新疆某铜多金属矿床成矿流体特征及演化过程研究

新疆某铜多金属矿床成矿流体特征及演化过程研究

刘学忠

新疆维吾尔自治区有色地质勘查局地球物理探矿队 新疆维吾尔自治区 乌鲁木齐830011

摘要：本研究以新疆某铜多金属矿床为研究对象，通过对其成矿流体特征及演化过程的综合研究，揭示了矿床成矿的动力学过程和成矿物质来源。研究表明，成矿流体经历了富集、输运、沉淀、稀释等多个阶段，与地壳运动及热液活动密切相关。通过对矿床内矿物、流体包裹体及稳定同位素的分析，确定了成矿流体的性质、来源及其演化过程。

关键词：新疆；铜多金属矿床；成矿流体；演化过程；热液活动

引言：

新疆地区矿产资源丰富，其中铜多金属矿床具有很高的经济价值。近年来，随着矿产资源勘查技术的不断发展，新疆铜多金属矿床的研究逐渐深入。为了更好地了解新疆铜多金属矿床的成矿规律，揭示成矿流体的特征及演化过程，本研究选取新疆某铜多金属矿床为研究对象，通过对矿床内矿物、流体包裹体及稳定同位素的分析，系统研究成矿流体的性质、来源及其演化过程。

1.研究区地质背景

新疆某铜多金属矿床位于中亚造山带的核心部分，这一地区具有丰富的矿产资源和复杂的地质构造。受多期构造运动的影响，研究区地质条件复杂，具有较高的成矿潜力。地层方面，研究区的地层时代广泛，包括古生代、中生代和新生代地层。古生代主要为变质岩系，包括片麻岩、绿片岩、大理岩等；中生代主要为沉积岩系，包括砂岩、页岩、灰岩等；新生代主要为火山岩系，包括安山岩、流纹岩、玄武岩等。这些地层为成矿流体提供了良好的储集空间和输导通道。构造方面，研究区位于中亚造山带的交汇处，受多期构造运动的影响，形成了复杂的构造格局。区内主要有两类构造：一类为大规模的构造带，如断裂带、褶皱带等，这些构造带为热液活动提供了良好的通道；另一类为局部的构造体，如穹窿、凹陷等，这些构造体为成矿物质的沉淀提供了有利条件。岩浆活动方面，研究区受板块俯冲、地壳运动等因素影响，具有较强的岩浆活动。区内分布有多期火山岩，如新生代的安山岩、流纹岩、玄武岩等，这些火山岩为成矿流体提供了矿物质来源。

2.成矿流体特征

成矿流体是矿床形成过程中的关键因素，其性质和演化直接影响矿物质的迁移和沉淀。通过对新疆某铜多金属矿床的矿物、流体包裹体进行系统分析，本研究揭示了以下成矿流体特征：

2.1成矿流体性质

研究区成矿流体主要为低盐度、中温热液。通过流体包裹体的测定，发现流体中氧逸度较高，表明成矿流体具有较强的氧化性，有利于铜多金属元素的迁移和富集。

2.2成矿流体成分

通过对流体包裹体中气相和液相成分的分析，发现成矿流体主要由H2O、CO2、CH4和N2等组成，其中H2O占绝对优势。这些成分反映了成矿流体的多源性，如岩浆水、大气降水、地下水等。

2.3成矿流体温度和盐度

通过对流体包裹体的均一温度和盐度测定，研究发现成矿流体的温度范围为200-300℃，盐度为2-8wt% NaCl[2]。这些参数表明成矿流体具有较高的温度和较低的盐度，有利于铜多金属元素的迁移和富集。

