夹皮沟成矿带小北沟金矿床成矿流体特征及其地质意义

摘要：

小北沟金矿床地处夹皮沟成矿带中部，为石英脉蚀变岩型金矿床。矿区赋矿围岩主要为高角闪岩麻粒岩相斜长角闪岩，含金石英脉呈小而不连续的平行细脉或透镜体状产于NW向叠加于早期韧性剪切带之上的次级脆性剪切裂隙之中，其上、下盘旁侧及尖灭处发育少量低品位蚀变岩型（蚀变糜棱岩、片糜岩）矿体。主成矿阶段流体包裹体研究表明，矿石中石英主要发育CO2、富CO2、含CO2及气液两相四种类型原生流体包裹体，测温结果显示包裹体均一温度为226.8～362.5 ℃，盐度（w（NaCl） ）为3.57%～11.95%，密度为0.65～0.91 g/cm3；成矿流体总体属中低温、中低盐度和低密度的富CO2的CO2H2ONaCl体系，成矿压力为70～206 MPa，成矿深度约为9.8 km。包裹体O同位素δ18OVSMOW值为10.8‰～11.3‰，H同位素δDVSMOW值为-102.8‰～-96.7‰，C同位素δ13CVPDB值为-20.6‰～-8.3‰，反映主成矿阶段成矿流体来源具幔源属性。矿石中CO2和富CO2包裹体CO2相均一温度为-24.7～26.6 ℃，明显低于邻近其他矿床（如三道岔金矿床为21.9～29.7 ℃，二道沟金矿床为23.8～30.9 ℃等），暗示其成矿深度较深。小北沟金矿床的地质、流体包裹体和HOC同位素特征共同揭示该矿床属于中温热液脉型金矿床，处于深大断裂的脆性区构造层次向韧脆性区构造层次过渡部位，深部仍应有一定的进一步找矿前景，但矿石类型可能由石英脉型转为构造蚀变岩型或蚀变糜棱岩型。

关键词：

成矿流体；流体包裹体；HOC同位素；中温热液脉型金矿；小北沟金矿床；夹皮沟成矿带

doi：10.13278/j.cnki.jjuese.20230243

中图分类号：P618.51；P59

文献标志码：A

李斌，臧兴运，王永胜，等.夹皮沟成矿带小北沟金矿床成矿流体特征及其地质意义.吉林大学学报（地球科学版），2024，54（5）：15751591.doi：10.13278/j.cnki.jjuese.20230243.

Li Bin，Zang Xingyun，Wang Yongsheng，et al.

Characteristics and Geological Significance of Ore-Forming Fluids in Xiaobei-

gou Gold Deposit of the Jiapigou Metallogenic Belt

. Journal of Jilin University （Earth Science Edition），2024，54（5）：15751591.doi：10.13278/j.cnki.jjuese.20230243.

收稿日期：20231010

作者简介：李斌（1988—），男，工程师，硕士，主要从事区域地质、成矿规律与预测等方面的研究，E-mail：53791239@qq.com

通信作者：臧兴运（1969—），男，研究员，硕士，主要从事区域地质、成矿规律与隐伏矿体预测等方面的研究，E-mail： zangxingyun01@163.com

基金项目：深部金矿探测大数据应用开发山东省工程研究中心项目（SDK202219）；自然资源部深部金矿勘查开采技术创新中心项目（LDKF2023BZX25）；中国地质调查局项目（DD20190379）

Supported by the Project of

Engineering Research Center of Application and Development of Big Data for Deep Gold Exploration，Shandong Province （SDK202219）， the Project of Technology Innovation Center for Deep Gold Resources Exploration and Mining， Ministry of Natural Resources （LDKF2023BZX25） and the Project of China Geological Survey （DD20190379）

Characteristics and Geological Significance of Ore-Forming Fluids in Xiaobeigou Gold Deposit of the Jiapigou Metallogenic Belt

Li Bin1，2，Zang Xingyun1，2，Wang Yongsheng2，Liu Zhenyu2，Su Bin2，Yan Dong2

1． No.6 Geological Team of Shandong Provincial Bureau of Geology and Mineral Resources/Shandong Engineering Research Center ""of Application and Development of Big Data for Deep Gold Exploration/Ministry of Natural Resources Technology Innovation ""Center for Deep Gold Resources Exploraion and Mining，Weihai 264209，Shandong，China

