河北撒岱沟门钼矿床成矿流体演化研究

doi:10.19657/j.geoscience.1000-8527.2018.03.01

现代地质 ›› 2018, Vol. 32 ›› Issue (03): 415-428.DOI: 10.19657/j.geoscience.1000-8527.2018.03.01

河北撒岱沟门钼矿床成矿流体演化研究

吴迪¹^,²^,³(), 江思宏¹(), 刘源⁴, 张莉莉¹, 康欢¹, 刘家军²^,⁵

1.中国地质科学院矿产资源研究所,国土资源部成矿作用与资源评价重点实验室,北京 100037
2.中国地质大学(北京) 地球科学与资源学院,北京 100083
3.武警黄金第一支队,黑龙江牡丹江 157000
4.中国石油大学(北京) 地球科学学院,北京 102249
5.中国地质大学(北京) 地质过程与矿产资源国家重点实验室,北京 100083

收稿日期:2017-12-25 修回日期:2018-02-22 出版日期:2018-06-10 发布日期:2018-06-28
通讯作者: 江思宏
作者简介:江思宏,男,研究员,博士生导师,1968年出生,矿物学、岩石学、矿床学专业,主要从事金属矿床成矿规律研究。Email:jiangsihong1@163.com。
吴迪,男,硕士研究生,1991年出生,矿物学、岩石学、矿床学专业,主要从事矿床地球化学方面的研究。Email:general_wudi@163.com。
基金资助:
中国地质科学院基本科研业务费专项项目(YYWF201715)

Study on Evolution of Ore-forming Fluid in the Sadaigoumen Molybdenum Deposit, Hebei Province

WU Di¹^,²^,³(), JIANG Sihong¹(), LIU Yuan⁴, ZHANG Lili¹, KANG Huan¹, LIU Jiajun²^,⁵

1. MLR Key Laboratory of Metallogeny and Mineral Assessment, Institute of Mineral Resources, Chinese Academy of Geological Sciences, Beijing 100037,China
2. School of Earth Sciences and Resources, China University of Geosciences, Beijing 100083,China
3. No.1 Gold Geological Party of Armed Police Force, Mudanjiang,Heilongjiang 157000,China
4. School of Geosciences, China University of Petroleum, Beijing 102249,China
5. State Key Laboratory of Geological Processes and Mineral Resources, China University of Geosciences, Beijing 100083, China

Received:2017-12-25 Revised:2018-02-22 Online:2018-06-10 Published:2018-06-28
Contact: JIANG Sihong

摘要/Abstract

摘要：

撒岱沟门钼矿床是华北地台北缘燕辽钼(铜)成矿带上典型的斑岩型钼矿床,位于河北省丰宁县境内,是该区目前发现的最大钼矿床。矿床成矿作用可划分为3期:成矿前(无矿石英脉阶段)、成矿期(①石英+磁铁矿+辉钼矿+黄铁矿+钾长石阶段,②石英+辉钼矿阶段,③石英+云母+辉钼矿+黄铁矿阶段,④石英+辉钼矿+黄铁矿阶段)、成矿期后(晚期无矿热液阶段)。对矿床流体包裹体的研究表明,撒岱沟门钼矿床主要发育两类包裹体:盐水溶液包裹体和含CO₂三相包裹体。成矿前与成矿期后流体以气液两相的盐水溶液包裹体为主,对应的均一温度、盐度分别为248~296 ℃和6.0%~10.2% NaCleqv,以及130~197 ℃和0.2%~5.9% NaCleqv。成矿期两种类型包裹体均发育,均一温度和盐度主要集中在200~260 ℃和7.0%~17.5% NaCleqv。成矿流体中气相成分以CO₂、H₂O、N₂为主,离子以Na⁺、Ca²⁺、NO₃^-和Cl^-为主。氢、氧同位素研究表明,撒岱沟门钼矿床中石英的δD值为-88‰~-102‰,δ¹⁸$O_{H_{2}O}$值为-1.90‰~3.12‰,成矿流体属于以岩浆水为主的中低温中低盐度的CO₂-H₂O-NaCl体系。

关键词: 钼矿床, 流体包裹体, 显微测温, 拉曼光谱, 撒岱沟门, 河北

Abstract:

