甘肅北山地區(qū)白山堂銅礦地質(zhì)特征及成礦流體研究

陜 亮，鄭有業(yè)，許榮科，張雨蓮，曹 亮

（1.中國地質(zhì)調(diào)查局發(fā)展研究中心，北京100037；2.中國地質(zhì)大學(xué)資源學(xué)院，武漢430074；3.中國地質(zhì)調(diào)查局西安地質(zhì)調(diào)查中心，西安710054；4.中國地質(zhì)調(diào)查局武漢地質(zhì)調(diào)查中心，武漢430205）

甘肅北山地區(qū)白山堂銅礦地質(zhì)特征及成礦流體研究

陜 亮1，鄭有業(yè)2，許榮科2，張雨蓮3，曹 亮4

（1.中國地質(zhì)調(diào)查局發(fā)展研究中心，北京100037；2.中國地質(zhì)大學(xué)資源學(xué)院，武漢430074；3.中國地質(zhì)調(diào)查局西安地質(zhì)調(diào)查中心，西安710054；4.中國地質(zhì)調(diào)查局武漢地質(zhì)調(diào)查中心，武漢430205）

北山地區(qū)是我國重點(diǎn)成礦區(qū)帶，蘊(yùn)含很大的礦產(chǎn)資源潛力。以往工作發(fā)現(xiàn)斑巖型銅礦是北山地區(qū)重要的成礦類型，白山堂銅礦是其代表性斑巖型銅礦，但該礦至今一直未開展成礦流體的相關(guān)研究。本文進(jìn)一步研究礦床地質(zhì)特征，系統(tǒng)開展了礦床流體包裹體研究，發(fā)現(xiàn)其流體包裹體形態(tài)簡單、多為氣液兩相，中低溫（成礦期含礦石英脈均一溫度230℃～260℃及 160℃～170℃，共生黃銅礦爆裂溫度約 301℃）、低鹽度［w(NaCleq)］為 11% ～15%，均值11.32%及 3.4%～7.7%，均值 4.8%）、中等密度（約 0.95～1.00 g/cm3）、中低壓力（約 5×103～101×103kPa）等物理化學(xué)特征，綜合認(rèn)為流體具有中低溫?zé)嵋好}型礦化特征，結(jié)合地質(zhì)特征及近礦外圍一系列環(huán)繞石板泉二長花崗巖分布的中低溫?zé)嵋好}型-矽卡巖型-斑巖型Cu、Fe、Pb和Zn等礦化分帶模式，認(rèn)為白山堂銅礦為中低溫?zé)嵋好}型礦化類型，代表巖漿熱液系統(tǒng)演化到晚期階段的產(chǎn)物，并認(rèn)為環(huán)繞石板泉二長花崗巖周緣的系列斑巖型-矽卡巖型-熱液脈型礦化存在某種聯(lián)系。

斑巖銅礦；成礦流體；白山堂；北山地區(qū)

位于新疆、甘肅、內(nèi)蒙古交接地帶的北山地區(qū)是我國重要成礦區(qū)帶，成礦地質(zhì)背景復(fù)雜，蘊(yùn)含著巨大的礦產(chǎn)資源潛力。不少學(xué)者認(rèn)為該區(qū)是天山成礦帶的東延部分，與東天山土屋-延?xùn)|一帶地質(zhì)背景接近，有形成類似斑巖型銅礦化的潛力[1]。白山堂銅礦是北山地區(qū)目前公認(rèn)的斑巖型中型銅鉛多金屬礦[1-7]。自該礦床完成勘探工作①，先后有學(xué)者針對該礦床的斑巖體開展了巖石學(xué)、年代學(xué)及巖石地球化學(xué)研究，成礦預(yù)測與評價(jià)等工作[1-2,8]。近年來，許榮科等還對區(qū)域上公婆泉-白山堂一線構(gòu)造對斑巖型銅礦化的控制作用及機(jī)理進(jìn)行了研究，提出了斜切近東西向構(gòu)造的北西向構(gòu)造帶控制公婆泉-白山堂一線的斑巖銅礦展布②。盡管已取得了系列研究成果，但對白山堂銅礦成礦流體的研究則基本是空白，難以對其成礦機(jī)理進(jìn)行深入探討。筆者在參與新一輪國土資源大調(diào)查項(xiàng)目過程中，對白山堂礦床成礦流體系統(tǒng)開展了流體包裹體觀察及測溫、流體H-O同位素等研究工作，希望由此了解白山堂銅礦成礦流體性質(zhì)及形成的物化條件，豐富北山地區(qū)斑巖型銅礦的理論研究，并為下一步找礦工作部署提供依據(jù)。

