多不雜銅礦床包裹體氣液相成分分析*

何陽陽 溫春齊 劉顯凡 王康明 霍 艷

(1.成都理工大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院;2.四川省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局402地質(zhì)隊)

多不雜銅礦床位于西藏阿里地區(qū)改則縣物瑪鄉(xiāng)境內(nèi)，是班公湖—怒江成礦帶上發(fā)現(xiàn)的第1個大型銅礦床，研究意義十分重大。前人對該礦床做了大量的研究工作，尤其是成礦流體方面［1-5］，但均未對流體氣液相成分進行研究，顯得不夠完整。為此，本研究擬對多不雜銅礦床流體包裹體氣液相成分進行分析，以期為成礦流體的研究提供進一步的幫助。

1 礦山地質(zhì)概況

多不雜銅礦區(qū)出露地層較為簡單，主要為下侏羅統(tǒng)曲色組二巖段(J1q2)、下白堊統(tǒng)美日切組(K1m)、新近系康托組(N1k)、第四系(Q)。F2和F10兩條斷層穿過礦區(qū)，巖體內(nèi)外接觸帶及斷裂兩側(cè)次級裂隙構(gòu)造十分發(fā)育。礦區(qū)巖漿巖包括閃長巖、輝綠巖、花崗閃長斑巖等，產(chǎn)出形態(tài)主要為巖脈、巖株、巖墻［6］。花崗閃長斑巖為該礦床的含礦斑巖體，下侏羅統(tǒng)曲色組二巖段(J1q2)為主要賦礦層。

多不雜銅礦床不同類型礦化的穿插關(guān)系和分布特征表明它的成礦作用具有明顯的多期次、多階段活動特點。根據(jù)野外詳細觀察，結(jié)合室內(nèi)顯微鏡下礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造、礦物共生組合特征的研究，把成礦作用分為3期:巖漿后期、熱液期、表生期，其中熱液期又分為3個階段:磁鐵礦－輝鉬礦階段(Ⅰ)、黃銅礦－黃鐵礦階段(Ⅱ)、硬石膏－黃鐵礦階段(Ⅲ)。

2 氣相成分分析

本研究共選取8件石英樣品，進行了流體包裹體群體氣相成分分析，在中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所流體包裹體實驗室完成測試，測試儀器為日本 RG202和瑞士安維公司生產(chǎn)的 Prisma TM QMS200型四極質(zhì)譜儀，數(shù)據(jù)處理為 Quadstar TM 422分析軟件，結(jié)果準(zhǔn)確可靠，見表1。

表1 多不雜銅礦床流體包裹體氣相成分分析結(jié)果 %

由表1可見，3個成礦階段的8件礦物流體包裹體群體氣相成分具有如下特點:①氣相成分以H2O為主，次為CO2，有少量的CH4、C2H6、N2、Ar和微量H2S;②隨著成礦作用的進行，包裹體氣相成分中的H2O總體上在逐漸降低，而CO2含量在逐步升高;③石英包裹體中H2O含量平均值為95.96，CO2含量平均值為2.81，CH4、C2H6、H2S、N2、Ar含量較少。各成礦階段石英包裹體氣相成分以H2O和CO2為主，說明其代表了一種氧化環(huán)境。

3 液相成分分析

為了更好地研究成礦流體，對該礦床礦物包裹體還進行了液相成分測試，測試結(jié)果見表2。

表2 多不雜銅礦床流體包裹體液相成分分析結(jié)果 ×10－6

從表2中可以看到，多不雜銅礦床流體包裹體的液相成分具有如下特點:①主要包含Cl－、SO、Na+、K+，有少量的Ca2+、Mg2+，F(xiàn)－未能檢測出。②w(Na+)/w(K+)、w(Na+)/w(Ca2+)以及w(Na+)/w(Mg2++Ca2+)值較大，說明流體中Na+離子濃度高;陰離子w(F－)/w(Cl－)以及w(Cl－)/ w(SO)值則反映出Cl－濃度高，流體中含有大量NaCl。與鏡下觀察到大量的含石鹽子礦物包裹體相一致。③多不雜銅礦床流體的水化學(xué)類型為Cl－－SO－K+－Ca2+－Na+，成礦流體中富含Na、K、Ca等元素。

4 逸度

根據(jù)多不雜銅礦床包裹體成分與均一溫度測試結(jié)果，用相關(guān)公式和程序［7-9］計算出了成礦流體的氧逸度(fO2)、二氧化碳逸度(fCO2)和硫逸度(fS2)，其中H2和CO未檢測出來，計算時采用0.01%代替，結(jié)果見表3。

從表3中可以看出:磁鐵礦－輝鉬礦階段lg fO2值為－30.89，lg fCO2值為0.47，lg fS2值為－4.55。黃銅礦－黃鐵礦階段 lg fO2值為－32.42～－37.25，平均值為－33.98;lg fCO2值為0.02～－1.3，平均值為－0.41;lg fS2值為 －5.09～ －7.06，平均值為－5.71。硬石膏－黃鐵礦階段 lg fO2值為－36.01～－36.71，平均值為 －36.30;lg fCO2值為 －0.97～－1.27，平均值為 －1.11;lg fS2值為 －6.50～ －6.80，平均值為－6.62。

表3 多不雜銅礦床成礦流體逸度

隨著成礦過程的進行，lg fO2值、lg fCO2值和 lg fS2值都在逐步降低，成礦流體的逸度從熱液期成礦作用早階段到晚階段在逐步下降。

5 pH值和Eh值

用相關(guān)計算方法［10-13］計算多不雜銅礦床熱液期各成礦階段成礦流體的pH值和Eh值，計算結(jié)果見表4。

表4 多不雜銅礦床成礦流體pH值和Eh值

從表4中可以看到:磁鐵礦－輝鉬礦階段pH值為6.09，Eh值為－0.038 V。黃銅礦－黃鐵礦階段pH值為6.10～6.11;平均值為6.11;Eh值為0.030～0.036 V，平均值為0.003 V。硬石膏－黃鐵礦階段pH值變化范圍為6.12～6.17，平均值為6.14;Eh值為0.031～0.036 V，平均值為0.033 V。隨著成礦過程的進行，pH值和Eh值都在逐漸增大，成礦流體的酸堿度和氧化還原電位在逐漸升高。

6 結(jié)論

多不雜銅礦床流體包裹體氣相成分以H2O和CO2為主，代表了一種氧化環(huán)境，說明成礦流體具有高氧化的特點;液相成分主要為Cl－和Na+，次為K+和Ca2+，流體中含有大量的石鹽子晶，說明其具有高鹽度的特點;水化學(xué)類型為Cl－－SO－K+－ Ca2+－Na+，成礦流體中富含Na、K、Ca等元素。隨著成礦過程的進行，由磁鐵礦－輝鉬礦階段到黃銅礦－黃鐵礦階段再到硬石膏－黃鐵礦階段，成礦流體的氧逸度、二氧化碳逸度和硫逸度有逐步減少的趨勢，成礦過程是一個逸度不斷降低的過程。熱液期各階段流體呈弱酸性，隨著成礦過程的進行，pH值在逐步升高，逐漸向堿性方向演化;Eh值在逐步增大，氧化還原電位有增高的趨勢，說明成礦環(huán)境逐步向高氧化環(huán)境演化。

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