2． Geological Survey of Jilin Province，Changchun 130102，China

Abstract：

The Xiaobeigou gold deposit is located in the middle of Jiapigou metallogenic belt and is a quartz vein-altered rock type gold deposit. The ore-bearing surrounding rock of the mining area is mainly high amphibolite and granulite facies plagioclase amphibolit. The gold-bearing quartz veins are small， discontinuous parallel veins or lenticular bodies found within secondary brittle shear fractures superimposed on an early ductile shear zone trending NW. There are also some low-grade altered rock type orebodies （altered mylonite and gylite） developed on the sides of the upper and lower plates， and at the apex. The study of fluid inclusions from the main ore-forming stage shows four types of primary fluid inclusions： CO2， CO2-rich， CO2-containing and gas-liquid two phases. The homogenization temperatures range from 226.8 to 362.5 ℃， with salinity w（NaCl） between 3.57% and 11.95%， and density of 0.65 to 0.91" g/cm3. The ore-forming fluid generally belongs to the CO2-H2O-NaCl system， characterized by low temperature， low salinity and low density. The ore-forming pressure ranges from 70 to 206 MPa， corresponding to a depth of about 9.8 km. The δ18OV-SMOW composition of the O isotope ranges from 10.8‰ to 11.3‰， while δDV-SMOW value of the H isotope show values of -102.8‰ to -96.7‰， and the δ13CV-PDB values of the C isotope are between -20.6‰ and -8.3‰， indicating that the ore-forming fluid source of the main ore-forming stage is of mantle origin. The homogenization temperature of CO2 and CO2-rich inclusions are notably lower at -24.7 to 26.6 ℃ compared to other nearby deposits （such as Sandaocha gold deposit of 21.9 to 29.7 ℃， Erdaogou gold deposit of 23.8 to 30.9 ℃， etc.）， suggesting a deeper mineralization. The geological， fluid inclusions and H-O-C isotopic characteristics of Xiaobeigou gold deposit indicate it is a medium-temperature hydrothermal vein type gold deposit， transitioning from the brittle zone to the deep ductile-brittle zone. There remains potential for further deep exploration， though the ore type may change from quartz vein type to tectonic-altered rock type or tectonic-altered mylonite type.

Key words：

ore-forming fluid；fluid inclusions；H-O-C isotopes；mesothermal vein gold deposit；Xiaobeigou gold deposit；Jiapigou metallogenic belt

0" 引言

吉林夹皮沟金成矿带地处华北克拉通北缘东段，北西起于桦甸市大砬子一带，东南延至夹皮沟镇以南，为一长约60 km、宽为4～10 km的NW—SE 向弧形金成矿带，矿带内陆续探明大型金矿床两处（夹皮沟、三道岔），中型金矿床四处（板庙子、四道岔、二道沟、八家子），小型矿床和矿点近百余处，是国内最主要的产金地之一［12］。伴随矿山开采对已探明资源储量的不断消耗，找寻接替资源任务紧迫。尽管前人已从成岩成矿年代学［36］、构造地质学［79］、岩石地球化学［1012］、流体包裹体［1315］、同位素地球化学［16］等方面对成矿带上典型金矿床进行了大量研究，取得了一系列重要的研究成果，但有关成矿带上金矿床的矿床成因类型和成矿流体来源仍存有较大分歧。成矿流体来源方面，有变质流体成矿［17］、幔源或壳源岩浆流体与大气降水混合［11，13］之说；而矿床类型方面，则有绿岩带型金矿床［1718］、热液脉型金矿床［12，14］ 、造山型金矿床［19］等不同观点。此外，北西向大砬子—夹皮沟断裂带构造层次的分带性与成矿带上矿床中矿石类型的变化性之间的关系也有待于深入研究。上述研究现状和争议在一定程度上限制了人们对该区金成矿作用的认识，制约了找矿工作的开展。

成矿带内金矿化以含金石英脉为主，但脉体规模有所不同：矿带南段夹皮沟至八家子金矿床一带主要发育较大规模石英脉型金矿化［13］，中部小北沟金矿床含金石英脉以小而多但连续性较差，其上、下盘旁侧及尖灭处以发育少量低品位蚀变岩型（蚀变糜棱岩、片糜岩）矿体为显著特征［20］，北西段三道沟至板庙子金矿床含金石英脉又以较大规模为主［1］。因此，有必要在详细野外工作的基础上，对小北沟金矿床主成矿阶段矿石中石英开展系统的流体包裹体显微测温及HOC同位素测试，以制约成矿流体来源、成矿温压条件，揭示矿床成因类型与成矿深度。本次研究可为小北沟金矿床的深部找矿工作提供理论支撑，对成矿带上其他金矿床找矿工作也提供一定的参考。

1" 区域地质背景

夹皮沟金成矿带位于龙岗（复合）地块北部，在白山微地块与夹皮沟微地块交界处夹皮沟微地块一侧（图1a），经历了前新元古代龙岗地块克拉通化、新元古代—古生代古亚洲洋演化阶段、中—新生代滨西太平洋活动陆缘演化阶段，在多期复杂的构造动力学转换过程中逐渐形成了以Au为主，Fe、Ag、Cu等次之的多金属成矿带［11］。

