孫 康，曹 毅，張 偉，趙 洋

(1.中國地質大學(北京)地球科學與資源學院，北京 100083；2.中國地質調查局 地球物理調查中心，河北 廊坊 065000；3.中國地質調查局 廊坊自然資源綜合調查中心，河北 廊坊 065000)

0 引 言

安徽青陽地區(qū)北鄰銅陵礦集區(qū)，西鄰池州礦集區(qū)，成礦條件優(yōu)越。然而，由于勘查工作不足，以往在該區(qū)僅發(fā)現(xiàn)一些小規(guī)模礦床、礦點和礦化點。近年來，隨著地質工作程度的不斷加大，在該區(qū)逐漸發(fā)現(xiàn)了一批具有一定規(guī)模的鎢鉬多金屬礦床，如，高家塝大型鎢鉬礦、銅礦里中型鉬礦和百丈巖中型鎢鉬礦等，并形成了青陽鎢鉬礦集區(qū)[1]。這些礦床的發(fā)現(xiàn)使得該區(qū)受到了地質工作者的逐漸關注。蔣其勝等[2]總結了高家塝鎢鉬礦床的地質特征，并分析了控礦因素，認為該礦床是一個層控夕卡巖型礦床。陳芳等[3]分析了百丈巖礦床的成礦地質背景和礦床成因，認為該礦床的形成與深部巖石圈拆沉減薄作用有成因聯(lián)系。范羽[4]對高家塝鎢鉬礦床開展了輝鉬礦Re-Os同位素定年和夕卡巖礦物學研究，結果表明高家塝鎢鉬礦床形成于(146.1±4.8)Ma，礦床中石榴石主要為鈣鋁榴石-鈣鐵榴石系列，輝石為透輝石-鈣鐵輝石系列。傅仲陽等[5]對高家塝鎢鉬礦床進行了硫、鉛同位素研究，結果表明礦床中硫的來源比較復雜，但是鉛同位素組成比較穩(wěn)定，其成礦物質具有殼幔混源的特征。

雖然前人從成礦背景、礦床地質特征、成礦年齡、同位素組成等方面對青陽鎢鉬礦集區(qū)開展了研究，取得了一系列重要進展[1-15]，但對于該區(qū)鎢鉬礦床成礦過程的認識還不夠清晰。銅礦里鉬多金屬礦床是該區(qū)近年來新發(fā)現(xiàn)的一個夕卡巖型鉬多金屬礦床，其地質特征典型，在青陽鎢鉬礦集區(qū)具有一定的代表性。同時考慮到流體包裹體研究是分析成礦流體的性質、成礦物理化學條件和成礦過程的一種有效手段[16-20]，因此，本文選擇銅礦里鉬多金屬礦床為研究對象，對其開展礦床地質和流體包裹體研究，探討成礦流體的演化過程，為正確理解該礦床的形成過程及青陽礦集區(qū)鎢鉬富集規(guī)律提供重要依據(jù)。

1 礦區(qū)地質

安徽青陽地區(qū)處于江南古陸北緣(圖1)，大地構造上位于揚子陸塊北緣江南過渡帶西段。區(qū)內出露地層主要包括志留系下統(tǒng)高家邊組薄層粉砂質頁巖，奧陶系侖山組白云巖，寒武系青坑組條帶狀白云巖、白云質灰?guī)r和頁巖-鈣質頁巖，寒武系團山組頁巖、含鈣質頁巖、灰?guī)r與泥質灰?guī)r，寒武系楊柳崗組灰質白云巖與白云質灰?guī)r，寒武系黃柏嶺組鈣質頁巖、微晶灰?guī)r和硅質頁巖。與礦床關系密切的地層主要為青坑組、團山組以及黃柏嶺組。

圖1 銅礦里礦區(qū)地質簡圖[24]Fig.1 Geological map of the Tongkuangli deposit[24]

區(qū)內巖漿巖主要為青陽—九華山復式巖體，巖性主要為花崗閃長巖、二長花崗巖、鉀長花崗巖和花崗斑巖，成巖年齡為126.4～147.8 Ma[21]。與成礦作用相關的巖漿巖主要是花崗閃長巖。已有研究表明，青陽—九華山復式巖體的形成與晚侏羅世古太平洋板塊的俯沖作用有關，是幔源鎂鐵質巖漿與殼源長英質巖漿混合作用的產物[22-23]。

