从流体包裹体研究探讨金属矿床成矿条件

根据作者多年来对流体包裹体的研究成果，参考了国内外的研究结论，提出了一个新的成矿流体分类方案，并评述了我国若干典型金属矿床的研究状况，由此探讨了金属矿床的形成机制。     

成矿流体的流体包裹体同位素示踪探讨

流体包裹体中流体的同位素组成,广泛应用在推测流体来源及确定流体成矿年龄方面。由于流体包裹体一般是多成因及多期的,在用流体同位素研究成矿流体时,需要注意到注流体包裹体的捕获是否与成矿同期。本文主要以Ｒｂ－Ｓｒ同位素为例探计了流体包裹体包裹体同位素在成矿流体来源及确定成矿年代方面的意义。     

滇西大平掌铜多金属矿床流体包裹体研究

大平掌铜多金属矿床由块状硫休物矿体（上部）和细脉浸染状矿体（下部）组成。前者的包裹体型简单,均一温度、盐度和捕获压力较低,后者以包体类型复杂、均一温度及捕获压力较高为特征,其差异与成矿流体演化有关,研究表明,成矿液体以富Ｋ＾＋、Ｎａ＾＋、Ｃｌ＾＋、ＳＯ＾２－４、Ｆ＾－、ＣＯ２和ＣＯ为主,属中低温、中盐度的Ｋ质溶液,主要来源于海水,并有深部岩浆水的混合。     

流体包裹体成分分析研究

笔者在日本研修期间学习和了解了先进的流体包裹体成分分的方法,其中包括分析群体包裹体液相成分的ＩＣＰ－ＭＳ和ＰＩＸＥ分析方法;分析单个包裹体液相成分的ＬＡ－ＩＣＰ－ＭＳ方法,ＬＲＭ,ＦＴ－ＩＲ单个包裹体气相成分分析方法等。这些方法极大地提高了包裹体成分分析的水平,促进了包裹体研究的发展,本文简要介绍这几种流体包裹体成分分析方法和其它包裹体研究方法及笔者的一些研究成果,以供国内同行借鉴和共同探讨。     

流体包裹体研究进展

本世纪前十年(2001年-2010年),国内流体包裹体的研究和应用都有了很大的进展。本文就流体包裹体研究的几个主要方面——包裹体流体体系PVTX性质的模拟、人工合成流体包裹体、成矿流体和成矿机制研究以及油气包裹体和成藏过程研究等——进行了总结。国内包裹体流体体系PVTX性质的模拟研究已经达到国际水平,各种天然流体体系的状态方程被应用于包裹体研究中。结合国际上流行的流体包裹体合成技术,国内学者利用人工流体包裹体,已经开展了流体包裹体形成机理、包裹体中流体体系相平衡和流体包裹体分析设备标定的研究工作。成矿流体和成矿机制研究仍然是流体包裹体的主要应用领域,一些国际前沿的新技术和新方法,如金属矿物中流体包裹体的红外显微测温技术,单个流体包裹体成矿元素的LA-ICP-MS测定方法,以及流体包裹体组合(FIA)研究方法等,被国内学者在研究中采用。油气包裹体研究越来越受到石油地质学家的重视,其在油气成藏机理尤其是油气充注以及成分演化史研究中发挥着日益重要的作用。除了上述主要研究领域,利用熔体包裹体研究地幔流体,通过超高压变质岩中流体包裹体研究变质流体,应用表生环境下蒸发岩(石盐)中的流体包裹体研究古气候,这些方面也都取得了很好的研究成果。本世纪的前十年,国内流体包裹体研究与国际研究紧密结合,中国学者创立的ACROFI系列会议目前也已经成为国际流体包裹体界的重要系列会议之一。     

云南思茅大平掌铜多金属矿床流体包裹体特征及其成矿意义

大平掌铜多金属矿床由块状硫化物矿体（上部）和细脉浸染状矿体（下部）组成。前者的包裹体类型简单,均一温度、盐度和捕获压力较低;后者以包裹体类型复杂、均一温度及捕获压力较高为特征。其差异与成矿流体演化有关。研究表明,成矿流体以富K＋、Na＋、Cl－、、F－、CO2和CO为主,属中低温、中盐度的K质溶液,主要来源于海水,并有深部岩浆水的混合。     

