崔 凱,李臘梅,吳皓然,王興源,王 信,廉 永,謝玉玲
(1.北京科技大學(xué) 土木與資源工程學(xué)院, 北京 100083; 2. 中國冶金地質(zhì)總局 礦產(chǎn)資源研究院, 北京 101300;3. 錫林郭勒盟山金白音呼布礦業(yè)有限公司, 內(nèi)蒙古 錫林浩特 026316)
迪彥欽阿木鉬多金屬礦床位于內(nèi)蒙古自治區(qū)東烏旗境內(nèi),是近年來新發(fā)現(xiàn)的一個(gè)以鉬為主,伴生鉛、鋅、銀的多金屬礦床,也是東烏旗地區(qū)目前發(fā)現(xiàn)的最大一例斑巖型鉬多金屬礦床(謝玉玲等, 2015)。截至2012年底, 迪彥欽阿木礦區(qū)累計(jì)探獲鉬金屬量77.80萬噸(平均品位0.097%)、鉛2.32萬噸(平均品位2.61%)、鋅2.69萬噸(平均品位3.04%)、銀94.48噸(平均品位106.7×10-6)(中國冶金地質(zhì)總局第一地質(zhì)勘查院, 2012)(1)中國冶金地質(zhì)總局第一地質(zhì)勘查院. 2012. 內(nèi)蒙古自治區(qū)東烏珠穆沁旗迪彥欽阿木礦區(qū)鉛鋅銀鉬礦勘探報(bào)告.。近年來, 前人對(duì)該礦床的礦床地質(zhì)特征(張昊等, 2016)、礦床蝕變分帶規(guī)律(閻浩等, 2012)、成巖成礦年齡(Lengetal., 2015; Wangetal., 2017)、侵入巖巖石成因(Wangetal., 2017)和成礦物質(zhì)來源(Lengetal., 2015)等進(jìn)行了一定的工作, 但對(duì)礦床的成礦流體來源、演化及礦質(zhì)遷移、沉淀機(jī)制等方面的研究還較為薄弱, 制約了對(duì)其礦床成因的深入認(rèn)識(shí)。本文通過野外及顯微鏡下觀察, 發(fā)現(xiàn)礦區(qū)鉆孔巖芯中的蝕變火山巖內(nèi)侵位有細(xì)粒正長巖脈, 且其中發(fā)育石英-鉀長石囊團(tuán)和晶洞, 其中可見螢石和輝鉬礦。侵入巖中的石英-鉀長石囊團(tuán)和晶洞記錄了巖漿-流體的轉(zhuǎn)化過程, 是巖漿出溶流體的直接記錄, 為研究巖漿出溶流體過程、出溶流體特征等提供了最佳樣本(Lowenstern and Sinclair, 1996; Harrisetal., 2003)。本文在詳細(xì)的野外地質(zhì)調(diào)研和礦區(qū)主要巖礦石的巖礦相觀察基礎(chǔ)上, 通過對(duì)細(xì)粒正長巖中石英-鉀長石囊團(tuán)的礦物組成及石英、螢石中流體包裹體巖相學(xué)、顯微測溫、流體包裹體中子礦物的掃描電鏡/能譜(SEM/EDS)、單個(gè)流體包裹體的激光拉曼探針分析和激光剝蝕電感耦合等離子質(zhì)譜(LA-ICP-MS)分析, 查明了迪彥欽阿木鉬礦床巖漿出溶流體的性質(zhì)和演化特征, 對(duì)巖漿流體出溶機(jī)理和礦質(zhì)沉淀機(jī)制進(jìn)行了探討, 以期對(duì)區(qū)內(nèi)斑巖型鉬礦床的礦床成因認(rèn)識(shí)提供參考資料, 為進(jìn)一步找礦提供理論依據(jù)。
