李理想 李洪奎 韓學林 張玉波 禚傳源

摘要： 膠東棲霞山城金礦是產(chǎn)于太古宙基底變質巖系中的富含銅、鉛、鋅等有益組分的石英脈型金礦床，通過對成礦流體包裹體的研究表明：山城金礦包裹體多成群分布，形態(tài)規(guī)則，其類型以富液體包裹體為主，少部分為H2O CO2三相包裹體。流體包裹體的均一溫度主要分布在150～240℃之間，與鉀交代關系密切的早期成礦溫度為290～310℃，多金屬硫化物石英脈成礦溫度在130～290℃區(qū)間，代表了成礦期的溫度區(qū)間，成礦溫度較鉀交代的溫度明顯偏低。鹽度為0.35%～13.5%，主要集中在3.5%～7%之間，屬低中鹽度，但多金屬硫化物石英脈具有更寬泛的鹽度區(qū)間。壓力介于272～438MPa，平均為337.1MPa，不同礦化類型成礦流體壓力值也存在明顯差異，早期的鉀交代型礦石的成礦流體壓力相對較高，多金屬硫化物石英脈型礦石流體壓力相對較低。山城金礦成礦流體具有早期相對高溫、高壓、高鹽度的流體，晚期成礦流體的溫度、壓力和鹽度值都相對較低，說明成礦流體是連續(xù)演化的過程。

關鍵詞： 包裹體；成礦溫度；鹽度；構造環(huán)境；山城金礦；膠東棲霞

中圖分類號： P618.51 ????文獻標識碼： A ???doi：10.12128/j.issn.1672 6979.2023.02.002

引文格式： 李理想，李洪奎，韓學林，等.膠東棲霞山城金礦流體包裹體特征及其成礦意義［J］.山東國土資源，2023，39（2）：9 16.LI Lixiang， LI Hongkui， HAN Xuelin， et al. Characteristics and Metallogenic Significance of Fluid Inclusion in Shancheng Gold Deposit in Qixia City in Jiaodong Area［J］.Shandong Land and Resources，2023，39（2）：9 16.

0 引言

我國著名的膠東金礦集中區(qū)按金礦產(chǎn)出的空間展布可進一步分為招遠 萊州、蓬萊 棲霞和牟平 乳山3個金礦礦集區(qū)［1 5］，棲霞地區(qū)的金礦床因產(chǎn)于太古宙結晶基底巖系中，前人對金礦成因、物質來源、形成時代等有不同的認識。在20世紀90年代大多數(shù)學者認同變質熱液型金礦，山東代表性的金礦論著亦持此觀點［6 7］，但部分研究者則多將其歸入巖漿熱液范疇［8 10］，認為是白堊紀成礦。李洪奎等認為是膠東金礦系列的自然類型之一，與焦家式、玲瓏式 金礦具有同源同時性［11 13］。棲霞地區(qū)金礦床產(chǎn)于古老變質基底巖系中，以石英脈型金礦為主，破碎帶蝕變巖型金礦次之，并富含銅、鉛、鋅等多金屬成礦物質，其地球化學特征亦與典型的焦家式破碎帶蝕變巖型和玲瓏式石英脈型金礦稍有差異［14 15］。本文以山東棲霞市山城金礦包裹體為研究對象，分析總結山城金礦床在形成過程中金礦成礦流體的組成、性質和金屬礦物沉淀的溫度、壓力等，以探討熱液在成礦過程中的演化，對山城金礦床成因提供地球化學資料支撐。

1 區(qū)域與礦床地質

1.1 區(qū)域地質背景

研究區(qū)位于膠北隆起區(qū)之唐家莊 棲霞變質核雜巖的北部（圖1），變質核雜巖的主體為中太古代唐家莊巖群、新太古代膠東巖群、新太古代棲霞TTG質片麻巖和古元古代荊山群、粉子山群，構成了以太古宙為核以元古宙為環(huán)帶的核幔構造格架［5.16 20］。地層有白堊紀萊陽群、青山群和王氏群及新生代新近系、第四系。侵入巖有新元古代弱片麻狀二長花崗巖和中生代酸性花崗巖，主要為晚侏羅世玲瓏二長花崗巖系列、早白堊世郭家?guī)X花崗閃長巖和偉德山花崗閃長巖 二長花崗巖系列等。NE、NNE向斷裂十分發(fā)育，NW向和近EW向斷裂次之。

