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摘要：位于华北陆台北缘东段，龙岗古陆北西缘的吉林省桦甸市新开河铅锌矿床，其矿床地质、矿体特征及流体包裹体研究分析为本文的研究重点。矿体主要存在于角砾岩体内部或与围岩接触的破碎带中。本研究通过观察两种不同矿石中石英流体包裹体，并进行显微测温，揭示了新开河铅锌矿床流体包裹体的均一温度范围为120℃至376℃，盐度（w（NaCl））主要集中在6.08%至9.90%，属于低盐度流体。成矿压力介于100至400bar之间，矿化深度为0.4至1.5km，其成因涉及与中酸性隐爆角砾岩相关的浅层低温热液矿床。

关键词：新开河铅锌矿；隐爆角砾岩；流体包裹体；矿床成因

1、前言

新开河铅锌矿床位于华北陆台北缘东段，靖宇台拱北段的龙岗古陆北西缘[1，2]。龙岗古陆，一个受辉发河断陷和两江断裂控制的北东向狭长地块，其北侧为大砬子－夹皮沟北西向金及多金属成矿带（包括夹皮沟金矿，板庙子金矿等）[3，4]，而南侧则为元古宙裂谷贵金属成矿带。北西侧的研究主要集中在与铁镁质超基性岩相关的红旗岭铜镍硫化物型矿床。该区域广泛分布着太古代表壳岩和TTG岩系，其主要构造线呈北东、北北东和北西向，且经历了海西期、印支期、燕山期及喜山期等多期的构造岩浆活动。经过多年的地质工作，在新开河地区已发现四个角砾岩体，并圈定了10多条具有开采价值的铅锌矿体，显示出巨大的找矿潜力。然而，关于该矿区的地质成矿理论研究相对较少。该铅锌矿床的矿体赋存状态颇为复杂，角砾岩体的形成机制及其与铅锌矿化的紧密联系，长久以来一直是地质学界探讨的热点。流体包裹体作为地质流体的重要记录者，其特征和成因研究对于理解矿床的形成过程具有重要意义。本研究通过深入探究流体包裹体的特征和成因，旨在为该矿床的进一步勘探和开发提供坚实的理论支撑。同时，本研究也期望能够丰富和完善地质成矿理论，为类似矿床的研究提供新的思路和方法。

2、矿床地质

（1）角砾岩体特征分析

新开河地区已发现4个角砾岩体和一个流纹斑岩体，均位于东西向主干断裂的南侧，由西往东近平行右行排列。角砾岩体平面上一般为椭圆状或不规则扁长状，倾向NE，倾角在65°到85°之间。一号角砾岩体位于该区的最西侧，控制工程揭示其地表出露长度约300m，宽度约100m。在剖面上，该角砾岩体呈近似筒状形态，其长轴方向为南北向，且向南倾斜。钻探数据表明，该角砾岩体向深部有逐渐缩小的趋势，推测其形态可能为向南倾斜的漏斗状。角砾岩体围岩呈突变接触，多呈不规则状，局部接触界面平直，围岩为太古代变质岩，角砾岩体对围岩的影响范围不大。靠近角砾岩体，变质岩的处似层状的片麻理倾角变大，破碎程度增加一般只形成几米宽的破碎带，破碎带外围放射状和环状裂隙发育，裂隙走向主要集中在南北方向，与角砾岩体走向一致，宽一般在1～2cm，一般被后期硫化物－石英脉充填。

（2）矿体和矿石特征

已发现的4个角砾岩体中，1号岩体的矿化现象最明显，矿体均位于角砾岩体中及围岩的破碎带中。角砾岩体中普遍发育有黄铁矿化和铅锌矿化，但分布很不均匀，矿体与非矿体的明确界限主要依据分析结果来划定，推测矿体受构造和角砾岩体控制，呈平行于角砾岩的不规则状脉状，总体向东南深部侧伏。

由于角砾岩体中既有太古代的花岗质片麻岩角砾和流纹斑岩角砾，又有各种热液蚀变矿物，矿石的矿物组成颇为复杂，其中金属矿物以黄铁矿、方铅矿、闪锌矿、黄铜矿等典型低温热液矿物为主；非金属矿物以石英、玉髓、长石、绿泥石、绿帘石、绢云母、方解石为主。