迪彥欽阿木鉬礦床位于大興安嶺中段二連浩特-東烏旗多金屬成礦帶東段。大興安嶺成礦帶在大地構(gòu)造位置上處于中亞造山帶東段的興蒙造山帶東部(劉建明等, 2004; 曾慶棟等, 2016)。該區(qū)先后經(jīng)歷了古亞洲洋的閉合、蒙古-鄂霍茨克洋的俯沖、華北與西伯利亞克拉通的陸陸碰撞和碰撞后伸展以及燕山期受古太平洋板塊俯沖影響等復(fù)雜的地質(zhì)演化過程(Wilhemetal., 2012; Eizenhofer and Zhao, 2018), 造就了該區(qū)多期次、多來源的巖漿熱事件和多種類型的成礦作用, 并形成數(shù)量眾多的Mo、Cu、Fe、Sn、W、Pb、Zn、Au、Ag等多金屬礦產(chǎn)。區(qū)內(nèi)主要礦床類型包括斑巖型、矽卡巖型、熱液脈型、火山-次火山熱液型(淺成低溫?zé)嵋盒?、云英巖型等(趙一鳴等, 1994; 金巖等, 2005; 聶鳳軍等, 2007; 張萬益等, 2009; 謝玉玲等, 2015; 曾慶棟等, 2016), 其中以中生代斑巖型鉬礦床發(fā)育最為廣泛, 如雞冠山鉬礦 (151.1±1.3 Ma, 陳偉軍等, 2010)、 岔路口鉬多金屬礦(147.0±0.8 Ma, 聶鳳軍等, 2011)、迪彥欽阿木鉬礦(157.1±1.3 Ma, 王玭, 2015)和東不拉格鉬多金屬礦(165.2±2.8 Ma, 李臘梅等, 2017)等。
東烏旗一帶古生代和中生代地層除三疊系外均有不同程度的出露(圖1)。區(qū)內(nèi)最古老的地層為下古生界奧陶系, 出露面積較小, 主要分布在東烏旗查干敖包、迪彥欽阿木等地, 巖性主要為碎屑巖、碳酸鹽巖、火山沉積巖, 其上為志留系。志留系僅在額仁高比東南側(cè)和查干敖包北側(cè)有零星分布, 與下伏奧陶系呈整合接觸, 巖性為海相碎屑巖、板巖。上古生界包括泥盆系、石炭系和二疊系。泥盆系主要分布在區(qū)域北部, 與下伏志留系呈不整合接觸, 主要巖性為凝灰質(zhì)砂巖、泥巖、碳酸鹽巖; 石炭系分布在寶力格廟-查干敖包一帶, 不整合于泥盆系之上, 巖性主要為安山質(zhì)火山巖; 二疊系分布在研究區(qū)東南部, 與下伏石炭系呈不整合接觸, 主要巖性為海相碎屑巖、火山沉積巖。中生界為侏羅系和白堊系, 侏羅系在區(qū)內(nèi)出露面積較廣泛, 與二疊系呈不整合接觸, 主要分布在哈拉蓋圖農(nóng)場-賀斯格烏拉和東烏旗中部寶力格廟-烏拉蓋一帶, 巖性主要為火山熔巖及火山碎屑巖; 白堊系主要出露在賀根山和烏蘭查布附近, 巖性為火山碎屑巖及泥質(zhì)粉砂巖。此外, 區(qū)域內(nèi)還出露第三系砂礫巖及第四系沉積物。
區(qū)域經(jīng)歷了海西期和燕山期的多次構(gòu)造運(yùn)動(dòng), 褶皺及斷裂構(gòu)造發(fā)育, 包括以NNE、NE和NNW向斷裂為主的斷裂構(gòu)造(圖1)和軸向?yàn)镹E、NEE向的緊閉線型褶皺。東烏旗地區(qū)巖漿活動(dòng)強(qiáng)烈, 表現(xiàn)為區(qū)域上大規(guī)模出露的侵入巖和噴出巖。侵入巖整體呈NE向帶狀展布, 以晚古生代和中生代花崗巖類最為發(fā)育。火山巖由酸性、堿性和基性的火山熔巖及火山碎屑巖組成, 以晚侏羅世火山巖最為發(fā)育, 主要巖性為流紋質(zhì)-英安質(zhì)熔結(jié)凝灰?guī)r、英安巖、流紋質(zhì)凝灰角礫巖、流紋巖、玄武巖、珍珠巖等(內(nèi)蒙古自治區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)局, 1991)。區(qū)內(nèi)金屬礦產(chǎn)以鉛-鋅、銀、鐵、鉬、銅為主, 其次為鎢、金、鉍等(圖1), 已發(fā)現(xiàn)20余處礦床及礦點(diǎn)。
圖1 內(nèi)蒙古東烏旗地區(qū)地質(zhì)簡圖(據(jù)張萬益等, 2009修繪)
