廣西蒼梧社垌石英脈型鎢鉬多金屬礦床流體演化及來源示蹤**

張志強 陳懋弘,2 莫建明 肖柳陽 黃智忠 羅軍 區(qū)朝輝ZHANG ZhiQiang, CHEN MaoHong,2*, MO JianMing, XIAO LiuYang, HUANG ZhiZhong, LUO Jun and OU ChaoHui

1. 中國地質大學地球科學與資源學院，北京 1000832. 中國地質科學院礦產資源研究所 國土資源部成礦作用與資源評價重點實驗室，北京 1000373. 廣西地球物理勘察院，柳州 5450051. School of Earth Sciences and Mineral Resources, China University of Geosciences, Beijing 100083, China2. MLR Key Laboratory of Metallogeny and Mineral Assessment, Institute of Mineral Resources, CAGS, Beijing 100037, China3. Guangxi Academy of Geophysical Exploration, Liuzhou 545005, China2013-08-09 收稿, 2013-11-28 改回.

大瑤山地區(qū)位于欽杭成礦帶的西南段(楊明桂和梅勇文, 1997; 楊明桂等，2009；毛景文等，2011)，巖漿巖主要有加里東期和燕山期兩期(廣西壯族自治區(qū)地質礦產局，1985；黃惠民等，2003)。陳懋弘等(2011,2012a, b)根據新成果提出該地區(qū)可能分別存在加里東期斑巖-矽卡巖-石英脈型銅鎢鉬礦和燕山期斑巖型銅鉬(金)礦兩個不同的成礦系列，二者具有不同的成礦時代和成礦背景，但空間上相互重疊。廣西蒼梧社垌鎢鉬多金屬礦床是該地區(qū)近幾年新發(fā)現(xiàn)的加里東期斑巖-矽卡巖-石英脈型鎢鉬多金屬礦床。本文以該礦床石英脈型礦石中石英、方解石及螢石的流體包裹體為研究對象，對其進行了鏡下特征觀察、顯微測溫、激光拉曼成分分析等研究。此外，還分析了不同階段石英的氫氧同位素及硫化物的硫同位素組成，探討了成礦流體的來源、演化。該研究成果不僅有助于討論社垌斑巖-矽卡巖-石英脈型礦床的成礦流體，建立礦床的成礦模型，還可為該地區(qū)進一步找礦工作提供參考資料。

1 地質背景和簡要礦床地質

1.1 地質背景

華南地區(qū)作為中國乃至世界上鎢、錫等多金屬礦產資源最豐富的地區(qū)之一，已經得到諸多礦床學家的高度關注(毛景文等，1999, 2007；Maoetal., 2013; 華仁民等，2005；胡瑞忠等，2004；陳懋弘等，2011,2012a, b；袁順達等，2010a，b，2012a，b；Yuanetal., 2011)。但是與燕山期相比，其他時代的成礦作用并未得到足夠的重視。隨著研究的深入，其他時期的成礦作用也逐漸成為近年來的研究熱點。

廣西蒼梧縣社垌斑巖-矽卡巖-石英脈型多金屬礦位于揚子板塊與華夏板塊結合處的欽杭成礦帶西南段(圖1a)(楊明桂等，2009)。大地構造上屬于桂中-桂東臺陷之大瑤山凸起(圖1b)，東部毗鄰云開大山。區(qū)域出露地層有前泥盆系(震旦系、寒武系、奧陶系)、泥盆系、白堊系、第三系、第四系。其中前泥盆系為一套碎屑巖，具復理石建造特征，出露厚度約10000m。至早奧陶世的郁南運動后，該地區(qū)逐步抬升，致使奧陶紀沉積環(huán)境發(fā)生了很大變化，缺失志留系(廣西壯族自治區(qū)地質礦產局，1985)。

大瑤山凸起以近EW向大瑤山復背斜及大黎深斷裂為格架，基底構造以緊密復式線狀褶皺為主，斷裂不很發(fā)育。晚期疊加有NE、NW以及近SN向構造(陳懋弘等，2011)。

