类型为断裂构造,矿区内的岩石类型主要为燕山期的火成岩。

某隐爆角砾岩型金铜矿床的赋矿的角砾岩筒存在于七宝山杂岩体中,赋矿角砾岩筒四周的围岩主要有石英安山玢岩和辉石闪长岩。石英安山玢岩多呈斑状结构,斑晶为石英与斜长石,其中长石类斑晶可见有明显的绢云母化蚀变,基质则多为角闪石和黑云母等暗色矿物。

2 流体包裹体

2.1 流体包裹体类型及特征

某隐爆角砾岩型金铜矿床的成矿作用大体可分为早、中、晚三个成矿阶段,分别是石英-镜铁矿阶段、石英-硫化物阶段、石英-碳酸盐阶段,其中石英-硫化物阶段为主成矿阶段。主要是气液两相包裹体,根据包裹体的气液比可将包裹体分为3类:富液包裹体(L型,气液比小于10%);气液包裹体(V-L型,气液比积在10%～40%之间);富气包裹体(V型,气液比大于40%)(见图1)。某隐爆角砾岩型金铜矿床中包裹体的分布范围十分广泛,但是其丰度却不丰富,与其他同类型的矿床(如河南祈雨沟、福建紫金山、台湾金瓜石等金矿)相比,该矿区的包裹体的体积偏小,类型较单一,极少出现多相或CO2包裹体。

对主要成矿阶段(石英-硫化物阶段)展开详细的流体包裹特征研究,形态有近圆形、椭圆形、长条形及其他不规则形状,极少出现多相或CO2包裹体。

通过观察不同深度的包裹体,由深部(标高低于-500 m)向上至浅部(标高高于-100 m),包裹体在类型、形态、大小上并没有明显的变化,但是在包裹体的丰度上,浅部(标高高于-100 m)包裹体的丰度比深部(标高低于-500 m)和中部(标高在-100 m～-500 m之间)包裹体的丰度低,这表明成矿流体的活动在深部比浅部强烈。

2.2 均一温度和盐度

包裹体均一温度测定实验使用的是尼康显微镜和THMS600冷热台,通过液氮进行温度调节,通过检测设备自动进行计算。

对某隐爆角砾岩型金铜矿床在石英-硫化物阶段中的包裹体进行测温实验(见表1),数据表明该阶段的包裹体均一温度为144 ℃～291 ℃,其中大部分集中在140 ℃～285 ℃之间。该阶段所测包裹体样品都均一至液相,包裹体的冰点温度为-1 ℃～-15 ℃,亦有个别的包裹体的冰点温度可达-20 ℃左右,盐度基本处于1.5%～21.8% NaClequ之间,在该阶段的包裹体的均一温度与盐度的分布范围较广,不存在有优势的集中区间。除此之外,在同一钻孔中发现的三种类型共生的包裹体群,具有较为相似的均一温度,在258 ℃～285 ℃之间,其表明成矿流体在该阶段发生了小范围的沸腾。

表1 显微测温结果表

2.3 流体包裹体成分研究

选取流体包裹体进行激光拉曼光谱分析。所用的仪器为Ranishaw公司的Raman2000型激光拉曼光谱仪。利用激光拉曼特征峰值来确定包裹体的成分。

2.4 流体包裹体的空间演化特征

对钻孔中的石英-硫化物阶段不同深度的包裹体特征进行观察,研究某隐爆角砾岩型金铜矿床的成矿流体的空间演化特征,其特征如图2所示。

1)深部。深部区域的成矿流体的均一温度处于155 ℃～290 ℃之间,主要集中在200 ℃～276 ℃之间,冰点温度为-1.4 ℃～-18.5 ℃,对应的盐度约为2.3%～21.5% NaClequ。

2)中部。成矿流体在中部的均一温度的一般范围在140 ℃～270 ℃,集中出现在160 ℃～188 ℃之间,冰点温度范围是-0.8 ℃～-15.1 ℃,对应的盐度主要分布在1.5%～18.3% NaClequ之间。较之深部而言,中部的均一温度和盐度都有所下降,但下降幅度并不明显。

3)浅部。因为某隐爆角砾岩型金铜矿床的包裹体的体积偏小,而且包裹体的发育情况并不丰富,所以在浅部样品中发现的包裹体数量并不多,故所得数据极为有限。从已有的数据中可得出,七宝山矿区浅部流体包裹体的均一温度范围大致为240 ℃～275 ℃,盐度为18.2% NaClequ。

3 结论

通过对某隐爆角砾岩型金铜矿床钻孔样品中流体包裹体的测温和成分研究结果结合之前的研究成果,可发现矿床成矿流体在其演化过程中随时间其温度与盐度均有所下降,但是包裹体的盐度在各成矿阶段中的分布范围具有较大的重合范围,即便是在同一个成矿阶段中的包裹体的样品的盐度之间差别也很大,由此可见成矿流体的活动在不同成矿阶段中是不均匀的,且持续了整个成矿过程。

这种现象可能是由于流体中成矿元素迅速沉淀,其成矿时间短,致使成矿流体没有足够的时间遍及更为广泛的矿区范围,其中的成矿元素便已经完成了沉淀成矿过程,相应的在赋矿角砾岩筒内矿化程度也是十分不均匀的。

在空间特征上,石英-硫化物阶段期间成矿流体在深部的活动较为强烈,造成此结果的原因,可能是因为隐爆作用在深部发生时,岩浆热液供给壁浅部更为充足,当成矿流体上移聚集在浅部再次引发了隐爆作用时,因为岩浆的冷却使得移到上部的成矿流体失去了充足的岩浆热液的供应,致使浅部成矿流体的活动便相对有所减弱了。结合角砾岩筒的形成机制考虑,在最早的隐爆发生时,岩浆热液的供应较为充足,而且在最初时流体可以活动的空间有限,这样更使得岩浆的活动更为剧烈,随着流体向上移动,成矿流体得不到岩浆提供的流体与热源,故流体越向上其活动也越弱。