，,2，，，

(1. 長安大學地球科學與資源學院，陜西 西安 710054；2. 長安大學西部礦產(chǎn)資源與地質(zhì)工程教育部重點實驗室，陜西 西安 710054)

長溝金礦位于南秦嶺漢陰縣的北部，是陜西石泉-旬陽金礦整裝勘查區(qū)金礦床之一，陜西省地質(zhì)礦產(chǎn)局第一地質(zhì)大隊在長溝金礦區(qū)總共圈定了8條金礦體。野外地質(zhì)調(diào)研表明，長溝金礦體受產(chǎn)出于志留系區(qū)域變形變質(zhì)巖中的脆-韌性剪切帶及其旁側(cè)次級斷裂破碎帶控制(楊興科等，2012；張康等，2012;褚娜娜，2012;高雅寧等，2016)。長溝金礦為近期發(fā)現(xiàn)的中等規(guī)模的金礦床，該礦區(qū)地質(zhì)研究資料較少。筆者在參加課題團隊中國地質(zhì)調(diào)查局整裝勘查區(qū)關(guān)鍵基礎(chǔ)地質(zhì)研究和礦田構(gòu)造-巖相填圖專項調(diào)研時，以該區(qū)石英脈為研究對象，對石英脈流體包裹體進行了地球化學研究，揭示長溝金礦床石英脈流體的特征。通過對比不同期次石英脈流體包裹體的特點，探討了成礦流體的特征來源及其地質(zhì)意義。

1 地質(zhì)背景

陜西石泉—漢陰北部金礦帶東西長度大約為100km，南北向?qū)捈s為10～20km，大地構(gòu)造位置屬南秦嶺-北大巴山韌性滑脫逆沖推覆褶皺帶二級單元、石泉-神河韌性滑脫逆沖推覆帶三級構(gòu)造單元(李福讓，2009；杜堅，2014)。該成礦帶自西向東依次分布有羊坪灣、箱子寨、銅錢峽、金采溝、黃龍、長溝和吳家灣等數(shù)十處規(guī)模不等、成礦特征相似的金礦床(唐永忠,2012;樊秉鴻,1991；楊本昭，2010)。長溝金礦床在該成礦帶東南端，隸屬于漢陰縣鐵佛寺鎮(zhèn)(圖1)。

研究區(qū)構(gòu)造變形較為復雜，前印支期區(qū)內(nèi)構(gòu)造主要發(fā)育有伸展滑脫構(gòu)造。印支期時的區(qū)域變質(zhì)變形作用對研究區(qū)影響最為廣泛，形成區(qū)內(nèi)主要的構(gòu)造面理。燕山期構(gòu)造在該區(qū)主要表現(xiàn)為后期的一系列脆性構(gòu)造，規(guī)模一般不大。前人通過大量的野外調(diào)研，在漢陰北部金礦田內(nèi)厘定了5條脆-韌性剪切帶(吳聞人等，1991；高雅寧等，2016)，幾乎所有的金礦床或礦點都落于不同的脆-韌性剪切帶內(nèi)(圖1)，長溝金礦位于DSZ3(RF5)。

1.梅子埡組；2.斑鳩關(guān)組；3.寒武系；4.奧陶系；5.耀嶺河巖組；6.武當巖群；7.花崗巖； 8.灰?guī)r條帶；9.褐鐵礦化條帶；10.脆-韌性剪切帶及代號；11.糜棱巖帶；12.斷裂；13.長溝金礦床；14.金礦床圖1 南秦嶺漢陰北部金礦田區(qū)域地質(zhì)圖(據(jù)楊興科等，2016)Fig.1 Regional Geological Map of Au Ore Field in Northern Hanyin, Southern Qinling