1.2 礦區(qū)地質特征

礦區(qū)位于棲霞市東北4km的后夼村一帶，區(qū)內廣泛分布新太古代回龍夼條帶狀細粒含角閃黑云英云閃長質片麻巖、新莊中細粒含角閃黑云英云閃長質片麻巖，在英云閃長質片麻巖中有膠東巖群細粒斜長角閃巖、黑云變粒巖包體，礦區(qū)北部出露有古元古代粉子山群碳酸鹽巖變質巖系，在溝谷中有第四系分布，構造以NNE向斷裂為主，脈巖有閃長巖脈、閃長玢巖脈、閃斜煌斑巖脈、輝綠巖脈、花崗細晶巖脈和石英脈等，在石英脈中普遍具有金礦化顯示。

該礦區(qū)內共發(fā)現(xiàn)大大小小的石英脈十幾條，具規(guī)模者有8條（圖2），共圈定有9個礦體，編號為Ⅰ 1、Ⅰ 2、Ⅰ 3、Ⅰ 4、Ⅱ 1、Ⅴ 1、Ⅷ 1、Ⅷ 2及Ⅷ 3號礦體，其中Ⅰ 4、Ⅷ 2、Ⅷ 3號礦體為主礦體，賦存于黃鐵礦菱鐵石英脈中（圖3a、圖3b）。

含金多金屬硫化物石英脈構成礦體（圖3c、圖3d），走向20°～60°，多向SE傾斜，傾角23°～53°，單脈長150～700m，傾斜延深115～830m，厚度0.10～1.80m，厚度變化系數(shù)63%。石英脈多呈扁豆狀、透鏡狀呈尖滅再現(xiàn)產(chǎn)于斷裂裂隙中，與圍巖界線清楚，成礦階段劃分為石英 菱鐵礦階段、黃鐵礦 鐵礦物階段、多金屬硫化物階段和碳酸鹽化4個階段。

2 流體包裹體研究

2.1 樣品采集與測試分析

樣品采集于山城金礦床南礦區(qū)Ⅷ 2礦體 340m～ 420m中段的金礦石，巖性分別為鉀化碎裂花崗巖、黃鐵絹英巖、多金屬礦化石英菱鐵礦脈和多金屬石英脈，對樣品進行了流體包裹體顯微測溫和成分分析。樣品制作流程為：選擇有代表意義的標本經(jīng)初加工粘片后，進行粗磨→細磨→精磨→拋光成包裹體雙面拋光片，所挑選單礦物石英、黃鐵礦顆粒質量純，不含連生體和雜質礦物，對于個別含有不同期次石英的樣品，對透明石英和灰白色石英分別進行了挑選和分類，單礦物樣品的純度均≥98％，所挑選的測試樣品重量均大于100mg。分析由核工業(yè)北京地質研究院分析測試研究中心完成，流體包裹體顯微測溫檢測方法和依據(jù)為EJ/T1105—1999（礦物流體包裹體溫度的測定），測試儀器名稱為LINKAM THMS600型冷熱臺，批樣編號為7035，測試外部環(huán)境溫度為26℃，濕度為50%。包裹體成分分析儀器為LABHR–VISLabRAM HR800研究級顯微激光拉曼光譜儀，波長為532μm，Yag晶體倍頻固體激光器，掃描范圍100～4200cm 1，測試外部環(huán)境溫度為25℃，濕度為50%。

2.2 流體包裹體巖相學

山城金礦區(qū)礦石主要為黃鐵礦化脈石英、多金屬石英脈、多金屬礦化石英菱鐵礦脈、黃鐵絹英巖、絹英巖化花崗巖和鉀化花崗巖等。

（1）黃鐵礦化石英脈：該黃鐵礦化石英脈內包裹體較為發(fā)育，主要為成群分布，部分為成帶狀分布，包裹體大小主要集中在5～18μm。其中以呈無色 灰色的富液體包裹體與呈透明無色的純液體包裹體為主，局部視域內較為發(fā)育呈無色 淺灰色的H2O CO2三相包裹體（圖4A），呈灰色 深灰色的富氣體包裹體與呈深灰色的純氣體包裹體。