迪彥欽阿木礦區(qū)內(nèi)地層出露相對(duì)簡單, 主要為中奧陶統(tǒng)漢烏拉組和上侏羅統(tǒng)查干諾爾組(圖2)。其中, 漢烏拉組巖性主要為凝灰質(zhì)砂巖、凝灰質(zhì)板巖和硅質(zhì)巖, 大多分布于礦區(qū)北部、東部; 查干諾爾組巖性為火山角礫巖、凝灰?guī)r和安山巖, 為一套中基性-酸性火山熔巖及火山碎屑巖組合, 是礦區(qū)的主要賦礦圍巖。礦區(qū)侵入巖出露較少, 僅在少數(shù)鉆孔巖芯中見小規(guī)模巖脈, 巖性主要為細(xì)粒正長巖和閃斜煌斑巖脈, 兩者常密切共生。細(xì)粒正長巖的主要礦物為鉀長石, 有時(shí)可見少量石英、斜長石和黑云母(圖3a、3b);閃斜煌斑巖的主要礦物組成為斜長石、角閃石(圖3c、3d), 并可見少量輝石, 副礦物主要為鈦鐵礦和磷灰石。
圖2 迪彥欽阿木鉬礦區(qū)巖基地質(zhì)簡圖(據(jù)Leng et al., 2015修繪)
圖3 迪彥欽阿木礦區(qū)主要侵入巖的手標(biāo)本和顯微鏡下照片
礦區(qū)礦石礦物主要為輝鉬礦, 礦化類型以浸染狀(圖4a)和脈狀-網(wǎng)脈狀(圖4b)為主, 礦體主要發(fā)育在侏羅紀(jì)火山巖中, 少量發(fā)育在細(xì)粒正長巖脈中。礦區(qū)圍巖蝕變廣泛發(fā)育, 主要有鉀長石化、硅化、螢石化、絹云母化、綠泥石化、碳酸鹽化等, 其中鉀長石化、硅化、螢石化、綠泥石化與鉬礦化關(guān)系密切。鉀硅化主要表現(xiàn)為火山巖中浸染狀鉀長石化、硅化(圖5a、5b); 螢石化是成礦早階段熱液活動(dòng)的產(chǎn)物, 多發(fā)育在細(xì)粒正長巖中(圖5c)或與石英、鉀長石構(gòu)成細(xì)脈; 絹云母化表現(xiàn)為火山巖圍巖中的斜長石被絹云母交代或圍巖中出現(xiàn)石英-絹云母脈(圖5d); 綠泥石化主要是火山巖中綠泥石交代暗色礦物, 并常見石英-綠泥石脈,在石英-鉀長石脈礦物粒間可見呈放射狀的綠泥石(圖5e); 碳酸鹽化為晚期熱液活動(dòng)的表現(xiàn), 可見方解石交代閃斜煌斑巖中的角閃石或表現(xiàn)為圍巖中的方解石細(xì)脈(圖5f)。
圖4 迪彥欽阿木礦區(qū)鉬礦化手標(biāo)本照片
圖5 迪彥欽阿木礦區(qū)蝕變類型手標(biāo)本和顯微照片
迪彥欽阿木礦區(qū)脈體發(fā)育, 圍巖中廣泛發(fā)育石英脈、石英-鉀長石脈(圖6a)及石英-鉀長石-螢石脈, 常見石英-鉀長石脈被后期的石英-絹云母-黃鐵礦脈、石英-綠泥石-黃鐵礦脈或碳酸鹽脈切穿(圖6b), 石英脈被石英-絹云母-黃鐵礦脈切穿(圖6c)。此外, 閃斜煌斑巖及圍巖中發(fā)育大量石英-綠泥石脈, 常被后期的碳酸鹽脈切穿(圖6d)。
圖6 迪彥欽阿木礦區(qū)各成礦階段脈體特征
根據(jù)野外脈體穿插關(guān)系及巖、礦相學(xué)觀察結(jié)果, 礦區(qū)成礦過程可劃分為4個(gè)成礦階段。 Ⅰ石英-鉀長石-螢石階段: 主要表現(xiàn)為細(xì)粒正長巖中的石英-鉀長石囊團(tuán)、圍巖的鉀長石化、硅化或石英-鉀長石-螢石脈, 其主要礦物組成為鉀長石、石英、螢石、輝鉬礦等; Ⅱ石英-白云母(絹云母)-黃鐵礦階段: 主要表現(xiàn)為圍巖的絹云母化或石英-絹云母-黃鐵礦脈, 其礦物組成主要為石英、黃鐵礦、白云母/絹云母、金紅石、磷灰石、螢石等, 可見少量黃銅礦和輝鉬礦; Ⅲ綠泥石-黃鐵礦階段: 主要表現(xiàn)為石英-綠泥石-黃鐵礦脈、綠泥石-黃鐵礦脈或圍巖中浸染狀綠泥石化、黃鐵礦化, 主要礦物組成為綠泥石、黃鐵礦、閃鋅礦、黃銅礦、赤鐵礦、石英等; Ⅳ碳酸鹽階段: 為熱液活動(dòng)晚期的產(chǎn)物, 主要礦物組成為石英、方解石。其中, 第Ⅰ階段的細(xì)粒正長巖中的石英-鉀長石囊團(tuán)和圍巖中的石英-鉀長石-螢石脈是巖漿出溶流體的直接記錄, 可代表早期出溶流體的特征。