（3）成矿期次与成矿阶段

从该矿区所观察到的矿化现象，推测成矿过程主要分为三个阶段。第一阶段，粗粒黄铁矿阶段。在钻探岩芯中发现少量粗粒黄铁矿角砾，实验室矿相显微镜下也观察到碎裂的大颗粒黄铁矿，已经被铅锌矿化所填充。这些黄铁矿角砾被认为是伴随角砾岩化初期形成的，但在后续的多次角砾岩化过程中，这些粗粒黄铁矿大多数已经被挤压破碎、侵蚀消失。第二阶段为主要成矿期，形成广泛存在的浸染状和细网脉状金属硫化物矿化。该阶段开始于角砾岩化的后期，矿化和角砾岩化交替出现，形成大量无规则不连续的金属硫化物矿化。这一过程与维拉斯托矿床的成矿过程相似，该矿床的成矿流体特征与成矿过程研究显示，隐爆角砾岩中的石英晶体生长经历了三个阶段，包裹体盐度相似、均一温度降低、石英氧同位素变轻，指示大气降水加入增多。在角砾岩固结稳定后，进入了第三阶段，形成了方向稳定且延伸较远的硫化物方解石石英脉，这些脉体宽约1厘米，平行于角砾岩体的整体方向，主要分布在与角砾岩体接触的围岩破碎带中。

3、流体包裹体特征

（1） 研究方法

对新开河铅锌矿进行成矿流体分析，现根据已有的9个钻孔的岩心和分析化验数据进行系统取样。在钻孔岩芯金品位达到1ppm以上的部位取12个样品。12个包裹体样品进行切片、两面抛光后，在地质流体实验室进行包裹体岩相学观察。观察发现石英硫化物脉中包体类型主要是纯液相包裹体，不具备测温条件。最终对硅化胶结物型矿石和浸染状矿化角砾岩10个样品中的石英包裹体进行测温，共获得65组数据。测温所用的仪器为Linkam THM600型冷热台，低温部分误差±0.1℃，高温部分（100℃）误差为±2℃。

（2） 胶结物中流体包裹体特征

在新开河矿床，不同期次形成的石英很难区分开，为了研究不同观察的流体包裹体变化特征，只能粗略地按三种不同矿石进行分别观察测温，进而探索不同成矿类型的物理化学条件和成矿地质条件。

根据显微研究（图1），硅化胶结物型矿石中流体包裹体类型较为复杂，如青龙沟金矿床中硅化大理岩石英发育的气液二相包裹体。主要的原生包裹体类型包括含CO2的包裹体和气液两相包裹体，以及少量的含子矿物包裹体。

A：含二氧化碳三相包裹体（硅化胶结物型矿石）B：气液两相包裹体（硅化胶结物型矿石）

C：含子矿物气液包裹体（硅化胶结物型矿石）D：气液两相包裹体（浸染状矿化角砾岩）

E.F：原生气液包裹体与次生包裹体（E：硅化胶结物型矿石F：浸染状矿化角砾岩）

图中所标注的L－液态，G-气态

含CO2三相包裹体体积较大，色泽偏暗，形态以椭圆形及不规则状居多，偶有规则的圆形出现，其大小范围通常在10～20μm之间，尤以12～16μm者最为常见。在室温下由水溶液、液相及气相CO2三相组成，或由水溶液两相与液相CO2组成，后者在降温至15℃左右出现气相CO2而变成三相包体，跳动的CO2气泡是其显著特征。

气液两相包裹体在室温下由气相和液相组成，气液比偏低，一般为5%～30%，多数集中于5%～20%，气相和液相界限明显，成分都以H2O为主，还有少量CO2。包裹体形态多为椭圆形、菱形及少量不规则多边形等，大小一般为4～15μm，多数在5～10μm之间。次生包裹体非常发育，主要岩石英裂缝发育，以纯液相包体为主，偶尔发现少量气液包裹体，但个体比较小，都在3μm以下，在冷却和加热过程中很难观察到相变。

（3） 浸染状矿石中流体包裹体特征

浸染状矿化角砾岩中流体包裹体类型比较简单。在残留的石英晶屑中偶然能够发现残留下来的含二氧化碳包裹体，说明了浸染状矿化角砾岩和前面的胶结物型矿石具有继承关系。原生包裹体以气液包裹体为主。气液两相包裹体在室温下由气相和液相组成，气液比偏低，一般为5%～30%，多数集中于5%～20%，气相和液相界限明显。与硅化胶结物内包体相比，包体内液体较干净，容易观察出相变，成分都以H2O为主，还有少量CO2。包裹体形态多样，主要为椭圆形、菱形，少量为不规则多边形，其大小一般在4～15μm之间，多数集中在5～10μm。

