成矿流体（任富根 马秀娟 苏犁）

Question

如题所述

Answer 1

流体的存在是金成矿的必要条件。流体的性质、特征反映流体的来源和金的活化、运移和富集条件及其与有关地质作用营力的关系。矿物包裹体的研究可以揭示流体的性质、特征，有助于金矿成矿条件和成因的探讨。

一、流体的性质

矿物包裹体的氢、氧同位素组成指示流体的性质，是其来源的标志（表2-11）。

表2-11　流体氢、氧同位素组成

以相应的均一温度为准，应用克莱顿（1972）：公式

，对测定的石英数据重新计算。5、6、7、8、18、19据王铭生、谢奕汉，12—17据高永丰、栾文楼。

大气水是以

的负值为标志的，不同比例大气水参予作用多表现为低正值，如北岭、上宫、康山、星星阴和祁雨沟的早、晚期矿化阶段。若以δD而言，矿物和岩石中的氢含量很低，相对少量的水就可以使其发生明显变化，然而一旦达到同位素平衡后，就不应再发生变化，因此δD值是恒定的；但大气水的加入，使

降低，δD同时也发生变化。所以δD值变化大也是大气水加入的另一个重要标志。构造蚀变岩型金矿的δD极差为25‰，蚀变岩-石英脉复合型的极差为23.9‰，角砾岩型祁雨沟金矿的极差为16.4‰，这些是不同比例大气水加入成矿热液的标志。

变质水温度为300℃—600℃时，富¹⁸0，

为4‰—25‰，δD是—5‰—-85‰。岩浆水温度大于600℃，也富¹⁸0，δ¹⁸O_H2O为8‰—12‰，δD为—60‰—-80‰。蚀变岩-石英脉复合型金矿的δ¹⁸0为4.69‰—6.10‰，δD为—66.1‰—-72.2‰，角砾岩型祁雨沟金矿矿化早期的δ¹⁸0为7.0‰，δD为—57.6‰，主矿化期δ¹⁸0为4.3‰—5.39‰，δD为—66%——74%，具有变质水的特征。与合峪花岗岩脉石英的（δ¹⁸0=5.89‰，δD＝—72‰）相比，也具有相似性，同时显示有岩浆水的特征。

在δ¹⁸D对

图上（图2-26），构造蚀变岩型金矿（上宫、北岭）明显地偏离岩浆水区和变质水区，蚀变岩-石英脉复合型金矿位于变质水区的左下部及外侧。角砾岩型祁雨沟金矿主成矿期δ¹⁸O_H2O值较大，在变质水区的左下部，早期和晚期较小，在变质水区的外侧；石英脉型半宽金矿的δ¹⁸0为13.48‰、13.56‰，以均一温度220℃、350℃计算，

分别为2.97‰、2.98‰和8.18‰、8.26‰，也是在变质水区的左下部及外侧。

熊耳山—崤山地区金矿成矿地质条件和找矿综合评价模型

●—构造蚀变岩型；×—蚀变岩-石英脉复合型；△—角砾岩型；＋—合峪花岗岩脉石英；V—熊耳群脉石英

总之本区金矿的成矿流体是复杂的，不是单一来源，兼有变质水、岩浆水和大气水的性质。不同类型的金矿的成矿流体中，大气降水作用的比例有明显差异。

二、流体的组分特征

流体的组分比较复杂（表2-12）。各类型金矿的流体包裹体液相成分表明，阴离子除个别样品外，都以无F^-或低F^-为共同特征，而Cl^-、

，变化不定；阳离子则存在多种复杂情况，K⁺、Na⁺含量变化不定，晚期Ca^2＋、Mg^2＋显著增加（图2-27）。

熊耳山—崤山地区金矿成矿地质条件和找矿综合评价模型

1-8-构造蚀变岩型（Ⅰ）；9-19-蚀变岩-石英脉复合型（Ⅱ）；20-21-石英脉型；22-硫化物伴生金型；23-31-角砾岩型（祁雨沟，Ⅲ）

构造蚀变岩型金矿流体中阳离子K⁺较多（45%—64%），Na⁺/K⁺摩尔比较低（0.48—1.92）,Ca²⁺、Mg²⁺低（3%—6%）；阴离子以

，和Cl－为主（图2-27Ⅰ₁）。在以上宫为代表的晚期碳酸盐化矿化阶段，Ca^2＋、Mg^2＋显著增多，占48%—77%，个别达90%，阴离子以

为主（图2-27Ⅰ₂）。流体为K⁺（N^a+）-Cl－

型和Ca²⁺（Mg²⁺）

蚀变岩-石英脉复合型金矿流体阳离子K⁺稍多，占24%—56%,Na⁺/K⁺摩尔比稍大（1.04—4.7）,Ca²⁺、Mg²⁺变化大，0—54%（图2-27Ⅱ）。在康山金矿，随着成矿作用的进行，K⁺有增多的趋势，Na⁺/K⁺摩尔比由2.06降低至1.04。阴离子以无