大瑤山地區(qū)廣泛發(fā)育的花崗巖，由于與成礦關系密切，不同學者已經做了很多工作。成巖年齡的研究表明，該區(qū)域的花崗巖主要為加里東期和燕山期。前者主要分布于大瑤山隆起區(qū)內部，多呈巖脈、巖墻、小巖株產出，由閃長巖、花崗閃長(斑)巖等中酸性巖漿巖組成，相關的成礦系列為Au、Cu成礦系列(廣西壯族自治區(qū)地質礦產局，1985；黃惠民等，2003)，但陳懋弘等(2011)通過對社垌鎢鉬礦床的研究提出與加里東期花崗巖有關的成礦系列可能不是以Au、Cu為主，而很可能以Cu、W、Mo為主。區(qū)內除社垌礦床外，尚有新坪金礦床(王新宇等，2013)、武界鎢鉬礦點(陳懋弘等，2012b)、西大明山欽甲銅錫礦床(王永磊等，2010，2011)以及大瑤山隆起北緣白石頂鉬礦床(李曉峰等，2009)。后者主要分布于大瑤山隆起周邊，多呈巖株、巖基出現(xiàn)，由花崗閃長巖、二長花崗巖和黑云母花崗巖等酸性巖漿巖組成，相關的成礦系列為W、Sn、Pb、Zn、Au成礦系列(黃惠民等，2003;廣西壯族自治區(qū)地質礦產勘查開發(fā)局,2004*廣西壯族自治區(qū)地質礦產勘查開發(fā)局. 2004. 廣西區(qū)域成礦研究報告. 127-154. 內部資料)。

1.2 礦床地質

廣西蒼梧縣社垌鎢鉬多金屬礦床位于廣西梧州市蒼梧縣嶺腳鎮(zhèn)六妙村，地理坐標：東經110°55′00″～110°58′00″，北緯23°34′00″～23°36′00″，是一個正在勘探的大型礦床。礦區(qū)出露地層主要為寒武系小內沖組、黃洞口組第一段至第二段，為一套海相類復理石砂泥質沉積，巖性主要為中-細粒砂巖、粉砂巖及頁巖、炭質頁巖互層(圖2)。由老到新，分組簡述如下：(1)寒武系小內沖組：分布在礦區(qū)北西角，主要巖性為塊狀砂巖、長石石英砂巖、粉砂質頁巖。(2)寒武系黃洞口組第一段：礦區(qū)大部分地區(qū)都有分布，出露廣泛。下部巖性為淺灰色塊狀含長石細砂巖夾深灰色中薄層狀粉砂質泥巖、泥質粉砂巖；上部為紋層理發(fā)育的灰色薄層粉砂巖、泥質粉砂巖夾少量薄層粉砂質泥巖，斜層理、包卷層理發(fā)育。(3)寒武系黃洞口組第二段：分布在礦區(qū)東南角，巖性為粉砂巖、中細粒砂巖與頁巖、炭質頁巖互層，底部有厚約3m含礫砂巖。

圖2 廣西蒼梧社垌鎢鉬礦床地質圖(改自陳懋弘等，2011)1-寒武系小內沖組砂巖夾泥巖；2-寒武系黃洞口組下段砂巖夾泥巖；3-寒武系黃洞口組中段砂巖夾泥巖；4-花崗閃長(斑)巖；5-花崗斑巖；6-斷層及其編號；7-鎢鉬礦體及其編號；8-銅鉛鋅礦體及其編號；9-勘探線及其編號和采樣鉆孔Fig.2 Geological map of scheelite and molybdenite deposit in Shedong of Cangwu, Guangxi (after Chen et al., 2011)1-sandstone and mudstone of Xiaoneichong Fm. of Cambrian; 2-sandstone and mudstone of lower segment of Huangdongkou Fm. of Cambrian; 3-sandstone and mudstone of middle segment of Huangdongkou Fm. of Cambrian; 4-granodiorite (-porphyry); 5-granite porphyry; 6-fault and its number; 8-copper, lead, zinc ore body and its number; 9-prospecting line and its number and sampled drillholes

礦區(qū)屬于夏郢復向斜西段南翼。構造線方向主要為東西向。褶皺構造發(fā)育，呈線狀緊密排列(陳懋弘等，2011)。F3、F4和F7為礦區(qū)主要斷層，斷層性質不明。F4切割寶山復式巖體，為寶山錫銅鉛鋅礦段的主要控礦構造。

社山復式巖體和平頭背花崗閃長斑巖脈侵入于寒武系黃洞口組第一段砂巖夾泥巖中。社山復式巖體主體屬加里東期中細粒黑云母花崗閃長巖，之后又被燕山晚期花崗斑巖侵入。此外平頭背一帶地表出露2～3條沿北西西向節(jié)理充填的花崗閃長斑巖脈(陳懋弘等，2011)。