2.4成矿流体演化

通过对流体包裹体的均一温度、盐度、气相成分等参数的系统分析，揭示了成矿流体的演化过程。成矿流体经历了富集、输运、沉淀、稀释等阶段，与地壳运动、热液活动密切相关。

3.成矿流体演化过程

3.1富集阶段

在成矿流体的富集阶段，岩浆活动、大气降水和地下水等多种来源的流体相互作用，共同形成了富含铜多金属成分的热液体系。在这一阶段，矿床的形成受多种地质因素的共同影响。首先，岩浆活动对成矿流体的富集具有重要作用。在研究区，火山岩的侵位和喷发为成矿流体提供了丰富的金属成分。随着岩浆的上升和部分固结，部分岩浆水析出并富集金属元素。另外，岩浆活动还导致了研究区的高地热梯度，为成矿流体的生成和迁移提供了热力驱动。其次，大气降水也参与了成矿流体的富集过程。地表水通过渗透、混合等过程，形成含有一定金属元素的热液。这些地表水与岩浆水混合，改变了热液的物理化学条件，影响了金属元素的迁移和富集过程。

3.2输运阶段

在成矿流体的输运阶段，热液体系受到地壳运动和热液活动的驱动，沿着断裂带、接触带等构造带向矿床运移。这一阶段的主要特点是金属元素的迁移和富集过程。首先，地壳运动为热液的迁移提供了动力。研究区位于中亚造山带的交汇处，受多期构造运动的影响。地壳运动导致构造带的形成，如断裂带、褶皱带等，为热液的迁移提供了通道。同时，地壳运动还引起地表的应力变化，使地下水受到挤压，促进热液的运移。其次，热液活动对金属元素的迁移和富集具有关键作用。在热液运移过程中，热液与周围岩石发生交代作用，进一步富集金属元素。

3.3沉淀阶段

在成矿流体的沉淀阶段，热液体系逐渐降温、分散，铜多金属成分开始大规模沉淀，形成矿床。沉淀过程受到热液温度、压力、pH值以及氧化还原条件等物理化学条件的影响。首先，热液温度和压力的变化是沉淀阶段的重要驱动因素。当热液从深部上升至浅部时，温度和压力逐渐降低，导致金属离子的溶解度下降，进而促使金属离子与其他离子发生化学反应，形成矿物沉淀。其次，热液的pH值和氧化还原条件对矿物沉淀过程具有重要影响。在不同的pH值和氧化还原条件下，金属离子的稳定性和溶解度有很大差异。当热液体系的pH值和氧化还原条件发生变化时，金属离子的溶解度降低，从而促使矿物的沉淀。例如，铜离子在还原条件下的溶解度较高，而在氧化条件下的溶解度较低。当热液体系的氧化还原条件发生变化时，铜离子容易沉淀，形成铜矿物。

3.4稀释阶段

在成矿流体的稀释阶段，随着热液活动的减弱，地下水逐渐稀释热液体系。在此阶段，矿床中金属元素的浓度逐渐降低，成矿作用趋于结束。稀释作用不仅影响矿床的规模和品位，还可能导致矿物的次生改变[2]。首先，稀释作用对矿床的规模和品位具有重要影响。随着地下水的渗入，热液体系中金属离子的浓度逐渐降低，矿物沉淀的速度减缓。在某些情况下，稀释作用甚至可能导致矿物的溶解，从而降低矿床的品位。其次，稀释作用可能导致矿物的次生改变。在热液体系中，地下水与矿物发生化学反应，形成次生矿物。这些次生矿物的物理化学性质与原生矿物不同，可能影响矿床的成矿规律和矿产资源评价。

4.结束语

综上所述，本研究对新疆某铜多金属矿床的成矿流体特征及演化过程进行了详细分析。研究发现，成矿流体经历了富集、输运、沉淀、稀释等阶段，与地壳运动及热液活动密切相关。成矿流体的来源包括岩浆活动、大气降水和地下水，这些不同来源的流体共同作用，影响热液体系的性质和演化，最终决定矿床的规模、品位和类型。

参考文献

[1]陈长发,高剑峰,张清清,等.赣北石门寺钨多金属矿床成矿流体演化过程:白钨矿微区成分限定[J].矿床地质,2021,40(2):18.

[2]王旭东,张东亮,卢克豪,等.赣中徐山钨多金属矿床成矿流体性质及其演化特征研究[J].中国钨业,2021,36(3):10.