为特征，以Cl^-（康山）或

（红庄、星星阴）为主。流体为

型和N⁺

石英脉型金矿流体阳离子以Na⁺为主（61%—86%），Na⁺/K⁺摩尔比大（9.29—14.89），不同于其它类型。Ca^2＋、Mg^2＋变化较大（4%—27%）。阴离子以Cl^-为主。流体为Na-Cl^--

型。

硫化物伴生金矿的成矿流体以老代仗沟为例，K⁺（38%）>Na⁺（32%）,Na⁺/K⁺摩尔比为1.45，与构造蚀变岩型金矿相类似；Ca^2＋、Mg^2＋较多，占30%；阴离子以Cl^-为主，其次为

F^-最少。流体为

型。

表2-12　熊耳山崤山地区金矿床流体组分特征

续表

角砾岩型祁雨沟金矿成矿流体组分复杂，阳离子除Na⁺、K⁺外，有较多的Ca^2＋、Mg^2＋，多在20%以上，晚期矿化阶段高达87%、96%（图2-27Ⅲ）。随着成矿作用的进行，K⁺增多，Na⁺/K⁺摩尔比降低（早期7.69—8.54，主期5.48—8.3，晚期0.24—4）。阴离子早期、主期以Cl^-、

为主，晚期以

为主，F^-较少（0.2%—8%，个别达15%）。流体分别为

型。

流体的气相成分主要是H₂O（一般占95%），其次是CO₂（通常小于5%），另有微量的H₂、N₂、CH₄、CO。构造蚀变岩型金矿CO₂含量低，为0.59%—1.21%，最高3.1%，CO₂/H₂O为0.006—0.032。蚀变岩-石英脉复合型CO₂含量稍高，为1.88%—4.83%，个别为0.05%、0.72%,CO₂/H₂O为0.007—0.077。角砾岩型祁雨沟金矿CO₂含量更高，为2.13%—7.7%，个别为0.31,CO₂/H₂O为0.02—0.084。硫化物伴生金矿老代仗沟CO₂含量为3.1%,CO₂/H₂O为0.03。CO₂含量高是石英脉型金矿的特征标志。激光拉曼探针分析结果表明，原生三相包裹体的中心气相、第二液相和二相包裹体的中心气相都以CO：为主，占53.5%—96.5%,CO₂/H₂O比大于12.6，含有2.3%—3.9%的H₂S；而边缘液相H₂O显著增多，达29.3%—58.0%,CO₂/H₂O为0.65—2.08，同时H₂S也增多（为4.1%—6.1%）（表2-13）。

表2-13　半宽地区石英脉型金矿原生孤立包裹体成分激光拉曼探针分析结果

续表

测试者：西安地质矿产研究所八室王志海。

三、流体的物理、化学性质

表2-14指示各类型金矿流体物理、化学性质变化较大。一般而言，构造蚀变岩型金矿成矿温度低，包裹体类型简单，个体小；角砾岩型金矿成矿温度高，包裹体类型复杂多样，个体较大。盐度多较低，通常小于8wt NaCleq.%唯角砾岩型祁雨沟金矿盐度较大，并且可出现剧烈变化的情况，这是大气水参予成矿作用的标志。氧逸度随着成矿作用的进行有两种不同的变化趋势，一是lgfo₂由大变小（祁雨沟、康山、红庄、星星阴、前河），二是lgfo₂由小变大（上宫）。随成矿部位变浅，logfo₂也由小变大（半宽）。酸碱度pH值也存在两种不同的变化趋势，或是由弱酸性向弱碱性演化，或是由弱碱性向弱酸性演化，分别与碳酸盐化、硅化作用有关。还原参数表明多处于弱还原环境。压力多小于500×10⁵Pa，成矿深度小于2km。红庄、前河、老代仗沟以及康山、祁雨沟矿床的成矿压力可大于700×10⁵Pa，指示成矿深度较大。

须要指出的是，本区金矿成矿流体中的沸腾作用是比较广泛存在的，主要是减压沸腾作用。当构造与地表联通时，压力急剧下降，使流体的沸点降低，造成沸腾。减压沸腾也是在较高温度阶段发生的（均一温度祁雨沟为370℃，店坊305℃，北岭220℃），沸腾作用往往使流体外逸，形成流体的不混溶，引起盐度的增高或降低，出现盐度不均衡的条件，从而在沸腾包裹体群中出现NaCl的子矿物。因此NaCl子矿物包裹体的出现可以认为是本区沸腾现象的一种标志。虽然沸腾作用处于温度较高阶段，是不连续的，但毕竟加速了矿质的沉淀，促进了金的成矿作用。

表2-14　流体的物理、化学参数

②括号内系爆裂温度；

③据马秀娟。