圖3 社垌石英脈型鎢鉬礦床典型巖心樣品(a)-第Ⅰ階段石英脈；(b)-第Ⅱ階段白鎢礦，輝鉬礦共生(陳懋弘等，2011)；(c)-第Ⅱ階段薄膜狀輝鉬礦；(d)-第Ⅲ階段石英脈中磁黃鐵礦、黃銅礦、黃鐵礦共生；(e)-第Ⅲ階段閃鋅礦、方鉛礦、黃鐵礦石英脈；(f)-第Ⅳ階段含螢石顆粒、圍巖角礫石英脈Fig.3 Typical core samples of Shedong scheelite-tunsten deposit(a)-quartz vein of Ⅰ stage; (b)-coexistence of scheelite and tungsten in quartz vein of Ⅱ stage (Chen et al., 2011); (c)-thin layers of tungsten of Ⅱ stage; (d)-coexistence of pyrrhotite, chalcopyrite and pyrite of Ⅲ stage quartz vein; (e)-coexistence of sphalerite, galena and chalcopyrite of Ⅲ stage quartz vein; (f)-quartz vein of Ⅳ stage quartz vein, including fluorites and wall rock breccias

礦區(qū)可劃分為寶山礦段(I和IV礦體)和平頭背礦段(II和III礦體)。 I號礦體形態(tài)圍巖為花崗閃長巖，鎢鉬礦化賦存在1～3cm寬的石英細脈中，脈體較稀疏，傾向南西，傾角80°左右，白鎢礦多呈粒狀分布。Ⅱ號礦體含石英脈型鎢鉬礦(化)體共25條，總體產狀210°∠75°，部分礦體有鉛鋅礦共(伴)生。Ⅲ號礦體白鎢礦主要呈細密浸染狀產于矽卡巖中?？傮w上Ⅱ號礦體和Ⅲ號礦體的成因與幾條南東走向的脈狀花崗閃長斑巖體有直接關系?；◢忛W長斑巖、礦體走向均為300°左右。Ⅳ號銅多金屬礦體位于社山巖體西南部，可能屬于另一成礦期的產物。本文主要將Ⅱ號及部分III號礦體中的石英脈型鎢鉬礦作為研究對象。

Ⅱ號礦體。礦石類型主要為石英脈型：非金屬礦物主要有石英、透輝石、綠簾石，主要呈它型粒狀結構，脈狀構造，金屬硫化物有白鎢礦、輝鉬礦、磁黃鐵礦、黃銅礦和黃鐵礦。

圍巖主要有石英綠泥石黑云母角巖、變質石英雜砂巖。

蝕變類型主要有黃鐵礦化、云英巖化、絹云母化和綠泥石化等。

根據野外鉆孔巖芯編錄，脈體礦物共生組合，將石英脈型礦體成礦過程劃分為四個階段，其中II、III階段為主成礦階段，描述如下：

(1)第I階段金屬礦物有黃鐵礦，非金屬礦物有石英、綠簾石、透輝石(圖3a)。

(2)第II階段金屬礦物有白鎢礦、輝鉬礦、磁黃鐵礦、黃鐵礦；非金屬礦物有石英、 綠簾石、 透輝石、 綠泥石、 黑云母(圖3b, c)。

(3)第III階段金屬礦物有磁黃鐵礦、閃鋅礦、方鉛礦、黃銅礦、黃鐵礦；非金屬礦物有石英、綠泥石、黑云母(圖3d, e)。

(4)第IV階段金屬礦物有黃鐵礦，非金屬礦物有石英、方解石、螢石、綠泥石(圖3f)。

2 樣品位置及特征

本次研究測試樣品采自II號礦體鉆孔ZK2603，ZK3407，ZK4023及III號礦體ZK4007，采樣位置見圖2，樣品描述及樣品相關測試詳見表1。

3 測試方法

3.1 流體包裹體鏡下特征觀察及顯微測溫

流體包裹體的鏡下特征觀察、均一溫度的測定在中國地質大學(北京)流體包裹體地球化學實驗室進行。使用的儀器是英國產的Linkam TH 600型冷熱臺，可測溫度為-196～+600℃。在-56.6℃、0.0℃和374.1℃，系統(tǒng)用人造包裹體進行了校正。

