牛 剛， 熊發(fā)揮， 周麗芹， 宋鵬華， 肖淵甫

（1.四川省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局 物 探隊，成都 610072；2.中國地質(zhì)科學(xué)院 地 質(zhì)研究所，北京 100037；3.西南大學(xué) 家 蠶基因組生物學(xué)國家重點實驗室，重慶 400715；4.成都理工大學(xué) 地 球科學(xué)學(xué)院，成都 610059）

全球卡林型金礦床主要分布在美國和中國，美國卡林型金礦集中分布于美國西部內(nèi)華達(dá)州和猶他州，中國則集中在“滇黔桂”、“川甘陜”2個“金三角”地區(qū)。20世紀(jì)70年代末，在中國貴州和陜西先后發(fā)現(xiàn)板其、二臺子2例卡林型金礦床，隨后在揚子準(zhǔn)地臺西南緣和西北緣發(fā)現(xiàn)一大批微細(xì)浸染型金礦床。川西地區(qū)是微細(xì)浸染型金礦產(chǎn)出的2個“金三角”之一，甘孜—理塘斷裂帶附近分布大量相似類型的金礦床，其中的燕子溝金礦床具有一般微細(xì)浸染型金礦的共性，又有特殊性。

燕子溝金礦床區(qū)域地質(zhì)簡圖，如圖1所示（由文獻(xiàn)［1］匯編）。

圖1 燕子溝金礦床區(qū)域地質(zhì)簡圖

四川丹巴燕子溝金礦床地處川西高原，構(gòu)造復(fù)雜，是松潘—甘孜褶皺帶內(nèi)一個典型的金銀銅鉛鋅多金屬礦床。自20世紀(jì)70年代以來，研究人員對礦床地質(zhì)特征、礦床地球化學(xué)、礦床成因及基礎(chǔ)地質(zhì)方面做了大量研究工作［1－11］，但對于礦床的成因問題，還沒有完全揭示清楚。礦物中的流體包裹體是礦物晶體在其生長過程中捕獲的部分液體、氣體和熔融體的代表，其作為成礦流體的樣品，是礦物最重要的標(biāo)型特征之一。流體包裹體地球化學(xué)在探明礦床成因方面有著特別的意義，對認(rèn)識成礦物質(zhì)的來源、運移和沉淀具有重要作用［12－13］。筆者在研究礦產(chǎn)地質(zhì)特征的基礎(chǔ)上，對該礦床的成礦流體特征進(jìn)行了初步研究，并探討了成礦物質(zhì)的來源問題。

1 礦區(qū)地質(zhì)

礦區(qū)出露地層主要為泥盆系危觀組［1］，巖性為綠色絹云母千枚巖、二云母石英巖、斜長角閃巖、大理巖、變粒巖、炭質(zhì)千枚巖等。總體巖性變質(zhì)程度為中偏低，其中炭質(zhì)千枚巖發(fā)育的厚度較大，處于泥盆系的底部，為礦（化）體主要的圍巖，如圖2所示。

礦床位于銅爐房背斜的南東段。該背斜核部表現(xiàn)為與整體形態(tài)不協(xié)調(diào)的近等軸狀“穹隆體”［2］，核部舒緩寬闊，南北兩翼地層與片理或板理一起分別向近南、北方向緩傾，兩翼基本對稱，傾角22°～40°，遠(yuǎn)離核部處傾角變陡約60°。背斜呈北西—南東向展布，核部為泥盆系危關(guān)組，兩翼由二疊系至三疊系組成。區(qū)內(nèi)斷裂發(fā)育：① 近東西向斷裂，主要為F2、F3、F4、F5斷裂，出露于礦床中，一般長幾百米，最大可長達(dá)1 500m，傾角較陡約80°，傾向SW，兩側(cè)巖層中見平臥－傾豎褶皺出露，具壓扭性質(zhì)；② 近南北向斷裂，主要為F6、F7，斷面傾向北東，傾角50°～60°，巖石強(qiáng)烈擠壓，為壓扭性斷裂；③ 北東—南西向及北西—南東向斷裂，為本礦床的儲礦構(gòu)造，一般長幾十米至幾百米，傾向南東或者北西，傾角約60°，為伸展滑脫剪切型斷裂［3］。