1 區(qū)域地質(zhì)特征

白山堂銅礦位于塔里木地塊東北緣的紅柳園古生代多旋回裂谷帶（圖1）。區(qū)內(nèi)出露的地層主要有薊縣系平頭山群淺變質(zhì)絹云石英片巖、石墨石英片巖、鈣質(zhì)片巖（圖2），侏羅系火山巖和第四系等。薊縣系平頭山群地層褶皺發(fā)育，褶皺形態(tài)復(fù)雜多樣。區(qū)內(nèi)巖漿巖主要為海西期的二長花崗巖，呈近E-W向分布，主要受區(qū)域內(nèi)近東西向構(gòu)造控制。

2 礦區(qū)地質(zhì)特征

礦區(qū)內(nèi)出露地層主要為薊縣系平頭山群淺變質(zhì)絹云石英片巖等，出露的侵入巖主要為淺成侵入的巖墻群，一組近于平行區(qū)域構(gòu)造線方向，呈近EW向分布，形成較早，未見到礦化；另一組呈NE向－近SN向，形成相對較晚，主要的巖性有流紋斑巖和斜長花崗斑巖，與礦化關(guān)系密切③。

礦體主要產(chǎn)于流紋斑巖下盤與平頭山群接觸帶，少量產(chǎn)于圍巖?？煞譃?個(gè)礦帶。其中I礦帶的I、II兩個(gè)礦體占據(jù)整個(gè)礦床的絕大部分儲量（圖2），與I礦體相關(guān)的侵入體為流紋斑巖，它位于礦區(qū)東部，與英安斑巖、石英粗面巖及角礫熔巖等構(gòu)成一個(gè)小雜巖體，雜巖體出露面積約0.35 km2。其西部侵入薊縣系平頭山群（Pm）；走向約NE20°，傾向 SE，傾角 40°～60°，剖面上呈不規(guī)則的“Y”形，巖體枝杈厚10～20m，最厚達(dá)50 m（圖2）。北部和東部被侏羅系地層掩蓋，南部-西南隱伏不顯④；與II礦體相關(guān)的斜長花崗斑巖呈巖墻狀產(chǎn)出，走向NNE，充填早期NE向平移斷裂中[1,3,5]，南東陡傾，規(guī)模較大。

圖1 北山地區(qū)白山堂銅礦區(qū)地質(zhì)簡圖[1]Fig.1 Simplified geologic map ofthe Baishantangcopper deposit in the Beishan area

I礦帶I礦體長1 230 m，平均厚5.58 m，最厚13 m。礦體上部傾角38°～50°，下部較陡，傾角約55°～ 64°，延深至 740 m 尚未尖滅、變窄[3]。II礦體是近年來進(jìn)展較大并主要開采的礦體，主要產(chǎn)于花崗斑巖與平頭山群圍巖接觸部位，產(chǎn)狀與I礦體基本一致，地表出露較少，大部分隱伏。以往根據(jù)采礦進(jìn)度曾認(rèn)為工業(yè)礦體與流紋斑巖相關(guān)，與花崗斑巖關(guān)聯(lián)度不高。但作者近年兩次回訪調(diào)查發(fā)現(xiàn)，采礦已確認(rèn)在花崗斑巖出露處也賦存大量礦體，且已采至地面-170 m，深部礦體仍連續(xù)而不尖滅，礦化出現(xiàn)團(tuán)塊狀黃銅礦礦化及角礫狀黃鐵礦、黃銅礦化，礦化程度明顯強(qiáng)于I礦體-150 m處的浸染狀-細(xì)脈狀黃銅礦化。礦化程度也均較淺部更富。