本文流體包裹體鹽度、流體密度計算皆是通過毛世德教授提供的H2O-NaCl體系計算軟件獲得(Atkinson, 2002; Beckeretal., 2008; Driesner, 2007; Driesner and Heinrich, 2007; Bodnar and Vityk, 1994; Bodnar, 1993)。

3.2 激光拉曼探針分析

激光拉曼探針成分分析在中國地質科學院礦產資源研究所的LABHR-VIS Lab RAM HR800 型顯微激光拉曼光譜儀上進行, 對石英、方解石和螢石中16個流體包裹體的氣相、液相和固相成分進行了分析, 波段范圍包括H2O、CO2、CO、H2S、SO2、N2、H2、CH4、C2H2、C2H4、C4H6、C2H6等的特征拉曼峰位置。

3.3 H、O、S同位素分析

所有樣品先經人工選取新鮮部分粉碎、粗選和蒸餾水沖洗后，在顯微鏡下挑選40～60目純凈石英顆粒，低溫下烘干8h去吸附水和次生包裹體，再采用加熱爆破法從樣品中提取原生流體包裹體中的H2O和CO2，將提取的流體包裹體H2O與Zn反應制取H，測定H2O中的δD值。石英的氧同位素測定采用BrF5分析方法。氫氧同位素分析測試在中國地質科學院礦產資源研究所MAT253EM質譜儀上完成， 以SMOW為標準，氧同位素的分析精度為±0.2%，氫同位素的分析精度為±2%。同位素分餾按照如下公式計算獲得：1000lna石英-水=3.38×106/T2-3.4(Claytonetal., 1972)。

表1測試樣品相關信息

Table 1 Information of analytical samples

成礦階段采樣位置樣品處理樣品描述1ZK3407-49HO同位素,S同位素(黃鐵礦)含零星黃鐵礦石英脈,局部包裹圍巖角礫ZK3407-235HO同位素,S同位素(黃鐵礦)含零星黃鐵礦的石英脈ZK3407-175流體包裹體,拉曼含零星黃鐵礦的石英脈ZK3407-204-2S同位素(黃鐵礦)含零星黃鐵礦的石英脈2ZK3407-148HO同位素,S同位素(黃鐵礦,磁黃鐵礦)浸染狀黃鐵礦石英脈ZK3407-94-2-11HO同位素,S同位素(輝鉬礦,黃鐵礦)包含圍巖角礫及浸染狀黃鐵礦的石英脈ZK3407-112HO同位素,S同位素(磁黃鐵礦),流體包裹體磁黃鐵礦,黃銅礦,黃鐵礦共生,呈浸染狀分布在石英脈中ZK3407-140S同位素(黃鐵礦,輝鉬礦)含薄膜狀輝鉬礦、磁黃鐵礦的石英脈ZK4007-4拉曼石英脈,脈壁見輝鉬礦薄膜3ZK3407-146(3)HO同位素,流體包裹體含閃鋅礦、方鉛礦石英脈切割第Ⅱ階段石英脈ZK3407-160HO同位素,流體包裹體含浸染狀黃鐵礦石英脈切割第Ⅱ階段石英脈ZK3407-116HO同位素,流體包裹體煙灰色石英大脈中含有一條方解石細脈ZK2603S同位素(黃鐵礦,閃鋅礦)黃鐵礦、閃鋅礦方鉛礦石英脈ZK4023-123S同位素(閃鋅礦,方鉛礦),流體包裹體黃鐵礦、閃鋅礦方鉛礦石英脈ZK4007-152流體包裹體,拉曼黃鐵礦石英脈切割第Ⅱ階段石英脈4ZK3407-209HO同位素石英脈ZK3407-146S同位素(黃鐵礦),拉曼石英脈中包含石英細砂巖角礫及螢石,黃鐵礦零星分布于石英脈中ZK3407-247流體包裹體石英脈