区域上地层主要有新太古界夹皮沟岩群，呈残留体状、断块状分布于夹皮沟微地块中，三道沟岩组主要分布于老金厂镇杨树沟—板庙子林场一带，为形成于岛弧构造环境下的拉斑玄武岩及中性火山火山碎屑岩组成的火山沉积建造（黑云片岩锆石UPb年龄为2 640 Ma）［21］；老牛沟岩组主要分布于夹皮沟镇四道岔—三道沟一带，为形成于海底火山作用下的火山碎屑岩含铁建造（二云片岩锆石UPb年龄为2 639 Ma）［21］，变质程度为高角闪岩麻粒岩相，叠加了较多的绿片岩相。侵入岩主要为在龙岗地块和夹皮沟微地块内广泛分布的新太古代深成侵入岩——花岗闪长岩（SmNd全岩等时线年龄为（2 639±61） Ma）和英云闪长岩（锆石UPb年龄为（2 521±14） Ma），以及位于大砬子—夹皮沟断裂带下盘分布的哑铃状新太古代钾质花岗岩（锆石UPb年龄为（2 505±14） Ma）［2］，另外，龙岗地块北部陆缘活动带上主要分布晚古生代、中生代花岗质杂岩。脉岩主要有形成于晚三叠世—中侏罗世的正长斑岩、闪长玢岩、煌斑岩、辉绿岩等。区域大型断裂主要是NW向展布的大砬子—夹皮沟断裂带、青茶馆—白水滩断裂带（图1a），它们先后经历了韧性、韧脆性和脆性变形过程，并在此过程中形成了一系列的NE向、NW向、近EW向和近SN向的次级断裂，控制着夹皮沟金成矿带矿床、矿体的空间分布［2，79］。

2" 小北沟金矿床地质特征

小北沟金矿床位于夹皮沟金成矿带中部，南东与头道岔和大线沟矿床毗邻，北西与老金厂矿床相接（图1a）。除少量的第四系外，矿区内出露的主要地层为太古宇夹皮沟岩群三道沟岩组（图1b、c），岩性主要包括斜长角闪（片麻）岩，以角闪岩相变质作用为主，局部达麻粒岩相，岩石发育石榴石、紫苏辉石等矿物（图2a、b、c），呈残留体状、断块状分布于新太古代花岗闪长岩（图2d）、英云闪长岩中。新太古代钾质花岗岩分布于矿区的西南角。中生代侵入岩均以岩脉形式产出，岩性包括闪长（玢）岩（图2e）、煌斑岩、辉绿岩、正长斑岩等。辉绿岩、闪长玢岩与金矿体的空间关系最为密切，它们常与矿体在晚期叠加的脆性断裂内共伴生产出，且产状基本一致（图1b）。矿区内断裂构造较发育，为成矿前脉岩和矿体的充填创造了条件，主要有NW向成矿前主剪切带，北西带上盘毗邻平行产出的成矿期矿化蚀变构造带，NW、NE以及SN向成矿后断裂构造等［12］。分布于矿床西南的NW向主剪切带（大砬子—夹皮沟断裂带区内出露部分）构造活动与成矿关系密切（图1），总体走向320°～330°，倾向NE，倾角70°～80°，宽90～130 m，岩性主要为碎裂岩、糜棱岩、千糜岩及各类中酸性脉岩，发育多条平行断层、破碎带及挤压片理化带，局部地段有金矿体产出。主蚀变带毗邻主剪切带上盘平行产出（图1b、c），幅宽200～300 m，沿走向或倾斜方向具舒缓波状特征，带内岩石主要为花岗闪长岩和斜长角闪岩

等遭受动力变质作用形成的碎裂岩、糜棱岩化岩石、糜棱岩和千糜岩，是小北沟金矿床主要矿体的赋存空间。主蚀变带倾向北东方向，在小北沟东山还发育有一号蚀变带、十六号蚀变带等两条规模较大的平行蚀变带以及一些次级派生的近南北向蚀变带（图1b）。

a、b、c. 石榴紫苏麻粒岩；d. 糜棱岩化花岗闪长岩发育钾化、硅化、绢云母化；e. 碳酸盐化、绿泥石化、黄铁矿化的闪长玢岩脉；f、g、h、i. 不同成矿阶段矿物特征及相互间穿切关系；j. 黄铜矿交代黄铁矿（交代结构）；k. 方铅矿交代黄铁矿（交代结构）；l. 黄铁矿中自然金（包裹金）。Ⅰ. 含黄铁矿石英阶段；Ⅱ. 石英黄铁矿阶段；Ⅲ. 金多金属硫化物阶段；Ⅳ. 碳酸盐黄铁矿阶段。Car. 碳酸盐化；Chl. 绿泥石化；Kfs. 钾化；Gt. 石榴石；Hy. 紫苏辉石；Q. 石英；Ser. 绢云母化；Si. 硅化；Au. 自然金；Ccp. 黄铜矿；Gn. 方铅矿；Py. 黄铁矿；Bi. 黑云母。