广西栗木锡铌钽多金属矿床成矿流体包裹体特征

综合研究广西栗木矿田香粉厂、老虎头、牛栏岭、金竹源矿床矿石中的石英流体包裹体,结果表明,成矿热液矿物中的原生流体包裹体类型主要为纯液相包裹体,其次为气液两相包裹体。香粉厂矿床流体包裹体的均一温度平均值为203.5℃,盐度为5.54wt%NaCl,密度0.885g/cm3,压力为55.31MPa,成矿深度为5.94km;老虎头矿床流体包裹体的均一温度平均值为168℃,盐度为6.50wt%NaCl,密度0.934g/cm3,压力为46.72MPa,成矿深度为5.42km;牛栏岭矿床流体包裹体的均一温度平均值为187℃,盐度为5.03wt%NaCl,密度0.919g/cm3,压力为46.00MPa,成矿深度为5.37km;金竹源矿床流体包裹体的均一温度平均值为178℃,盐度为5.54wt%NaCl,密度0.913g/cm3,压力为48.42MPa,成矿深度为5.51km,总体属中低温度、低盐度、中等密度的体系;表明该矿床形成于中深成环境。     

不同成矿阶段流体包裹体气相成分的四极质谱测定

四极质谱法测定的爆裂温度曲线，可区分出不同成矿阶段群体包裹体温度区间，并分别测定其气相组成。代表不同成矿阶段的包裹体气相组成有明显差异。本研究表明用四极质谱法测定同一样品中不同成矿阶段的包裹体气相组分是可行的，拓宽了成矿流体研究的思路，为研究多期次成矿流体的来源、演化和解译矿床成因提供了新的方法、手段。     

翠宏山铁多金属矿床成矿流体包裹体及硫同位素特征

对翠宏山铁多金属矿床成矿早期阶段钨钼矿体中的石英、成矿晚期阶段铅、锌、铜矿体中的萤石流体包裹体特征及均一温度、盐度的研究表明,从早期钨钼成矿阶段至晚期铅、锌、铜成矿阶段,侵入体内接触带至外接触带,经历了一个温度剧降和盐度显著增加的过程。钨钼成矿阶段成矿流体主要为岩浆热液流体,成矿过程为单一的成矿流体冷却过程; 在晚期铅、锌、铜成矿阶段,来自岩浆中的温度较高的热流体与围岩地层中的大气降水等低温、高盐度流体混合,使成矿流体温度剧降和盐度增高,导致铅、锌、铜等成矿物质的沉淀。辉钼矿和方铅矿的δ34S ( × 10-3 ) 测试结果表明,侵入体内接触带钨钼矿体的成矿物质主要来自岩浆热液; 围岩地层中铅、锌、铜矿体的成矿物质,除岩浆热液来源外,部分可能来自雨水对地层中硫酸盐岩中硫及其他成矿物质的淋滤。     

粤东莲花山断裂带高山寨钨多金属矿床流体包裹体研究

高山寨钨多金属矿床处于粤东梅州地区,位于莲花山断裂带的北西侧,属新华夏系第二个隆起褶皱带南段与南岭东西复杂构造带南缘交接复合部位。研究基于详细的岩相学观察,对该矿床含矿石英脉中的10个石英包裹体片中流体包裹体进行显微测温和激光拉曼光谱分析,从而为探讨其流体性质及成矿机制提供依据。通过研究分析,该矿床主要有五种类型流体包裹体,分别为:富液相、富气相、纯液相、纯气相以及含CO_2三相流体包裹体。选取富液相流体包裹体和少量的含CO_2三相流体包裹体进行测温。据温度测试结果推测,石英中的流体包裹体经历至少两次流体活动。富液相流体包裹体均一温度分布较广(156℃～380℃),可分为低温区间(181℃～240℃)、高温区间(261℃～338℃);含CO_2三相流体包裹体的均一温度(290℃～347℃)与富液相的流体包裹体均一温度高温区间的较为一致,但三相流体包裹体盐度(0.4%～4.9%)低于富液相包裹体(1.2%～12.5%)。从本次实验结果推测高山寨钨矿床成矿机制为:在成矿流体演化过程中,高温阶段发生流体沸腾作用,导致部分金属矿物发生沉淀;低温阶段成矿流体经历了自然冷却作用及与低温低盐度的流体混合作用,导致金属矿物沉淀富集成矿。     

东天山康古尔塔格金矿带两类的成矿流体地球化学特征及流体来源

东天山古尔塔格金矿带位于塔里木地块东北部晚古生代阿齐山－雅满苏岛孤带的北缘。金矿庆主要类型有与脆韧性剪切带有关的蚀变岩型金矿、岩浆热液石英脉型金矿和浅成热液石英脉型金矿,从矿物流体包裹体的类型,均一温度、流体盐度、压力及气液相成分等资料,可将该金矿流体类型划归为浅成热液和中深成热液两类。浅成热液类表现为流体包裹体类型简单,低盐度,低压力,低ＣＯ２／Ｈ２Ｏ和Ｎａ＾＋／Ｋ＾＋比值,中深成热液类表现为包     