（2）多金屬石英脈：該多金屬礦化脈內包裹體較為發(fā)育，主要為成群分布，部分為成帶狀分布，包裹體大小主要集中在5～12μm。其中以呈無色 灰色的富液體包裹體與呈透明無色的純液體包裹體為主，局部視域內較為發(fā)育呈無色 淺灰色的H2O CO2三相包裹體與呈深灰色的純氣體包裹體（圖4B）。

（3）絹英巖化花崗巖：該絹英巖化花崗巖內包裹體較為發(fā)育，主要為多成群分布，部分為成帶狀分布，包裹體大小主要集中在5～11μm。其中以呈無色 灰色的富液體包裹體與呈透明無色的純液體包裹體為主，局部視域內較為發(fā)育呈深灰色的純氣體包裹體（圖4C）。

（4）多金屬礦化石英菱鐵礦脈：該多金屬礦化石英菱鐵礦脈內包裹體較為發(fā)育，主要為成群分布，部分為成帶狀分布，包裹體大小主要集中在5～18μm。其中以呈無色 灰色的富液體包裹體與呈透明無色的純液體包裹體為主，其次為呈無色 淺灰色的H2O CO2三相包裹體，局部視域內較為發(fā)育呈灰色 深灰色的富氣體包裹體（圖4D）。

2.3 流體包裹體測溫學

流體包裹體和熱液蝕變礦物記錄了斷裂深部流體溫度與流體組分，流體包裹體的均一溫度和壓力能夠反映成礦作用過程中成礦流體的物理化學條件。山城金礦區(qū)流體包裹體顯微測溫、鹽度、壓力統(tǒng)計結果列于表1。山城金礦包裹體類型以富液體包裹體為主，少部分為H2O CO2三相包裹體，成群分布，形態(tài)規(guī)則，大小一般在（3×5）μm～（6×12）μm，多集中在4μm×6μm，其氣液相比一般為10～15，亦有30～50者，其均一相態(tài)95%為液相，VCO2→LCO2和LCO2→LH2O相態(tài)占比較少。

（1）均一溫度：山城金礦床流體包裹體的富液體包裹體均一溫度大都介于100～300℃之間，主要分布在150～240℃之間，峰值均一溫度不明顯。從不同礦化巖石類型來看（圖5），含金黃鐵礦化（多金屬硫化物）石英脈，成礦的均一溫度跨度較大，說明成礦作用持續(xù)時間較長，有利于成礦；而絹英巖化花崗巖和鉀化碎裂狀花崗巖均一溫度均在110～260℃之間變化，主要變化在160～240℃，與成礦的主期溫度大致相當，說明溫度在150～240℃時，成礦物質沉淀和各種蝕變作用最強，也反映了主成礦期的溫度指標。

不同成礦階段的溫度變化顯示（表1）：早期成礦階段的平均溫度為216℃（33個測溫樣品），主期成礦階段的平均溫度為204℃（110個測溫樣品），說明金質的沉淀形成是隨著成礦階段的進程而溫度是逐漸下降的。

包裹體的不同相態(tài)所得的測溫結果是不同的，不同巖礦石類型H2O CO2三相包裹體均一溫度較富液體包裹體均一溫度偏高（表2，圖6），其溫度區(qū)間為250～400℃之間，絹英巖化花崗巖和鉀化碎裂狀花崗巖均一溫度為290～310℃，可能代表了巖礦石開始蝕變的溫度，而250～400℃則代表了巖漿熱液向礦化轉化的溫度區(qū)間。

2.4 流體包裹體物質成分

研究區(qū)內包裹體類型主要為液相包裹體，少量的氣液兩相和H2O CO2三相包裹體。包裹體的物質成分主要是CO2和H2O，個別樣品中有少量CH4存在。這種由液相、氣液相和H2O CO2三相構成的多相包裹體共存，反映了區(qū)內成礦作用經(jīng)歷了流體不混溶的過程，即流體的沸騰作用。對于CH4的存在，是成礦期的還是在熱液過程中從地殼帶入的，尚有待進一步研究。