矿体小而多，形态、类型及矿体关系复杂，受北西向主剪切带及其上盘的主蚀变带控制。按产出部位以脉组形式进行编号，可分为9个脉组，矿区北西部发育0、249、1、4号脉组，中部有1、2、3、4号脉组，南东端有10、11、1、9、4号脉组（图1b）；各脉组产状近于平行一致，走向320°～330°，倾向NE，倾角70°～90°，空间展布呈舒缓波状，单一脉组或规模较大的矿体有向北西深部侧伏特征。单条矿体走向一般为321°，倾向NE，倾角64°～75°，延长最长约为100 m，一般为50 m，斜深一般大于延伸，多呈透镜体状，具膨胀收缩、分支复合、尖灭再现特点，平均水平厚度为0.82 m，最厚3.25 m，最薄0.13 m［14］。

矿石类型以含金硫化物（主要为黄铁矿）石英脉为主（图2f、g、h、i），在主矿体上、下盘旁侧及尖灭处还发育少量低品位糜棱岩（片糜岩）型矿体。矿石中金属矿物体积分数约占5.88%，非金属矿物体积分数约占94.12%。金属矿物中金属硫化物主要有黄铁矿（图2j、k、l），次要金属矿物为黄铜矿（图2j）等，还有少量的闪锌矿、方铅矿（图2k）等，贵金属矿物有自然金（图2l）和银金矿。非金属矿物主要以石英、长石为主，次要矿物有绢云母、绿泥石、方解石等。矿石结构为半自形—他形粒状结构、压碎结构、滴状结构，矿石构造有团块状构造、条带状构造、细脉状构造（图2f、g、h）、浸染状构造和角砾状构造等。

通过矿石矿物共生组合、相互间穿插交代关系、标型特征及矿石结构构造的研究，矿床热液成矿期可划分为4个成矿阶段［20］：含黄铁矿石英阶段（Ⅰ）（图2f、g、h），为成矿作用的早期，形成石英脉主体，石英脉呈乳白色块状，并有极少量黄铁矿、磁黄铁矿出现，呈不规则粒状分布，矿物组合黄铁矿+磁黄铁矿＋石英+钾长石＋绢云母；石英黄铁矿阶段（Ⅱ）（图2f、g、h、i），为弱含金阶段，黄铁矿呈中细粒半自形、自形晶，团块状或星点状分布在石英脉中或蚀变岩中，交代早期形成的黄铁矿或磁黄铁矿，金（银）矿物主要为银金矿，包于磁黄铁矿中或分布于黄铁矿的晶隙及裂隙中，矿物组合黄铁矿＋磁黄铁矿＋石英＋银金矿＋自然金；金多金属硫化物阶段（Ⅲ）（图2g、h、j、k、l），为主成矿期，多金属硫化物多呈细粒半自形，细脉状（位于石英脉两端）、条带状（位于石英脉两端或两侧）和团块状（位于石英脉中部）集合体分布在石英脉中，矿物间相互充填交代作用较强烈，金矿物主要为银金矿和自然金，分布于黄铁矿、磁黄铁矿、黄铜矿及石英的裂隙中，矿物组合黄铁矿＋磁黄铁矿+黄铜矿＋方铅矿+闪锌矿+石英＋银金矿；碳酸盐黄铁矿阶段（Ⅳ）（图2f），是成矿作用的尾生阶段，本阶段不含金，黄铁矿呈亮黄色，自形，细粒集合体，石英和方解石等碳酸盐矿物多呈脉体穿插于矿石之中。

含金石英脉赋矿围岩多为糜棱岩化花岗闪长岩、闪长玢岩，蚀变作用强烈（图2g、h）。蚀变矿物具有明显的水平分带特征，由矿体中心向两侧依次为强硅化、绢云母化、绿泥石化＋绿帘石化、弱钾化（钾长石化＋黑云母化）。与矿化关系最为密切的蚀变作用是硅化、绢云母化和黄铁矿化。矿体两侧的花岗质岩石均发生强烈的硅化作用，同时伴随一定强度的绢云母化作用，黄铁矿多表现为浸染状分布在围岩中。绿泥石化蚀变作用表现为绿泥石呈集合体的形式构成细脉或网脉，绿泥石化蚀变作用分布广泛，在靠近矿体处叠加在硅化蚀变之上，而在远离矿体处多见于叠加在钾化蚀变之上或与碳酸盐化蚀变作用共同出现［14］。

