内蒙古达亚纳钨钼矿床成矿流体特征研究

2019-02-09王思耀佘宏全

世界有色金属 2019年1期

王思耀，佘宏全

（中国地质科学院矿产资源研究所，北京 100037）

内蒙古达亚纳钨钼矿床地理位置位于内蒙古锡林郭勒盟东乌珠穆沁旗，是由中国地质科学院矿产资源研究所与内蒙古盛旺矿业公司合作，最新勘查确定的一个中小型钨钼矿床，其中332资源量WO33200t，Mo资源量大于8000t。为探讨达亚纳钨钼矿的成矿流体演化规律，本文将从成矿各阶段石英中包裹体的测温实验、激光拉曼测试和H、O同位素等等方面进行探讨，以其说明其矿床成因。

1 区域地质背景及矿床地质特征

达亚纳矿区距东乌旗乌里雅斯太镇西约15公里，区域成矿位置属大兴安岭成矿带西坡东乌旗-嫩江成矿带南段。出露地层主要为一套石炭系-二叠系火山碎屑岩，含安山质晶屑凝灰岩和泥质粉砂岩等。地层及岩体受岩浆活动及构造作用的影响，常发育有褐铁矿化和硅化等蚀变。

矿区构造较为简单，以发育NEE向断裂为主，次级断裂以NW向和NE向为主，花岗斑岩脉或石英脉充填各个断裂。矿化以及蚀变现象发育在各个裂隙中，断裂为该区主要的成矿控矿构造，与矿体的形成密切相关。

矿区内有多期岩浆岩出露地表，岩性以晚二叠世石英斑岩以及早白垩世黑云母花岗岩为主。石英斑岩呈脉状侵入到格根敖包组地层中，无矿化和蚀变现象，与矿区成矿事件无关。黑云母花岗岩呈岩株产出于格根敖包组地层中，发育大量蚀变及矿化现象，其中靠近矿化石英脉的岩石蚀变尤为强烈。

2 流体包裹体研究

经过系统的野外调查、岩相学、包裹体及H、O同位素实验，可将该矿床成矿过程划分为四个阶段：早阶段石英-白云母阶段，成矿石英-辉钼矿阶段和石英-黑钨矿阶段，晚期石英脉阶段。

2.1 流体包裹体岩相学

按照常温下包裹体相态及成分等特征，可将达亚纳矿区石英中包裹体划分为4种类型

Ⅰ型包裹体：富液相两相包裹体；由LH2O和VH2O组成，气相分数8%～15%，少数可达到80%，可细分为Ia型原生和Ib型次生两种包裹体。Ia型包裹体形态多样，形态呈椭圆形及不规则，个体大小集中于5um～25um，且变化比较大，Ia型包裹体气相分数为8%-～35%。Ib型包裹体呈椭圆形态；个体大都为3um～7um，普遍较小，少数表现为纯液相，Ib型包裹体气相分数一般小于5%。

Ⅱ型包裹体：此类包裹体为含子矿物三相包裹体，由液态H2O（LH2O）、气态H2O（VH2O）和透明子矿物组成，大小5um～16um，分布不均一，气相分数为8%～28%。此类包裹体在加温过程中升至包裹体爆裂时，没有发现子晶融化的迹象，由此推测这些子矿物可能为岩浆水中早期结晶形成。

Ⅲ型包裹体：富气相两相包裹体。在实验过程中仅测试了数个，由液态H2O（LH2O）、气态H2O（VH2O）组成，不规则形态，5um～105um不等，孤立分布。本类型包裹体的气相所占比例为70%左右。

Ⅳ型包裹体：此类包裹体为单液相包裹体，形态呈椭圆形，包裹体大小为5um～10um，镜下观测此类包裹体分布I型包裹体附近，据此，认为Ⅳ型包裹体可能由I型包裹体经历“颈缩”过程而形成的。

2.2 流体包裹体显微测温

实验过程中，Ⅳ型包裹体相态未检测到明显变化，无法准确获得此类包裹体的温度数据；Ⅱ型和Ⅲ型包裹体样品数量少，实验中未仅获得的足够多数据，实验主要测试对象为I型包裹体。包裹体的盐度则依据实验所测的冰点温度换算而得到。

