崗講銅礦床中低溫低鹽度流體包裹體及其成因意義*

趙向東 堅潤堂 呂曉宏 吳 俊 王巖梅 余 璨

（1.中國有色金屬工業昆明勘察設計研究院有限公司；2.百色學院；3.云南省地質調查院；4.云南省國土資源規劃設計研究院）

流體包裹體已成為確定斑巖銅礦成礦流體物理化學性質、探討成礦作用的重要手段［1-4］。成礦流體大量出溶對斑巖礦床的形成具有重大意義［5］，是探究礦床成因、成礦物質來源及其演化規律的關鍵因素［6］。岡底斯銅多金屬成礦帶位于雅魯藏布江縫合帶（IYZSZ）和班公湖—怒江縫合帶（BNSZ）之間，找礦潛力巨大。自21 世紀初開始，在國家地質調查局以及各地地勘隊伍的大力支持下，該區找礦取得歷史性重大突破，相繼發現了驅龍、甲瑪、邦普、沙讓、沖江、廳宮、崗講、朱諾、雄村等一大批大型—超大型銅多金屬礦床，累計探明銅資源量超過5 600萬t［7-8］，構成了著名的岡底斯巨型斑巖銅多金屬成礦帶［9］。崗講是近些年新發現的一個大型斑巖銅鉬礦床，礦床勘查和研究程度較低，僅在礦床地質、地球化學、蝕變特征和成礦年齡等方面有過少量報道［10-11］。本文擬在詳實的野外地質調研基礎上，以崗講銅礦區石英二長斑巖中的含礦石英脈和無礦石英脈為主要研究對象，開展流體包裹體研究，探討巖漿—熱液的演化機理，為進一步豐富和完善礦床的成礦機理奠定基礎。

1 成礦地質背景

1.1 區域地質

岡底斯斑巖成礦帶位于雅魯藏布江北岸，總體呈近東西向展布，東起墨竹工卡縣甲馬，西至謝通門縣洞嘎，東西長約400 km，南北寬約80 km［11］。大地構造位置位于岡底斯陸源火山-巖漿弧東側，總體屬岡底斯—念青唐古拉板片［12］。區內出露地層以中生界三疊系—白堊系為主，構造和巖漿活動十分強烈［13］。構造以EW 向剪切斷裂和近SN 向、NE 向拉張斷裂為主，受到巖漿活動和熱穹隆的影響，區域環形構造比較發育［14］。區內巖漿活動頻繁，伴隨著各期巖漿巖的發育：古新世主要為嘎沖單元；始新世則以安崗超單元、彭崗超單元為主，漸新世和中新世則分別為列頂單元、雪古拉單元。巖石類型復雜，多發育二長花崗巖、石英二長巖、黑云花崗斑巖、二長閃長巖及花崗閃長巖等，其中與成礦關系有關的淺成侵入巖主要為續邁單元、倫主崗單元的斑巖體和卡布下爬單元的細粒鉀長花崗（斑）巖［15］，成礦作用與巖漿活動時間極為吻合，均集中于14～17 Ma，推斷為印支—亞洲大陸碰撞后的地殼伸縮期。

1.2 礦區地質概況

崗講銅礦床位于岡底斯成礦帶中段，行政上隸屬于西藏尼木縣帕古鄉，地理坐標為東經89°56′00″～89°59′30″，北緯29°33′00″～29°36′30″，礦區面積約30 km2。區內主要出露下白堊統比馬組（K1b）安山巖、凝灰巖、凝灰質粉砂巖和大理巖；上白堊統設興組（K2s）粉砂巖、粉砂質泥巖夾泥灰巖；上白堊統—古新統典中組（K2-E1d）玄武巖、英安巖、安山巖、火山角礫巖及凝灰巖。礦區構造以斷裂構造為主，主要發育近EW向和SN向斷裂。近EW向古清溝斷裂、多列曲斷裂和SN向斷裂構成“井”字型構造格架。區內共軛X 型節理構造比較發育，力學性質以剪性為主，節理面平直，延伸較遠，產狀陡傾，節理裂隙率10～30條/m，節理裂隙率與礦化強度呈正相關關系，節理越發育，礦化越強。

礦區巖漿巖極為發育，出露面積約占礦區總面積的90%，主要含礦巖體二長花崗斑巖呈巖株狀侵位于含巨斑黑云角閃二長花崗巖巖基中，形成典型的斑巖成礦系統。晚期的英云閃長玢巖、花崗閃長斑巖、英安斑巖和流紋斑巖呈巖脈或巖枝狀穿插于二長花崗斑巖體中。