本次研究對(duì)象為第Ⅰ階段細(xì)粒正長巖中的石英-鉀長石囊團(tuán)和侏羅系火山巖中的石英-鉀長石-螢石脈。顯微巖礦相分析、陰極發(fā)光成像(CL)分析、流體包裹體顯微測溫分析均在北京科技大學(xué)巖礦實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行。巖礦相所用儀器為BX51型偏光顯微鏡。陰極發(fā)光成像(CL)分析利用尼康CL8200 Mk5-2型光學(xué)陰極發(fā)光儀, 配以尼康LV100NPOL型偏光顯微鏡完成, 電壓18 kV, 束電流200 μA。流體包裹體顯微測溫實(shí)驗(yàn)利用Linkam THMS 600型冷熱臺(tái), 配以O(shè)lympus BH-51型偏光顯微鏡,冷熱臺(tái)測溫范圍為-196~600℃, 測溫過程中的升溫速率為0.1~30℃/min, 冰點(diǎn)和均一溫度附近速率分別為0.1℃/min和1.0℃/min, 數(shù)據(jù)精度分別為±0.1℃和±1.0℃。
對(duì)流體包裹體中子礦物的掃描電鏡/能譜分析(SEM/EDS)分析在北京科技大學(xué)巖礦實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行。掃描電子顯微鏡-能譜分析所用的儀器為Phenom XL臺(tái)式掃描電子顯微鏡(掃描-X射線能譜一體機(jī))。掃描電鏡加速電壓為15 kV, 工作距離為6~8 nm, 高真空背散射電子圖像分辨率為8 nm, 最大放大倍數(shù)10萬倍; X射線激發(fā)電壓15 kV, 能量范圍0~20 keV, 點(diǎn)分析采集時(shí)間為60 s。測試前將樣品中石英顆粒破碎至3~5 mm, 將相對(duì)平整的斷面朝上粘貼在玻璃板上, 鍍金后置于電鏡中進(jìn)行觀察。
流體包裹體激光拉曼探針成分分析(LRM)在核工業(yè)北京地質(zhì)研究院進(jìn)行。顯微激光拉曼光譜儀型號(hào)為HOPTBA JOBIN YVON HR800型, 激光波長633 nm, 光源為Yag晶體倍頻固體激光器, 搭配OLYMPUS BX41型顯微鏡。光譜的計(jì)數(shù)為6/s, 共掃描6次, 全波段一次取峰。激光束斑大小約為1 μm, 光譜分辨率0.14 cm-1。
激光剝蝕電感耦合等離子質(zhì)譜分析(LA-ICP-MS)在澳大利亞塔斯馬尼亞大學(xué)(CODES)完成, UP-213激光剝蝕系統(tǒng)配以Agilent 4500電感耦合等離子質(zhì)譜儀。為取得包裹體整體組成, 避免選擇性取樣, 激光束斑略大于包裹體直徑而能夠?qū)⒄麄€(gè)包裹體完全包裹。流體包裹體元素含量的計(jì)算采用最常用的NaCl等效鹽度為內(nèi)標(biāo)的計(jì)算方法, 詳細(xì)的計(jì)算公式及介紹參見藍(lán)廷廣等(2017)。
