阿尔泰山南缘高密度co2ch4流体的成矿作用初探

阿尔泰山南缘高密度C 0 2 C H 4 流体的成矿作用初探 徐九华1 丁汝福2 谢玉玲1 单立华1钟长华1 I 北京科技大学资源工程系，北京1 0 0 0 8 3 ，E m a i l ：j i u h u a x u c e s u s t b e d u c n ； 2 北京地质矿产研究院，北京，1 0 0 0 2 9 阿尔泰山南缘的萨热阔布金矿床流体研究表明，矿化阶段脉石英中存在大量高密度的液态纯 C 0 2 ( L 2 ) 和C 0 2 盔H 4 ( L C 0 2 1 盎H 4 ) 包裹体，它们占包裹体总数的9 0 以上( X ue ta 1 ，2 0 0 5 ) 。该矿 床脉石英可分为两种产状，一为贫黄铁矿的早阶段脉石英，包裹体类型以Lc 0 2 ，Lc 0 2 L m o 为主，其 次为L m o - Lc 0 2 和L H 2 0 V c 0 2 。二为与黄铜矿、方铅矿、闪锌矿等伴生的晚阶段石英( 多金属硫化物 阶段) ，其包裹体类型复杂，特别是含金黄铁矿黄铜矿石英脉的包裹体，三相点温度一般为 6 1 9 5 9 5 ，最低可达7 8 1 ，说明有较多的C H 4 或其它挥发分存在( K e r k h o f a n dT h i e r y , 2 0 0 0 ) ， 流体部分均一温度t h 也低达3 3 7 1 7 7 ( 均一为L c 0 2 ) 。激光拉曼探针测定表明，L c 0 2 包裹体只有 C 0 2 峰，或C 0 2 峰和C H 4 峰，没有H 2 0 峰。 这种C 0 2 盏H 4 流体对火山沉积盆地内早中泥盆世陆缘拉张形成的V M S 型矿床进行了叠加改 造。最近的初步研究表明，在V M S 型铁木尔特铅锌矿床的晚期硫化物石英脉中也存在纯C 0 2 和 C 0 2 盔H 4 包裹体，它们的排列方向在整个样片中具一定的优选方位，并穿切了多数相邻石英颗粒的 边界，对铅锌矿床的脉石英来讲属次生包裹体，但可能反映了后来碰撞造山有关的热液活动特点。 据5 个样品1 5 0 余个包裹体冷冻实验，其特征可分为2 组：第l 组三相点温度“一般为6 0 8 5 7 8 ，靠为2 7 5 8 0 " C 或+ 3 0 + 2 7 5 ( 都均一为L c o D ；第2 组具有特低的k 和“，主要范围分别为 - 8 0 5 7 3 5 " C 和4 5 2 2 5 。C ( 也均一为Lc 0 2 ) 。第1 组可认为是一般的C 0 2 - C H 4 体系，而第2 组则要 结合拉曼探针测定再定论。 对萨热阔布金矿床的富含纯C 0 2 包裹体的脉石英进行流体包裹体的I C P M S 稀土元素组成分析 表明也有一些不同于其他地区造山型金矿床的特征。( 1 ) 与已报道的造山型金矿床比较，流体包裹体 中的稀土总量较高，脉石英R E E ( 流体) = 1 1 5 6 - 2 0 4 8 6 X1 0 " 6 , R E E ( 流体) = 8 4 5 3 5 。流体中的 高稀土含量，与流体的富C 0 2 有密切的关系，这己被很多研究证实。( 2 ) 脉石英流体包裹体的轻、 重稀土分馏不明显，L R E 阴R E E 一般为1 8 2 - 4 0 1 。仅l 件样品为1 2 5 6 。而很多造山型金矿床的流 体轻、重稀土分馏均较明显，玲珑焦家式金矿的包裹体L R E E H I 也E 0 7 - 2 6 4 1 ( 7 件) ，乳山金矿的 为1 1 6 2 - 2 9 5 9 ( 3 件，陈绪松等，2 0 0 2 ) ，辽宁四道沟金矿的为7 9 6 1 0 7 2 ( 3 件，范建国等，2 0 0 0 ) 。( 3 ) 流体R E E 无明显的E u 异常，6E u = o 7 2 1 7 7 ，与地幔岩辉石的C 0 2 流体极为相似，6E u = 0 4 5 1 1 0 ， 地幔橄榄石则具弱的负异常。