張立明，張贊贊，張靖怡

（1.安徽省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查局312地質(zhì)隊(duì)，安徽蚌埠 233040；2.安徽省地質(zhì)調(diào)查院，安徽合肥 230001）

0 引言

廬樅礦集區(qū)位于長江中下游成礦帶內(nèi)，是區(qū)域重要的鐵銅鉛鋅多金屬礦集區(qū)之一[1～3]。本區(qū)的巖漿活動(dòng)及相關(guān)的成礦作用集中爆發(fā)于早白堊世，主要類型包括：①與廬樅盆地內(nèi)橄欖玄粗質(zhì)火山-次火山巖有關(guān)的玢巖型鐵（硫）礦床；②與沙溪地區(qū)埃達(dá)克質(zhì)侵入巖漿活動(dòng)有關(guān)的斑巖型銅（金）礦床；③盆地內(nèi)部受構(gòu)造控制的中低溫脈狀銅鉛鋅礦床；④與正長巖有關(guān)的鐵-銅-鈾（金）礦床[4～11]。前人已針對(duì)前三類礦床的成礦機(jī)理及賦礦巖漿巖成因，開展了大量的研究工作，取得了豐富的科研及找礦成果。但礦集區(qū)與正長巖有關(guān)的鐵-銅-鈾（金）礦床的研究程度較低，巖漿作用與成礦之間的關(guān)系還不明確，制約了對(duì)該類型礦床成礦機(jī)制的認(rèn)識(shí)，不利于區(qū)域找礦工作。

馬口鐵礦床產(chǎn)出于廬樅盆地南部鳳凰山巖體內(nèi)，成礦作用與正長巖有著緊密的空間聯(lián)系[7、12]。本文在綜合分析馬口鐵礦床礦化地質(zhì)特征的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了流體包裹體溫度的測定，估算了流體的鹽度及密度，并結(jié)合前人的研究，探討了馬口鐵礦床的形成過程，為深入認(rèn)識(shí)廬樅礦集區(qū)正長巖有關(guān)的鐵-銅-鈾（金）礦床的成礦規(guī)律與成因機(jī)制提供鋪墊。

1 區(qū)域成礦地質(zhì)背景

根據(jù)構(gòu)造體制，安徽廬樅礦集區(qū)可以劃分為三個(gè)單元：主體為廬樅斷陷盆地，東南部為北東向沿江分布的A 型花崗巖帶，北西部為北東向分布的沙溪-東顧山構(gòu)造巖漿成礦帶（圖1）。廬樅火山巖盆地出露龍門院組、磚橋組、雙廟組、浮山組地層，巖性為橄欖玄粗質(zhì)火山巖，形成于早白堊世[10]。在四個(gè)火山旋回活動(dòng)的間歇期，侵入有閃長質(zhì)、二長-正長質(zhì)、花崗質(zhì)侵入巖[4、13-14]。盆地邊部出露有盆地基底地層，主要由中三疊統(tǒng)-中侏羅統(tǒng)陸相碎屑巖構(gòu)成。沙溪-東顧山地區(qū)主要出露有志留系碎屑巖地層及早白堊世埃達(dá)克質(zhì)侵入巖[11]。盆地南緣的A型花崗巖帶產(chǎn)出早白堊世中酸性侵入體，巖性包括正長巖、石英正長巖、正長花崗巖[15]。

2 礦床地質(zhì)特征

馬口鐵礦床位于安徽廬樅火山巖盆地的中南部，樅陽縣城北東30°方向約42km 處，為一小型鐵礦床。礦區(qū)地層簡單，主要出露白堊系下統(tǒng)龍門院組、磚橋組及雙廟組火山巖地層，巖性以輝石粗安巖、角閃粗安巖、粗安質(zhì)角礫熔巖為主，少量出現(xiàn)火山碎屑巖夾層。各個(gè)旋回之間均為火山噴發(fā)不整合的接觸關(guān)系。礦區(qū)內(nèi)主要的侵入巖為鳳凰山巖體，巖性為石英正長巖，其為馬口鐵礦的賦礦圍巖。礦區(qū)主要的構(gòu)造為北西向產(chǎn)出的構(gòu)造破碎帶，該破碎帶是主要的控礦構(gòu)造（圖2）。