迪彥欽阿木礦區(qū)圍巖中常見石英-鉀長石脈(圖7a), 其中可見輝鉬礦。細(xì)粒正長巖中可見石英-鉀長石呈囊團(tuán)或不規(guī)則脈狀構(gòu)成細(xì)粒正長巖脈的中心相(圖7b), 石英-鉀長石-螢石脈與細(xì)粒正長巖無明顯邊界, 但鉀長石的結(jié)晶方向和晶粒大小有明顯差別(圖7c、7d)。鉀長石-石英-螢石脈中石英和螢石均可見明顯的生長環(huán)帶(圖7d)。巖礦相結(jié)果表明, 細(xì)粒正長巖中的石英-鉀長石囊團(tuán)/脈主要礦物組成包括石英、鉀長石、螢石和輝鉬礦(圖7e、7f)。從礦物之間的關(guān)系上看, 石英的結(jié)晶晚于鉀長石, 可見石英在鉀長石晶體上生長的現(xiàn)象。陰極發(fā)光(CL)圖像顯示, 脈體中的螢石發(fā)光強(qiáng)度較高, 可見到明顯的生長環(huán)帶; 石英的陰極發(fā)光性較差, 但仍可見其中清晰、細(xì)密的生長環(huán)帶(圖8a), 顯示了熱液石英的特征。石英的晶體形態(tài)明顯受限于螢石(圖8a), 并沿螢石中裂隙發(fā)育(切穿生長環(huán)帶)(圖8b), 表明石英結(jié)晶晚于螢石。從螢石和石英的CL特征可以看出, 其受后期流體蝕變影響較小, 表明其中的流體包裹體主要為原生流體包裹體。除石英、鉀長石外, 脈中還可見輝鉬礦和碳酸鹽礦物, 碳酸鹽礦物主要分布于石英粒間, 表明其形成晚于石英(圖7c)。輝鉬礦主要發(fā)育在石英粒間, 也有少量發(fā)育于螢石中, 但常切穿螢石的生長環(huán)帶(圖9a、9b), 表明輝鉬礦的結(jié)晶與石英同期或稍晚。
圖7 迪彥欽阿木礦區(qū)石英-鉀長石囊團(tuán)及石英-鉀長石-螢石細(xì)脈的手標(biāo)本及顯微鏡下照片
圖8 礦區(qū)礦石中石英、螢石的陰極發(fā)光(CL)照片
圖9 細(xì)粒正長巖脈中的石英-螢石-輝鉬礦細(xì)脈的顯微鏡下照片
由于鉀長石透明度較差且解理發(fā)育, 本次主要對(duì)細(xì)粒正長巖中的石英-鉀長石囊團(tuán)和不規(guī)則狀石英-鉀長石-螢石脈中的石英和螢石中的流體包裹體進(jìn)行了詳細(xì)的巖相學(xué)工作。結(jié)果表明, 石英和螢石中流體包裹體組成復(fù)雜, 根據(jù)流體包裹體室溫下的相態(tài)特征可以分為如下幾類:
含子晶多相包裹體(ADV類): 主要呈橢圓形、圓形, 室溫下由氣相、液相和一個(gè)或多個(gè)子礦物相組成, 大小5~30 μm。子礦物的類型包括石鹽、鉀鹽、透明非鹽類子礦物和不透明子礦物多種(圖10a、10b、10c), 其中偶見針狀子礦物(圖10b)。
氣液兩相包裹體(AV類): 主要為負(fù)晶形、圓形、橢圓形、方形和長條形, 室溫下由氣相和液相組成, 根據(jù)充填度大小可分為富液相包裹體(AV1類)和富氣相包裹體(AV2類)。富液相流體包裹體(AV1亞類): 主要呈負(fù)晶形、圓形、橢圓形和長條形等(圖10d), 大小5~30 μm, 氣相充填度變化較大, 5%~30%不等。富氣相流體包裹體(AV2亞類): 主要呈負(fù)晶形、圓形和多邊形等, 大小6~25 μm, 氣相充填度大于50%(圖10e)或室溫下由純氣相組成(圖10f), 常與AV1類包裹體構(gòu)成包裹體群(圖10f)。
圖10 迪彥欽阿木鉬礦床石英-鉀長石-螢石階段流體包裹體顯微照片
石英中ADV類和不同氣相充填度的AV類流體包裹體緊密共生, 顯示了沸騰包裹體群的特征, 而螢石中包裹體主要發(fā)育AV類, ADV類包裹體不發(fā)育。