下志留統(tǒng)梅子埡組中-淺變質(zhì)巖系是長溝礦區(qū)最主要地層，也是金礦體的賦礦層，其原巖主要為一套泥質(zhì)碎屑巖。礦區(qū)內(nèi)的主要巖性為：絹云母石英片巖、含石榴子石黑云母變斑晶絹云母石英片巖、含碳絹云母石英片巖、變石英砂巖及少量硅質(zhì)條帶等。梅子埡組巖石變形強烈，片理化發(fā)育，普遍存在的層間揉皺和面理置換現(xiàn)象。韌性剪切帶內(nèi)次級脆性斷層發(fā)育，斷層面附近巖石破碎，可見到較多斷層泥及石英透鏡體。礦區(qū)巖漿活動相對較弱，僅東南部見到2處花崗閃長巖細脈狀順片理面侵入，其出露長100～200m，寬2～3m。礦區(qū)石英脈顯著發(fā)育且最寬的有35cm。礦區(qū)礦化有黃鐵礦化、硅化、以及綠泥石化等，表明礦區(qū)流體活動強烈。

2 礦床地質(zhì)

長溝金礦床的地層主要為下志留統(tǒng)梅子埡組,礦體產(chǎn)于梅子埡組的第二巖性段第二亞段，賦礦巖性為黑云母變斑晶絹云石英片巖夾變砂巖條帶。礦化蝕變帶和金礦體主要受韌性剪切帶旁側(cè)次級斷裂、順層劈理化帶控制，金礦體產(chǎn)狀與韌性剪切帶產(chǎn)狀基本一致，總體向北東陡傾，礦體具有尖滅再現(xiàn)、尖滅側(cè)現(xiàn)并向西側(cè)伏的分布規(guī)律。礦區(qū)金礦化與硅化、黃鐵礦化、黑云母化、綠泥石化等關(guān)系十分密切。

長溝金礦主要是蝕變巖型礦石和石英脈型2種礦石類型，其結(jié)構(gòu)為他形-半自形粒狀變晶結(jié)構(gòu)、鱗片變晶結(jié)構(gòu)。金礦石構(gòu)造主要為浸染狀構(gòu)造、片狀構(gòu)造、細脈狀、網(wǎng)脈狀、條帶狀和團塊狀構(gòu)造。圍巖蝕變大多為黑云母化、硅化、黃鐵礦化，其次還有較少量綠泥石化、碳酸鹽化等。

3 樣品采集和實驗方法

3.1 樣品采集

通過野外地質(zhì)調(diào)研，將礦區(qū)石英脈根據(jù)其與面理的產(chǎn)出對應(yīng)關(guān)系可以分為3類：①S1期石英脈：極其少見，與變質(zhì)巖S1面理同期產(chǎn)出，是與廣泛發(fā)育的S2面理呈小角度發(fā)育的石英脈，應(yīng)為最早期的一期石英脈(圖2a)。②S2期石英脈：順礦區(qū)變質(zhì)巖中普遍發(fā)育的S2面理發(fā)育的石英脈(圖2b)。③S3期石英脈：最晚的一期，切穿S2期石英脈發(fā)育的石英脈(圖2c)。礦區(qū)主要發(fā)育S2和S3期石英脈，S1期少見；S2期石英脈發(fā)育要早于S3期。S2期石英脈礦化較強烈，與該區(qū)金礦成礦關(guān)系密切，在顯微鏡下可見弱增生結(jié)構(gòu)(圖2d)；S3期石英脈礦化較少。

a.絹云石英片巖S2面理置換S1面理；b.S2期石英脈野外照片；c.S3期石英脈野外照片；d.S2期石英脈鏡下照片(可見弱增生結(jié)構(gòu)；正交偏光)圖2 石英脈樣品照片F(xiàn)ig.2 Quartz vein samples

通過對120組S2期石英脈、石英透鏡體產(chǎn)狀的統(tǒng)計，石英脈走向主要集中于270°～320°，少量為50°～70°，這可能是由于部分地段產(chǎn)狀受構(gòu)造作用發(fā)生偏轉(zhuǎn)變化(圖3)。對25組S3期石英脈產(chǎn)狀的統(tǒng)計，石英脈走向主要集中于20°～50°(圖4)。