3" 样品采集及研究方法

在对矿床地质特征进行详细野外地质调查和岩相学观察的基础上，本次研究选取8件主成矿阶段Ⅲ的含金石英脉矿石样品进行流体包裹体研究，其中细脉状硫化物矿石（图2i）2件、条带状硫化物矿石（图2h）3件、团块状硫化物矿石（图2f、j）3件；4件石英样品进行了流体包裹体C、H、O同位素分析，其中细脉状硫化物矿石1件（样号22GP2）、条带状硫化物矿石2件（样号22GP5，6）、团块状硫化物矿石1件（样号22GP9）。这些样品采自井下180中段的4号矿体。

流体包裹体测试分析工作均在吉林大学地球科学学院流体包裹体实验室完成，室内将矿石磨制成厚约0.02 mm的双面剖光光薄片，无水乙醇浸泡清洗后晾干用以进行流体包裹体岩相学及显微测温研究。测温仪器为英国Linkan THMSG600型冷热两用台，分析精度低于0 ℃时为±0.1 ℃，高于200 ℃时为±2 ℃。流体包裹体C、H、O同位素分析在核工业北京地质研究院稳定同位素实验室完成，具体实验流程、仪器参数和标样情况参见文献［11］。

4" 实验结果

4.1" 流体包裹体

4.1.1" 流体包裹体岩相学特征

镜下可见，主成矿阶段石英中捕获了大量的流体包裹体，根据流体包裹体在室温条件（25 ℃）下的相态和冷冻、升温过程中的相态变化可分为CO2、富CO2、含CO2及气液两相4种类型流体包裹体（图3），在石英颗粒中多随机分布，不同类型包裹体成群产出，显示原生流体包裹体属性。8件样品中包裹体类型与岩相学特征基本相同，呈现出同一成矿阶段特点［22］。

CO2包裹体：多呈椭圆形及次圆状，室温下呈单一相态形式产出，大小一般在5～10 μm之间，多数小于8 μm。少量呈气相CO2和液相CO2两相形式产出，后者气相CO2占比一般为10％～25%。

富CO2包裹体：呈椭圆形及长条状，室温下由CO2及水溶液两相组成，CO2所占比例一般为85％～95%，包裹体大小一般为5为～12 μm，多数大小介于6～8 μm之间。

含CO2包裹体：多呈椭圆形及长条状，室温下由CO2及水溶液两相组成，CO2相所占比例一般为35％～40%，少数可达40％～45%，该类包裹体大小一般为6～10 μm，个别可达15 μm。

气液两相包裹体：形态多为椭圆形、长条形及不规则状，室温下由气泡及水溶液相两相组成，气液比一般为15％～20%，部分可达20％～25%，该类包裹体大小一般为6～12 μm，多数小于10 μm。

4.1.2" 流体包裹体显微测温结果

小北沟金矿床流体包裹体的显微测温结果如表1和图4所示。

CO2包裹体：室温下呈单一相态，降温过程中凝聚出气泡而成为两相包裹体。升温过程中测得固相CO2熔化温度各类型矿体基本相同，为-60.4～-59.0 ℃；包裹体均一温度细脉状硫化物矿石为-24.7～-11.5 ℃，条带状硫化物矿石为-6.2～3.4 ℃，团块状硫化物矿石为11.9～26.6 ℃；估算其密度依次为0.87～0.91、0.81～0.85、0.67～0.77 g/cm3，表现为CO2密度较大且逐渐降低的特点。

a、b. 细脉状硫化物矿石；c、d. 条带状硫化物矿石；e、f. 团块状硫化物矿石。1. CO2包裹体；2. 富CO2包裹体；3. 含CO2包裹体；4. 气液两相包裹体。

富CO2包裹体：室温下呈CO2及水溶液两相状态，降温过程中CO2相中凝聚出CO2气泡而成为三相包裹体。升温过程中，测得该类包裹体CO2固相熔化温度为-60.2～-59.0 ℃，包裹体CO2相部分均一温度有所不同：细脉状硫化物矿石为-24.5～-21.9 ℃，条带状硫化物矿石为-6.0～6.5 ℃，团块状硫化物矿石为10.2～20.2 ℃;表明CO2相密度逐渐降低的特点。包裹体笼形物熔化温度为6.6～8.2 ℃，对应流体盐度（w（NaCl））为3.57%～6.46%，w（NaCl）峰值为4.69%～6.46%（图4b、d、f），包裹体以完全均一至CO2相方式为主，完全均一温度变化范围：细脉状硫化物矿石为329.8～354.7 ℃，条带状硫化物矿石为267.5～361.2 ℃，团块状硫化物矿石为263.8～336.9 ℃（图4a、c、e）。依据包裹体完全均一温度及盐度，估算流体密度依次为0.65～0.69、0.65～0.80、0.69～0.81 g/cm3。