圖4 社垌石英脈型鎢鉬多金屬礦體典型流體包裹體照片(a)-第II階段沸騰流體包裹體群(圖中用方框標注的流體包裹體普遍均一至液相，均一溫度在310～330℃之間)；(b)-第I階段S2型流體包裹體；(c)-第I階段B型流體包裹體(石英)；(d)-第II階段S1型流體包裹體；(e)-第II階段S2型流體包裹體；(f)-第II階段B型流體包裹體(石英)；(g)-第III階段S1型流體包裹體；(h)-第III階段S2型流體包裹體；(i)-第III階段B型流體包裹體(石英)；(j)-第IV階段B型流體包裹體(螢石)；(k)-第IV階段B型流體包裹體(方解石)；(l)-第IV階段B型流體包裹體(石英)；(m)-A型流體包裹體Fig.4 Typical microphtographs of fluid inclusions in Shedong quartz vein type scheelite molybdenite polymetallic deposit(a)-boiling inclusions group of II stage; (b)-type S2 fluid inclusions of I stage; (c)-type B fluid inclusions of I stage; (d)-type S1 fluid inclusions of II stage; (e)-type S2 fluid inclusion of II stage; (f)-type B fluid inclusions of II stage; (g)-type S1 fluid inclusions of III stage; (h)-type S2 fluid inclusions of III stage; (i)-type B fluid inclusions of III stage; (j)-type B fluid inclusions of IV stage; (k)-type B fluid inclusions of IV stage; (l)-type B fluid inclusions of IV stage; (m)-type A fluid inclusions

在野外觀察和室內研究的基礎上，選取有代表性的礦石標本，從礦石標本中挑選硫化物。單礦物的硫同位素測試分析在中國地質科學院礦產資源研究所MAT252型質譜儀上進行，測定方法為SO2法，標樣為CDT，分析精度為±0.2%。

4 分析結果與討論

4.1 流體包裹體鏡下特征及均一溫度測定

根據鏡下觀察可將社垌流體包裹體劃分為以下三種類型：

A型：流體包裹體成分主要為H2O，在室溫下表現(xiàn)為一相或兩相，兩相者氣相充填度不超過10%，形狀多為不規(guī)則狀，大小多介于3～5μm之間，常呈串珠狀穿插于不同石英顆粒邊緣。此類流體包裹體主要為次生包裹體，本文不予討論(圖4m)。

B型：H2O-NaCl氣液兩相流體包裹體，形狀多為規(guī)則的負晶型、橢圓形或者不規(guī)則狀，大小集中在5～15μm，少數(shù)可達30μm，氣相充填度介于10%～40%。寄主礦物有石英(圖4c, f, i, l)、方解石(圖4k)及螢石(圖4j)。

S型：含子礦物三相流體包裹體，根據子礦物成分和形態(tài)可分為含NaCl子礦物流體包裹體(S1)(圖4a, d, g)和含不規(guī)則透明子礦物流體包裹體(子晶在550℃以內都未溶解)(S2)(圖4b, e, h)。

第I階段流體包裹體主要為B型和S2型。B型均一溫度范圍在370～550℃間，鹽度范圍為5.86%～8.55% NaCleqv，平均值為7.39% NaCleqv；S2型均一溫度范圍在430～450℃間。成礦流體密度為0.61g/cm3。

第II階段流體包裹體主要為B型、S1型和S2型。B型均一溫度范圍在330～370℃間，平均溫度為346.96℃，鹽度范圍為4.49%～16.99% NaCleqv，平均值為8.06% NaCleqv；S1型均一溫度范圍350～370℃間，鹽度范圍為31%～43% NaCleqv；S2型均一溫度范圍350～370℃。成礦流體密度為0.72 g/cm3。

第III階段流體包裹體主要為B、S1型和少量S2型。B型均一溫度范圍在210～330℃間，平均溫度為291.57℃，鹽度范圍為0.53%～21.68% NaCleqv，平均值為10.47% NaCleqv；S1型均一溫度范圍在270～320℃，鹽度范圍為34.07%～46.37% NaCleqv；S2型均一溫度范圍280～330℃。成礦流體密度為0.82 g/cm3。

第IV階段流體包裹體包括B型和A型。寄主礦物為石英及方解石的B型流體包裹體加熱后均一至液相。均一溫度范圍在150～190℃之間，平均值為171.32℃；鹽度范圍為0%～12.85% NaCleqv，平均值為3.77% NaCleqv，成礦流體密度為0.94 g/cm3。各成礦階段的不同類型流體包裹體均一溫度-頻數(shù)柱狀圖見圖5，均一溫度-鹽度散點圖見圖6。