礦石類型可分為硫化礦石和氧化礦石兩類。硫化礦石中金屬礦物主要有黃銅礦、磁黃鐵礦、黃鐵礦，少量毒砂、赤鐵礦、磁鐵礦、方鉛礦，微量閃鋅礦等。非金屬礦物以石英為主。金屬礦物氧化后形成孔雀石、赤銅礦、藍(lán)銅礦、褐鐵礦，微量黃鉀鐵礬。銅品位約0.84%-1.26%，鉛1.36%～2.94%，Zn1.12%，伴生Ag、Co均已具工業(yè)價(jià)值①。

礦石構(gòu)造常見細(xì)脈浸染狀-浸染狀-稠密浸染狀構(gòu)造、團(tuán)塊狀構(gòu)造、塊狀構(gòu)造、脈狀構(gòu)造等；礦石結(jié)構(gòu)常見晶粒結(jié)構(gòu)、固溶體分離結(jié)構(gòu)、交代熔蝕結(jié)構(gòu)、壓碎結(jié)構(gòu)、花崗變晶結(jié)構(gòu)等。

圍巖蝕變主要有次生石英巖化、黑云母化、硅化、綠泥石化、黃鐵礦化、硫酸鹽化、陽起石化、透閃石化、透輝石化、絹云母化、綠簾石化等，局部蛋白石化①[1-2,4,8]?？梢来蝿澐譃榇紊r化帶-黑云母鉀化帶-綠泥石化帶-弱蝕變帶分帶[1,4,8]。次生石英巖帶為主要賦礦部位，呈條帶狀、透鏡狀產(chǎn)出，以石英（65-80%）為主，硫化物為磁黃鐵礦-黃銅礦-黃鐵礦-毒砂等組合。黑云母鉀化帶，即暗色斑巖帶，棕色-暗色黑云母呈團(tuán)狀-云紋狀集合體。綠泥石化帶由綠泥石、黃鐵礦、綠簾石等，或由陽起石-透閃石（由鈣質(zhì)片巖蝕變而成，可見褐紅色石榴子石矽卡巖中銅鉛礦化）、透輝石、角閃石、綠泥石等組合構(gòu)成，金屬硫化物常見，可見中溫黃鐵礦-黃銅礦-方鉛礦組合，局部可形成CuPb工業(yè)礦體。蝕變巖石普遍呈暗綠色。弱蝕變帶較寬，與原巖呈漸變關(guān)系，沒有截然的界限。巖石片理未變，沿裂隙發(fā)育零星石英、綠簾石、方解石、黃鐵礦等細(xì)脈，局部含CuPbZn斷續(xù)礦化。

圖2 白山堂銅礦礦區(qū)地質(zhì)簡圖（據(jù)文獻(xiàn)[3]修編）Fig.2 Simplified geologic map ofthe Baishantangcopper deposit

成礦作用過程劃分為“熱液成礦期”和“表生礦化期”。前者可分為火山-次火山熱液期與巖漿熱液成礦期?；鹕?次火山熱液成礦期主要發(fā)育強(qiáng)烈硅化和浸染狀自形粒狀黃鐵礦化，巖漿熱液成礦期多以脈狀-細(xì)脈-細(xì)脈浸染狀等礦化切穿早期形成的浸染狀礦化。巖漿熱液成礦期還可分為高溫成礦階段和中低溫成礦階段，高溫成礦階段發(fā)育毒砂、黃鐵礦、磁黃鐵礦（與鎳黃鐵礦呈固溶體分解結(jié)構(gòu)）和黃銅礦（與閃鋅礦呈固溶體分解結(jié)構(gòu)）等，中低溫成礦階段以黃鐵礦-黃銅礦-磁黃鐵礦礦物組合為主要特征。高溫階段毒砂浸染狀-團(tuán)塊狀，單晶自形-半自形短柱狀，等軸狀。晶形較好但含量不高，暗含溫度下降較快的過程。中低溫階段主要發(fā)育黃銅礦、黃鐵礦、白鐵礦及磁黃鐵礦。磁黃鐵礦與黃銅礦呈交代結(jié)構(gòu)，兩者密切共生，數(shù)量上呈正變關(guān)系。黃銅礦結(jié)晶稍晚，形成磁黃鐵礦的圍邊。白鐵礦這種低于350℃的中低溫的黃鐵礦變種指示成礦溫度的進(jìn)一步降低。表生礦化期主要在地表氧化條件下黃銅礦等氧化為孔雀石、銅藍(lán)等，黃鐵礦氧化成褐鐵礦、黃鉀鐵礬，方鉛礦變成白鉛礦和鉛礬等。