本次主要對(duì)石英、螢石中的流體包裹體進(jìn)行了顯微測溫分析, 結(jié)果見表1。結(jié)果顯示, AV1類流體包裹體的完全均一溫度主要集中在273~457℃, 升溫后均一至液相; 冰點(diǎn)溫度在-5.5~-0.2℃之間, 計(jì)算獲得流體鹽度w(NaCleq)=0.4%~8.6%。AV2類流體包裹體的完全均一溫度主要集中在227~432℃, 升溫后均一至氣相, 冰點(diǎn)溫度在-5.0~-0.2℃之間, 計(jì)算獲得流體鹽度為0.3%~7.8%。ADV類包裹體的均一溫度和鹽度均較高, 氣液相均一溫度變化范圍為336~446℃, 石鹽子晶熔化的溫度范圍為378~470℃, 據(jù)石鹽子晶熔化溫度計(jì)算獲得的流體鹽度為45.1%~55.8%。此類包裹體大多為氣泡先消失子晶再熔化而達(dá)到完全均一, 個(gè)別的包裹體在加熱時(shí)氣泡和子晶近于同時(shí)消失, 溫度約為383~406℃, 溫度較為集中。
表1 流體包裹體顯微測溫結(jié)果
4.4.1 單個(gè)流體包裹體的激光拉曼探針分析
石英中AV類流體包裹體的激光拉曼顯微探針分析結(jié)果顯示, AV1類包裹體氣、液相成分以H2O為主(圖11a、11b); AV2類包裹體氣相成分主要為CO2、N2(圖11c), 有些純氣相包裹體中還檢測到C2H4、C2H6(圖11d)。
圖11 石英-鉀長石囊團(tuán)中流體包裹體激光拉曼譜圖
4.4.2 包裹體中子礦物的SEM/EDS分析
顯微巖相學(xué)觀察發(fā)現(xiàn)ADV類流體包裹體中常見多種(圖10a~10c), 包括透明和不透明兩類。透明子礦物常具有一定的晶型, 加熱至一定溫度(378~470℃)可熔化, SEM/EDS分析顯示其為石鹽(圖12a)和鉀石鹽(圖12b)。另有一些子礦物加熱至500℃以上仍不熔化, SEM/EDS分析主要為以下幾種子礦物: ① 具有立方體晶型, 能譜分析顯示具有明顯的Fe和S的峰值, 應(yīng)為黃鐵礦(圖12c); ② 半透明, 菱面體晶型, 能譜分析顯示具有Fe、Mn和C的峰, 可能為鐵錳碳酸鹽, 與石鹽子礦物共生(圖12d、12e); ③ 不透明, 能譜分析顯示具有Cu、Fe和S的峰值, 應(yīng)為黃銅礦(圖12f)。
圖12 石英-鉀長石囊團(tuán)流體包裹體中子礦物背散射(BSE)和X射線能譜圖(EDS)
4.4.3 單個(gè)包裹體成分的LA-ICP-MS分析
本次主要對(duì)石英-鉀長石脈中含石鹽子礦物的高鹽度流體包裹體進(jìn)行了成分分析。由于包裹體尺寸較小, 獲得的LA-ICP-MS分析測試結(jié)果有限, 僅有的數(shù)據(jù)顯示石英中含子礦物多相包裹體中除了明顯的Na、K、Cl峰外, Fe、Mn、Pb、Zn、As、Cu、Sb、Ba、Sr、La、Ce也明顯高于背景值, 表明流體中富含多種成礦金屬元素(圖13), 高的Fe、Mn、Cu含量也與流體包裹體中黃鐵礦、鐵錳碳酸鹽和黃銅礦子礦物的結(jié)果吻合。
圖13 石英-鉀長石脈中高鹽度流體包裹體的LA-ICP-MS譜圖