2 礦床地質

銅礦里礦床中礦體主要位于青陽花崗閃長巖體與碳酸鹽巖接觸帶及其附近的層間斷裂帶內(圖2)。主礦體呈似層狀，嚴格受夕卡巖帶的形狀與產狀控制，長度可達683 m，最大厚度為19 m，走向30°，向南東傾斜，傾角為55°～80°，主礦體Mo品位最高為4.996%，最低為0.03%，平均品位為0.125%。礦體淺部產狀較緩，向深部逐漸變陡，縱向上呈現(xiàn)出分支復合、尖滅再現(xiàn)的特點。礦石中金屬礦物主要為輝鉬礦、黃鐵礦、磁黃鐵礦和黃銅礦等，非金屬礦物包括石榴子石、透輝石、絹云母、綠簾石、綠泥石、方解石和石英等。礦石結構具自形-半自形、它形粒狀結構、頁片狀結構、填隙結構和交代殘余結構等。礦石構造主要有浸染狀、細脈浸染狀、網(wǎng)脈狀、團塊狀和條帶狀構造。礦區(qū)內熱液蝕變廣泛發(fā)育，蝕變類型多樣，主要有夕卡巖化、透閃石化、綠簾石化、絹云母化、硅化和碳酸鹽化。從巖體中心向外，呈現(xiàn)出夕卡巖化花崗閃長巖—夕卡巖—夕卡巖化大理巖—大理巖的分帶特征，后期透閃石化、綠簾石化、絹云母化、硅化和碳酸鹽化蝕變疊加于早期夕卡巖化蝕變上。

根據(jù)脈體穿切關系、礦物共生組合與蝕變交代特征將銅礦里礦床成礦過程劃分為早期夕卡巖、晚期夕卡巖、石英輝鉬礦、石英多金屬硫化物和碳酸鹽礦物5個階段。早期夕卡巖階段以形成石榴石和輝石等無水硅酸鹽礦物為特征(圖3a)。其中，石榴石多呈褐紅色，半自形-自形粒狀結構。輝石呈淺綠色，自形粒狀鑲嵌于石榴石顆粒間。晚期夕卡巖階段以形成透閃石和綠簾石等含水硅酸鹽礦物為特征，石英輝鉬礦階段是該礦床的主要成礦階段，以大量輝鉬礦、黃鐵礦和石英的出現(xiàn)為特征，石英、輝鉬礦多呈細脈狀穿插于夕卡巖中(圖3b，c)。石英多金屬階段以大量黃鐵礦、磁黃鐵礦、黃銅礦等金屬硫化物的出現(xiàn)為特征，樣品中可見石英多金屬硫化物脈穿切石英輝鉬礦脈(圖3d，e)。碳酸鹽階段主要發(fā)育大量的方解石脈(圖3f)。

a.早期夕卡巖階段的石榴石；b.石英輝鉬礦脈穿切晚期夕卡巖階段的無礦石英脈；c.石英輝鉬礦階段的輝鉬礦；d.石英硫化物脈穿切石英輝鉬礦脈；e.石英多金屬硫化物階段磁黃鐵礦、黃鐵礦組合；f.碳酸鹽脈穿切石英多金屬硫化物脈；礦物縮寫：Grt.石榴石；Po.磁黃鐵礦；Py.黃鐵礦；Mo.輝鉬礦；Q.石英；Cal.方解石。圖3 銅礦里礦床典型樣品照片F(xiàn)ig.3 Photographs of representative samples from the Tongkuangli deposit

3 流體包裹體研究

3.1 樣品及分析方法

本次研究的樣品主要采自鉆孔巖心(表1)。選取不同成礦階段具有代表性的樣品制成包裹體片。在偏光顯微鏡下仔細觀察早期夕卡巖階段的石榴石，晚期夕卡巖階段、石英輝鉬礦階段和石英多金屬硫化物階段的石英，碳酸鹽階段的方解石中流體包裹體的巖相學特征。在此基礎上，選擇不同階段有代表性的包裹體開展均一法顯微測溫。

表1 銅礦里礦床包裹體片采樣位置Table 1 Sampling location of inclusion slice in the Tongkuangli deposit