3 成礦流體性質(zhì)

3.1 測試方法

巖相學(xué)研究在中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）資源學(xué)院礦石學(xué)實(shí)驗(yàn)室完成。顯微測溫工作在中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）地質(zhì)過程與礦產(chǎn)資源國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室流體包裹體實(shí)驗(yàn)室完成。測溫使用LinkamTH600冷熱兩用臺進(jìn)行相變溫度測定，經(jīng)溫度校正后測定精度為：＜30℃時(shí)為±0.2℃，＞30℃時(shí)為 1～5℃。爆裂溫度均由中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所謝奕漢研究員采用DT-5型礦物包裹體熱爆測溫儀測試，精度±2℃。包裹體氣、液相成分分析由中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所負(fù)責(zé)完成。氣相成分分析過程采用加熱爆裂法提取氣體。儀器及條件：RG202四極質(zhì)譜儀。SME 電壓：－1.KV；電離方式：EI；電離能：50 eV；精密度：＜5%。液相成分分析流程儀器及條件：離子色譜儀，HIC-6A型。淋洗液，2.5 mM鄰苯二甲酸－2.4 mM三（羥）甲基氨基甲烷。流速：陰離子1.2 ml/min，陽離子：1.0 ml/min；重復(fù)測定精密度＜5%。H-O同位素測試由中國地質(zhì)科學(xué)院國土資源部同位素實(shí)驗(yàn)室負(fù)責(zé)完成。

3.2 包裹體特征

所采12件樣品集中于巖漿熱液成礦期的第二階段。其中，11件樣品采于Ⅰ礦帶I、II礦體，1件采于Ⅳ礦帶；樣品礦物中9件主礦物為石英，3件為黃銅礦（表1、表2）。采樣深度約地下150～170 m處。對石英中流體包裹體巖相學(xué)鏡下研究發(fā)現(xiàn)，原生包裹體類型比較簡單，大部分為氣液兩相，極少數(shù)可能為氣相。形態(tài)主要有橢圓形、球形及負(fù)晶形等，少部分呈現(xiàn)為細(xì)長柱狀、長軸狀、短軸狀，另有部分不規(guī)則狀，極少數(shù)卡脖子狀。大小一般為2～10 μm，少數(shù)長條狀包裹體能達(dá)到14 μm。充填度約5%～30%之間，鮮見子礦物，表明成礦流體具有低溫?zé)嵋禾卣鳌０w總體上分為L1和L2兩類。其中，L1包裹體氣液兩相，體積偏大，基本上為6 ～ 10 μm，少數(shù)包裹體能達(dá)到 14 μm，以 I礦體樣品BST09中居多；L2包裹體較小，但豐度極大，具有較強(qiáng)代表性。鏡下觀察發(fā)現(xiàn)大小基本為2-6 μm，一般不超過8 μm。

3.3 均一溫度

測試對象均為主成礦期含礦石英脈中的流體包裹體，包裹體類型均為氣液兩相。根據(jù)不同樣品流體包裹體顯微測溫統(tǒng)計(jì)分析（表1），擬合出均一溫度分布直方圖（圖3）。I礦體均一溫度顯示具有兩個(gè)峰值，其中，BST09樣品均一溫度分布范圍為150℃ ～420℃，峰值約為 230℃ ～260℃；BBST08-9、B-BST08-14的均一溫度峰值約為160℃～170℃，推測二者可能代表了兩次熱液活動的信息。II礦體成礦流體的均一溫度分布于120℃～240℃，其均一溫度整體集中在150℃～180℃之間，整體上形成一個(gè)單一的“峰”，峰值溫度與I礦體均一溫度低峰值極為接近。以上結(jié)果綜合表明白山堂礦床至少經(jīng)歷了兩次熱液活動過程，早期高溫階段均一溫度范圍為150℃ ～420℃，峰值230℃ ～260℃；晚期低溫階段均一溫度分布范圍為120℃～240℃，整體集中于150℃～180℃內(nèi)，峰值約為160℃～170 ℃。

圖3 白山堂銅礦流體包裹體均一溫度直方圖Fig.3 Homogenization temperature histograms offluid inclusions fromBaishantangcopper deposit