圖1 廬樅地區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)略圖（圖據(jù)張舒等，2016）[5]Figure 1.Geological and mineral map of the Lu-Zong area(after Zhang Shu et al.,2016)[5]

圖2 馬口鐵礦床礦區(qū)地質(zhì)圖Figure 2.Geological map of the Makou iron ore deposit

馬口鐵礦床礦體主要呈脈狀、網(wǎng)脈狀賦存于石英正長巖中的北西向構(gòu)造破碎帶內(nèi)。主礦體走向320～330°，傾向235°，傾角70°，礦體視厚度約4～5m，走向延伸約220m，傾向延伸約50m（圖3）。礦石主要呈網(wǎng)脈狀、團(tuán)塊狀構(gòu)造，表現(xiàn)出熱液充填成礦的特征。礦石礦物主要為磁鐵礦、黃鐵礦，脈石礦物包括石英、磷灰石、陽起石、黃銅礦等。熱液礦脈與圍巖的接觸界面截然，蝕變暈較窄，圍巖具有鉀化蝕變現(xiàn)象。

馬口鐵礦床的成礦期次可劃分為熱液期及表生期。熱液期可進(jìn)一步劃分為鉀化階段、磁鐵礦化階段、石英-硫化物階段、碳酸鹽化階段，其中磁鐵礦化階段是磁鐵礦主要的形成期，石英-硫化物階段產(chǎn)出的熱液脈中亦有少量的磁鐵礦共伴生產(chǎn)出[7、12]。表生期主要發(fā)育褐鐵礦化、鏡鐵礦化、高嶺石化等次生蝕變。

3 成礦流體特征

本次工作采集了馬口鐵礦床磁鐵礦化階段與石英-硫化物階段的典型礦石，磨制了包裹體片。在對(duì)流體包裹體開展了系統(tǒng)形態(tài)學(xué)研究的基礎(chǔ)上，選擇石英中的包裹體進(jìn)行了溫度的測定。測溫實(shí)驗(yàn)在中國地質(zhì)大學(xué)（北京）利用Linkam THM S600型冷熱兩用臺(tái)完成，詳細(xì)試驗(yàn)流程參見左曉敏等（2016）[16]。

3.1 包裹體巖相學(xué)

馬口鐵礦床磁鐵礦化階段與石英-硫化物階段中的包裹體以氣液兩相為主，偶見純液相包裹體。氣液兩相包裹體多以液相為主，氣液比一般為20～30%。包裹體大小范圍7μm×7μm～3μm×3μm，但主要集中在5μm×4μm。包裹體形態(tài)一般為橢圓形、長條形、正方形和其他極其不規(guī)則的多邊形狀（圖4）。

包裹體顯微測溫結(jié)果顯示（圖5），馬口鐵礦床主成礦階段磁鐵礦化階段包裹體均一溫度變化范圍為312～434℃（14 個(gè)數(shù)據(jù)），主要集中在350～400℃之間，顯示出中高溫流體的特征；石英-硫化物階段包裹體均一溫度變化范圍為143～316℃（14 個(gè)數(shù)據(jù)），主要集中在220～280℃之間，顯示出中低溫流體的特征。

圖3 馬口鐵礦床地質(zhì)剖面圖Figure 3.Geological profile of the Makou iron ore deposit

圖4 馬口鐵礦床流體包裹體顯微照片F(xiàn)igure 4.Micrographs of fluid inclusions from the Makou iron ore deposit

3.2 流體包裹體顯微測溫

利用流體包裹體鹽度計(jì)算公式[17]，獲得馬口鐵礦床主成礦階段磁鐵礦化階段流體的鹽度w(NaCleq)分布范圍為14.57%～21.75%，主要集中在17%～20%之間，成礦流體具有中等鹽度的特征；石英-硫化物階段流體的鹽度w(NaCleq)分布范圍為14.67%～22.91%，主要集中在18%～21%之間，成礦流體具有中等鹽度的特征。

利用流體包裹體密度計(jì)算公式[18]，獲得馬口鐵礦床磁鐵礦化階段與石英-硫化物階段的流體密度較為一致，集中在0.8～1.2g/cm3之間，屬于中等密度流體。

