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14#脉石英包裹体研究 粤北最初的繁荣位于湖南省、广东省和广东省的交界处。它是中国南方最重要的矿物矿床之一。分布着石牙山、河口山、文政洞等小型稀土矿床。其中, 石人嶂钨矿作为石英脉型黑钨矿“五层楼”模式的发源地之一, 一直受到世人的广泛关注。然而随着开采年限的延长, 接替资源已出现严重不足, 因此实施新一轮的地质找矿工作已经迫在眉睫。至20世纪中叶矿区开展地质工作以来, 研究者所做的工作大多集中于矿床地质方面, 对区内成矿流体的研究程度较低, 流体包裹体作为最能够反映成岩成矿环境的流体介质, 对于整个矿床的研究有十分重要的意义。本文在对矿床地质特征研究的基础上, 着重对14#脉石英样品中的流体包裹体进行分析, 初步探讨成矿流体的地球化学性质及其来源, 为进一步研究矿床成矿机制提供依据。 1 成矿地质及成矿阶段 研究区位于华南湘赣粤钨矿成矿区南部成矿带的西南段, 粤北山字型构造的东侧, 九峰岩体之南, 贵东岩体之北。矿区出露地层有中—上寒武统 (∈2-3) 、奥陶系 (O) 、及少量中下泥盆统 (D1-2) (图1) , 岩性多为砂岩、板岩, 其中寒武系 (∈) 及奥陶系 (O) 为主要的赋矿地层。区内构造活动强烈形成了复杂的褶皱及EW、NE、NNE、NW向四组不同方位不同性质的断裂, 其中EW、NW向断裂带与成矿有关。 矿田内加里东期、印支期、燕山期花岗岩均有出露。其中, 燕山期花岗岩与华南钨矿成矿有着密切的关系。石人嶂矿区内燕山期花岗岩先后形成于燕山中期、晚期, 其中前者包括洞口山石英斑岩岩体、柑子园地区斑状白云母花岗岩岩体及梧桐窝断裂附近的闪斜煌斑岩岩脉;后者主要为矿区底部与成矿密切相关的莲花山花岗岩, 为中酸性花岗岩, 隐伏于550 m以下, 呈岩株状产出, 岩性由斑状细粒二云母花岗岩向细粒二长白云母花岗岩过渡, 其成岩年龄为97.51~165.05 Ma。 石人嶂矿床矿化范围北至琯坑, 南至柑子园、梧桐窝, 东至刀背山, 西至坳下 (图1) , 呈一狭长带状, 轴长约3 900m, 面积约为2.6km2, 为一中型钨矿床。矿体主要产出在与岩浆岩体接触的寒武系 (∈) 、奥陶系 (O) 地层中, 受NW向断裂微裂隙带控制。根据矿脉分布范围, 大致可分为琯坑-石人嶂-柑子园及黄草山两个矿脉带。 在构造应力及容矿裂隙的影响下, 各脉体基本以复脉的形式出现且展布形态复杂:纵向上呈正扇形“五层楼”分带;横向上呈树形分叉结构分带。脉中矿物包括石英、黄玉、云母、锡石、黑钨矿、白钨矿、黄铁矿、方铅矿、闪锌矿、黄铜矿、辉钼矿、辉铋矿、毒砂、方解石, 其中黑钨矿、白钨矿、锡石为主要工业矿物。矿脉旁围岩蚀变主要有硅化、云英岩化, 其次有绿泥石化、绢云母化、电气石化、毒砂化、黄铁矿化等。结合矿脉穿插关系及矿物组合类型的分析, 矿区可以初步划分为以下4个成矿阶段:锡石—石英成矿阶段、黑钨矿—石英成矿阶段、硫化物—石英成矿阶段、碳酸盐石英成矿阶段。 本次研究样品采自14#脉, 属于中组脉群, 为矿区目前生产的主矿脉之一。目前, 开采层位主要位于细脉薄脉带至薄脉带。矿脉品位高, 主要集中在0.5%~0.8%。矿脉中主要金属矿物为黑钨矿, 局部富集白钨矿、锡石、毒砂、黄铜矿、黄铁矿、辉钼矿、辉铋矿等。脉石矿物主要为石英, 其次为萤石、白云母等。脉旁常伴有硅化、云英岩化等蚀变现象。 2 关于液体包体的研究 2.1 流体体系分类 本次样品主要采自14#脉中不同中段处与黑钨矿密切共生的石英岩中。通过镜下观察, 发现石英中包裹体十分发育, 原生、次生、假次生包裹体皆有, 其中, 次生包裹体含量最为丰富。依照流体包裹体室温相态分类准则, 这些包裹体大致可分为纯液体包裹体、气液包裹体及含液体CO2包裹体, 多以孤立状、串珠状、带状及群状 (图2-a、b、c、d) 分布。结合冷冻回温过程相态的变化, 进行流体体系分类, 又可分为Ⅰ型包裹体及Ⅱ型包裹体。 Ⅰ型包裹体即H2O-NaCl型包裹体, 大小2.46~32μm, 为所观测的包裹体中最常见的类型, 根据其常温下相态特征又可划分为Ⅰa型包裹体 (图3-a) 与Ⅰb型包裹体 (图3-b) 。Ⅰa型包裹体:为纯液相包裹体, 在室温下以纯液相产出, 其数量较少, 大小一般为3~6μm, 形态为管状、椭圆状、不规则状等。Ⅰb型包裹体:为两相H2O-NaCl型包裹体, 常温下由水溶液和水蒸气组成。大小介于3.7~32μm, 以5~20μm居多;其形态以负晶形、长条形、浑圆状及不规则状 (图3-c, d, e, f) 为主;包裹体的气液百分比小于50%, 主要集中于4%~43%;加热后均一至液相。该类包裹体为Ⅰ型包裹体中最常见类型。 Ⅱ型包裹体:为液态CO2三相CO2-H2O-NaCl型包裹体, 该类包裹体数目稀少, 仅发