群體包裹體成分分析

礦物中原生流體包裹體是在成巖成礦過程中形成的。原生流體包裹體中所捕獲的氣相和液相成分反映了成巖和成礦時的溫度、壓力、成分，以及同位素平衡的地球化學環境。因此，包裹體成分分析對于探討礦床形成的物理化學條件，確定成礦物質和成礦流體來源、礦床成因、建立成礦模式及指導普查找礦等方面可提供重要信息和依據。我們分別從富赤鐵礦礦石樣品ZSL6-5中挑選出單礦物赤鐵礦和石英、貧鐵礦樣品ZSL6-9中挑選出單礦物石榴子石和磁鐵礦，以及二透巖樣品ZSL6-22中挑選出單礦物透閃石，并分別進行群體包裹體氣、液相成分分析。所有測試在中國地質調查局宜昌地質測試中心完成，分析方法為熱爆-超聲波提取法。其中，液相陽離子成分K+，Na+，Ca2+，Mg2+和Li+采用原子吸取光譜法(日立180～80AAS);液相陰離子成分F－，Cl－，SO42－采用光度分析法(日立220A紫外/可見分光光度計);pH值采用上海25型酸度計;氣相成分H2O，CO2，CO，CH4，H2采用氣相色譜法(SP-3420氣相色譜儀);均一溫度在100～500℃之間;儀器靈敏度如下:K+，Na+，Ca2+，Mg2+和F－，Cl－———0.01mg/LLi+———0.001mg/LH2O，CO2，CO，CH4，H2———0.01μg/g測試樣品情況、測試結果和計算結果見表5-9至表5-14。表5-9 礦物群體包裹體分析結果表5-10 ZSL6-5石英包裹體液體成分表5-11 ZSL6-5赤鐵礦中包裹體液體成分表5-12 ZSL6-9石榴子石中液體成分H2O=215.60(10－6)表5-13 ZSL6-9磁鐵礦中包裹體液體成分H2O=127.36(10－6)表5-14 ZSL6-22樣品透閃石中包裹體的液體成分H2O=442.65(10－6)根據以上分析結果和計算結果，我們對包裹體中流體類型進行了劃分:石英包裹體中的陽離子濃度Ca2+>Na+>K+>Mg2+，陰離子濃度是Cl－>F－，因此，流體成分類型為Ca2+(Na+，K+)－Cl－型。赤鐵礦包裹體中陽離子濃度K+>Ca2+>Mg2+>Na+，陰離子濃度是Cl－≥F－，因此，流體成分類型屬K+(Ca2+，Mg2+)－Cl－(F－)型。石榴子石包裹體中陽離子濃度Ca2+>Mg2+>Na+，陰離子濃度是Cl－≥F－，因此，流體成分類型屬Ca2+(Mg2+)－Cl－型。磁鐵礦包裹體中陽離子濃度是Ca2+>Mg2+>K+>Na+，陰離子濃度是HCO3－>Cl－≥F－，因此，流體成分類型屬Ca2+(Mg2+，K+，Na+)－HCO3－(Cl－)型。透閃石包裹體中陽離子濃度是Ca2+>Mg2+>Na+，Cl－≥F－，陰離子濃度是HCO3－>Cl－≥F－，因此，流體成分類型屬Ca2+(Mg2+，K+，Na+)-HCO3－(Cl－)型。由此可知，石英和石榴子石包裹體中的流體屬于同一個類型，即簡化為Ca2+－Cl－型;赤鐵礦單獨為一個類型，即K+(Na+，Ca2+，Mg2+)-Cl－(F－)型;磁鐵礦和透閃石包裹體中流體屬于同一類型，即簡化為Ca2+(Mg2+)-HCO3－型。但矛盾的是，石英和赤鐵礦屬于同一個樣品(ZSL6-5)的主要礦物，一個為Ca2+-Cl－型，另外一個為K+(Ca2+，Mg2+)-Cl－(F－)型，表明石英和赤鐵礦不是在相同的介質條件下形成。