礦區熱液蝕變主要有鉀化、硅化、絹云母化、青磐巖化、綠泥石化和黏土化，蝕變分帶特征明顯，從巖體中心往四周依次發育鉀化帶、絹英巖化帶和青磐巖化帶。鉀化在崗講礦區并不發育，主要發育于含礦斑巖體中心，多見團斑狀正長石交代斜長石，亦或交代云霧狀斜長石斑晶，當團斑狀鉀長石交代斜長石基質時，基質中鉀長石含量變大，結晶粒度也隨之變大，自形程度隨之提升，表面較為干凈，常伴隨著浸染狀、細脈狀礦化產出。硅化作為區內發育最為普遍的蝕變類型，以構造裂隙部位發育程度最高，多與鉀化、絹云母化及黑云母化一并產出，表現為偶夾碳酸鹽的石英呈團斑狀、脈狀交代斑晶和基質。石英-方解石脈多呈網脈狀穿插產出，早、中期的石英脈由于成分復雜而顏色較深，脈內多充填黃銅礦、黃鐵礦等硫化物，晚期石英脈成分單一且顏色較淺，幾乎無礦化。黑云母化是鉀化的另一種表現形式，在礦區局部出現。絹云母化在礦區內廣泛發育，多見鱗片狀集合體絹云母交代基質和斑晶，與次生石英構成絹云巖一并產出。單一的絹英巖化帶中，礦化通常很弱，銅品位大多小于0.3%，而當疊加了鉀化時礦化規模就大大增強了［11］。礦區外圍則主要發育青磐巖化，多見團斑狀綠泥石、綠簾石交代基質和角閃石斑晶，同時伴隨著磁鐵礦的發育。斜長石斑晶鈉黝簾石化現象明顯。礦區內黏土化表現為高嶺石化，多見高嶺石交代玢巖中鉀長石、斜長石，強蝕變以巖石褪色為標識，弱蝕變則保留卡氏雙晶和鈉長石聚片雙晶。

崗講礦床礦體全部為銅、鉬共生，由含礦石英脈和石英-硫化物細脈群構成，與圍巖沒有明顯的界線，根據工業指標圈定一個主要礦體（Ⅰ號礦體），地表投影呈向NW 開口的“U”字形。礦體呈板狀賦存在二長花崗斑巖體中，與圍巖呈過渡關系，后期英安斑巖、花崗閃長斑巖、英云閃長玢巖和流紋巖呈巖脈狀穿插破壞礦體完整性。

礦石礦物組合較簡單，原生礦（硫化礦）石中主要有黃銅礦、斑銅礦、輝鉬礦和黃鐵礦，以黃銅礦和黃鐵礦最常見，斑銅礦僅在少數鉆孔中見到，輝鉬礦主要分布在石英脈中和裂隙面上。氧化礦有孔雀石、藍銅礦和含銅硅錳礦，以孔雀石最為常見。礦化類型以浸染狀為主，此外還發育少量網脈狀、團塊狀礦化。總體礦化不均勻，以團塊狀礦化品位較高。

2 流體包裹體研究

2.1 樣品與測試方法

本次研究樣品主要采自崗講礦區不同鉆孔，分別挑選出含礦石英脈和無礦石英脈共5 件代表性樣品，脈體間多以穿切關系呈現，反映出熱液活動的多期性（表1）。

包裹體顯微測溫使用英國Linkan 公司生產的THMSG600 型冷熱臺，溫度范圍為-196～+600 ℃，以美國FLUID INC 公司的合成流體包裹體標準樣品標定冷熱臺溫度。流體包裹體原位激光拉曼光譜分析所用儀器為英國Renishaw System-2000 型顯微共聚焦激光拉曼光譜儀，光譜范圍為-1 000～9 000 cm-1，激發激光波長為514.5 nm，激光功率20 mW，激光束斑最小直徑為1 μm，光譜分辨率達1～2 cm-1。

2.2 流體包裹體巖相學

通過對包裹體片的鏡下觀察發現，5 件石英脈的石英斑晶中均發育大量包裹體，這些包裹體多呈群分布，少數呈孤立狀分布；包裹體形態多呈橢圓形、多邊形、不規則狀和負晶形狀；包裹體大小多集中于5～12 μm，未出現熔融包裹體和熔體-流體包裹體。根據流體包裹體室溫下相態特點和成分，將崗講銅礦流體包裹體分為以下3類。