含CO2包裹体：室温下呈CO2及水溶液两相状态，降温过程中CO2相中凝聚出CO2气泡而成为三相包裹体。升温过程中，测得该类包裹体CO2固相熔化温度为-68.9～-58.7 ℃，包裹体均一温度细脉状硫化物矿石为-16.7～-11.5 ℃，条带状硫化物矿石为-4.6～5.9 ℃，团块状硫化物矿石为10.8～28.5 ℃；表明CO2相密度逐渐降低的特点。包裹体笼形物熔化温度为6.6～7.8" ℃，对应流体

w（NaCl）为4.14%～6.46%，w（NaCl）峰值为6.29%～6.46%（图4b、d、f），包裹体完全均一以均一至水溶液相方式为主，完全均一温度变化范围依次为298.6～348.5 ℃、287.2～331.2 ℃、245.6～362.5 ℃（图4a、c、e）。依据包裹体完全均一温度及盐度，估算流体密度依次为0.67～0.79、0.72～0.78、0.65～0.84 g/cm3。

气液两相包裹体：室温下由气泡及水溶液相两相组成。冷冻升温过程中测得该类包裹体冰点温度为-8.2～-4.4 ℃，对应流体w（NaCl）为7.01%～11.95%（图4b、d、f）；包裹体以均一至液相方式为主，完全均一温度变化范围细脉状硫化物矿石为275.6～325.4 ℃，条带状硫化物矿石为243.5～347.3 ℃，团块状硫化物矿石为226.8～329.3 ℃（图4a、c、e）。依据包裹体完全均一温度及盐度，估算流体密度依次为0.77～0.83、0.75～0.91、0.77～0.90 g/cm3。

4.2" HOC同位素

对小北沟金矿床主成矿阶段4件石英样品进行了流体包裹体HOC同位素分析，结果（表2）表明：细脉状硫化物矿石氧同位素δ18OVSMOW值为11.1‰，换算成流体包裹体水氧同位素δ18OH2OSMOW值为4.3‰，包裹体水氢同位素δDVSMOW值为-98.9‰；条带状硫化物矿石氧同位素δ18OVSMOW值为10.8‰和11.3‰，换算成流体包裹体水氧同位素δ18OH2OSMOW值为4.0‰和3.7‰，包裹体水氢同位素δDVSMOW值为-102.8‰、-96.7‰；团块状硫化物矿石氧同位素δ18OVSMOW值为11.1‰，结合均一温度换算成流体包裹体水氧同位素δ18OH2OSMOW值为3.5‰，包裹体水氢同位素δDVSMOW值为-99.4‰。结合前人研究成果（表2），小北沟金矿床各成矿阶段的δDVSMOW值分别为早期-92‰和-97‰、主期-102.8‰～-92‰、晚期-97‰～-78‰，δ18OVSMOW值分别为早期4.0‰和11.6‰、主期8.3‰～11.3‰、晚期4.4‰～12.8‰，δ18OH2OSMOW值分别为早期0.50‰和5.49‰、主期-3.26‰～4.3‰、晚期-9.40‰～-2.68‰。

包裹体CO2碳同位素分析（表2）表明，4件样品包裹体碳同位素δ13CVPDB值为-20.6‰～-8.3‰。其中细脉状硫化物矿石（22GP2）为-14.8‰，条带状硫化物矿石（22GP5，6）为-17.9‰和-8.3‰，块状硫化物矿石（22GP9）为-20.6‰，总体上呈现出随金属硫化物增多碳同位素值逐渐降低的特点。

5" 讨论

5.1" 成矿流体性质与演化

研究［12］表明，夹皮沟地区金矿床的成矿流体总体上具有中温（170～310 ℃）、中低盐度（1%～18%）的特点，并可分为CO2H2ONaCl

体系和NaClH2O体系。小北沟金矿床主成矿阶段矿石发育CO2、富CO2、含CO2及气液两相4种类型原生流体包裹体，它们在石英颗粒中共生发育的事实表明成矿流体均属CO2H2ONaCl体系热液；在同一视域内可见4种类型原生流体包裹体共存（图3），表明其捕获时成矿流体处于一种不均匀热液体系状态，同时暗示成矿流体可能发生过不混溶作用［2224］；成矿温度范围为227～363 ℃之间，属于中低温成矿；w（NaCl）变化范围在3%～12%之间，属中低盐度范围；密度为0.65～0.91 g/cm3。上述表明本矿床主成矿阶段成矿流体为一种中低温、中低

盐度和低密度的富CO2的CO2H2ONaCl体系。

不同类型矿石中石英气液两相、含（富）CO2包裹体均一温度与盐度条件相近（表1、图5），但CO2包裹体和富CO2包裹体CO2相均一温度、CO2相密度差异明显（表1），随硫化物增多均一温度逐渐升高，CO2相密度逐渐降低。反映在同一成矿阶段，成矿物理化学环境基本相同的背景下，成矿压力的波动（降低）造成包裹体捕获压力降低。容矿断裂形成的张性空间越大、带内压力越低、流体不混溶程度越高，导致捕获的CO2相密度越小，均一温度越高。反映在硫化物发育数量上，构造张性空间越大、压力越低、流体不混溶程度越高，硫化物沉淀数量越多，在石英脉中分布形态由细脉状至条带状，再至团块状。