而很多造山型金矿床则具有明显的E u 正异常，如赤峰柴胡栏子金矿， 6E u = 1 5 1 - 8 1 2 ， 乳山金矿3 4 3 5 7 l ，玲珑焦家金矿1 0 5 7 0 9 。 阿尔泰造山带大规模的成矿作用主要发生在晚古生代，何国琦等( 1 9 9 4 ) 提出北疆古生带地壳演化 五阶段模式，认为早泥盆纪阿尔泰南缘的成矿作用与西伯利亚板块陆缘火山扩张带有关。早中泥盆 世陆缘拉张和晚泥盆世二叠纪的俯冲碰撞这两个不同的构造体制相应形成了与陆缘裂谷环境有关 的成矿系统和碰撞成矿系统( 王京彬等，1 9 9 8 ) 。早中泥盆世的陆缘拉张形成阿尔泰南缘火山岩带和基 性岩带( S m N d 等时线年龄3 9 7 M a ) ，与此相关的火山块状硫化物矿床( V M S 型) 同位素年龄 4 0 7 3 7 2 M a ：中泥盆世末洋壳俯冲，至早石炭世末海盆消失，哈萨克斯坦准噶尔板块与西伯利亚板 块拼贴缝合，进而发育了广布的区域变质岩，相当于俯冲和碰撞的两期变质年龄为3 5 9 5 M a 和3 3 9 3 M a 碰撞及碰撞后形成的金矿床同位素年龄2 6 5 3 2 0 M a 。董永观等( 2 0 0 2 ) 对阿尔泰南缘金矿床的成矿年 龄统计表明，主要分布范围为2 0 0 - 3 0 0 M a 。这与近来郑常青等( 2 0 0 5 ) 测定该造山带的递增变质带 基金项目：国家自然科学基金项I ! t ( 4 0 5 7 2 0 6 6 ) 、教育部博士点基金( 2 0 0 3 0 0 0 8 0 1 8 ) 项目和中国科学院地质与地球物理研 究所重点实验室基金 3 3 l 锆石( C H I M E 法) 年龄相当，即冲乎尔地区蓝晶石矽线石带为2 6 5 70 M a ，阿勒泰地区红柱石矽线 石带为2 4 9 70 M a 。总的来讲，阿尔泰南缘的金矿床主要为主造山期( D 3 P 1 ) 的同造山期金矿，即金 矿床的形成同步于沿额尔齐斯构造带的弧陆碰撞造山作用，属典型的碰撞造山带型金矿床( 陈衍景 等，2 0 0 1 ) 。高密度C 0 2 盔H 4 流体在阿尔泰南缘金矿床中大量发育，说明在同碰撞造山过程中金矿床 的成矿流体与区域构造流体有密切联系。 这类高密度C 0 2 士C H 4 流体与其它地区造山带石英脉型或蚀变岩型的热液金矿的成矿流体在C 0 2 含 量上有较大差别，例如小秦岭金矿田发育的富C 0 2 包裹体类型主要为L 眦0 - 1 k 型或L 。啪L 眺型( 范宏 瑞等，2 0 0 0 ：J i a n ge ta 1 ，1 9 9 9 ：X ue ta 1 ，1 9 9 8 ) ，纯C 0 2 包裹体较少发现，属低盐度的富C 0 2 的I 七O - C O z - N a C l 流体体系。招一掖金矿带的成矿流体也属I 如O - C O z - N a C l 流体体系。初步研究还显示， 萨热阔布金矿床C 0 2 包裹体具有很低的61 3 C 值( - 1 0 7 3 - 2 1 1 5o ) ，与小秦岭、胶东金矿的也很 不相同。众所周知，纯C 0 z 流体是地幔岩或下地壳麻粒岩流体包裹体的典型特征，阿尔泰南缘的这种 C 0 2 士( 黝0 士C I I ) 流体是否与造山过程来自上地幔或下地壳的区域流体有关，还是与动力变质作用从 碳酸盐地层中释放的C 0 2 有关，或是地壳物质俯冲再循环的产物，都值得进一步详细研究。P h i l l i p s 和E v a n s ( 2 0 0 4 ) 最近通过富C 0 2 流体( 1 0 m 0 1 C 0 2 ) 和贫C 0 2 流体( 0 I m 0 1 C 0 2 ) 的比较研究，证明 C 0 2 在金矿形成过程中的作用是缓冲流体p H 值、保持A u 在流体中的高含量，并且在有利的容矿岩石 中使A u 沉淀。