礦區(qū)內(nèi)有大量的基性及超基性巖脈出露，約占出露地層總厚度的30%左右，其侵入時代為海西期［4－5］。單個巖體呈巖床狀、透鏡體狀產(chǎn)出；一般長度數(shù)百米至上千米，少數(shù)僅十余米；寬3～30m，最寬處達(dá)80m。巖體與圍巖的接觸面較平直，接觸邊緣常見2～5m寬的角巖帶。巖體內(nèi)巖相分異作用差，經(jīng)中等變質(zhì)作用后，蝕變強(qiáng)烈，巖石類型以蝕變輝長巖、輝綠巖為主，其次為透閃石巖及綠泥陽起片巖。

圖2 燕子溝金礦礦（化）體地質(zhì)特征圖

2 礦床地質(zhì)與樣品分析方法

2.1 礦（化）體特征

礦區(qū)共有礦（化）體20條（見圖1），礦（化）體形態(tài)簡單，主要分為熱液型脈狀截層礦（化）體和（似）層狀礦（化）體，受斷層控制明顯，礦（化）體與圍巖的接觸關(guān)系清楚，如圖3所示。

圖3 丹巴燕子溝金礦磨子溝礦段剖面圖

礦體的主要特點有：① 含金石英脈型礦體主要出露在高程相對較高處并主要在石英絹云母千枚巖層內(nèi)，而層狀－似層狀炭質(zhì)板巖型礦體主要是在磨子溝兩側(cè)，高程相對較低處，脈狀的規(guī)模相對于似層狀礦體較?。虎?種類型礦體主要近東西向展布，并在斷裂破碎帶交匯部位相對較富集，如圖4所示；③ 礦體在高程相對較高處礦化主要為黃鐵礦化、方鉛礦化、閃鋅礦化、黃銅礦化，而在高程相對較低處炭質(zhì)千枚巖似層狀－層狀礦體中主要為黃鐵礦化及黃銅礦化，而方鉛礦化、閃鋅礦化并不明顯，礦體的礦化差異性分帶較明顯。

圖4 燕子溝金礦床含礦斷層野外素描圖

礦區(qū)常見的圍巖蝕變主要有硅化、黃鐵絹英巖化、黃鐵礦化、云英巖化、碳酸鹽化、糜棱巖化，其中硅化、糜棱巖化、碳酸鹽化等與礦化關(guān)系密切。

2.2 礦石特征

礦石中金礦物分為自然金和含銀自然金，金屬礦物主要為黃鐵礦、黃銅礦、黝銅礦、磁鐵礦、方鉛礦、閃鋅礦，其次為金紅石、赤鐵礦、針鐵礦、硫酸鉛礦（鉛礬）等［6］。脈石礦物主要為石英，其次有少量的方解石。礦石主要為自形－半自形晶粒狀結(jié)構(gòu)、嵌晶結(jié)構(gòu)、包含結(jié)構(gòu)等，交代作用形成交代殘余結(jié)構(gòu)、填隙結(jié)構(gòu)、反應(yīng)邊結(jié)構(gòu)等。礦石的構(gòu)造主要以浸染狀構(gòu)造、塊狀構(gòu)造、角礫狀構(gòu)造為主。

2.3 成礦階段劃分與樣品分析方法

2.3.1 成礦階段劃分

根據(jù)礦石組構(gòu)和野外礦脈穿插關(guān)系，可將成礦過程分為沉積成礦期、熱液成礦期和風(fēng)化期，如圖5所示。其中熱液期是主要成礦期，又可劃分出3個成礦階段：石英－金－硫化物階段，硫鹽－金（銀）－石英階段和鉛鋅硫化物－金－碳酸鹽階段［12］。

沉積成礦期形成礦源層，以炭質(zhì)板巖、千枚巖中塵點狀分布的金屬硫化物和大量的生物結(jié)構(gòu)為代表，如圖5a所示。

熱液成礦期是礦床形成的主要時期：其中氧化物－金－硫化物階段形成最早，以產(chǎn)于層間斷裂中的層狀－似層狀礦體為代表，礦體產(chǎn)狀與圍巖一致，規(guī)模最大，如圖5c所示；硫鹽－金（銀）－石英階段產(chǎn)物為產(chǎn)于穿層裂隙中的含礦石英脈，并且截穿層狀礦體，形成大量的含銀硫鹽礦物，如圖5b所示；鉛鋅硫化物－金－碳酸鹽階段形成于熱液成礦期最后，含礦碳酸鹽脈穿插以上階段形成的2種礦脈，如圖5d所示。