流體包裹體顯微測溫工作在中國地質大學(北京)地球科學與資源學院流體包裹體實驗室內完成。測試儀器為英國LinKam MDSG600型冷熱臺，測溫范圍在-196～600 ℃之間，精度為±1.0 ℃。測溫過程中，升溫速率為5～20 ℃/min，在相轉變溫度附近，升溫速率調為0.5～1 ℃/min。

3.2 流體包裹體巖相學特征

室溫下顯微觀察顯示，銅礦里礦床中流體包裹體的主要類型為富液相包裹體、富氣相包裹體和含子晶三相包裹體。這些流體包裹體一般成群分布或孤立存在，少數(shù)呈平行條帶狀分布。不同階段流體包裹體的類型和組合存在一定差異。

早期夕卡巖階段流體包裹體主要由富液相、少量含子晶三相和富氣相包裹體組成(圖4a-c)。其中，富液相包裹體多呈橢圓狀、不規(guī)則狀,氣液相比為10%～30%，長軸的長度在3～10 μm，此類包裹體數(shù)量占所有包裹體數(shù)量的比值超過60%；含子晶三相包裹體多呈橢圓狀，由液相、氣相(氣泡)和立方體透明晶體(可能為石鹽)組成，長軸長度為3～8 μm，此類包裹體占所有包裹體數(shù)量的10%；富氣相包裹體含量較少，多呈近圓形，粒徑為5～7 μm，氣液相比為60%～90%，此類包裹體占所有包裹體數(shù)量小于5%。在同一石榴石顆粒中可見富液相包裹體、含子晶三相包裹體和富氣相包裹體共存的現(xiàn)象。

晚期夕卡巖階段主要發(fā)育富液相包裹體。這些包裹體多呈橢圓狀、不規(guī)則狀,氣液相比為20%～30%，長軸的長度為2～8 μm(圖4d)。

石英輝鉬礦階段主要發(fā)育富液相包裹體、少量含子晶三相包裹體和富氣相包裹體(圖4e，f)。其中，富液相包裹體多呈橢圓狀,氣液相比為10%～40%，長軸的長度在2～15 μm，此類包裹體數(shù)量占比約為50%；含子晶三相包裹體多呈橢圓狀或不規(guī)則狀，由液相、氣相(氣泡)和立方體透明晶體(可能為石鹽)組成，長軸長度為3～12 μm，此類包裹體占所有包裹體數(shù)量的10%；富氣相包裹體含量較少，多呈近圓形，粒徑為5～10 μm，此類包裹體占比小于5%。在同一石英顆粒中可見富液相包裹體和含子晶三相包裹體共存的現(xiàn)象。

石英多金屬硫化物階段主要發(fā)育富液相和富氣相包裹體(圖4g)。其中，富液相包裹體多呈橢圓狀,氣液相比為20%～40%，長軸長度為3～8 μm，此類包裹體占比大于40%；富氣相包裹體占比為50%～80%，長軸的長度為5～7 μm，此類包裹體占比大于30%。

碳酸鹽階段僅發(fā)育富液相包裹體。包裹體多呈橢圓形、長方形，氣液相比為10%～25%，長軸的長度為3～10 μm(圖4h，i)。

a.早期夕卡巖階段石榴石中的富液相包裹體；b.早期夕卡巖階段石榴石中的富液相和含子晶三相包裹體；c.早期夕卡巖階段石榴石中的富氣相和富液相包裹體；d.晚期夕卡巖階段的富液相包裹體；e.石英輝鉬礦階段的富液相包裹體；f.石英輝鉬礦階段中的含子晶三相包裹體和富液相包裹體；g.石英多金屬硫化物階段中富液相和富氣相包裹體；h，i.碳酸鹽階段方解石中的富液相包裹體；名詞縮寫:V.氣相；S.固相；L.液相。圖4 銅礦里礦床流體包裹體顯微照片F(xiàn)ig.4 Microscopic photos of fluid inclusions in the Tongkuangli deposit

3.3 流體包裹體顯微測溫結果

銅礦里礦床各成礦階段流體包裹體的顯微測溫結果見表2和圖5，具體描述如下：

圖5 銅礦里礦床各成礦階段均一溫度和鹽度直方圖Fig.5 Histogram of homogeneous temperature and salinity in different ore-forming stages in the Tongkuangli deposit