The Sadaigoumen Mo deposit is a typical porphyry Mo deposit in the Yan-Liao Mo(Cu) metallogenic belt on the northern margin of North China Block. Located in Fengning County, Hebei Province, the Sadaigoumen Mo deposit is the largest molybdenum deposit in this region so far. The Mo mineralization can be divided into three periods, which are pre-ore period (quartz vein stage without mineralization), the syn-ore period (including ①quartz+magnetite+molybdenite+pyrite+K-feldspar stage, ②quartz+molybdenite stage, ③quartz+mica+molybdenite+pyrite stage, and ④quartz+molybdenite+pyrite stage), and the post-ore period (late hydrothermal stage without mineralization). In order to explore the ore-forming mechanism of this Mo deposit, the study on ore fluid was carried out in this paper. There are two types of fluid inclusions in this deposit, which consist of two-phase vapor-liquid inclusions and CO₂-bearing three-phase inclusions. The quartz from the pre-ore and post-ore periods are predominantly characterized by the two-phase vapor-liquid inclusions, which have the homogenization temperatures ranging from 248 to 296 ℃, 130 to 197 ℃, and the salinities varying from 6.0% to 10.2% NaCleqv, and 0.2% to 5.9% NaCleqv for the pre-ore and post-ore periods, respectively. During the syn-ore period, the two types of fluid inclusions are both developed in quartz, with the homogenization temperatures and salinities ranging from 200 to 260 ℃, and from 7.0% to 17.5% NaCleqv. Raman spectrum and inclusion groups components studies indicate that ore fluids are mainly composed of CO₂, H₂O,N₂, Na⁺,Ca²⁺,NO₃^- and Cl^-. The δD and δ¹⁸$O_{H_{2}O}$ values for quartz from ores vary from -88‰ to -102‰, and -1.90‰ to 3.12‰, respectively. Therefore, the ore fluid in the Sadaigoumen Mo deposit is a CO₂-H₂O-NaCl system dominated by the magmatic water in a medium-low temperature and medium-low salinity.

Key words: molybdenum deposit, fluid inclusion, microthermometry, Raman spectrum, Sadaigoumen, Hebei

中图分类号:

P618.65

吴迪, 江思宏, 刘源, 张莉莉, 康欢, 刘家军. 河北撒岱沟门钼矿床成矿流体演化研究[J]. 现代地质, 2018, 32(03): 415-428.

WU Di, JIANG Sihong, LIU Yuan, ZHANG Lili, KANG Huan, LIU Jiajun. Study on Evolution of Ore-forming Fluid in the Sadaigoumen Molybdenum Deposit, Hebei Province[J]. Geoscience, 2018, 32(03): 415-428.

图/表 16

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成矿期次		包裹体类型	冰晶消失温度/℃	盐度/% NaCleqv	CO₂初熔温度/℃	CO₂笼形物消失温度/℃	CO₂相部分均一温度/℃	均一温度/℃		密度/ (g·cm^-3)
成矿期次		包裹体类型	冰晶消失温度/℃	盐度/% NaCleqv	CO₂初熔温度/℃	CO₂笼形物消失温度/℃	CO₂相部分均一温度/℃	范围	集中区间	密度/ (g·cm^-3)
成矿前		Ⅰ	-6.9~-3.4	3.6~10.2				220~300	260~300	0.99~1.10
成矿期	成矿①阶段	Ⅰ	-10.2~-3.3	2.0~14.2				189~315	240~280	0.96~1.10
	成矿②阶段	Ⅰ	-9.6~-1.2	2.1~13.5				129~317	200~240	0.96~1.10
	成矿③阶段	Ⅰ	-9.7~-0.7	1.2~13.6				169~320	200~240	0.62~0.70
	成矿③阶段	Ⅱ		0.02~5.7	-64.2~-56.9	7~10	22.2~28.2	327~365	330~350	0.21~0.29
	成矿④阶段	Ⅰ	-13.7~-0.6	1.1~17.5				178~327	180~240	0.98~1.13
	成矿④阶段	Ⅱ		0.8~14.2	-59.2~-57.6	1.2~9.6	25.8~33.2	279~343	300~340	0.72~0.83
成矿期后		Ⅰ	-3.6~-0.1	0.2~5.9				129~258	140~200	0.99~1.03