風(fēng)化期使得礦石中形成大量銅、鐵、鉛、鋅的次生氧化物。

2.3.2 樣品特征及分析方法

圖5 燕子溝金礦床礦化期次劃分對比圖

在對礦床地質(zhì)特征進(jìn)行詳細(xì)野外調(diào)研基礎(chǔ)上，于不同位置采集了4件石英樣品和1件石英－方解石樣品。其中，樣品Yc1采自磨子溝礦段含金碳酸鹽脈（切層），屬熱液成礦期的鉛鋅硫化物－金－碳酸鹽階段；Yc2采自磨子溝礦段陡傾含金石英脈，屬熱液成礦期硫鹽－金（銀）－石英階段；Yc3、Yc4采自磨子溝礦段緩傾、似層狀－層狀富礦石英 脈，Yc5采自泥沖溝礦段緩傾層狀－似層狀富礦石英脈，均屬熱液成礦期石英－金－硫化物階段。將研究的樣品磨制成光薄片，然后在偏光顯微鏡下觀察流體包裹體的分布密度、形態(tài)、大小、類型、氣液體積比等巖相學(xué)特征，并進(jìn)行顯微測溫研究。流體包裹體冷熱臺研究在成都理工大學(xué)資源工程系包裹體實驗室測試，測試儀器為英國Linkam THMSG 600型冷熱臺，技術(shù)參數(shù)為：鉑電阻傳感器，測溫范圍－196～600℃，溫度顯示0.1℃，控制穩(wěn)定溫度±0.1℃；儀器標(biāo)定采用標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)（K2CrO3以及人工配制的標(biāo)準(zhǔn)溶液）。儀器的標(biāo)定和樣品測試均在7mm樣品臺及銀蓋恒溫室中進(jìn)行。400℃時，相對于標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)誤差為±2℃；－22℃時，誤差為±0.1℃。成礦流體的鹽度是根據(jù)氣－液兩相包裹體水溶液的冰點溫度確定的。根據(jù)鹽度計算公式計算得到流體鹽度［14］，即

其中，Ti為冰點溫度。

3 流體包裹體巖相學(xué)及顯微測溫學(xué)

3.1 流體包裹體的類型

研究區(qū)與礦化關(guān)系密切的石英及方解石中含有豐富的流體包裹體，以原生為主，少量假次生和沿裂隙呈線狀分布的次生包裹體。鏡下特征在形態(tài)上呈橢圓形、不規(guī)則形、長條形、六邊形、四邊形及三角形，分布呈群體狀、線狀和星散狀，相態(tài)為，其他特征見表1所列。

表1 流體包裹體鏡下特征

鏡下特征顯微照片如圖6所示，其中圖6e為次生包裹體呈線型分布，圖6f為石英中包裹體呈群分布。根據(jù)室溫下包裹體存在的相態(tài)和成分，可將研究區(qū)包裹體分為4種類型。

第Ⅰ類，水溶液包裹體，氣液體積比小于10%，可能含少量CO2，但未形成單獨的CO2相，此類包裹體在鏡下明亮，成群狀分布。

第Ⅱ類，H2O－CO2包裹體，通常含有三相即VCO2、LCO2和LH2O，數(shù)量較多，達(dá)到50%。通常中間的氣相最亮，包體的形態(tài)為六邊形、近三角形、四方形等。一般此類包裹體的直徑較大。

第Ⅲ類，LCO2和LH2O兩相共存。包裹體中氣相一般呈圓球形氣泡，與液相的界限是一條黑色圓環(huán)，當(dāng)包裹體切面方向與包裹體氣泡垂直時，氣液相界線清晰而且細(xì)。在一些較小的包裹體中，氣泡成黑點，而且不停地跳動，這是確定其為氣相的證據(jù)。此類包裹體數(shù)量較多，達(dá)到30%，包裹體直徑變化較大，在4～30μm之間。