表1 白山堂銅礦含礦石英脈中流體包裹體特征及顯微測溫代表性數(shù)據(jù)表Table 1 Characteristics of fluid inclusions and representative microscopic temperature data in the copper-bearing quartz vein of the Baishantang copper deposit

3.4 爆裂溫度

黃銅礦爆裂法測溫結(jié)果如圖4及表2所示（N為溫度范圍內(nèi)氣體爆炸總數(shù)）。爆裂樣品挑選自巖漿熱液成礦期第二階段的黃銅礦-磁黃鐵礦-黃鐵礦礦物組合中。II礦體黃銅礦（B-BST08-3-1）爆裂溫度為301℃；伴生石英（B-BST08-3-2）爆裂溫度為368℃。I礦體黃銅礦（B-BST08-10）爆裂溫度為302℃；伴生石英（B-BST08-9）爆裂溫度為376℃。Ⅳ礦帶黃銅礦（B-BST08-15）爆裂溫度為294℃，與I礦帶也基本一致。黃銅礦的爆裂溫度限定了白山堂銅礦形成時(shí)的最高溫度不超過302℃。

石英樣品B-BST08-3-2、B-BST08-9熱爆曲線形態(tài)中“α-β“相變峰形態(tài)暗示早期I礦體石英溫度高于II礦體[9]，與均一溫度測試結(jié)果相吻合。另外，Ⅳ礦帶黃銅礦樣品B-BST08-15熱爆曲線表明包裹體小而少，表明礦化熱液活動比較微弱，礦體深部的前景不理想，與Ⅳ礦帶所采礦石品位不高相印證。

圖4 白山堂銅礦石英、黃銅礦爆裂曲線圖Fig.4 Blowout graph ofquartzand chalcopyrite in the Baishantangcopper deposit

表2 白山堂銅礦石英、黃銅礦單礦物爆裂法測溫結(jié)果Table 2 Results of blowout temperature measured with quartz and chalcopyrite in the Baishantang copper deposit

3.5 鹽度

利用冷凍法對礦床含礦石英脈中流體包裹體的冰點(diǎn)溫度進(jìn)行測試，再轉(zhuǎn)換為成礦流體的鹽度。冰點(diǎn)溫度測試數(shù)據(jù)列于表1，均接近0℃，表明成礦流體整體上鹽度較低。鹽度與冰點(diǎn)的轉(zhuǎn)換公式參考Bodnar的方程[10]。計(jì)算得出的代表性鹽度數(shù)據(jù)列于表1。計(jì)算得出均一溫度為230℃～260℃的包裹體鹽度w(NaCleq)相對較高，變化范圍大致為11%～15%，均值為11.32%；而均一溫度為160℃～170℃的鹽度w(NaCleq)變化于3.4%～7.7%，均值為4.8%，為低鹽度流體。

3.6 密度

利用流體包裹體均一溫度和鹽度數(shù)據(jù)可以獲得密度信息。將一定數(shù)量的氣液二相包裹體的溫度和鹽度在Wikinson繪制的NaCl-H2O體系的溫度-鹽度-密度關(guān)系圖中投點(diǎn)[11]（圖5），發(fā)現(xiàn)流體密度范圍主體為 0.85～1.00 g/cm3，平均 0.91 g/cm3，幾乎均小于1.0 g/cm3，反映出成礦流體密度中等偏低。

3.7 壓力

圖5 白山堂銅礦NaCl-H2O體系的均一溫度-鹽度-密度關(guān)系圖[11]Fig.5 Diagramshowinghomogenization temperaturesalinity-densityrelationship in the NaCl-H2Osystemofthe Baishantangcopper deposit

圖6 白山堂銅礦NaCl-H2O體系P-T-D圖解[12]Fig.6 P-T-Ddiagramofthe NaCl-H2Osystemin Baishantangcopper deposit

根據(jù)Roedder編制的NaCl-H2O體系P（壓力）-T（溫度）-D（密度）圖解[12]，利用氣液兩相包裹體溫度、鹽度數(shù)據(jù)投圖得知其形成時(shí)壓力（圖6），發(fā)現(xiàn)包裹體均一壓力變化范圍大致相似，為40～2000大氣壓，但主要集中于50～1000大氣壓，即約5×103-101×103KPa（考慮了測試誤差等相關(guān)因素）。