4.2 成礦流體的性質

社垌石英脈型鎢鉬礦體流體包裹體研究表明，成礦前的石英黃鐵礦階段和主成礦階段都存在透明不規(guī)則子礦物，根據流體包裹體測溫研究和拉曼成分分析，推測其為高溫巖漿熔融過程中被捕獲的硅酸鹽礦物(如片沸石)，此類型流體包裹體常與不同氣液比的兩相流體包裹體分布在同一視域，顯示從成礦前期至主成礦期，成礦流體經歷了熔體與流體的不混溶作用，含礦熱液來自于巖漿演化出溶的H2O-NaCl體系流體。

圖5 各期次流體包裹體均一溫度-頻數(shù)直方圖Fig.5 Histograms of homogenization temperatures measured for fluid inclusions of different stages

圖6 各階段流體包裹體均一溫度-鹽度散點圖Fig.6 Homogenization temperatures versus salinity diagram of fluid inclusions of different stages

圖7 社垌石英脈型鎢鉬多金屬礦體流體包裹體拉曼特征峰(a)-第I階段S2型流體包裹體；(b)-第II階段S2型流體包裹體；(c)-第III階段S1型流體包裹體；(d)-第IV階段B型流體包裹體(方解石)Fig.7 Laser raman spectra of fluid inclusions of Shedong quartz vein type scheelite molybdenite polymetallic deposit(a)-type S2 fluid inclusion of I stage; (b)-type S2 fluid inclusion of II stage; (c)-type S1 fluid inclusion of III stage; (d)-type B2 fluid inclusion of IV stage

圖8 氫氧同位素圖解(據Taylor, 1997)Fig.8 H-O isotopic composition of fluid in the quartz veins (after Taylor, 1997)

激光拉曼成分分析顯示該體系的流體成分在成礦前后發(fā)生了較大變化(圖7)。I階段以氧化環(huán)境為主，IV階段處于還原環(huán)境：I階段流體包裹體子礦物含石英(特征峰為130cm-1，207cm-1，467cm-1)、NaCl(特征峰356cm-1)、片沸石(特征峰465cm-1)，液相成分含鉬酸根MoO4-(特征峰393cm-1)，氣相成分含N2(2326～2329cm-1)，H2O(3310～3610cm-1)；II階段流體包裹體子礦物成分主要為石英、片沸石，此外還含有NaCl，液相和氣相成分都以H2O為主；III階段流體包裹體子礦物成分主要為石英、片沸石及NaCl，氣液兩相均以H2O為主；IV階段流體包裹體子礦物含沸石(497cm-1)，氣液兩相皆以C3H6為主，液相還含S2-(148cm-1)、H2O。氫氧同位素示蹤成礦流體來源作為熱液礦床地球化學研究的主要方法之一，能夠將不同源區(qū)的水區(qū)分開來。本研究區(qū)各成礦階段的石英氫氧同位素組成為：I階段δDV-SMOW為-66‰～-61‰，δ18OH2O為6.13‰～6.26‰；II階段δDV-SMOW為-64‰～-43‰，δ18OH2O為5.11‰～6.9‰；III、IV階段δDV-SMOW為-68‰～-56‰，δ18OH2O為-1.52‰～3.14‰(詳見表2)。在氫氧同位素圖解上(圖8；計算公式：1000lna石英-水=3.38×106/T2-3.4, Claytonetal., 1972), I階段落入典型的巖漿水區(qū)，II階段大部分處于典型巖漿水區(qū)，但有向大氣降水區(qū)過渡的趨勢，而III、IV階段則落入巖漿水與大氣降水混合區(qū)，即發(fā)生了明顯的“氧飄逸”，產生這種現(xiàn)象的原因可能是由于在成礦階段后期大氣降水的加入所導致。

表2社垌石英脈型鎢鉬多金屬礦體石英氫氧同位素組成

Table 2 Hydrogen and oxygen isotope composition of quartz from Shedong scheelite-molybdenite polymetallic deposit

樣品號礦物名稱成礦階段δ18OV-SMOW(‰)均一溫度(℃)δ18OH2O(‰)δDV-SMOW(‰)ZK3407-49ZK3407-235ZK3407-148ZK3407-94-2-11ZK3407-112ZK3407-146ZK3407-160ZK3407-116ZK3407-209石英I10.14106.26-66I10.93706.13-61II12.23506.9-57II12.23306.31-43II10.73405.11-64III11.22703.14-68III11.12502.15-56III11.92402.46-65IV13.1160-1.52-63