表2 銅礦里礦床流體包裹體顯微測溫結果Table 2 Microthermometric results of fluid inclusions in Tongkuangli deposit

早期夕卡巖階段富液相包裹體均一溫度在405～560 ℃之間，峰值為500～520 ℃，冰點溫度-0.6～-9.2 ℃，鹽度為1.06%～13.07%NaCleqv，密度范圍在0.37～1.13 g/cm3之間。含子晶三相包裹體子晶消失溫度在362～393 ℃之間，均一溫度為475～525 ℃，鹽度分布在43.54%～46.68%NaCleqv之間，密度在0.62～ 0.77 g/cm3之間。

晚期夕卡巖階段富液相包裹體均一到液相，均一溫度在291～440 ℃之間，峰值溫度為380～400 ℃，冰點溫度為-1.3～-8 ℃，鹽度在2.07%～11.7%NaCleqv之間，密度為0.47～1.15 g/cm3。

石英輝鉬礦階段富液相包裹體的均一溫度為309～480 ℃，峰值為340～360 ℃，冰點溫度為-1.1～-7.0 ℃，鹽度在1.91%～10.49%NaCleqv之間，密度范圍為0.60～1.20 g/cm3。含子晶三相包裹體子晶消失溫度為320～340 ℃，均一溫度為340～380 ℃，鹽度為38.16%～41.49%NaCleqv，流體密度在0.98～ 1.03 g/cm3之間。

石英多金屬硫化物階段富液相包裹體的均一溫度范圍在219～402 ℃之間，峰值為300～320 ℃，冰點溫度為-1.0～-6.0 ℃，鹽度在1.74%～9.21%NaCleqv之間，密度范圍是0.33～1.07 g/cm3。富氣相包裹體均一溫度在258～422 ℃之間，冰點溫度為-2.8～-6.0 ℃，鹽度在4.65%～9.21%NaCleqv之間，密度范圍是0.83～1.08 g/cm3。

碳酸鹽階段富液相包裹體均一溫度為164～258 ℃，峰值為200～220 ℃，冰點溫度為-0.1～-2.5 ℃，鹽度為0.18%～4.18%NaCleqv，密度在0.84～0.93 g/cm3之間。

4 討 論

4.1 成礦流體特征與來源

流體包裹體巖相學觀察和顯微測溫結果顯示：(1)銅礦里礦床早期夕卡巖階段流體包裹體的均一溫度集中于500～520 ℃，鹽度為1.06%～46.68%NaCleqv(平均值為20.14%NaCleqv)，密度為0.37～1.13 g/cm3，總體顯示出高溫、中高鹽度、中低密度的特征，與巖漿流體特征[20-25]基本一致；(2)晚期夕卡巖階段流體包裹體的均一溫度集中于380～400 ℃，鹽度為2.07%～11.7%NaCleqv(平均值為6.82%NaCleqv)，密度為0.47～1.15 g/cm3，總體顯示出中高溫、中鹽度、中低密度的特征；(3)石英輝鉬礦階段流體包裹體的均一溫度集中于340～360 ℃，鹽度為1.91%～41.5%NaCleqv(平均值為11.63%NaCleqv)，密度為0.60～1.20 g/cm3，總體顯示出中高溫、中高鹽度、中低密度的特征；(4)石英多金屬硫化物階段流體包裹體的均一溫度集中于300～320 ℃，鹽度為1.74%～9.21% NaCleqv(平均值為5.17%NaCleqv)，密度為0.33～1.08 g/cm3，總體顯示出中溫、中鹽度、中低密度的特征；(5)碳酸鹽階段流體包裹體的均一溫度集中于200～220 ℃，鹽度為0.18%～4.18%NaCleqv(平均值為1.46%NaCleqv)，密度為0.84～0.93 g/cm3，總體顯示出低溫、低鹽度、中低密度的特征，與大氣降水特征相近。