成矿期次		包裹体类型	冰晶消失温度/℃	盐度/% NaCleqv	CO₂初熔温度/℃	CO₂笼形物消失温度/℃	CO₂相部分均一温度/℃	均一温度/℃		密度/ (g·cm^-3)
成矿期次		包裹体类型	冰晶消失温度/℃	盐度/% NaCleqv	CO₂初熔温度/℃	CO₂笼形物消失温度/℃	CO₂相部分均一温度/℃	范围	集中区间	密度/ (g·cm^-3)
成矿前		Ⅰ	-6.9~-3.4	3.6~10.2				220~300	260~300	0.99~1.10
成矿期	成矿①阶段	Ⅰ	-10.2~-3.3	2.0~14.2				189~315	240~280	0.96~1.10
	成矿②阶段	Ⅰ	-9.6~-1.2	2.1~13.5				129~317	200~240	0.96~1.10
	成矿③阶段	Ⅰ	-9.7~-0.7	1.2~13.6				169~320	200~240	0.62~0.70
	成矿③阶段	Ⅱ		0.02~5.7	-64.2~-56.9	7~10	22.2~28.2	327~365	330~350	0.21~0.29
	成矿④阶段	Ⅰ	-13.7~-0.6	1.1~17.5				178~327	180~240	0.98~1.13
	成矿④阶段	Ⅱ		0.8~14.2	-59.2~-57.6	1.2~9.6	25.8~33.2	279~343	300~340	0.72~0.83
成矿期后		Ⅰ	-3.6~-0.1	0.2~5.9				129~258	140~200	0.99~1.03

成矿期次		原编号	矿物	取样温度/℃	CH₄	C₂H₂+C₂H₄	C₂H₆	CO₂	H₂O	O₂	N₂	CO
成矿前		SD16-73	石英	100~500	0.055	0.101	—	207.507	44.070	12.713	49.358	4.317
成矿前		SD16-74	石英	100~500	0.046	0.082	—	205.242	71.272	12.415	49.030	13.239
成矿期	成矿①阶段	SD16-26	石英	100~500	0.143	—	—	450.439	129.761	10.850	44.346	8.663
		SD16-63	石英	100~500	0.066	0.037	—	185.131	77.809	11.536	42.107	5.328
		SD16-100	石英	100~500	0.028	0.178	—	221.313	66.144	11.004	41.191	12.824
	成矿②阶段	SD16-195	石英	100~500	0.064	0.202	—	240.651	52.239	11.055	43.248	12.486
		SD16-256	石英	100~500	0.019	0.123	—	270.699	50.076	12.502	47.762	5.930
		SD16-257	石英	100~500	0.028	0.113	—	204.925	47.036	12.251	46.182	3.743
	成矿③阶段	SD16-16	石英	100~500	0.323	0.095	—	220.541	94.602	11.490	43.387	5.769
		SD16-56	石英	100~500	0.098	—	—	310.629	61.287	13.389	53.438	—
		SD16-89	石英	100~500	0.435	0.172	0.018	291.414	118.432	10.653	40.154	18.223
	成矿④阶段	SD16-15	石英	100~500	0.036	0.082	—	186.115	104.149	12.375	48.553	4.713
		SD16-55	石英	100~500	0.027	0.136	—	203.691	29.527	11.018	41.064	8.973
		SD16-183	石英	100~500	0.029	0.096	—	295.415	61.146	13.009	51.270	4.288
		SD16-31	石英	100~500	0.056	0.121	—	283.147	105.177	10.894	42.700	10.270
		SD16-35	石英	100~500	0.090	—	—	209.955	92.358	12.087	49.639	3.866
		SD16-57	石英	100~500	0.046	0.120	—	175.609	52.186	11.365	41.559	7.758
		SD16-64	石英	100~500	0.036	0.099	—	155.766	58.234	11.036	40.514	6.450
		SD16-196	石英	100~500	0.046	0.102	—	205.656	44.242	12.708	50.185	3.882
		SD16-261	石英	100~500	0.097	—	—	200.302	67.047	12.485	50.517	8.353
成矿期后		SD16-258	石英	100~500	0.093	—	—	218.119	46.867	12.910	49.564	13.364