第Ⅳ類，氣液包裹體，氣液體積比大于90%，有時并無VCO2相，LH2O很少，其顏色為黃褐色，或包裹體輪廓黑色，中間為亮白色，包裹體完全由低密度的蒸汽相（主要為CO2、H2O等混合物）組成，一般單個產(chǎn)出，并保留礦物的晶型。

本礦床中未見含有固相子晶包裹體。

圖6 燕子溝金礦床流體包裹體顯微照片

3.2 流體包裹體均一溫度、鹽度、密度

測試均一溫度樣品中包裹體類型主要為LCO2和LH2O。

其中LCO2類以深色為主，LH2O以無色為主，包裹體中的流體最終均一至液態(tài)；測試包裹體密度和壓力的樣品中包裹體類型主要為LH2O＋LCO2＋VCO2。

包裹體測試結(jié)果見表2、表3所列。

表2 燕子溝金礦床礦物包裹體均一溫度測試統(tǒng)計

表3 燕子溝金礦床礦物包裹體密度及壓力測試分析

流體包裹體的均一溫度直方圖如圖7所示。從圖7中可以看出，均一溫度主要集中在280～295℃，表明該礦床屬于中溫?zé)嵋旱V床。

選取氣－液兩相包裹體水溶液進(jìn)行冰點測定，測得樣品中冰點的變化范圍為－3.0～－6.0℃，其中 Yc5 樣 品 偏 大，為 －3.0～－4.0℃，其他4 件 水 合 物 分 解 溫 度 6.0～8.9℃。由樣品冰點數(shù)據(jù)計算出鹽度（w（NaCl））平均值為8.08%～8.55% ，標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.66%～1.49%。其中 Yc5樣品w（NaCl）＝3.04%～5.37%，相比于其他樣品的鹽度較低，并且水合物分解溫度所計算出來的鹽度比冰點所計算出的鹽度總體偏低，但這種情況符合正常規(guī)律。鹽度直方圖如圖8所示。

圖7 燕子溝金礦床均一溫度直方圖

由圖8可知，石英中包裹體比碳酸鹽中包裹體鹽度略微偏高，泥沖溝礦段順層石英脈中包裹體鹽度之所以這么低，可能是與其相比磨子溝礦段離穹窿核部相對較遠(yuǎn)的原因。但總體上本礦床中包裹體鹽度變化較為穩(wěn)定，并且屬于低鹽度。

圖8 燕子溝金礦床流體鹽度直方圖

密度主要是依據(jù)均一溫度和鹽度計算得到［15－17］。Yc1 的 密 度 為 0.784～0.810g／cm3，Yc2為 0.813～0.849g／cm3，Yc3 為 0.819～0.832g／cm3，Yc4為0.821～0.832g／cm3，Yc5為0.745～0.776g／cm3。由此可知，石英中包裹體比碳酸鹽中包裹體密度略微偏高，泥沖溝礦段順層石英脈中包裹體密度之所以這么低，與鹽度較低原因一樣，可能是由于其離穹窿核部較遠(yuǎn)所致。但總體上本礦床中包裹體的密度較低，且3個礦化階段都屬于低密度。

3.3 成礦壓力和成礦深度

利用CO2－H2O三相同生的同源包裹體，測定其完全均一溫度（TwhCO2），CO2均一相態(tài)VCO2或LCO2及部分均一時CO2相占包裹體的體積百分比，用DCO2和TwhCO2求壓力［17］，并做出E.N.Amagant的具有比容等值線的CO2的p／t圖解，如圖9所示。

圖9 燕子溝金礦床包裹體的CO2p／t圖解

由圖9可知：①Yc1樣品，碳酸鹽脈的形成壓力明顯可以分為2部分，一部分為60.80～86.13MPa，高壓形成，這部分所測包裹體的氣液體積比都是大于75%；另外一部分為8.11～13.17MPa，壓力較低形成，體積比小于30%。②Yc2樣品，陡傾石英脈形成的壓力為3.04～6.08MPa，所測包裹體體積比小于30%。③Yc3、Yc4、Yc5樣品，順層礦化石英脈形成的壓力為15.20～25.33MPa，樣品中所測包裹體體積比小于40%。