石英硫化物细脉中包体以纯液相包体为主，包体较小，一般在3μm以下。最终没有实现测温。

（4） 石英流体包裹体均一温度特征

综合分析65个石英流体包裹体，均一温度主要分布在140℃～200℃和240℃～325℃两个区间。实际上，两个不同均一温度区间代表了角砾岩化的两个不同阶段，在第一温度区间（240℃～325℃）内，包体形态多样，包括含二氧化碳三相包体、纯二氧化碳气相包体及气液两相包体，且这些包体的气液体积比差异显著，范围在10%至80%之间，呈现出明显的沸腾包裹体特征，这表明角砾岩化初期伴随着隐蔽爆破导致的沸腾现象[5]。第二温度区间140℃～200℃，包体形态种类比较简单，主要为气液两相包裹体，气液比较小且差别也不大，一般在5%和20%之间，说明在隐蔽爆破和沸腾作用完成以后，岩浆柱残余气液的持续作用，其作用较温和，流体温度较低，但持续的时间很长。两个成矿阶段的成矿流体温度，第一个阶段为石英粗粒黄铁矿化阶段，主要形成大颗粒的黄铁矿，成矿温度在240℃～325℃之间；第二阶段为细粒金属硫化物矿化阶段，形成浸染状和网脉状金属硫化物，为主要成矿阶段，成矿温度在140℃～200℃之间。例如，根据湘西—鄂西地区铅锌矿的研究，成矿流体温度主要分布在80～230℃，这与本研究中提到的温度范围相吻合。

（5） 石英流体包裹体盐度、密度和成矿深度

对于含二氧化碳三相及气液两相的包裹体，我们采用不同的盐度计算方法进行测定。含二氧化碳三相包裹体的盐度是通过冷冻回温过程中笼形物消失温度的测量，结合Potter、Hall等人[6，7]的公式计算得出的，经计算可得包裹体的盐度（w（NaCl））为5.05%～11.75%，主要集中于6.08%～9.90%。为低盐度流体。

含二氧化碳流体包裹体密度是根据二氧化碳部分均一温度，依据是Touret（1979）的公式；基于上述计算得出的盐度，利用刘斌的计算公式，我们得出了气液两相包裹体的流体密度范围，即在0.72至0.99之间，主要密度范围集中在0.91～0.98之间。

目前对于成矿深度的计算，尚没有成熟的理论和方法，而根据包裹体显微测温资料求得的成矿压力值误差较大，由此求得的成矿深度也都为近似值。本文对低盐度包裹体采用刘斌的计算方法[8，9]。假如包裹体被捕获后，作为一个封闭的等容体系。依据邵洁连的经验公式计算得出的成矿压力介于200至400bar之间。结合流体包裹体的测试结果，新开河金铅锌矿的成矿压力范围被进一步限定为100至400bar。根据地壳深度增加1km，静压岩力递增250×105Pa计算[10]，新开河铅锌矿化深度为0.4～1.5km，为浅成环境成矿。

4、矿床成因探讨

根据地质特征分析，该矿床成因与中酸性隐爆角砾岩密切相关，属于浅成低温热液矿床类型，其形成机理与中生代浅成—超浅成中—酸性侵入岩有成因联系。矿化分布在燕山期次火山隐爆角砾岩体内和接触带中。矿化过程贯穿整个角砾岩化阶段，与角砾岩相互交织。种种证据显示，中生代岩浆活动与成矿之间存在着密切的时空关系，并且为成矿过程提供了必要的成矿流体和成矿物质。成矿第一阶段，伴随在小规模的岩浆上侵隐爆过程中，由包裹体测温数据推测沸腾温度在300℃左右，最初约5%的流体转化为蒸气就会引起大多数金属元素沉淀，沸腾效应促使铅锌等简单金属硫化物优先在角砾岩体中沉淀，这一机理与一号角砾岩体的成矿元素分布模式高度吻合，即内带富含铅锌，外带则以金银为主。成矿第二阶段，在爆破角砾岩形成后，此时起作用的主导因素是流体及流体化作用，流体温度为200℃左右，压力已经释放，流体不再发生沸腾，但是残余的岩浆气液流体还要持续活动，尽管这种气液活动的强度相较于沸腾时较为温和，但其持续时间却更长。形成广泛分布的浸染状、网脉状矿体。

研究表明新开河地区下一步的工作重点还应该放在角砾岩体及外围破碎蚀变带。找矿空间有望拓展至西北缘的高级变质区域，特别是北西向与北东东向断裂交汇处的小规模岩浆活动带，这些区域应成为未来找矿工作的重点方向。

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