圖3 S2期石英脈走向玫瑰花圖Fig.3 Rose diagram of S2 quartz vein trend

圖4 S3期石英脈走向玫瑰花圖Fig.4 Rose diagram of S3 quartz vein trend

本次研究選用的樣品是長溝金礦區(qū)2期具有代表性的石英脈，樣品共15件，S2期石英脈樣品11件，其中含金樣品4件，S3期石英脈樣品4件，具體特征見表1。

3.2 實驗方法

本次長溝金礦流體包裹體研究采用以下方法來完成。

(1)礦硐內(nèi)及硐口采集石英脈樣品并標記采樣位置和編號，室內(nèi)把所采集樣品按照需要磨制成包裹體薄片。

表1 長溝金礦床石英脈樣品特征表Tab.1 Characteristic of quartz samples from Changgou gold deposit

(2)通過長安大學西部礦產(chǎn)資源與地質(zhì)工程教育部重點實驗室的顯微鏡對流體包裹體進行巖相學觀察，依照其巖相學的特點，對其進行簡單區(qū)分。

(3)流體包裹體在長安大學西部礦產(chǎn)資源與地質(zhì)工程教育部重點實驗室進行分析，使用實驗儀器為Linkam公司的THMS-600型地質(zhì)用冷熱臺，該儀器可操作的溫度范圍在-196～600℃。其中實驗的均一溫度可以由儀器直接測定；鹽度是通過冷熱臺測得的包裹體冰點溫度，再結(jié)合計算公式(盧煥章等，2004)獲得。

4 流體包裹體特征

4.1 流體包裹體巖相學特征

顯微鏡下顯示長溝礦區(qū)的石英流體包裹體包括2類：主要以次生流體包裹體為主，數(shù)量占流體包裹體總量的80%，無色或灰白色，大多數(shù)呈橢圓狀、長條狀或菱形(圖5a)，多成條帶狀分布，大小約2 μm×4 μm～5 μm×15 μm；另一類為原生流體包裹體，大多數(shù)呈圓形或者是橢圓形(圖5b)，大小約6 μm×8 μm～5 μm×20 μm，氣液比為5%～30%；流體包裹體主要以氣液兩相(L+V)為主，單相和三相的包裹體比較少見。

流體包裹體按其捕獲時間與主結(jié)晶礦物的形成時間關(guān)系可分為原生包裹體和次生包裹體。礦物形成時包裹其附近的流體形成的包裹體為原生流體包裹體。研究區(qū)S2期石英脈礦化強烈，認為其原生包流體裹體和金成礦階段更為密切。S3期石英脈期次較晚，通過測試其原生流體包裹體特征并與S2期石英脈比較，探討其與金成礦的關(guān)系。

a.次生包裹體;b.原生包裹體圖5 長溝金礦流體包裹體照片F(xiàn)ig.5 Petrography of fluid inclusions

4.2 流體包裹體均一溫度與鹽度特征

本次測溫對樣品中的原生流體包裹體進行研究，測試數(shù)據(jù)顯示流體包裹體均一溫度為175～385℃，峰值為210～280℃和290～320℃(圖6)，屬于中-低溫流體。另外，均一溫度最少有2個峰值，顯示礦區(qū)發(fā)生了多期熱液活動；S2期石英脈流體包裹體均一溫度為190～270℃，峰值為230℃，其中，含金石英脈樣品的均一溫度為190～260℃，峰值可達220℃；S3期石英脈流體包裹體的均一溫度較高，為290～320℃，峰值溫度達310℃。

鹽度是由已經(jīng)得到的包裹體冰點溫度，再結(jié)合計算公式獲得。鹽度計算公式(盧煥章等，2004)為：

W=0.00+1.78T-0.044 2T2+0.000 557T3

圖6 長溝金礦石英脈均一溫度直方圖Fig.6 Homogeneous temperature histogram of quartz inclusions from Changgou gold deposit

其中：W為鹽度(wt%)，T=0-Tm，Tm為冰點溫度(℃)。適用范圍：鹽度(NaCl)范圍為0%～23.3%，溶液的簡單鹽水類包裹體鹽度計算。

測試結(jié)果顯示(表2)，樣品的冰點范圍為-15.5～-5.5℃，計算出的鹽度(NaCl)范圍為0.88%～19.05%，主要分布在4%～12%(圖7)，總體為中低鹽度流體。S2期石英脈的鹽度(NaCl)主要集中在4%～12%。其中，含金石英脈流體包裹體鹽度(NaCl)主要集中在6%～12%； S3期石英脈的鹽度(NaCl)較小，主要集中在4%～8%。