4 討論

馬口鐵礦床主成礦期流體具有中高溫（350～400℃）、中等鹽度（17%～20%）、中等密度（0.8～1.2g/cm3）的特點(diǎn)，隨著成礦作用的進(jìn)行，成礦溫度呈現(xiàn)下降的趨勢，但鹽度及密度并未發(fā)生明顯的變化，說明礦床的成礦流體可能為單一來源，并未發(fā)生流體的混合作用。

張舒等（2014）[7]開展了馬口鐵礦床磁鐵礦化階段流體氫氧同位素組成測試，結(jié)果顯示成礦流體可能為巖漿熱液，這與流體中高溫的特征一致。磁鐵礦化階段黃鐵礦的硫同位素組成反映其可能來自于巖漿熱液，說明成礦物質(zhì)可能與巖漿活動(dòng)有關(guān)[7]。上述特征均指示，馬口鐵礦床的成礦作用與巖漿活動(dòng)關(guān)系密切。馬口鐵礦床的賦礦圍巖為鳳凰山石英正長巖，其形成于128.4±0.9Ma，晚于鐵礦的成礦時(shí)代127.3±0.8Ma，結(jié)合馬口鐵礦床熱液充填成礦的地質(zhì)特征，推斷鳳凰山巖體僅為成礦提供了容礦空間，而與礦床無直接的成因聯(lián)系[7、12]。馬口鐵礦床西側(cè)產(chǎn)出有黃梅尖石英正長巖，其形成時(shí)代為127Ma[19]，與馬口鐵礦床的成礦時(shí)代較為一致，推測黃梅尖巖體的侵位活動(dòng)及其分異的巖漿熱液，可能控制了馬口鐵礦床的形成。

浮山旋回火山巖活動(dòng)結(jié)束后，廬樅礦集區(qū)進(jìn)入了強(qiáng)烈伸展期，形成了包括黃梅尖巖體在內(nèi)的大量A型花崗巖[4、15]。巖漿在冷卻的過程中逐漸形成巖漿流體，流體在巖漿熱液的驅(qū)動(dòng)下在淺部地殼循環(huán)。由于黃梅尖巖體定位于盆地邊部，因此巖漿熱液在循環(huán)的過程中，可能混染了基底三疊紀(jì)膏鹽層，形成富含Na+、K+、Cl-、SO42-的熱鹵水。馬口鐵礦床成礦流體較高的鹽度，支持上述觀點(diǎn)。熱鹵水在運(yùn)移過程中，不僅萃取基底地層中沉積形成的菱鐵礦/赤鐵礦，在經(jīng)過火山巖地層中，也會(huì)活化暗色礦物中的金屬元素，使得流體富含礦質(zhì)。當(dāng)含礦熱鹵水運(yùn)移至淺表時(shí)，由于物化條件的變化，在構(gòu)造裂隙中沉淀形成脈狀磁鐵礦礦體。近期華東冶金地質(zhì)隊(duì)于黃梅尖巖體南部石磯、花山地區(qū)施工的鉆孔中，發(fā)現(xiàn)了周沖村組和黃馬青組中沉積成因的磁鐵礦、赤鐵礦礦層[20]，使得流體萃取基底地層中原始沉積的成礦物質(zhì)成為可能。

圖5 馬口鐵礦床流體包裹體均一溫度、密度、鹽度直方圖Figure 5.Histogram of uniform temperature,density and salinity of fluid inclusions in the Makou iron ore deposit

5 結(jié)論

（1）馬口鐵礦床主成礦階段磁鐵礦化階段包裹體均一溫度主要集中在350～400℃之間，顯示出中高溫流體的特征；石英-硫化物階段包裹體均一溫度主要集中在220～280℃之間，顯示出中低溫流體的特征。流體的密度（0.8～1.2g/cm3）及鹽度（18%～20%）并未發(fā)生明顯的改變，指示初始流體為高溫?zé)嵋?，且后期可能無其他來源流體混合。

（2）結(jié)合成巖成礦年代學(xué)及同位素地球化學(xué)資料，推測馬口鐵礦的形成與黃梅尖巖體分異的巖漿熱液有關(guān)，基底三疊系地層中沉積的膏鹽層及鐵礦層可能為礦床提供了物質(zhì)來源。