与花岗质岩浆系统有关的石英脉型钨矿和斑岩型铜矿成矿流体特征比较

文中对比了与S型花岗岩有关的石英脉型钨矿和与I型（及少数A型）花岗岩类有关的斑岩型铜矿床的成矿流体特征。它们的共同点在于成矿流体都由岩浆流体演化而来,在后期逐渐有大气降水的加入。差异性在于：（1）石英脉型钨矿成矿流体主要属于中—中高温、中—中低盐度的NaCl-H2O±CO2体系,而斑岩型铜矿属于中高-高温、高盐度的Na...     

流体包裹体及石英LA-ICP-MS分析方法的建立及其在矿床学中的应用

流体包裹体LA-ICP-MS(激光剥蚀-电感耦合等离子体质谱仪)分析具有高精度、低检测限、多元素同时微区原位检测的特点,因此在精细刻画成矿过程、深入揭示成矿机理方面具有传统方法无可比拟的优势。通过人工合成石英Na Cl-H2O-Rb-Cs和Na Cl-KCl-Ca Cl2-H2O-Rb-Cs流体包裹体,使用NIST610为外标、显微测温Na Cl等效盐度(电价平衡方法)为内标,建立了流体包裹体L A-ICP-MS分析方法。分析结果的相对误差在±16%以内,绝大部分在±10%以内,相对标准偏差(RSD)小于7%。同时结合国际上推荐的石英标样,使用NIST610为外标、无内标法,建立了石英微量元素LA-ICP-MS分析方法。分析结果表明,石英中主要元素Li、Al和Ti的相对误差在±10%以内,相对标准偏差小于5%。利用建立的方法对鲁西早白垩世王家庄Cu-Mo矿开展了应用研究,结果显示该矿富气相包裹体更富Cu,而含子矿物包裹体富Mo,暗示Cu和Mo可能具有不同的搬运机制,Cu更倾向于气相,Mo则倾向于进入液相,结合流体沸腾现象的存在,这可能是导致该矿上铜下钼分带沉淀的重要因素。此外,从早期岩浆成因石英到成矿期热液石英以及成矿期后石英,微量元素具有明显的Ti降低而Al升高的趋势,暗示成矿元素Cu、Mo的沉淀可能同时还受到温度和流体酸碱度变化的控制。     

Fluid inclusions in hydrothermal ore deposits

The principal aim of this paper is to consider some of the special problems involved in the study of fluid inclusions in ore deposits and review the methodologies and tools developed to address these issues. The general properties of fluid inclusions in hydrothermal ore-forming systems are considered and the interpretation of these data in terms of fluid evolution processes is discussed. A summary of fluid inclusion data from a variety of hydrothermal deposit types is presented to illustrate some of the methodologies described and to emphasise the important role which fluid inclusion investigations can play, both with respect to understanding deposit genesis and in mineral exploration. The paper concludes with a look to the future and addresses the question of where fluid inclusion studies of hydrothermal ore deposits may be heading in the new millenium.     

不同类型热液金矿系统的流体包裹体特征

为使流体包裹体研究结果得到较好的解释,避免矿床地质描述与流体包裹体研究结果发生矛盾,本文试图以金矿床为例,建立科学而简便易行的矿床地质与包裹体特征之间的链接。为此,本文简单评述了现有金矿床成因分类方案,建议以主导成矿系统发育的地质作用特征划分5种类型：①浆控高温热液型,包括斑岩型、爆破角砾岩型、铁氧化物型、夕卡岩型等岩浆热液型矿床;②造山型,即变质热液型;③浅成低温热液型——陆相火山岩一次火山岩中的改造热液型;④微细粒浸染型（卡林型或／类卡林型）——沉积岩容矿的改造热液型;⑤热水沉积型（VMS型和SEDEX型）——水下喷出地表的改造热液型。然后,分别介绍了5类成矿系统的标志性地质和流体包裹体特征,找出了它们之间具有成因标志意义的关键性差异;将成矿流体分为改造、变质和岩浆3个端元性成分,发现多数热液矿床具有多阶段多因复成的特点,晚阶段流体均为改造热液或有大量改造热液注入,因此指出,晚阶段的流体、蚀变和矿化特征不能用于判别矿床成因和类型,只有早阶段的特征才能准确指示矿床成因和类型。改造热液以低温、低盐度、低CO2含量为特征,主要来自大气降水和／或海水;变质热液以中温、低盐度、高CO2含量为特征,而岩浆热液则以高温、高盐度、高CO2含量为特征;岩浆热液矿床发育含多种子晶包裹体和高盐度富CO2的包裹体,变质热液矿床发育低盐度富CO2包裹体,改造热液矿床总体缺乏含子晶包裹体和富／含CO2包裹体,大量发育水溶液包裹体。最后,讨论了各类成矿系统发育的岩石圈构造背景,如造山型矿床形成于地壳挤压造山．变质．隆升过程,热水沉积型矿床形成于地壳拉张成盆过程,古生代或更早的浅成低温热液型矿床只能保存在增生型造山带等,提出矿床及其包裹体是研究大陆动力学的理想探针。     