4.3 硫同位素組成及成礦物質來源

硫元素是大多數(shù)礦床中最重要的成礦元素之一，對硫元素來源的研究可以為礦床的成因提供重要依據。熱力學和實驗研究證實，在硫同位素分餾達到平衡條件時，硫化物中富集δ34S的順序為黃鐵礦>閃鋅礦>黃銅礦>方鉛礦(魏菊英和王關玉，1988)。本次研究表明社垌石英脈型鎢鉬多金屬礦體成礦期硫化物富集δ34S的順序為黃鐵礦>磁黃鐵礦>輝鉬礦>閃鋅礦>方鉛礦，從該結果來看，硫同位素分餾是達到平衡的(表3)。

該礦體中含硫礦物為輝鉬礦、閃鋅礦、方鉛礦、磁黃鐵礦、黃鐵礦、黃銅礦，未見硫酸鹽礦物，可推測含硫原子團主要是H2S。研究區(qū)石英脈中硫化物的δ34S變化范圍非常狹窄(-3.8‰～+1.7‰)，這種緊密的δ34S值范圍表明成礦熱液中沉淀的硫化物可能具有單一的來源或具有獨特的物理化學條件范圍(張理剛，1985)。各硫化物硫同位素組成穩(wěn)定，接近零值(平均為-0.46‰)，可知該礦體的硫源為巖漿來源(圖9)。

表3社垌石英脈型鎢鉬多金屬礦體硫同位素組成

Table 3 Sulfur isotope composition of Shedong scheelite-molybdenite polymetallic deposit

樣品號成礦階段測試礦物δ34SCDT(‰)ZK3407-235I黃鐵礦1.7ZK3407-49I黃鐵礦0.9ZK3407-204-2I黃鐵礦0.1ZK3407-148II黃鐵礦0.8ZK3407-148II磁黃鐵礦0.7ZK3407-140II黃鐵礦-0.7ZK3407-140II輝鉬礦-0.3ZK3407-164II輝鉬礦-2ZK3407-94-2/11II輝鉬礦0.1ZK3407-94-2/11II黃鐵礦-1.2ZK3407-112II磁黃鐵礦-0.5ZK2603III黃鐵礦1.1ZK2603III閃鋅礦0.5ZK4023-123III閃鋅礦-3.8ZK4023-123III方鉛礦-3.8ZK3407-146IV黃鐵礦-1

圖9 δ34S分布圖Fig.9 δ34S distribution diagram

4.4 礦石沉淀機制

激光拉曼成分分析顯示成礦前期的流體中含有鉬酸根(由于沒有鎢酸根的拉曼特征峰值，所以無法判斷流體成分中是否含有該成分)，但根據W離子與Mo離子的半徑幾乎相等，化學性質相近，且在巖芯樣品中觀察到白鎢礦與輝鉬礦共生的現(xiàn)象，我們認為成礦前流體中是含有鎢酸根離子的。隨著溫度下降，當鎢酸根與斜長石及熱液中的Ca2+作用時，形成白鎢礦沉淀。

由礦物組合可知，在成礦作用進行到第二階段時，成礦環(huán)境由氧化開始向還原過渡，同時伴隨著溫度降低，造成了Mo的沉淀。這也與成礦系統(tǒng)進入成礦期后，成礦流體內不再含有鉬酸根離子的實驗結果相符合。

溶液中金屬絡合離子溶解度降低即會導致金屬元素從流體中沉淀形成礦石(Reed and Palandri, 2006)。而外界溫度、壓力和pH的改變是造成金屬絡合離子在溶液中溶解度變化的主要因素。因此，造成金屬沉淀的主要機制就有以下四種：溫度降低、壓力減小、圍巖反應和流體混合。

與典型的不相容元素W不同，Cu作為相容元素，它在流體中主要以Cl和S的絡合物形式進行遷移。這不僅有實驗地球化學的證據，而且得到了流體包裹體中元素測試的支持(Berryetal., 2009; Mountain and Seward, 2003)。前人通過實驗顯示在高溫條件下，Cu主要與Cl形成絡合物，而在低溫、低鹽度或在富S的情況下，Cu易與S形成絡合物而優(yōu)先富集于氣相中(Nagaseki and Hayashi, 2008)。在社垌石英脈型鎢鉬多金屬礦體形成過程中，由于成礦環(huán)境由封閉轉換為開放，再加上大氣水的加入，導致成礦流體的溫度降低、壓力減小，成礦前期占主導的氧化環(huán)境逐漸變成成礦期的還原環(huán)境，這些都是導致黃銅礦、磁黃鐵礦、黃鐵礦等硫化物礦物沉淀的原因。成礦期后的流體拉曼成分分析顯示含有過剩的S2-或S1-存在，這代表著硫化物礦物成礦時期的結束。