5.2" 成矿流体来源及矿床成因

前人［1415］对小北沟金矿床的HO同位素的研究表明，成矿流体具有幔源流体特征，极有可能是来自于岩浆水。本次HO同位素测试结果（表2）表明，小北沟金矿床主成矿阶段的δDVSMOW值为-98.9‰、-102.8‰、-96.7‰、-99.4‰，δ18OH2OSMOW值为4.3‰、4.0‰、3.7‰、3.5‰，该范围与岩浆水的HO同位素组成（δDVSMOW=-80‰～-50‰，δ18OH2OSMOW=6‰～10‰）基本一致，明显区别于典型变质水的HO同位素组成（δDVSMOW=-65‰～-20‰，δ18OH2OSMOW=5‰～25‰）［11，14］。

在反映流体来源的δDVSMOWδ18OH2OSMOW组成图解（图6）中，主成矿阶段样品投点均位于地幔初生水左脚下方中国金铜系列岩浆水 ［25］左侧，反映了流体来源相对统一，直接来源于地幔流体或深部岩浆分异热液。同时还可以看出，成矿早阶段样品数据更倾向岩浆水范围，成矿晚期阶段的数据点均向大气降水线方向移动，即发生了明显的“氧漂移”，显示岩浆水与大气降水混合特征，暗示随着成矿作用的演化，成矿流体中有大气降水的加入。

由于所研究矿石包裹体挥发性成分中主要为CO2，因此包裹体CO2碳同位素组成基本代表了流体总碳同位素组成。与地球中各类碳储库碳同位素对比分析（表2、图7）表明，小北沟金矿床成矿流体碳同位素值低于地幔、岩浆来源碳同位素值，趋向于有机碳同位素值。造成此类碳同位素组成原因可能包括：1）初始流体来自岩浆，并受到大气降水带来的上覆地层中有机质碳加入；2）深源岩浆侵位过程中受到围岩中有机物质的混染；3）来自地幔中含有机物质导致的低碳同位素区的幔源流体。由于小北沟金矿床赋矿围岩地层中缺乏有机质，因此，由1）、2）引起的可能性较低。由表2可知，小北沟金矿床主成矿阶段的δ13CVPDB值分别为-8.3‰、-14.8‰、-17.9‰和-20.6‰，与双辽地区地幔捕虏体交代流体δ 13 C值（-24.3‰ ～-18.5‰）基本一致，也与中国东部其他地区地幔捕虏体释出CO2的碳同位素特征相近（图7）。而研究［2628］表明，俯冲太平洋板片之上由于沉积有机质的混入，是造成双辽地区地幔捕虏体交代流体现有特征的主要原因。类比认为小北沟金矿床流体包裹体CO2碳同位素有机成因特征也应由太平洋板块俯冲引起。

5.3" 成矿压力与成矿深度

研究表明，成矿深度与成矿压力具非线性关系。既不能简单地用静岩压力梯度计算，也不能用静水压力梯度计算，不同压力段计算成矿深度的公式有所不同［2930］。

1）当测得的流体压力小于40 MPa时，用静水压力梯度来计算。即用压力除以静水梯度（10" MPa/km），即

y＝x/10。（1）

2）当测得的流体压力为40～220 MPa时，

y＝0.0868/（1/x＋0.00388）＋2。（2）

3）当测得的流体压力为220～370 MPa时，

y＝11＋e（x-221.95）/79.075。（3）

4）当测得的流体压力大于370 MPa时，

y＝0.0331385x＋4.19898。（4）

式中：x、y分别代表流体压力值（MPa）和成矿深度（km）。

由表1可知，利用不混溶包裹体等容线相交法（图8）［11，31］获得本矿床矿石形成压力估算范围为70～206 MPa，平均约为138 MPa，利用式（2）计算得出成矿深度为7.8～11.8 km，平均为9.8 km。

小北沟矿区三道沟岩组斜长角闪岩矿物成分主要为角闪石、斜长石，另外发育石榴石、紫苏辉石（图2b、c），说明变质程度为高角闪岩相麻粒岩相，矿区剥蚀程度较深；控矿构造为叠加在早期韧性剪切带之上的次级脆性断裂构造，含金石英脉长度、宽度规模不大，矿体相互平行且小而多，多出现在糜棱岩或超糜棱岩中，在石英脉两端或旁侧还常见有糜棱岩型、片糜岩型等蚀变岩型矿体，可见本矿床成矿环境为由脆性向韧脆性过渡的较深层次的挤压构造环境。由表3可知，小北沟金矿床主成矿阶段CO2包裹体CO2相均一温度明显低于邻近其他矿床，也暗示本矿床成矿深度较深。