I 富液相包裹體（LV 型）由液相（L）和氣相（V）組成，加熱時向液相均一。5 件樣品中此類包裹體普遍發育，數量極多，包裹體氣液比一般為10%～35%，少數氣液比為40%～45%。包裹體形態豐富，有長條形、不規則形、橢圓形等，單獨或成群出現，長軸直徑在6～22 μm。

II 富氣相包裹體（VL 型）各樣品中發育最多的包裹體形式，由氣相（V）和液相（L）組成，氣液比一般為60%～85%，極少數為CO2包裹體。多呈負晶形、橢圓形、不規則形、新月形、渾圓形及長條形，成群出現，亦或呈環、帶狀分布。長軸直徑在7～20 μm，平均大小約8 μm。氣泡呈圓形，無色、褐紅色或黑色，加熱時氣相均一。

III含子礦物多相包裹體（LVH型）由氣相（V）、液相（L）和子礦物相（H）組成，各樣品中極少量發育，僅在3 件（ZK1407-211、ZK2608-181 和GT06-161）樣品中偶爾發現。包裹體相態組合比較單一，僅有鹽水溶液（L）+氣體（V）+NaCl子礦物（N）或L+V+KCl子礦物（K）2種相態，并以前者為主。多呈長條狀、規則狀和橢圓狀，呈星點狀分布，長軸直徑5～15 μm，多數大于8 μm。多含無色、透明正方體子礦物，少數子礦物可能為鉀鹽，個別包裹體內發育不透明的金屬硫化物。隨著溫度的升高，子礦物逐漸圓化，在氣相消失后被均一變為液相。

此外，個別樣品中也發現極少量的純液相包裹體，由于發育極少，且與成礦關系不密切，本次工作未對其進一步測試。

2.3 流體包裹體均一溫度和鹽度

黃銅礦-黃鐵礦化階段（黃銅礦化階段）以ZK1407-211、ZK2602-117、GT06-161 等3 件樣品為代表。ZK1407-211中呈液相均一的LV包裹體，其均一溫度總體變化范圍在230～340 ℃，峰值為290～310 ℃，平均溫度286 ℃；鹽度范圍為10.11%～14.04%NaCleqv，平均鹽度12.9%NaCleqv（圖1），氣相均一的VL 包裹體均一溫度范圍為247.5～336.8℃，LVH相包裹體以石鹽礦物的消失而均一，均一溫度變化于267～375 ℃，鹽度變化于33.5%～35.2% NaCleqv。ZK2602-117 中呈液相均一的LV 包裹體的均一溫度總體變化范圍在173.2～482.7 ℃，大致可分為3 個溫度區域：230～270 ℃、330～370 ℃和＞400 ℃；鹽度范圍為1.74%～14.97%NaCleqv，平均鹽度為9.85%NaCleqv（圖2）。氣相均一的VL 包裹體均一溫度范圍在248.7～493.2 ℃。GT06-161 中呈液相均一的LV 包裹體，其均一溫度變化于252.4～480 ℃，峰值＞400 ℃，平均溫度為386 ℃；鹽度范圍為7.31%～14.15% Na-Cleqv，平均鹽度為12.75%NaCleqv（圖3），富氣相包裹體均一溫度范圍為330.5～447.6 ℃。LVH相包裹體以石鹽礦物的消失而均一，均一溫度變化于265～387 ℃，鹽度變化于34.9%～36.2% NaCleqv。ZK1407-211 和GT06-161 中發育LV、VL 及LVH 3 種包裹體，均一溫度相似（介于286～386 ℃），而鹽度變化范圍大（7.31%～36.2%NaCleqv），反映出局部沸騰的流體包裹體特征，說明在成礦流體演化過程中發生了強烈的流體相分離作用。

崗講銅礦床黃銅礦化階段成礦流體具有中溫-中低鹽度特征，3 類流體包裹體的共結點溫度在-21.2 ℃附近，含子礦物包裹體含有石鹽子晶，表明流體屬NaCl-H2O體系。