根据本次实验记录数据及盐度计算结果，在石英-辉钼矿阶段中，包裹体的均一温度集中于250℃～320℃，而在石英-黑钨矿阶段中，包裹体的均一温度则为220℃～320℃之间。

2.3 流体包裹体的激光拉曼探针

在观察的基础上，分别从两个成矿阶段中挑选出适合进行激光拉曼光谱实验的Ⅰ型包裹体进行分析。利用实验结果数据分析，可知两阶段中包裹体的成分并没有实质性的差别，气液相成分均以H2O为主。

3 氢、氧同位素

本次实验对9件来自石英-辉钼矿阶段的含矿石英脉样品以及5件来自石英-黑钨矿阶段的含矿石英脉样品进行H-O同位素分析。测试结果显示，来自石英-辉钼矿的9件样品的δ18O V-SMOW(‰)在8.6～9.3之间，均值为8.9，δD V-SMOW(‰ )值在-88～-107之间，均值为-99，δ18O H2O(‰)均值2.2;来自石英-黑钨矿样品的5件样品的δ18O V-SMOW(‰)在9.0～10.1之间，均值9.5，δD V-SMOW(‰ )值在-88～-94之间，均值为-91，δ18O H2O(‰ )均值为2.7。

4 讨论

4.1 成矿流体来源

将H-O同位素实验所得数据投影在δD-δ18OH2O图上，所有样品点都分布在原生岩浆水区域左下方，并都靠近雨水线一侧；从黑钨矿阶段到辉钼矿阶段，氢同位素测试值有轻微但可见的降低，这些现象表明，达亚纳钨钼矿床成矿流体的来源以岩浆水为主，并且有大气水加入。

根据之前研究，矿区内黑云母花岗岩的锆石U-Pb谐和年龄为(135±1)Ma（向安平等，2016），矿体中采集的辉钼矿Re-Os等时线年龄为（132.9±2.6）Ma（向安平等，2016），二者在误差范围内可以认为一致，足以说明黑云母花岗岩与成矿关系极密切。综合以上结论推测，该矿床的成矿流体为黑云母花岗岩的岩浆水与大气水混合热液。

4.2 成矿流体性质

辉钼矿阶段中包裹体的均一温度范围为250℃～320℃，并可看出为正态分布；盐度w（NaCl，eq）1-4，属高-中温、低盐度，综合前人激光拉曼分析所得结果（张令进等，2018），可认为石英-辉钼矿阶段流体为中高温、中低盐度NaCl-H2O流体体系。

黑钨矿阶段中包裹体的均一温度范围为220℃-320℃，盐度w（NaCleq）稍高于辉钼矿阶段，为1.74-8.95。属低温、中低盐度。综合激光拉曼分析所得结果（张令进等，2018），可认为石英-黑钨矿阶段成矿流体区别于辉钼矿阶段，为中低温、中低盐度的NaCl-H2O体系。

4.3 矿床成矿机制

流体沸腾作用会导致气体逸出流体，使流体盐度升高，从而促进金属矿物发生沉淀。镜下观测到石英-辉钼矿阶段中有少量富气相包裹体均一至气相的现象，同时，在相同的结晶平面内，观测到了Ⅰ型包裹体、Ⅱ型包裹体和Ⅲ型包裹体等的共生，此现象被认为是流体发生沸腾作用的标志（王晓勇等，2010）。因此，沸腾作用可能是辉钼矿沉淀的主要机制。

温度的降低会导致流体的饱和度减小，从而促进金属矿物的沉淀。在此次研究中，纯气相或富气相的包裹体在石英-黑钨矿阶段没有被发现，也没有看到共生于同一结晶平面的多个类型的包裹体，由此推测沸腾作用在石英-黑钨矿阶段中并未发生。

同时，Ia型包裹体的盐度在一定范围内的变化以及此类包裹体的均一温度和盐度存在定向性的趋势表明，该阶段的流体很可能存在自然冷却过程，即流体降温使得黑钨矿从流体中沉淀。