內(nèi)生礦床成礦深度研究作為礦床學(xué)的重要內(nèi)容之一，對正確認(rèn)識礦床成礦模式、弄清礦床成礦潛力乃至整個成礦區(qū)帶遠(yuǎn)景評價問題等具有重要意義。一般認(rèn)為，由流體包裹體測定的壓力值并不能直接與成礦深度相吻合。這些數(shù)據(jù)必須與其他地質(zhì)資料相結(jié)合，才能合理地估計成礦深度。但根據(jù)其地壓梯度（27.5MPa／km）可以大概地定出成礦的深度。其中Yc1樣－碳酸鹽脈，高壓期為2.20～3.12km，屬中深成。另外一部分為0.29～0.47km，屬淺成；Yc2樣－陡傾石英脈形成的壓力最低，只有0.11～0.22km，屬淺成；Yc3、Yc4、Yc5樣－順層礦化石英脈形成的壓力為0.55～0.92km，屬淺成?？傮w上本礦床中包裹體的形成深度較小，且3個礦化階段都屬淺成形成。

4 成礦流體演化特征

本文從流體包裹體類型、均一溫度、含鹽度、密度、壓力及本區(qū)相鄰金礦床的氫氧同位素組成［9］等幾個方面分析了燕子溝金礦的成礦流體特征。從對包裹體類型的分析可以得出：該礦床包裹體以VCO2、LCO2和LH2O三相與兩相包裹體為主，主要是H2O－CO2三相水溶液包裹體，另有純液相和含CO2單相包裹體存在。流體包裹體均一溫度及鹽度研究表明：石英脈中包裹體均一溫度在277～306℃，主要集中在285～295℃之間；成礦流體鹽度基本都小于10%，其變化范圍為2.22%～10.11%（w（NaCl）），均值為6.23%，為中低鹽度流體，密度0.75～0.85g／cm3。因此，成礦流體為中高溫度、低鹽度、較低密度熱水體系。前人研究康定大渡河區(qū)域金礦床金－銀來自于基性混合巖化的變質(zhì)巖，根據(jù)石英包裹體水的氫氧同位素測定可知δ18OH2O為0.530%～0.798%，屬巖漿范圍 （0.60% ～0.95%）；δD 為－4.99%～－8.94%，具巖漿水特征（－4.8%～－8.5%），因此水的來源為變質(zhì)邊緣水而接近巖漿水［7－9，18］；δ34S為－0.154%～0.335%之間，平均值0.1034%，相當(dāng)于玄武巖硫，同源于康定雜巖的原巖－基性火山巖［7－11］，而且本礦床出露的輝綠巖脈的部位正是礦（化）體富集部位，成礦流體可確定為來自深部的熱液和大氣降水。

因此，對比前人研究成果，可以認(rèn)為本區(qū)是一個升溫升壓—變質(zhì)遞進(jìn)的過程［4，9］，所以在成礦后期碳酸鹽脈的壓力比主成礦期增大，溫度稍微增高（不是很明顯），但卻并未形成明顯礦化，這是由于金的溶解度隨著壓力與溫度升高而變大，致使流體中金的含量增加，隨流體被帶走而并未形成礦化體。

5 結(jié) 論

（1）成礦期次的劃分。丹巴燕子溝金礦有3個成礦期，即沉積成礦期、熱液成礦期和風(fēng)化期。其中熱液期是主要成礦期，又可劃分出3個成礦階段：石英－金－硫化物階段，硫鹽－金（銀）－石英階段和鉛鋅硫化物－金－碳酸鹽階段。

（2）成礦的物理化學(xué)條件。流體中包裹體均一溫度在270～306℃之間，多數(shù)集中在285～295℃，故成礦溫度為中高溫；成礦壓力為3.04～25.33MPa，擬合成深度為0.11～0.92km，則成礦深度應(yīng)屬淺成；包裹體的鹽度w（NaCl）＝2.22%～9.21%，鹽度較低；密度較低，在0.75～0.85g／cm3之間變化。因此，燕子溝金礦床屬淺成中溫?zé)嵋盒偷V床。

（3）成礦物質(zhì)的來源。依據(jù)本礦床的包裹體類型及成礦溫壓條件特征，結(jié)合前人對區(qū)域成礦地質(zhì)特征總結(jié)，推測本礦床成礦流體可能來自深部巖漿熱液，混有大氣降水。

本文工作得到孫燕教授、李葆華教授、楊金泉老師、汪雄武教授和馮偉、肖光武等的幫助，在此一并致以誠摯的謝意。

［1］ 四川地質(zhì)礦產(chǎn)局區(qū)域地質(zhì)調(diào)查隊.區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報告：丹巴幅［R］.成都：四川地質(zhì)礦產(chǎn)局區(qū)域地質(zhì)調(diào)查隊，1980.