中国萤石矿床流体包裹体研究进展

流体包裹体研究是揭示成矿流体来源与演化的重要手段,而萤石是流体包裹体研究的理想对象。本文选取中国主要萤石矿集区32个典型矿床为研究对象,总结了流体包裹体岩相学特征,并按不同矿床类型统计原生流体包裹体显微测温结果,探讨了萤石沉淀成矿机制。结果表明,岩浆期后热液型、火山—次火山热液型及热卤水型萤石矿床流体包裹体均一温度（集中在120℃~240℃）、密度（主要为0.8~1.0 g/cm³）相近,热卤水型萤石矿床成矿流体盐度高于岩浆期后热液型和火山—次火山热液型矿床。从成矿早期到晚期,大多数矿床成矿流体的盐度、温度逐渐降低。中国萤石矿床总体呈现浅成低温热液成矿的特征。地质事实和已有文献资料表明,萤石沉淀成矿的主要的机制可能不是水—岩反应,而是降温冷却和流体混合,不同矿床萤石主要沉淀成矿机制可能不同。水—岩反应主要在成矿物质集聚过程起重要作用。在总结前人研究的基础上,本文认为当前萤石矿床流体包裹体研究面临的主要问题是：1）流体包裹体组合（FIA）方法在显微测温上应用不足;2）流体包裹体成分分析以定性为主;3）成矿压力、深度估算方法适用性较低。针对这些问题,提出了相应的解决建议,以期推动萤石矿床流体包裹体研究进一步发展。

     

滇西笔架山锑矿床地质特征与流体包裹体研究

滇西巍山笔架山锑矿床位于三江复合造山带之兰坪-思茅盆地中段,属于巍山-永平多金属成矿带的重要组成部分。矿体主要赋存在黑惠江背斜上三叠统碳酸盐岩-泥页岩建造中,矿体严格顺层产出。热液成矿期可进一步分为两阶段,Ⅰ阶段以发育辉锑矿与萤石为标志,此阶段为矿化主阶段;Ⅱ阶段发育萤石-石英-碳酸盐,无锑矿化;表生期发育次生氧化物锑华等。笔架山锑矿床脉石矿物中流体包裹体类型单一,以发育气液两相水溶液包裹体为主。Ⅰ阶段流体包裹体均一温度集中在145~185℃,Ⅱ阶段集中在125~155℃;各阶段流体显示中低盐度特征(多6%Na Cleqv)。矿床地质特征、流体包裹体及同位素综合分析表明,笔架山锑矿床显示层控沉积-改造型热液矿床的特征,硫、锑成矿物质主要来自研究区上三叠统三合洞组和挖鲁八组地层,而与萤石沉淀有关的流体可能来源于地层建造水或盆地卤水与大气降水的混合。     