輝鉬礦-黃銅礦化階段（輝鉬礦化階段）以ZK2608-181、ZK1607-334 等2 件樣品為代表。ZK2608-181 中呈液相均一的包裹體，其均一溫度范圍在179.8～370.8 ℃，峰值為350～360 ℃，平均溫度320 ℃，鹽度范圍為9.47%～14.15% NaCleqv，平均鹽度為11.7% NaCleqv，氣相均一的包裹體，其均一溫度范圍為277.6～355.4 ℃，LVH 相包裹體均一石鹽礦物的消失而均一，均一溫度變化于257～390 ℃，鹽度為35.2 NaCleqv。ZK1607-334 中呈液相均一的包裹體其均一溫度范圍為221.7～372.6 ℃，峰值為310～330 ℃，平均溫度為283 ℃；鹽度范圍為7.73%～13.40% Na-Cleqv，平均鹽度為10.76% NaCleqv，氣相均一的包裹體均一溫度范圍為304.3～379.5 ℃。

上述結果可以看出，不同階段包裹體溫度、鹽度分布范圍及均值都十分接近，均為中等溫度、中低鹽度類型。成礦流體溫度變化大，反映成礦流體活動持續時間較長，成礦流體鹽度總體較低，從成礦作用早期到晚期鹽度變化不大，可能與整個成礦過程中都有大氣降水的參與有關。崗講斑巖型銅礦床成礦溫度和鹽度從早期的黃銅礦化階段到晚期的輝鉬礦化階段具有明顯的連續性，總體具中溫、中低鹽度特征，未見CO2型包裹體，溶液體系屬NaCl-H2O 體系。此外，含子晶多相包裹體（LVH 型）在本礦區極少發育，這也可能是礦化較差、品位較低的原因之一。

據前人研究，巖漿結晶作用可直接分異出高鹽度流體或中等鹽度的超臨界流體，亦或在NaCl-H2O體系的兩相區中分異出高鹽度鹵水或共存的低密度、低鹽度蒸氣相。崗講斑巖熱液成礦系統各階段成礦流體的溫度與鹽度均在斑巖礦床范圍內，但是高溫流體包裹體明顯偏少，鹽度也偏低。野外調研和鉆孔編錄結果表明，礦區極少發育鉀硅酸鹽化帶，推測崗講銅礦床的成礦溫度較低，成礦作用發生在相對開放的環境中，導致中大氣降水高度參與，這可能與青藏高原快速隆升，巖漿淺層侵位，巖漿結晶過程中壓力較低和裂隙發育有關。

2.4 包裹體密度和壓力

對于NaCl-H2O 體系流體包裹體，首先根據Bodnar 提出的密度公式對崗講包裹體樣品計算出密度，結果顯示：3 件代表黃銅礦化階段的樣品（ZK1407-211、ZK2602-117、GT06-161）包裹體平均密度為0.92 g/cm3，2 件代表輝鉬礦-黃銅礦化階段的樣品（ZK2608-181、ZK1607-334）包裹體平均密度為0.93 g/cm3。在T-W-ρ關系圖上（圖4）可以看出，不同階段包裹體均一溫度和鹽度分布范圍基本重疊，反映出成礦流體性質基本一致，可能均為早期巖漿水與后期大氣降水的混合。

由于測試結果以VL和LV包裹體居多，壓力估算參考NaCl-H2O 體系實驗數據獲得最小捕獲壓力為11～21 MPa，對應的靜巖或靜水壓力深度分別為400～800 m或1 100～2 100 m，屬淺成范圍。

2.5 成礦流體激光拉曼探針成分分析

測試樣品為崗講礦體中的流體包裹體，樣品包括在3 件代表黃銅礦化階段的樣品（ZK1407-211、ZK2602-117、GT06-161）；2 件代表輝鉬礦-黃銅礦化階段的樣品（ZK2608-181、ZK1607-334）。本次研究共分析測點60 個，室溫下完成。由于方解石的熒光性，對部分測試結果有較大的影響，使得晚期石英-方解石脈中流體包裹體的拉曼激光測試受到影響，所得結果準確性降低，但仍有重要的指示意義。在LVH 類包裹體中，多個不透明黑色子礦物的峰值均為289 cm-1，指示子礦物為黃銅礦。