3.8 包裹體成分分析

流體包裹體氣液相群體成分測試結(jié)果見表3、4。

測試結(jié)果表明氣相成分主要為H2O，次為CO2，含部分 CH4，少量 N2、C2H6，微量 H2S、Ar，幾乎不含He、O2，兩個(gè)樣品的各氣體分子含量幾乎一致，僅 B-BST08-9的 CO2、C2H6、H2S明顯低于與花崗斑巖相關(guān)的樣品B-BST08-3，且CH4略低，其余基本一致。表明成礦流體群體氣相成分以H2O和CO2為主，二者占?xì)怏w總量的99%以上，尤其以H2O居多；與我國西藏驅(qū)龍斑巖銅礦（代表性樣品Zk801-B6）比較，CH4含量高于驅(qū)龍，H2O含量稍高于驅(qū)龍，但 CO2、N2、C2H6，H2S、Ar均明顯低于西藏岡底斯驅(qū)龍銅礦[13]。樣品中少量CH4，極少量N2、C2H6等還原性氣體表明成礦介質(zhì)具有還原特征。氣相成分類型屬于H2O-CO2-CH4-N2-C2H6型。液相群體成分分析表明陰離子主要為SO42-、Cl-，陽離子主要為 Na+、Ca2+、K+、Mg2+。其中SO42-和Na+含量較高，成礦流體應(yīng)為Na+-Ca2+-SO42--Cl－體系，流體類型主要為Na2SO4-CaSO4-NaCl-KCl化學(xué)類型。

表3 白山堂銅礦石英單礦物流體包裹體氣相群體成分分析結(jié)果（mol%）Table 3 Gas phase group composition in quartzs from Baishantang copper deposit(mol%)

表4 白山堂銅礦石英單礦物流體包裹體陰陽離子測試結(jié)果（×10-6）Table 4 Ion composition in quartzs from Baishantang copper deposit（×10-6）

3.9 H-O同位素

礦區(qū)I礦帶I礦體和II礦體含礦石英脈氫氧同位素測定結(jié)果見表5?？紤]水-巖反應(yīng)造成的氧同位素交換作用，對氧同位素采用公式103lnα石英-水=3.38×106/T2-3.40（200℃～500℃）進(jìn)行校正[14]。對計(jì)算結(jié)果進(jìn)行投圖（圖7）顯示I礦體樣品落在靠近原生巖漿水部位，δD（%）略低于標(biāo)準(zhǔn)樣品值，而II礦體樣品則落在靠近巖漿水的海水區(qū)域，其δD（%）組成基本與前者一致，但δ18O（%）明顯低于前者，在圖7中落入原生巖漿水與大氣降水的混合區(qū)，比前者更靠近大氣降水區(qū)域，表明成礦流體可能以巖漿水為主，混合了部分建造水。

圖7 白山堂銅礦I礦帶成礦流體H-O同位素組成[15]Fig.7 H-O isotope constitution of ore-forming fluid of No.I ore-bodyin Baishantangcopper deposit

表5 白山堂銅礦含礦石英脈流體包裹體H-O同位素?cái)?shù)據(jù)Table 5 H-O isotope data of ore-forming fluid of No.I ore-body in Baishantang copper deposit