由上可見，銅礦里礦床成礦早期流體為高溫、中高鹽度流體，而晚期為低溫、低鹽度流體，主成礦期流體具有過渡性質(圖6)，表明銅礦里礦床早期流體可能為巖漿流體，晚期存在大氣降水的混入，這一認識也得到了氫、氧同位素數(shù)據(jù)的支持[26]。此外，從早期夕卡巖階段到石英多金屬硫化物階段，溫度逐漸降低且變化較大，而流體鹽度雖有降低趨勢，但總體變化不大，且流體密度變化不明顯，表明從早期夕卡巖階段到石英多金屬硫化物階段成礦流體可能以巖漿流體為主。與此不同的是，碳酸鹽階段流體溫度和鹽度明顯降低，表明該階段可能有大量大氣降水的混入[27]。

圖6 銅礦里礦床流體包裹體均一溫度-鹽度關系圖 Fig.6 Homogeneous temperature-salinity diagram of fluid inclusions of the Tongkuangli deposit

4.2 成礦流體演化與成礦元素沉淀機制

銅礦里礦床早期夕卡巖階段石榴石中流體包裹體類型多樣，包含富液相、富氣相和含子晶三相包裹體。這些包裹體均一溫度相近(圖6)，但均一方式和鹽度不同，其中富液相和含子晶三相包裹體均一至液相，而富氣相包裹體均一至氣相。結合早期夕卡巖階段流體表現(xiàn)出巖漿流體的特征(高溫、中高鹽度、中低密度)，表明銅礦里礦床早期夕卡巖階段成礦流體可能是巖漿演化晚期脫揮發(fā)分作用形成的，且發(fā)生了流體的沸騰作用[19]。晚期夕卡巖階段主要發(fā)育富液相包裹體。相比于早期夕卡巖階段，流體包裹體均一溫度明顯降低，但鹽度和密度變化不大，表明晚期夕卡巖階段成礦流體可能是早期流體冷卻作用的產物。

石英輝鉬礦階段石英中流體包裹體類型復雜，含有富液相、富氣相和含子晶三相等多種包裹體。在同一石英顆粒中可見富液相包裹體和含子晶三相包裹體共存的現(xiàn)象。這些流體包裹體具有相近的均一溫度(集中于340～360 ℃)，但其鹽度相差較大(1.91%～41.49%NaCleqv)，且均一方式不同(分別均一至氣相和液相)。以上特征表明石英輝鉬礦階段成礦流體經(jīng)歷了沸騰作用。與石英輝鉬礦階段相比，石英多金屬硫化物階段石英中流體包裹體類型簡單，僅發(fā)育富液相和富氣相包裹體，均一溫度偏低，鹽度略有降低，表明該階段成礦流體可能是前一階段流體逐漸冷卻形成的。

相比于前期各階段，碳酸鹽階段方解石中流體包裹體類型單一，僅出現(xiàn)富液相流體包裹體，其均一溫度、鹽度明顯偏低，表明該階段成礦流體可能是巖漿流體與大量大氣降水混合作用的產物。此外，從溫度-鹽度關系圖(圖6)上也顯示出流體混合的趨勢。

大量研究表明，流體沸騰是導致金屬元素沉淀的一種主要機制[20，28-31]。銅礦里礦床主成礦階段(石英輝鉬礦階段)出現(xiàn)高鹽度和低鹽度流體共存的現(xiàn)象，流體沸騰作用明顯。沸騰作用導致壓力釋放、H2S和CO2等酸性組分逃逸、流體pH值升高，同時流體演化到此階段，溫度和壓力進一步降低，氫、氧同位素數(shù)據(jù)也向大氣水線靠近，進而誘發(fā)鉬的絡合物分解和輝鉬礦的沉淀。因此，判斷流體沸騰作用是導致銅礦里礦床中鉬沉淀富集的主要機制之一。

5 結 論

(1)根據(jù)脈體穿切關系、礦物共生組合與蝕變交代特征，將銅礦里礦床成礦過程劃分為早期夕卡巖、晚期夕卡巖、石英輝鉬礦、石英多金屬硫化物和碳酸鹽礦物5個階段。

(2)銅礦里礦床中流體包裹體主要類型為富液相包裹體、富氣相包裹體和含子晶三相包裹體。早期夕卡巖和石英輝鉬礦階段包裹體類型多樣，出現(xiàn)富液相包裹體、富氣相包裹體和含子晶三相包裹體共存的現(xiàn)象。

(3)銅礦里礦床早期流體可能為巖漿流體，晚期有大氣降水的混入。流體沸騰作用是導致成礦物質沉淀的主要機制之一。