［2］ 游振東，程素華，賴興運.四川丹巴穹狀變質(zhì)地體［J］.地學(xué)前緣，2006，13（4）：148－159.

［3］ 許志琴，侯立瑋，王宗秀，等.中國松潘—甘孜造山帶的造山過程［M］.北京：地質(zhì)出版社，1992：25－280.

［4］ 胡健民，孟慶任，石玉若，等.松潘—甘孜地體內(nèi)花崗巖鋯石SHRIMP U－Pb定年及其構(gòu)造意義［J］.地質(zhì)學(xué)報，2005，21（3）：867－880.

［5］ 賴興運，程素華，陳軍元.中低壓變質(zhì)作用與大陸造山：兼論四川丹巴的變質(zhì)帶［J］.地學(xué)前緣，2003，10（4）：327－339.

［6］ 胡曉強(qiáng)，李云泉，帥德權(quán).四川丹巴地區(qū)Cu－Ni－Pt族元素礦床礦石組構(gòu)與成礦期次［J］.成都理工學(xué)院學(xué)報，2001，28（1）：48－52.

［7］ 陳智梁，劉宇平.康定大渡河兩岸主要金礦區(qū)礦田構(gòu)造研究［M］.北京：地質(zhì)出版社，1997：1－135.

［8］ 程素華，賴興運.四川丹巴地區(qū)中低壓變質(zhì)作用及p－T軌跡［J］.巖石學(xué)報，2005，21（3）：819－828.

［9］ 李曉峰，毛景文，王登紅，等.四川大渡河金礦田成礦流體來源的氦氬硫氫氧同位素示蹤［J］.地質(zhì)學(xué)報，2004，78（2）：203－210.

［10］ 李建康，王登紅，付小方.四川丹巴偉晶巖型白云母礦床的成礦流體研究［J］.地質(zhì)學(xué)報，2007，81（7）：986－994.

［11］ 李建康，王登紅，付小方.四川丹巴偉晶巖型白云母礦床的成礦 時 代 及 構(gòu) 造 意 義 ［J］.礦 床 地 質(zhì)，2006，25（1）：95－100.

［12］ 肖淵甫，孫 燕，熊發(fā)揮，等.川西丹巴地區(qū)磨子溝金礦床金、銀 賦 存 狀 態(tài) 及 成 因 ［J］.地 質(zhì) 通 報，2010，29（7）：1031－1038.

［13］ 陳 莉，毛景文，葉會壽.小秦嶺大湖金礦成礦流體特征及礦床成因［J］.沉積與特提斯地質(zhì)，2010，30（2）：103－107.

［14］ Potter R W，Ⅱ，Ciynne M A.Solubility of highly soluble salts in aqueous media，part 1：NaCl，KCl，CaCl2，Ca2Cl，Na2SO4and K2SO4solubilities to 100℃［J］.Research US Geol Surv，1978（6）：701.

［15］ 劉 斌.利用流體包裹體及其主礦物共生平衡的熱力學(xué)方程計算形成溫度和壓力［J］.中國科學(xué)：B輯，1987，7（4）：345－351.

［16］ 李善鵬，邱楠生，尹長河.利用流體包裹體研究沉積盆地古壓力［J］.礦產(chǎn)與地質(zhì)，2003，17（2）：161－165.

［17］ 劉 斌，沈 昆.流體包裹體熱力學(xué)［M］.北京：地質(zhì)出版社，1999：101－125.

［18］ 孔為倫，李雙應(yīng)，萬 秋，等.鎮(zhèn)安西口地區(qū)二疊紀(jì)碳氧同位素特征及意義［J］.合肥工業(yè)大學(xué)學(xué)報：自然科學(xué)版，2011，34（7）：1058－1065.