4 討論

（1）白山堂銅礦已知礦體是熱液脈型礦化，并非典型斑巖型礦化

白山堂已知礦體的流體包裹體物理化學(xué)特征與東天山土屋斑巖型銅礦明顯相似[16]，但與典型斑巖型銅礦成礦流體高溫、高鹽度、高氧化度，或含黃銅礦等多種子礦物、常見沸騰包裹體等特征顯著不同。芮宗瑤認(rèn)為典型斑巖銅礦流體包裹體按巖相學(xué)特征可分為4個(gè)連續(xù)組合，并且均一溫度高暗示成礦深度淺，相反則相對較深；礦化結(jié)構(gòu)由下而上為浸染狀→細(xì)脈浸染狀→大脈狀；成礦元素組合由下而上依次為 Mo（Sn、Bi、W）→Cu（Au、Ag）→Pb、Zn（Ag）→Co、Ni、Mn，具有明顯分帶，暗含成礦溫度依次降低⑤。另外，很多學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)，斑巖型礦床往往與矽卡巖型、淺成低溫?zé)嵋盒图盁嵋好}型礦床相伴生，并且認(rèn)為是同一個(gè)熱液系統(tǒng)不同演化階段的產(chǎn)物，如鄂東南銅山口斑巖型-矽卡巖型銅礦[17]，福建紫金山斑巖型-淺成低溫?zé)嵋盒?熱液脈狀復(fù)合型銅金鉬礦[18]、吉林延邊地區(qū)淺成低溫?zé)嵋盒?斑巖型金礦成礦系列[19]，菲律賓Mankaya、Lepanto等銅金礦床[20-21]，都具有“多位一體”復(fù)合成因特點(diǎn)。翟裕生等[22]研究長江中下游成礦帶提出了Cu-Mo-Au成礦亞系列成礦模式，并闡述了斑巖型、矽卡巖型等5種礦體“多位一體”產(chǎn)出的特點(diǎn)。這些說明斑巖銅礦的成礦流體在成礦作用的先后不同階段，隨著持續(xù)的降溫減壓過程，在有利的條件下能發(fā)生斑巖型→矽卡巖型→熱液脈型礦化的逐步轉(zhuǎn)變。白山堂銅礦已知礦體應(yīng)屬于較晚期的熱液脈型礦化，并非典型的早期斑巖型礦化，代表巖漿熱液系統(tǒng)演化到晚期階段的產(chǎn)物。

（2）石板泉二長花崗巖周緣系列礦化可能存在某種聯(lián)系

利用1：20萬化探數(shù)據(jù)獲得礦區(qū)外圍CuPbZn組合異常范圍與石板泉二長花崗巖套合良好（圖9），異常濃集中心位于巖體中部偏南緣。除已知白山堂銅鉛礦床外，圍繞石板泉二長花崗巖的周圍也已發(fā)現(xiàn)了多個(gè)金屬礦床礦化成因類型均為中高溫-中低溫?zé)嵋好}型、矽卡巖型、斑巖型CuFePbZn等，且均產(chǎn)出于石板泉二長花崗巖周緣（圖8），如白山堂產(chǎn)于石板泉二長花崗巖北東緣，核工業(yè)212隊(duì)新發(fā)現(xiàn)的白山堂西斑巖型Cu礦化產(chǎn)于北西緣，而西南側(cè)分布有一系列地表呈脈狀的銅鉛鋅多金屬礦點(diǎn)，如聶鳳軍等[1]圈定的AR2異常南翼灰?guī)r層中，新近發(fā)現(xiàn)正在勘查的低溫?zé)嵋盒湾i礦化及石板泉矽卡巖型PbZn礦點(diǎn)，巖體南側(cè)民采的矽卡巖型CuFePbZn礦點(diǎn)，巖基南側(cè)原1：200000區(qū)調(diào)中已發(fā)現(xiàn)的二道紅山矽卡巖型FeCu礦床，且附近類似礦點(diǎn)還較多③。它表明這些礦床成礦斑巖體可能與石板泉二長花崗巖存在某種成因聯(lián)系。如果它們的成礦時(shí)間也與白山堂銅礦床花崗斑巖相近，則它們很可能構(gòu)成一個(gè)完整的“斑巖型-矽卡巖型-熱液型脈狀三位一體”成因系列。如果這一推論成立，那么圍繞石板泉二長花崗巖，應(yīng)開展與之存在聯(lián)系的相關(guān)斑巖體的成礦系列的時(shí)空分布研究，其中巖體南部地帶，甚至巖體范圍內(nèi)部分地球化學(xué)異常都將是下一步的重要靶區(qū)。

圖8 白山堂銅礦近礦外圍熱液脈型-矽卡巖型-斑巖型多金屬礦床位置示意圖（實(shí)線代表構(gòu)造線方向，虛線代表石板泉二長花崗巖體范圍）Fig.8 Sketch map showing distribution of hydrothermskarn-porphyrypolymetallic deposits nearbyBaishantangarea

圖9 白山堂銅礦近礦外圍CuPbZn元素組合異常圖（黑點(diǎn)代表白山堂礦床）Fig.9 Cu-Pb-Zn combination anomalies nearbyBaishantangcopper deposit