由均一溫度-鹽度散點圖可看出，第I階段的鹽度變化很小，5.86%～8.55% NaCleqv。進入主成礦期后，平均鹽度和鹽度范圍都有逐漸變大的趨勢。第II階段鹽度范圍為4.49%～43%NaCleqv，第III階段鹽度范圍為0.53%～46.37%，由此可以推測沸騰作用過程的存在(圖4a)，但主要原因還是大氣水的加入導致了溫度、壓力的降低，從而引發(fā)沸騰作用，所以大氣水與成礦流體的混合還是導致礦物沉淀的根本原因。

4.5 成礦模式

王蝶等(2011)曾對與花崗質巖漿系統(tǒng)有關的石英脈型鎢礦成礦流體進行了總結。這類礦床成礦流體初始皆由巖漿流體演化而來，同位素數(shù)據顯示以殼源為主，但不同程度地受到地幔流體的混染，并且在后期逐漸有大氣降水的加入。石英脈型鎢礦成礦流體主要屬于中-中高溫、中-中低鹽度的NaCl-H2O±CO2體系，在流體演化過程中，流體沸騰和相分離作用雖然存在，但引起礦質沉淀的主要原因是流體混合。

社垌石英脈型鎢鉬多金屬礦體的成礦流體屬于中高溫、中低鹽度的NaCl-H2O體系。引起礦質沉淀的主要原因是大氣降水與成礦流體的混合(圖8)。此外，社垌礦床平頭背礦段II號礦體以與石英脈有關的鎢鉬礦為主，III號礦體多見白鎢礦呈細密浸染狀產于矽卡巖化圍巖中。但是總體而言II號礦體和III號礦體是緊密相連的。

與社垌鎢鉬多金屬礦床有密切關系的花崗閃長(斑)巖為陸內造山帶碰撞早期擠壓背景下巖漿活動的產物(陳懋弘等，2012a, b)。Wangetal. (2010)認為自寒武紀開始，在Gondwana大陸作用下，華夏板塊與揚子板塊發(fā)生陸內碰撞，致使華夏板塊邊界和內部發(fā)生強烈的褶皺和推覆、低綠片巖相變質與同構造期花崗巖漿活動。而早先含鎢錫的礦源層經過早古生代晚期的構造作用和花崗質巖漿活動，得以活化運移，在志留紀花崗巖體與圍巖的接觸帶，形成許多鎢錫礦化點(舒良樹，2012)。在社垌花崗閃長(斑)巖巖體上侵定位過程中，W、Mo等成礦元素聚集到巖體隆起部位，通過與圍巖發(fā)生交代作用，首先形成矽卡巖，之后由于巖體進一步冷凝，在隆起部位出現(xiàn)了一系列的斷裂系統(tǒng)，從而使含鎢鉬石英脈沿裂隙交代沉淀而成。

5 結論

(1)社垌石英脈型鎢鉬礦床分為四個成礦階段，從早到晚，溫度降低，密度上升，鹽度先升后降；流體成分變化較大，第Ⅰ階段為氧化環(huán)境，(Ⅱ、Ⅲ)Ⅳ階段為還原環(huán)境。。

(2)氫、氧、硫同位素示蹤結果表明成礦流體主要來自巖漿熱液，后期有大氣降水的加入，引起礦質沉淀的原因主要是流體混合。

(3)社垌石英脈型鎢鉬礦床與矽卡巖礦床均為與礦區(qū)內加里東期花崗閃長(斑)巖有關的礦床，為含礦熱液沿北西向裂隙充填而成。

致謝諸惠燕老師在流體包裹體實驗過程中提供了諸多幫助；毛世德教授提供了流體包裹體計算軟件及指導；野外工作得到了黃宇、羅炯成、寧夏等工作人員的大力配合；兩位匿名審稿人對本文提出了富有建設性的意見；在此一并表示感謝。

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