成矿期次		原编号	矿物	取样温度/℃	CH₄	C₂H₂+C₂H₄	C₂H₆	CO₂	H₂O	O₂	N₂	CO
成矿前		SD16-73	石英	100~500	0.055	0.101	—	207.507	44.070	12.713	49.358	4.317
成矿前		SD16-74	石英	100~500	0.046	0.082	—	205.242	71.272	12.415	49.030	13.239
成矿期	成矿①阶段	SD16-26	石英	100~500	0.143	—	—	450.439	129.761	10.850	44.346	8.663
		SD16-63	石英	100~500	0.066	0.037	—	185.131	77.809	11.536	42.107	5.328
		SD16-100	石英	100~500	0.028	0.178	—	221.313	66.144	11.004	41.191	12.824
	成矿②阶段	SD16-195	石英	100~500	0.064	0.202	—	240.651	52.239	11.055	43.248	12.486
		SD16-256	石英	100~500	0.019	0.123	—	270.699	50.076	12.502	47.762	5.930
		SD16-257	石英	100~500	0.028	0.113	—	204.925	47.036	12.251	46.182	3.743
	成矿③阶段	SD16-16	石英	100~500	0.323	0.095	—	220.541	94.602	11.490	43.387	5.769
		SD16-56	石英	100~500	0.098	—	—	310.629	61.287	13.389	53.438	—
		SD16-89	石英	100~500	0.435	0.172	0.018	291.414	118.432	10.653	40.154	18.223
	成矿④阶段	SD16-15	石英	100~500	0.036	0.082	—	186.115	104.149	12.375	48.553	4.713
		SD16-55	石英	100~500	0.027	0.136	—	203.691	29.527	11.018	41.064	8.973
		SD16-183	石英	100~500	0.029	0.096	—	295.415	61.146	13.009	51.270	4.288
		SD16-31	石英	100~500	0.056	0.121	—	283.147	105.177	10.894	42.700	10.270
		SD16-35	石英	100~500	0.090	—	—	209.955	92.358	12.087	49.639	3.866
		SD16-57	石英	100~500	0.046	0.120	—	175.609	52.186	11.365	41.559	7.758
		SD16-64	石英	100~500	0.036	0.099	—	155.766	58.234	11.036	40.514	6.450
		SD16-196	石英	100~500	0.046	0.102	—	205.656	44.242	12.708	50.185	3.882
		SD16-261	石英	100~500	0.097	—	—	200.302	67.047	12.485	50.517	8.353
成矿期后		SD16-258	石英	100~500	0.093	—	—	218.119	46.867	12.910	49.564	13.364

成矿期次		原编号	矿物	Na⁺	K⁺	Mg²⁺	Ca²⁺	F^-	Cl^-	NO₂^-	Br^-	NO₃^-	SO₄^2-	Na⁺/ K⁺	F^-/ Cl^-
成矿前		SD16-73	石英	3.555	—	0.987	6.223	0.200	0.867	0.941	—	0.207	0.300		0.23
成矿前		SD16-74	石英	4.053	1.824	1.070	4.510	0.113	1.010	0.475	—	0.095	0.648	0.45	0.11
成矿期	成矿①阶段	SD16-26	石英	3.532	—	3.395	24.895	—	0.964	—	0.079	0.058	0.331		0.00
		SD16-63	石英	3.960	—	2.231	21.484	0.028	2.189	0.135	—	0.170	1.020		0.01
		SD16-100	石英	3.732	1.738	1.191	10.782	0.298	1.385	—	—	0.042	0.499	2.15	0.22
	成矿②阶段	SD16-195	石英	2.560	1.385	3.379	12.175	0.077	1.209	—	—	0.066	0.555	1.85	0.06
		SD16-256	石英	3.490	2.653	8.083	16.315	0.149	4.426	0.267	—	1.134	5.288	1.32	0.03
		SD16-257	石英	4.955	2.358	2.694	7.537	0.067	0.440	0.030	—	0.082	0.246	2.10	0.15
	成矿③阶段	SD16-16	石英	5.324	—	2.786	6.361	0.124	0.927	0.138	—	0.062	—		0.13
		SD16-56	石英	4.923	3.944	1.985	8.206	0.394	1.132	0.420	—	0.089	0.216	1.25	0.35
		SD16-89	石英	4.785	1.832	2.921	5.248	0.072	0.411	0.378	0.098	0.072	0.072	2.61	0.18
	成矿④阶段	SD16-15	石英	3.180	—	2.055	7.042	0.118	1.137	0.468	—	0.166	1.066		0.10
		SD16-55	石英	3.261	2.254	1.917	8.459	0.310	1.027	0.586	—	0.159	2.282	1.45	0.30
		SD16-183	石英	3.819	3.880	2.584	4.490	0.190	1.390	0.814	—	0.217	0.366	0.98	0.14
		SD16-31	石英	4.044	2.001	2.098	4.821	0.268	1.210	0.901	—	0.124	0.928	2.02	0.22
		SD16-35	石英	3.837	2.893	1.902	4.992	0.156	0.564	0.829	—	0.258	1.032	1.33	0.28
		SD16-57	石英	3.243	2.699	1.716	5.752	0.210	0.622	0.400	—	0.151	2.941	1.20	0.34
		SD16-64	石英	2.763	2.476	2.693	4.522	0.441	0.806	0.397	—	0.301	1.151	1.12	0.55
		SD16-196	石英	2.421	2.601	1.493	5.717	0.733	0.994	0.255	—	0.195	1.270	0.93	0.74
		SD16-261	石英	3.023	2.685	3.155	7.636	0.132	0.040	0.746	—	0.407	2.037	1.13	3.30
成矿期后		SD16-258	石英	3.157	1.874	1.108	15.274	3.829	0.584	0.678	—	0.134	0.981	1.68	6.5