5 結(jié)論

（1）白山堂銅礦成礦流體具有中低溫（成礦期含礦石英脈均一溫度230℃-260℃及160℃-170℃，共生黃銅礦爆裂溫度約301℃）、低鹽度（11%～15%w(NaCleq)，均值 11.32%w(NaCleq)及 3.4%～7.7%w(NaCleq)，均值 4.8%w(NaCleq)）、中等密度（約 0.95～1.00 g/cm3）、中低壓力（約 5×103～101×103kPa）等物理化學(xué)特征。

（2）白山堂銅礦成礦流體具有低溫?zé)嵋好}型礦化特征，已知礦體是熱液脈型礦化，并非典型斑巖型礦化，可能代表巖漿熱液系統(tǒng)演化到晚期階段的產(chǎn)物。

（3）近礦外圍圍繞石板泉二長花崗巖周緣分布的若干斑巖型-矽卡巖型-熱液脈型Cu多金屬礦點(diǎn)形成的成礦分帶模式，表明該區(qū)域成礦作用與該石板泉二長花崗巖可能存在某種聯(lián)系。

注釋：

①張克儉.甘肅省金塔縣白山堂銅礦初步勘探地質(zhì)報(bào)告.1982.

②許榮科,鄭有業(yè),陜亮,等.西部重要成礦帶選區(qū)研究項(xiàng)目2007年工作方案設(shè)計(jì).2007.

③甘肅省地質(zhì)局第一區(qū)域地質(zhì)測量隊(duì).1:20萬舊寺墩幅、天倉幅區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報(bào)告.1969.

④殷國平.甘肅省金塔縣四道紅山-石板泉一帶1：5萬區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)普查報(bào)告.1984.

⑤芮宗瑤.國內(nèi)外斑巖型銅礦研究進(jìn)展.2002.

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Geological Features and Ore-Forming Fluid of Baishantang Copper Deposit in Beishan Area,Gansu Province

SHAN Liang1,ZHENG You-ye2,XU Rong-ke2,ZHANG Yu-lian3,CAO Liang4
（1.Development Research Center of China Geological Survey,Beijing 100037;2.Faculty of Earth Resourses,China University of Geosciences,Wuhan 430074;3.Xi’an Center of China Geological Survey,Xi’an 710054;4.Wuhan Geology Survey Center of China Geological Survey,Wuhan 430205）

The Beishan area in Gansu province is one of the most important metallogenic belts in China,with abundant mineral resources.Previous studies revealed that the porphyry copper deposit is the main metallogenic type in this area as represented by the Baishantang copper deposit,whereas there are rare studies on ore-forming fluid in this deposit.This work made a further study on geological characteristics of the deposit and its fluid inclusions.The results show that the fluid inclusions have simple shape,are mostly of gasliquid two-phase type,medium to low temperature (230～260℃and 160～170℃of homogenization temperature in the ore bearing quartz veins and 301℃of cracking temperature with chalcopyrite concomitant),low salinity(11%～15%w(NaCleq),averaged 11.32%w(NaCleq);3.4%～7.7%w(NaCleq),averaged 4.8%w(NaCleq)),moderate density(about 0.95 ～ 1.00 g/cm3)and medium to low press(about 5×103～ 101×103kPa).The deposit shows exothermal to epithermal vein type characteristics.Combined with geology feature and the series of hydrothermal vein-type,skarn-type,also porphyry-type Cu-Fe-Pb-Zn deposits distributed annularly center on the Shibanquan monzonitic granite surrounding nearby the Baishantang area,it is suggested that Baishantang copper deposit is the mineralization type of exothermal to epithermal vein type.It is the product to late stage of magmatic hydrothermal system evolution.There is some connection existed among the mineralization series surrounding Shibanquan monzonitic granite.

porphyry copper deposit;ore-forming fluid;Baishantang Cu deposit,Beishan area

P618.41

A

1007-3701(2012)02-149-11

2011-07-02；

2011-11-26

中國地質(zhì)調(diào)查局國土資源大調(diào)查項(xiàng)目（編號：1212010531504）

陜 亮（1984—），男，碩士，研究實(shí)習(xí)員，現(xiàn)主要從事地質(zhì)調(diào)查規(guī)劃部署研究工作，E-mail：shanlianggongzuo@126.com