3 問題討論

成礦流體是熱液礦床形成時最主要的含礦介質，在礦質的活化、遷移和沉淀過程中起著極其重要的作用，流體包裹體是成礦溶液的母液，它可反映成礦時溶液的化學組分及其溫度、壓力等條件，較客觀的反映成礦作用的環(huán)境［25 27］。

山城金礦床中的流體包裹體，形態(tài)多樣，常呈群分布，有主礦物負晶形、圓形、橢圓形及不規(guī)則狀等，且其大小多集中在4μm×6μm，流體包裹體屬以H2O和CO2為主組分的氣液包裹體。山城金礦石英脈中發(fā)育富CO2包裹體、純CO2包裹體和富H2O包裹體，它們代表了成礦期流體。富CO2包裹體和富H2O包裹體均一溫度非常接近，并且在鏡下?？捎^察到這兩種類型的包裹體密切共生，表明山城金礦成礦熱液為共存的CO2/CO2+H2O不混溶體系，含有較多的兩相和三相H2O CO2包裹體，它們是發(fā)生相分離作用后通過不均一捕獲形成的，分別代表共存的兩個端員組分，即富CO2貧H2O相和富H2O貧CO2相。對于不混溶體系，包裹體的均一溫度等于捕獲溫度［2，25 27］，山城金礦床流體包裹體的均一溫度主要分布在150～240℃之間，與鉀交代關系密切的早期成礦溫度為290～310℃，主成礦期即多金屬硫化物石英脈成礦溫度在130～290℃區(qū)間，成礦溫度較鉀交代的溫度明顯偏低，可見隨著成礦作用時間的推移，成礦溫度呈現(xiàn)降低趨勢。即便是同一種礦化類型，不同樣品所測的成礦溫度也有所不同，如多金屬硫化物石英脈所測溫度最低為100℃，最高為300℃，這種溫度差異一方面反映了成礦作用持續(xù)的時間差異，即成礦階段延續(xù)時間較長，更有利于成礦物質的持續(xù)沉淀富集，另一方面可能反映了不同組成或性質不同的流體在同一斷裂系統(tǒng)中發(fā)生的水 巖作用強度不同所致［28］。山城金礦床流體包裹體的鹽度為0.35%～13.5%，主要集中在3.5%～7%之間，屬低中鹽度，但多金屬硫化物石英脈所測鹽度具有更寬泛的區(qū)間，說明與金質沉淀的鹽度區(qū)間更大，但以中低鹽度為主。壓力介于272～438MPa，平均為337.1MPa，不同礦化類型成礦流體壓力值也存在明顯差異。早期的鉀交代型礦石的成礦流體壓力相對較高，其壓力值平均為379MPa；而多金屬硫化物石英脈型礦石，成礦流體壓力相對較低，平均為312MPa。由此可見，成礦流體的壓力值在成礦過程中呈降低趨勢。根據(jù)對膠東地區(qū)典型金礦床成礦流體壓力研究，玲瓏石英脈型金礦的平均壓力值為407.5MPa，而焦家式破碎帶蝕變巖型夏甸金礦平均壓力值為303.2MPa，這說明金礦在大而連通的構造蝕變帶中就位的壓力偏低，而在裂隙充填脈中金礦的形成時的就位壓力則偏高，而山城金礦介于玲瓏式和焦家式金礦之間，可能反映了構造形態(tài)對金礦形成時壓力的調控作用，即在較開放的構造體系下形成金礦的壓力較低，而在相對封閉的構造空間內則形成金礦的壓力則偏高。

需要指出的是，礦物包裹體溶液的化學成分在成礦過程中其變化是復雜的，包裹體溶液化學組分并不是成礦期溫壓狀態(tài)下成礦流體化學組分的真實再現(xiàn)，因為其成礦物質已經(jīng)隨著溫壓條件的變化而沉淀析出，故不能簡單的將包裹體溫壓數(shù)據(jù)等同于成礦時的溫壓條件。