内蒙古阿巴嘎旗必鲁甘干钼铜矿床成矿流体演化与成矿机制

必鲁甘干钼铜矿床位于内蒙古阿巴嘎旗境内,二连-东乌旗成矿带东段,自2007年发现以来,已探明钼金属量已超过16万吨,达到大型规模。矿床赋存于印支期花岗斑岩和二叠系上统林西组接触带附近,含矿带呈NNE向展布,向SE缓倾。必鲁甘干钼铜矿床成矿阶段可划分为早、主、晚三个阶段,早阶段以硅化和钾长石化蚀变及浸染状和星点状矿化为特征,矿化较强;主阶段以硅化和绢云母化蚀变和发育乳白色含矿石英脉为特征,矿化很强;晚阶段以硅化、碳酸盐化、青磐岩化和粘土化蚀变以及发育石英方解石细脉为特征,矿化较弱。石英中流体包裹体类型主要有富液相水溶液包裹体(L型)、富气相水溶液包裹体(V型)和富CO_2包裹体(C1和C2型)。早阶段发育大量L型和少量C1型包裹体,主阶段发育大量L型和C1型以及少量V型和C2型包裹体,晚阶段主要发育L型包裹体,个别样品发育少量C1型包裹体。早、主、晚阶段均一温度分别为210~354℃、182~351℃、128~312℃,盐度分别为3.6%~9.2%NaC leqv、2.6%~9.2%NaC leqv、2.8%~9.6%NaC leqv。主阶段成矿温度、压力为232~269℃、0.54~1.55kbar;三个阶段成矿深度分别约为8.1~5.8km、5.7~5.5km、3.9~2.6km。从早阶段到晚阶段,成矿流体由中温、中等盐度、富CO_2的NaCl-H_2O-CO_2体系向中低温、低盐度、贫CO_2的H_2O-NaC l体系演化。成矿流体在演化过程中由于周期性压力脉动而导致发生流体不混溶,其可能是成矿元素发生聚集、沉淀形成矿床的重要机制。由必鲁甘干钼铜矿床围岩蚀变("贫水蚀变")、成矿流体成分(NaCl-H_2O-CO_2体系)和成矿深度(主阶段成矿深度约5.7~5.5km)推测其属陆内环境斑岩矿床。     

超高压变质流体的组成与演化：中国大陆科学钻探工程主孔岩心的流体包裹体研究

中国大陆科学钻探工程主孔位于大别-苏鲁超高压变质带东段的江苏东海县,孔深为5100m,其上部2050m钻遇的岩石主要为榴辉岩,其次是正、副片麻岩、石榴橄榄(辉石)岩以及少量片岩和石英岩。它们经历了超高压变质作用和随后的角闪岩相退变质作用。通过对上述各种岩石的详细流体包体观察和RAMAN光谱分析,发现了五种不同成分的流体包裹体:(1)中-低盐度水溶液包裹体(Ⅰ型),呈原生的孤立和小群存在于榴辉岩和片麻岩锆石的岩浆核和超高压变质边缘,或存在于绿辉石、黝帘石和被绿辉石包裹的方解石和石英中,偶尔呈出溶包裹体产于磷灰石中,而主要沿绿辉石、石榴石、蓝晶石、黝帘石和石英等矿物的穿颗粒裂隙分布;也呈孤立和小群产于切穿榴辉岩的方解石脉和片麻岩重结晶石榴石和绿帘石中;(2)CO2(±CH4)-H2O包裹体(Ⅱ型),存在于锆石的岩浆核和变质边缘,或沿石英裂隙分布;(3)含石盐±SiO2±CaCO3的复杂盐水包裹体(Ⅲ型),呈原生流体包裹体产在榴辉岩的绿辉石中,与石英出溶棒一起平行于绿辉石的C轴分布,或产在石榴辉石岩透辉石的晶内裂隙中;(4)富CO2包裹体(Ⅳ型),在榴辉岩的石英中随机分布;(5)单气相包裹体(Ⅴ型),沿各种矿物穿颗粒裂隙分布。流体包裹体产状及其与捕获时代关系表明,Ⅰ型和Ⅱ型包裹体可以出现在超高压变质岩原岩、峰期变质和退变质各阶段。Ⅲ型包裹体出现在超高压变质岩的早期减压退变质阶段。而Ⅳ型和Ⅴ型包裹体主要形成于角闪岩相及更晚的退变质阶段。本研究的主要认识是:(1)低盐度H2O和CO2流体在进变质、超高压变质和退变质作用各阶段均有存在,这表明在整个超高压变质演化过程中流体具有继承性。(2)超高压变质岩原岩和角闪岩相退变质岩中存在较丰富的流体包裹体,但在超高压峰期捕获的流体包裹体却很少见,这表明丰富的原岩流体或在超高压进变质过程中被排出岩石体系,或进入含水超高压矿物和结合进名义无水矿物。(3)复杂成分原生流体包裹体的发现证明在超高压变质峰期后的早期减压退变质阶段存在一种高盐度似熔体流体,名义上的无水矿物在超高压条件下可以保存相当量的流体,并在退变质过程中分离出来,产生流体-岩石相互作用。(4)角闪岩阶段的流体包裹体具有各种不同的化学组成,且在局部富集,推测可能有部分外部加入的流体。(5)流体包裹体类型、丰度和成分在不同岩石类型中和不同钻孔深度都存在明显差异,表明超高压变质作用过程中没有大规模的透入性流体活动。(6)根据超高压变质峰期包裹体等容线得到的压力值大大低于根据矿物温压计获得的近峰期变质压力,这表明包裹体的密度在捕获后发生了改变。这些改变是由于流体渗漏、部分爆裂和流体-岩石相互作用所引起。