分析結果表明，各類流體包裹體的液相成分主要是水溶液，富液相包裹體的氣相成分主要是水蒸氣；極少量富氣相包裹體的氣相成分是CO2；不含CH4和其他氣體，表明有機質在崗講礦區參與成礦的程度并不高；含子晶相包裹體的氣相成分依所含子晶的不同而有較大的差異。根據子晶的晶型判斷，其透明礦物主要是石鹽，但激光拉曼分析證明，透明礦物還有大量的方解石，少量不透明子礦物推測為黃銅礦。該類包裹體長軸約為15 μm，其中的黃銅礦呈菱形狀，緊靠方解石子晶和氣泡生長，推測2 種子晶共生可能為非均勻捕獲的產物。

3 討論

流體包裹體研究表明，黃銅礦化階段石英脈中出現的LV、VL 和LVH 型包裹體，表明初始流體為NaCl-H2O 體系。LV 和VL 流體包裹體均一溫度集中于286.13～388.3℃，鹽度在9.85%～12.9%NaCleqv；LVH流體包裹體均一溫度介于284.35～356.4 ℃，鹽度較高（35.4%NaCleqv），同時LVH 包裹體既有子晶先于氣泡消失的樣品，又有子晶晚于氣泡消失的樣品，而其中子晶晚于氣泡消失的樣品應該是非均勻捕獲的結果，不能代表真實的流體鹽度，但是子晶先于氣泡消失的樣品則可以證明早期流體具有高鹽度的特征。崗講礦區高溫、高鹽度流體包裹體并不發育，推斷成礦流體可能缺少“初始沸騰”和“二次沸騰”作用。

大量流體包裹體資料顯示，斑巖銅礦床的流體包裹體通常具有很多共性（如高溫，高鹽度，具有沸騰包裹體等），高溫、高氧逸度、富CO2的高堿金屬離子的初始巖漿流體系統有利于氧化（活化）—萃取圍巖中的Cu、Mo等成礦元素，使流體系統中聚集大量高價態成礦元素，并且高溫、高鹽度流體具有很強的金屬元素攜帶能力。崗講銅礦的流體包裹體卻顯示出中等溫度、低鹽度、很少CO2的特征，這可能也是造成崗講銅礦床規模有限、品位不高（＜0.36%）的原因之一。

前人在區內多個礦床的早期VL 相包裹體中發現了黃銅礦等金屬子礦物［4］，但本次在崗講礦床早期的VL 相包裹體中并沒有發現，結合前人研究成果，認為早期成礦流體雖然攜帶了充足的成礦金屬元素和豐富的流體，但在不同礦床之間成礦元素的分配有所不同，個別礦床規模大（如驅龍、甲瑪等），多數礦床（如崗講、沖江、廳宮等）規模較小，充分說明在相似的成礦背景條件下局部成礦環境仍存較大差別，建立在區域背景條件下的成礦模式和找礦模型不可生搬硬套。同時，含子礦物包裹體（VLH）中未發現鉀鹽子礦物，結合崗講石英二長斑巖中K2O含量較小（＜4%）分析，很有可能原始巖漿流體中缺少K+，這與野外不發育典型的鉀硅酸巖化帶的地質事實相吻合。與典型斑巖銅礦對比可以發現，崗講礦床包裹體的均一溫度普遍低于鉀化帶的溫度（420～700℃），而與絹英巖化帶的溫度（280～420℃）相當，這可能與成礦過程中大氣降水參與程度較高有關，也可能是原始巖漿流體“先天不足”所致。

4 結論

（1）崗講斑巖銅礦床流體包裹體主要為富液相包裹體、富氣相包裹體和含子礦物包裹體3類。激光拉曼探針分析表明，Ⅰ類包裹體的液相成分主要是水，氣相成分主要為水蒸氣和小量CO2；Ⅲ類包裹體中子晶主要為石鹽，次為方解石，另有少量黃銅礦。

（2）崗講礦床流體包裹體具有中溫，中低鹽度，很少CO2的特征，表明成礦流體來自巖漿水和大氣降水的混合，且以大氣降水為主，不同礦化階段的流體包裹體均一溫度相似，鹽度變化較大，說明成礦流體發生過不混溶作用。

（3）成礦期流體包裹體內含有少量黃銅礦等子礦物，說明巖漿結晶分異過程中有成礦金屬物質流體的存在，但是中低鹽度的巖漿流體攜帶成礦元素的能力較弱。含子礦物包裹體中未發現鉀鹽子礦物，推測原始巖漿流體中缺少K+，結合地質背景研究成果，認為崗講斑巖銅礦床規模有限、品位不高可能是初始巖漿流體“先天不足”，成礦作用發生在相對開放的環境所致。