由于山城金礦不同時空階段成礦流體的化學組分及其鹽度、溫度和壓力不同，早期成礦流體是相對高溫、高壓、高鹽度的流體，而晚期成礦流體的溫度、壓力和鹽度值都相對較低，可以認為成礦流體的時空演化是巖漿活熱系統(tǒng)連續(xù)演化的結果。

4 結論

（1）山城金礦包裹體類型以富液體包裹體為主，少部分為H2O CO2三相包裹體，成群分布，形態(tài)規(guī)則，大小多集中在4μm×6μm，其氣液相比一般為10～15，液相占95%，VCO2→LCO2和LCO2→LH2O相態(tài)占比較少。山城金礦床流體包裹體的均一溫度主要分布在150～240℃之間，與鉀交代關系密切的早期成礦溫度為290～310℃，主成礦期即多金屬硫化物石英脈成礦溫度在130～290℃區(qū)間，成礦溫度較鉀交代的溫度明顯偏低。鹽度為0.35%～13.5%，主要集中在3.5%～7%之間，屬低中鹽度，但多金屬硫化物石英脈所測鹽度具有更寬泛的區(qū)間。壓力介于272～438MPa，平均為337.1MPa，不同礦化類型成礦流體壓力值也存在明顯差異，早期的鉀交代型礦石的成礦流體壓力相對較高，多金屬硫化物石英脈型礦石流體壓力相對較低。

（2）山城金礦成礦流體具有早期相對高溫、高壓、高鹽度的流體，晚期成礦流體的溫度、壓力和鹽度值都相對較低，說明成礦流體是連續(xù)演化的過程。

致謝： 野外工作期間，得到了棲霞市金興礦業(yè)有限公司山城金礦林曉輝在資料和取樣方面的幫助，編輯部和審稿人提出了建設性修改建議，在此一并致以特別感謝！

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Characteristics and Metallogenic Significance of Fluid ??Inclusion in Shancheng Gold Deposit in Qixia City in Jiaodong Area

LI Lixiang1， LI Hongkui2， HAN Xuelin2， ZHANG Yubo2， ZHUO Chuanyuan2

（1. Shandong General Brigade of China Building Materials Industrial Geological Exploration Center， Shandong Ji'nan 250100， China; 2. Key Laboratory of Gold Mineralization Processes and Resource Utilization， MNR， Shandong Provincial Key Laboratory of Metallogenic Geological Process and Resource Utilization；Shandong Institute of Geological Sciences， Shandong Ji'nan 250013， China）

Abstract： Shancheng gold deposit in Qixia city ?in Jiaodong area is a quartz vein type gold deposit. It is rich in copper， lead， zinc and other beneficial components. It occurs in Archean basement metamorphic rock series. Through study on ore forming fluid inclusions， it is showed that most of the inclusions in Shancheng gold deposit are distributed in groups with regular morphology. The types are mainly liquid rich inclusions， and a few are H ?2O ??CO ?2 three phase inclusions. The homogenization temperature of fluid inclusions is mainly 150 ～240 ℃. The early mineralization temperature closely related to potassium metasomatism is 290～310℃. The mineralization temperature of polymetallic sulfide quartz veins is 130～290℃， representing the temperature range of the mineralization period. The mineralization temperature is significantly lower than that of potassium metasomatism. The salinity is 0.5%～13.5%， and mainly between 3.5%～7%. It belongs to low and medium salinity， but the polymetallic sulfide quartz vein has a wider salinity range. The pressure is 272～438MPa， with an average value of 337.1MPa. There are also significant differences in the pressure values of ore forming fluids of different mineralization types. The pressure of ore forming fluids of early potassium metasomatic ores is relatively high， while that of polymetallic sulfide quartz vein ores is relatively low. The ore forming fluid of Shancheng gold deposit has relatively high temperature， high pressure and high salinity in the early stage， while the temperature， pressure and salinity of the late stage ore forming fluid are relatively low. It is indicated that the ore forming fluid is a continuous evolution process.

Key words： Inclusions; metallogenic temperature; salinity; tectonic environment; Shancheng gold deposit; Qixia city ?in Jiaodong area