成矿过程（含金石英脉形成过程）实际上是物理化学状态相对平衡的含矿气水热液由高压区（总体构造环境）迁移到低压区（断裂构造局部应力释放区，本矿床为脆性剪切裂隙），减压沸腾导致平衡破坏，含矿气水热液积淀凝固形成矿体，这个减压的过程被对压力变化相对敏感的CO2包裹体以CO2相均一温度升高、CO2相密度降低的形式记录下来（表1、图8）。可见，本矿床主成矿阶段流体包裹体特征一定程度上反映了较深层次构造环境下含矿气水热液聚集沉淀成矿的温压环境变化过程。

5.4" 夹皮沟金成矿带矿化垂向分带及进一步找矿意义

不论是对夹皮沟金成矿带上各矿床（点）的矿床成因类型和成矿时代持何种不同的学术观点，其与北西向大砬子—夹皮沟断裂带有着密切的关系从未受到怀疑［2］。受大型韧脆性断裂构造控制的热液脉状矿床可以在地壳连续成矿，成矿深度从近地表到地壳至少15 km，可分成4个构造层次类型，即近地表（约＜6 km）、脆性区（6～10 km）、韧脆性区（10～12 km）、超韧性—韧性区（＞12 km）［3639］。这种成矿深度由浅到深的变化体现在矿体围岩从次绿片岩相到麻粒岩相，矿石类型从石英脉型（又可细分为相互交叉的网脉状、粗脉状、相互平行的细脉状）、构造蚀变岩型至蚀变糜棱岩型，成矿流体温度上由低到高，从不到200 ℃到超过590 ℃，成矿压力从5.31 MPa到160 MPa，成矿流体的盐度从不足5%的低盐度到50%的高盐度，表明成矿流体来源从以大气降水为主演变到深源流体来源的变化过程［19，4041］。

夹皮沟金成矿带上的其他主要金矿床，成矿深度多在2～7 km之间（表3），处于脆性区构造层次，深部找矿空间很大（图9）。目前开采深度已超过1 500 m的二道沟金矿床，近NS向主蚀变带内浅部含有多条含金石英脉，由浅至深矿体间距逐渐缩小，数量逐渐减小，由浅部的4条主矿体向深部510 m中段收敛至1条新1号脉主矿体，矿体垂直延伸大、连续性好，沿倾向延伸大于1 600 m，已开采至1 410 m中段［42］；成矿带西部的板庙子金矿床，地表（0 m中段，标高410 m）出露30条蚀变带，向深部逐渐尖灭合并收敛，至180 m中段（标高230 m）仅剩302、303两条蚀变带，垂向延伸较大，至652 m中段（-243 m标高）仍很稳定［43］，同样表现出地表（浅部）发育多条脉宽变化较大、以中细脉（脉宽0.2～

1.5 m）为主的含金石英脉，向深部逐渐收敛至1～2条（1.2～2.0 m）相对稳定的中脉至大脉的变化规律。夹皮沟本坑成矿深度约为9.84 km，已处于脆性区构造层次末端，下戏台坑的新10号脉（含金石英脉）在350 m中段下盘已出现了新的蚀变岩型矿体，其与含金石英脉型矿体相伴生，主要为破碎带蚀变岩型金矿体［44］。小北沟金矿床成矿深度约为9.8 km，应处于脆性区构造层次向脆韧性区构造层次过渡部位，深部仍应有一定的找矿前景，但矿石类型可能转为构造蚀变岩型或蚀变糜棱岩型。目前已知含金石英脉两端或旁侧常见的糜棱岩型、片糜岩型等蚀变岩型矿体，深部可能会成为主要矿石类型。

6" 结论

1）小北沟金矿床主成矿阶段矿石中石英发育CO2、富CO2、含CO2及气液两相4种类型原生流体包裹体，成矿流体为中低温、中低盐度和低密度的富CO2的CO2H2ONaCl体系。

2）包裹体中氧同位素δ18OVSMOW值为10.8‰～11.3‰，水氧同位素δ18OH2OSMOW值为3.7‰～4.3‰，氢同位素δDVSMOW值为-102.8‰～-96.7‰；碳同位素δ13CVPDB值为-20.6‰～-8.3‰，主成矿阶段成矿流体具幔源特征。

3）包裹体测温结果显示：主成矿阶段成矿温度变化范围在226.8～362.5 ℃之间，盐度为3.75%～11.95%，密度为0.65～0.91 g/cm3，成矿压力为70～206 MPa，成矿深度约为9.8 km。依据热液脉状矿床地壳连续成矿模式，本矿床应处于深大断裂带中脆性区构造层次向韧脆性区构造层次过渡部位，深部仍应有一定的找矿前景，但矿石类型可能转为构造蚀变岩型或蚀变糜棱岩型。

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