巖漿流體出溶在巖漿-熱液系統(tǒng)中發(fā)揮著關(guān)鍵作用, 出溶流體可攜帶大量的成礦金屬元素并富集,進(jìn)而形成與巖漿熱液有關(guān)的金屬礦床(Shinohara, 1994; Kamenetskyetal., 1999)。迪彥欽阿木礦區(qū)侵入巖不發(fā)育, 僅見呈脈狀侵位的細(xì)粒正長巖和閃斜煌斑巖, 且脈體平直, 有時(shí)可見顯微尺度的細(xì)粒正長巖脈, 表明巖漿具有低黏度的特征。前人研究表明, 堿質(zhì)、F、CO2、H2O的存在可以有效降低巖漿的黏度和固相線溫度, 富水的堿性硅酸鹽熔體的溫度可以低到350℃(Huangetal., 2009), 低黏度和低的固相線溫度可以使熔體沿?cái)嗔焉锨种翜\部, 并造成巖漿中出溶流體的溫度明顯低于一般云英質(zhì)巖漿出溶流體(Ackersonetal., 2018)。低黏度也有利于巖漿流體的出溶和聚集。巖漿中流體出溶造成的巖漿淬冷導(dǎo)致了正長巖的細(xì)粒結(jié)構(gòu)。從細(xì)粒正長巖的結(jié)構(gòu)及其中的石英-鉀長石囊團(tuán)產(chǎn)狀可推測, 巖漿快速侵位造成的減壓沸騰可能是流體出溶的主要機(jī)制。本次對(duì)代表巖漿出溶流體記錄的石英-鉀長石囊團(tuán)和脈體中螢石和石英中流體包裹體的顯微測溫結(jié)果表明, 其均一溫度并不高(<457℃), 這可能與巖漿中富堿和多種揮發(fā)分(如F、CO2、H2O)有關(guān)。石英-鉀長石囊團(tuán)中普遍發(fā)現(xiàn)螢石, 石英流體包裹體中發(fā)現(xiàn)有黃玉和碳酸鹽子礦物, 這些均表明巖漿是富F和CO2的。
從石英-鉀長石囊團(tuán)中礦物的生成順序可以看出, 螢石先于石英結(jié)晶, 螢石中流體包裹體組合為氣液兩相富液相流體包裹體和富氣相包裹體,高鹽度流體包裹體不發(fā)育, 流體為低鹽度、含CO2流體, 表明早期巖漿出溶流體為含CO2的低鹽度流體。與水相比, CO2在巖漿中的溶解度受壓力的影響明顯高于水, 因此減壓會(huì)首先造成CO2出溶, 因此早期流體中更富CO2, 這也可以從螢石中流體包裹體氣相中更富CO2得到證實(shí)。石英中的流體包裹體組合為含子晶的高鹽度包裹體、富液相流體包裹體和富氣相流體包裹體, 且含子礦物的高鹽度流體包裹體與富氣相流體包裹體具有相似的均一溫度, 顯示了沸騰包裹體組合的特征, 表明巖漿流體出溶后經(jīng)歷了流體的沸騰作用。流體包裹體中子礦物的SEM/EDS結(jié)果表明, 除石鹽子礦物外, 其中還發(fā)現(xiàn)有鉀石鹽、黃鐵礦、黃銅礦和鐵錳碳酸鹽子礦物, 表明成礦流體中富含F(xiàn)e、Mn、Cu等成礦金屬。LA-ICP-MS分析結(jié)果也表明, 流體中除含有Cl、Na、K外, 其Fe、Cu、Sr、Ba、Ce、La也顯示了明顯的峰, 表明出溶流體富含多種成礦金屬及Sr、Ba、REEs。
(1) 迪彥欽阿木鉬礦區(qū)細(xì)粒正長巖中發(fā)育大量石英-鉀長石囊團(tuán), 是巖漿出溶流體的直接記錄, 其中輝鉬礦的發(fā)現(xiàn)表明成礦與正長巖出溶流體有關(guān)。石英-鉀長石囊團(tuán)中螢石的發(fā)現(xiàn)及石英和螢石中大量發(fā)育的流體包裹體表明成礦巖漿具有富F、CO2和H2O的特征。富堿和揮發(fā)分造成巖漿具有低黏度和低固相線溫度,因此有利于巖漿的快速上侵和流體出溶。
(2) 鉀硅化蝕變礦物組成和流體包裹體巖相學(xué)、顯微測溫和成分分析結(jié)果表明, 巖漿出溶流體具有中高溫(~457℃)、中低鹽度、富F和含CO2的特征, 出溶流體中富含Mo、Pb、Zn、Fe、Cu、Sr、Ba、REEs等多種成礦元素。
(3) 螢石和石英中流體包裹體組合特征表明, 巖漿出溶流體經(jīng)歷了流體沸騰作用, 螢石的結(jié)晶造成的流體中F-含量降低及流體沸騰造成的CO2逃逸可能是輝鉬礦沉淀的主要原因。