表2 長溝金礦床石英脈流體包裹體特征參數(shù)表Tab.2 Microthermomtric data of quartz-fluid inclusions from Changgou gold deposit

圖7 長溝金礦石英脈樣品鹽度直方圖Fig.7 Salinity histogram of quartz inclusions from Changgou gold deposit

5 討論

5.1 流體包裹體壓力和深度估算

長溝金礦床的捕獲壓力按照流體壓力經(jīng)驗公式(邵潔漣等,1986)計算：

P(105pa)=P0Th/T0

其中：P0=219+2 620W，W為鹽度(NaCl%)；T0=374+920W；Th為實測均一溫度(℃)。

根據(jù)以上公式測得的流體捕獲壓力范圍為41.03～98.04 Mpa；S2期樣品中流體捕獲壓力范圍為45.59～85.00 Mpa。其中，含金石英樣品中流體捕獲壓力為41.03～77.47 Mpa；S3期樣品中流體捕獲壓力范圍為52.43～98.04 Mpa(表3)。

捕獲深度可借助估計值獲得，本次試驗以靜巖壓力27 Mpa/km的增長率計算得出(表3)。

由計算結(jié)果可以看出，捕獲深度在1.52～3.63 km。S2期流體捕獲深度在1.69～3.15 km。其中，含金流體捕獲深度在1.52～2.87 km，S3期流體捕獲深度在1.94～3.63 km。

表3 長溝金礦區(qū)石英脈流體包裹體捕獲壓力及深度表Tab.3 The trapping pressures and depth of quartz-fluid inclusions from Changgou gold deposit

5.2 2期石英脈流體包裹體特征對比

測試結(jié)果顯示，均一溫度：S2期石英脈≈含金樣品S3期石英脈；捕獲壓力和深度：S2≈含金樣品

由圖8可得，石英流體包裹體的均一溫度S2期略低于S3期，鹽度S2期稍高于S3期，差別較小且成分相似。推測為主成礦期(S2)后S3期熱液流體順節(jié)理上升，可能由于礦區(qū)成礦元素減少以及大量大氣降水的加入，導致該期熱液鹽度降低；由礦區(qū)內(nèi)發(fā)育有中酸性巖脈推測，礦區(qū)深部巖漿巖活動可能僅為其提供了一定的熱量，導致該期熱液均一溫度稍高于S2期。

圖8 長溝礦區(qū)石英脈流體包裹體的均一溫度-鹽度散點圖Fig.8 Homogeneous temperature and salinity diagram of quartz inclusions from Changgou gold deposit

6 結(jié)論

(1)長溝金礦床石英脈流體包裹體以氣液兩相型為主，單相和三相的流體包裹體很少見；石英脈流體包裹體均一溫度峰值為210～280℃和290～320℃ ，主成礦期石英脈流體包裹體均一溫度為190～270℃ ；流體鹽度(NaCl)主要集中于4%～12%。S2期樣品中流體捕獲壓力范圍為45.59～85.00 Mpa，流體捕獲深度在1.69～3.15 km。主成礦流體應(yīng)為中-低溫、中-低鹽度的流體，且屬于中淺深度成礦。

(2)長溝金礦主要發(fā)育2期石英脈或石英團塊，其中S2期流體表現(xiàn)為低溫度、較高鹽度，有利于成礦，為主要成礦流體；S3期流體表現(xiàn)為較高溫度、低鹽度，與成礦關(guān)系不大，這與野外調(diào)研宏觀上S2期石英脈礦化強烈，而S3期石英脈礦化較弱相符。

(3)長溝金礦床的成礦溫度和鹽度范圍較廣，而且差異較大，表明在金成礦時成礦流體的性質(zhì)也相應(yīng)發(fā)生了較大的改變，推測為主成礦期(S2)后S3期熱液流體順節(jié)理上升，可能由于礦區(qū)成礦元素減少以及大量大氣降水的加入，導致該期熱液鹽度降低；且礦區(qū)深部巖漿巖活動可能僅為其提供了一定的熱量，導致該期熱液均一溫度稍高于S2期。

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