類似的情況還有石榴子石和磁鐵礦，它們是同一標本(ZSL6-9)中的主要礦物，它們的包裹體中流體成分也分屬不同類型，石榴子石為Ca2+-Cl－型，磁鐵礦屬Ca2+(Mg2+)-HCO3－型，同樣說明它們不是在同一流體體系中形成。這可能說明，這些礦物并不都是在100～500℃的均一流體中形成。如果是熱液成礦(包括火山熱液成礦)或變質熱液成礦，上述礦物流體包裹體的流體應屬同一類型。如果從巖漿角度考慮，最初可能是比較均一的熔融體，在冷卻結晶過程中發生不混溶，形成三種不混溶巖漿:①富含鐵的熔融體，形成鐵礦物;②富含SiO2的熔融體，形成石英;③富含Ca、Fe、Mg和SiO2的熔融體，形成二透巖和含石榴子石條帶的貧鐵礦。它們在從巖漿到熱液的演化過程中，礦物晶體捕獲了不同的介質(熔體和流體)，形成各種類型的包裹體。所以，在同一溫度范圍內從磁鐵礦、赤鐵礦、石英、石榴子石和透閃石等礦物包裹體爆裂出來的液體和氣體成分有很大的差異。從表5-9至表5-14還可知，石英、赤鐵礦、磁鐵礦和石榴子石中包裹體均具有較高的Cl－液相成分，其中又以磁鐵礦和石榴子石內包裹體中的最高。一般來說，在裂谷擴張沉陷過程中往往伴隨有強烈的火山噴溢、噴流和次火山巖的侵入，并隨巖漿的演化有富鐵的趨勢(陳賢勝，1995);巖漿中的鐵質則多以FeCl3形式存在，當FeCl3在地表淺部與海水溶液接觸時發生了如下反應而使絕大部分鐵質以Fe3O4形式析出，少量以Fe2O3形式析出(因為第一個反應式標準自由焓變要小得多):12FeCl3+18H2O=4Fe3O4↓+36HCl+O2↑2FeCl3+3H2O=Fe2O3↓+6HCl據此，可以認為，石碌礦區鐵鈷銅等成礦物質主要起源于火山熔巖的解釋是合理的，也與同位素示蹤結果的解釋最為一致(見第六章 )。從包裹體氣體成分分析結果看，揮發分主要是H2O和CO2，其次為H2，CO和CH4。H2和CO的含量雖不很高，但普遍存在，說明這些揮發分來源相對較深。比較而言，透閃石包裹體中H2O，CO2，CO和H2含量最高。透閃石是一個含羥基的礦物，它只能在pH2O相對較高的條件下形成，所以H2O的含量相對較高。赤鐵礦包裹體中H2O含量要比磁鐵礦包裹體中的H2O含量高也是可以理解的，因為H2O能提供形成赤鐵礦所需要的氧。磁鐵礦的H2O含量較低，表明它是在相對缺H2O的還原條件下形成，H2和CO含量較高也可印證。石英石榴子石和赤鐵礦包裹體中的CO2含量相對較少，但它們依次增加。磁鐵礦和透閃石包裹體中CO2氣體含量高，表明它們含CO2氣體包裹體。因此，這種高鹽度、高CO2的偏堿性(pH=6.6～7.1)的流體既不是來源于巖漿熱液，也不是來源于變質熱液，可能屬于火山巖變質成因的交代熱液，系高溫條件下的水/巖相互作用所產生的結果(BauandMller，1992)，因而與元素和同位素地球化學示蹤結果相一致(詳見第六章 )。但根據賦礦圍巖———二透巖和富鐵礦礦石普遍含有極高的Ba和/或Sr，Ca豐度，可能暗示這種成礦流體還應包含有來源于蒸發巖的水或盆地鹵水(Andrew et al.，2005)。
備注：數據僅供參考，不作為投資依據。