那么，对于纯C O s 流体或C 0 2 士( C H t ) 流体在金成矿过程中起着怎样的作用，“是以什 么形式存在于缺水的C O s 流体中的? 特别是新近发现的高密度低三相点( 乙< - 6 5 " C ) 、低均一温度 ( t h < 一3 0 ) 的流体及其对成矿的意义更值得研究。 主要参考文献 【l 】陈衍景，张静，赖勇2 0 0 1 ，大陆动力学与成矿作用北京：地质出版社，1 2 2 4 ，2 1 6 2 3 0 【2 】董永观，张传林，芮行健等，2 0 0 0 ，哈巴河- 布尔津流域金、铜成矿作用研究，地质出版社 【3 】范宏瑞，谢亦汉，赵瑞等2 0 0 0 ，小秦岭含金石英脉复式成凶的流体包裹体证据科学通报，4 5 ( 5 ) ：5 3 7 5 4 2 【4 】樊祺诚，刘若新，林卓然，等1 9 9 6 ，中国东部地幔C 0 2 流体包裹体的碳同位素初步研究，地球化学，2 5 ( 3 ) ： 2 6 4 - 2 6 9 【5 】何国琦，李茂松，刘德权等1 9 9 4 ，中国新疆古生代地壳演化及成矿乌鲁木齐：新疆人民出版社香港：香港文化 教育出版社 【6 】刘顺生，李志纯，谭凯旋等2 0 0 3 ，中国阿尔泰造山带的变形变质及流体作用北京：地质出版社，1 1 5 2 【7 】王京彬，秦克章，吴志亮等1 9 9 8 ，阿尔泰山南缘火山喷流沉积型铅锌矿床北京：地质出版社，1 8 9 5 【8 】岳可芬，赫英，张维平2 0 0 4 , 深源C 0 2 及其对金的富集成矿作用西北大学学报( 自然科学版) ，3 4 ( 1 ) ：9 0 9 2 【9 】张进红，王京彬，丁汝福2 0 0 0 ，阿尔泰造山带康布铁堡组变质火山岩锆石特征和铀铅年龄中国区域地质，1 9 ( 3 ) ， 2 8 1 - 2 8 7 【l O 】赵志忠2 0 0 1 ，阿尔泰山南缘东部岩石构造变形与金的构造成矿机理大地构造与成矿学，2 5 ( 3 ) 3 0 2 3 1 2 【l l 】郑常青，徐学纯，T a k e n o dK a t o ，等2 0 0 5 ，阿尔泰造山带递增变质带的独居石( C H I M E 法) 年龄及其地质意义，矿 物岩石地球化学通报，2 4 ( 增刊) ，1 8 8 1 2 1D e i n e s ，P ，2 0 0 2 ，T h ec a r b o ni s o t o p eg e o c h e m i s t r yo f m a n t l ex e n o l i 山S ，E a r t h - S c i e n c eR e v i e w s ，5 8 ( 3 - 4 ) ：2 4 7 - 2 7 8 【1 3 】F a nH o n g r u i ，Z h a iM i n g g u o ，X i eY i h a n ，2 0 0 3 ，O r e f o r m i n gf l u i d sa s s o c i a t e dw i t hg r a n i t e - h o s t e dg o l dm i n e r a l i z a t i o na t t h eS a n s h a n d a od e p o s i t , J i a o d o n gg o l dp r o v i n c e ，C h i n a , M i n e r a l i u mD e p o s i t a , 3 8 ：7 3 9 7 5 0 1 1 4 1G o l d f a r b ，R J ，G r o v e s ，D I ，G a r d o l l ，S ，2 0 0 1 ，O r o g e n i cg o l da n dg e o l o g i