河北撒岱沟门钼矿床成矿流体演化研究

Study on Evolution of Ore-forming Fluid in the Sadaigoumen Molybdenum Deposit, Hebei Province

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样品号	样品		样品号	样品
SD16-52	黄铁矿	5.8	SD16-256	黄铁矿	5.9
SD16-96	黄铁矿	5.5	SD16-56	黄铁矿	6.1
SD16-107	黄铁矿	5.8	SD16-183	黄铁矿	6.2
SD16-90	黄铁矿	5.2	SD16-35	黄铁矿	5.4
SD16-128	黄铁矿	5.8	SD16-43	黄铁矿	6.3
SD16-257	黄铁矿	5.8	SD16-64	黄铁矿	4.4
SD16-139	黄铁矿	6.0	SD16-196	黄铁矿	5.4
SD16-121	黄铁矿	5.9	SD16-193	黄铁矿	6.3
SD16-34	黄铁矿	4.7	SD16-258	黄铁矿	5.3
SD16-74	黄铁矿	5.9

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样号	测试矿物	成矿期次	δ¹⁸O_V-SMOW/‰	δD_V-SMOW /‰	t/℃	δ¹⁸OH₂O/‰
SD16-73	石英	成矿前	11.6	-97	260	3.12
SD16-74	石英	成矿前	10.4	-94	270	2.36
SD16-26	石英	成矿期	10.3	-102	252	1.46
SD16-256	石英	成矿期	11.3	-88	243	2.03
SD16-257	石英	成矿期	11.2	-92	242	1.88
SD16-16	石英	成矿期	11.0	-102	241	1.63
SD16-31	石英	成矿期	10.2	-97	219	-0.33
SD16-35	石英	成矿期	10.3	-101	192	-1.90
SD16-64	石英	成矿期	10.5	-97	212	-0.44
SD16-258	石英	成矿期后	10.5	-96	196	-1.43

样号	测试矿物	成矿期次	δ¹⁸O_V-SMOW/‰	δD_V-SMOW /‰	t/℃	δ¹⁸OH₂O/‰
SD16-73	石英	成矿前	11.6	-97	260	3.12
SD16-74	石英	成矿前	10.4	-94	270	2.36
SD16-26	石英	成矿期	10.3	-102	252	1.46
SD16-256	石英	成矿期	11.3	-88	243	2.03
SD16-257	石英	成矿期	11.2	-92	242	1.88
SD16-16	石英	成矿期	11.0	-102	241	1.63
SD16-31	石英	成矿期	10.2	-97	219	-0.33
SD16-35	石英	成矿期	10.3	-101	192	-1.90
SD16-64	石英	成矿期	10.5	-97	212	-0.44
SD16-258	石英	成矿期后	10.5	-96	196	-1.43