成矿流体及其O、H同位素组成
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发布时间：2022-05-16 16:54
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时间：2023-11-02 19:52
本次共选择了7件含矿石英脉用于流体包裹体研究。显微测温工作在中国地质大学(北京)流体包裹体实验室完成。将样品磨制成厚0.25～0.3mm的包裹体片，首先进行流体包裹体岩相学观察，然后选择有代表性的原生包裹体进行显微测温实验。测试所用冷热台型号为LinkamTHMSG-600，测温范围为－196℃～+600℃。测试温度在30℃以下，测试精度为±0.1℃。温度在30℃以上时，测试精度为±1℃。测试时，采取先冷冻后升温的方法，防止包裹体爆裂。
观察发现:石英、方解石中发育有大量流体包裹体，空间上大多随机分布。根据卢焕章(2004)分类方案，仅有液体包裹体，未见其他类型包裹体。液体包裹体由盐水溶液和气泡两相组成，加热后均一到液相;形态有椭圆形、长条形及不规则形，大小较为均一，多为2～6μm，个别可达14μm;气液比变化范围大，平均为12%，不含子矿物(图3-7)。
图3-7 莱历斯高尔矿区石英(a、b、c)、方解石(d)中流体包裹体显微照片
利用LinkamTHMSG-600冷热台共获得了128个均一温度，73个冰点，测温结果见表3-5。①均一温度变化幅度大，大多为180℃～360℃，平均268℃，从图3-8中可以明显看出成矿为两期;冰点变化小，直方图中峰值区间为－4.5℃～－3.5℃，均值－3.9℃。②气液比高，均一温度也高。③根据样品温差变化特征，可以将样品分为两类:160℃～267℃;246℃～352℃。显示了不同的脉动成矿作用。
表3-5 莱历斯高尔矿区流体包裹体测温结果
注:斜线前为最低和最高值，括号内为统计数，斜线后为平均值。
所测成矿期脉石矿物中未见含子矿物包裹体，且本次测试得到的流体包裹体冰点数据均指示其流体盐度很低。用Bodnar(1993)获得的低盐度下H2O-NaCl体系中盐度-冰点关系式:w=0.00+1.78θ－0.0442θ2(0.000557θ3(w为NaCl的质量分数，θ为冰点下降温度，即所测冰点的绝对值)。计算盐度w(NaCleq)为2.24%～8.81%，集中于5%～8%。表明莱历斯高尔－3571铜钼矿的成矿流体盐度较低。流体盐度是判断流体来源的一个重要标志。低盐度说明成矿流体既可以是岩浆热液，也可以是变质热液或大气水热液(朱文戈等，2006)。
根据均一温度和盐度，采用(刘斌等，1999)密度计算公式:ρ=a+bth+cth2(a，b和c均为无量纲参数)，得到流体密度(g/cm3)为0.63～0.99，集中于0.74～0.94。随着温度下降，流体密度增加。
图3-8 莱历斯高尔－3571铜钼矿流体包裹体均一温度、冰点直方图
总体来看，莱历斯高尔－3571铜钼矿的流体包裹体显示了中高温、低盐度、低密度的特征。这一特征可能显示晚期蚀变阶段，代表被岩体加热的循环地下水或者是岩浆与地下水之混合(卢焕章等，2004;肖庆华等，2007)。
根据流体包裹体的均一温度和流体盐度，采用邵洁涟(1988)计算流体压力经验公式P=P0th/t0(式中P0=219+2620w，t0=374+920w，w为盐度，th为均一温度)计算均一压力为11.68～33.15MPa，主要集中在15～31MPa。随着温度下降，均一压力下降。
成矿深度是研究矿床成因和勘查潜力的重要依据，而根据流体包裹体捕获压力估算成矿深度是最受欢迎的方法。由孙丰月等(2000)引入Sibson(1988)断裂带流体垂直分带规律推出的深度和压力之间分段关系式，即测得的流体压力＜40MPa时，用静水压力梯度来计算，即用压力除以静水压力梯度(10MPa/km)，求得成矿深度范围为1.12～3.32km，平均2.28km。这一成矿深度与国内外斑岩矿床形成深度1～5km相当(Qinetal.，2002)。
表3-6 莱历斯高尔－3571铜钼矿流体盐度(%)、密度(g/cm3)、成矿压力(MPa)和深度(km)
针对铜钼矿石中矿化蚀变晚阶段生成的石英的O同位素及石英中流体包裹体的H同位素组成分析在中国地质科学院矿产资源研究所同位素地质实验室完成。O同位素组成分析用BrF5法制样，MAT251EM型质谱仪分析，δ18O采用SMOW标准，分析误差为±0.2‰。用爆裂法获取石英流体包裹体中的水，H同位素组成分析用锌法制氢，用MAT-251EM型质谱仪分析，采用SMOW标准，δD分析误差为±2‰。O、H同位素组成分析结果见表3-7。石英δ18OV-SMOW=10.6‰～11.8‰，平均11.0‰，极差1.2‰;依据1000lnα石英-水=4.48×106/T2－4.77×103/T+1.71(郑永飞等，2000)计算石英平衡热液流体中水的δ18OH2OV-SMOW值介于－1.33‰～5.46‰，平均值为3.28‰，极差为6.79‰(T取实测流体包裹体均一温度)。石英流体包裹体中水的δDH2OV-SMOW=－81‰～－101‰，平均值为－94‰，极差20‰。
表3-7 新疆西天山莱历斯高尔－3571铜钼矿石中石英及其流体包裹体的O、H同位素组成分析结果
注:在中国地质科学院矿产资源研究所同位素地质实验室分析，T为包裹体均一温度实测值。
