VMS型铅锌矿成矿流体研究进展

矿系统 矿系统
主
陆
要 类 型
矿 床 类 型
花 岗 岩 型
斑 岩 型
矽 卡 岩 型
相 火 山 岩
型
热液（水） 成矿浅系统 火成热 山低水 热温沉 液热积 型液型
型
沉积成 叠加改造
矿系统 成矿系统
脉
砂
状
砾
铅
岩
锌
型
矿
床
VMS 矿 床 ，是 与 火 山 有 关 的 块 状 硫 化 物 矿 床 （Volcanic - associated massive sulfide deposits）的 简 称 ， 矿体主要由铁的各种硫化物及不同含量和比例的铜、 铅、锌等硫化物组成，通常呈层状产于火山岩中，其成因 与 火 山 岩 密 切 相 关 ，所 以 ，又 称 火 山 成 因 块 状 硫 化 物 矿
成分分析方法，主要包括三类：群体包裹体成分分析、 单个包裹体成分分析、岩浆包裹体成分分析。群体包裹体 成分分析方法，主要是通过压碎或热爆法提取流体包裹体， 然后，用不同的仪器分别对特定成分流体包裹体进行成分 分析，这种方法的优点是效率高，缺点就是通过热爆的流 体包裹体种类混杂，成分测定的代表性较差。单个包裹体 成分分析，主要分为非破坏性分析和破坏性分析，见表 2。 同位素分析，主要测试流体的 C-H-O 同位素，用流体包裹 体提取 H2O 和 CO2 分别测 δD 和 δ13C，从与成矿有关的石英 等矿物中测 δ18O，通过对流体碳氢氧同位素的研究，来推 测成矿流体和成矿物质来源。
发展趋势。
关键词：成矿流体；综述；VMS 型；铅锌矿
中 图 分 类 号 ：TM732
文 献 标 识 码 ：A
文 章 编 号 ：1006-8937（2019）06-0084-03
DOI：10.14165/j.cnki.hunansci.2019.06.026
Progress in research on Ore-forming Fluids of VMS Type
单个流体包裹体成分分析
非破坏性分析
破坏性分析
激光显微拉曼光谱 傅里叶变换红外线为光谱 同步辐射 X 射线荧光（SXRF） 核微探针（PIXE 和 PIGE）
激光剥蚀（消融）电感耦合等离子体质谱仪 扫描电镜
二次离子质谱
论支撑。
表 1 铅锌矿种类划分方案
2 火山热液（VMS）型成矿流体研究
矿床成 岩浆成
1 流体包裹体研究方法
床（volcanogenic massive sulfide deposit）（刘亮明和彭省 临，1997；翟裕生等，2011）。根据矿床产出的成矿元素组
到 目 前 为 止 ，对 流 体 包 裹 体 的 研 究 方 法 ，主 要 在 载 体矿物的选择、岩相学研究、包裹体测温、包裹体成分分 析及包裹体同位素分析方面。
包裹体特征，成矿流体来源、迁移及金属沉淀机制，是深刻理解热液铅锌矿形成演化的关键。文章系统总结
了与 VMS 型铅锌矿成矿流体有关的流体包裹体岩相学特征、成分测试技术与方法、成矿流体形成与演化。以
VMS 型矿床的典型成矿模式为主线，分别讨论了成矿流体载体矿物的选择、流体包裹体均一温度和盐度、
LA-ICP-MS 的应用、流体包裹体成分及同位素成分分析，并给出了 VMS 型铅锌矿成矿流体研究方面今后的
第 38 卷第 6 期 Vol.38 No.6
企业技术开发 TECHNOLOGICA企L D业EVE技LO术PME开NT发OF ENTERPRISE
2019 年 6 月 2019 年J6u月n.2019
VMS 型铅锌矿成矿流体研究进展
宋鹏
（中国黄金集团 贵州有限公司，贵州 贵阳 550005）
摘 要：热液（水）系统铅锌矿成矿流体的研究，是矿床地球化学研究的重要课题之一。正确识别系统中流体
铅 锌 矿 成 矿 作 用 复 杂 多 样 ，具 体 划 分 依 据 不 同 ，导 致铅锌矿的分类方案尚未统一。本文采用国内学者陈喜 峰 等（2007）以 成 矿 系 统 理 论 和 地 球 化 学 理 论 为 指 导 思 想，以成因、含矿建造、构造、流体、成矿条件和成矿环境 为主要参考因素的划分方案，见表 1，在此分类方案中， 我们可以看出流体在铅锌矿成矿方面占有重要的地位。
Lead-zinc Ore
SONG Peng
（China Gold Group Guizhou Co.，Ltd.，Guiyang，Guizhou 550005，China）
Abstract：The study of ore-forming fluid of lead-zinc ore in hydrothermal (water) system is one of the important subjects in the study of ore deposit geochemistry. The correct identification of fluid inclusion characteristics，ore-forming fluid origin， migration and metal precipitation mechanism is the key to understand the formation and evolution of hydrothermal lead-zinc deposits.On the basis of previous research results，this paper systematically summarized the petrographic characteristics of fluid inclusions，composition testing techniques and methods，and the formation and evolution of ore-forming fluids related to the ore-forming fluids of VMS-type lead-zinc ore deposits.Taking the typical metallogenic model of VMS type deposit as the main line，the selection of ore-forming fluid carrier minerals，homogenization temperature and salinity of fluid inclusions were discussed respectively.The application of LA-ICP-MS，the analysis of fluid inclusion composition and isotope composition，and the development trend of ore-forming fluid of VMS type lead-zinc ore were given in this paper. Keywords：Ore-forming fluid；Summary；VMS type；Lead zinc ore
对 铅 锌 矿 矿 床 而 言 ，载 体 矿 物 的 选 择 主 要 有 白 云 石、方解石、重晶石、石英和闪锌矿等，其中，闪锌矿因为 具有半透明特点，在研究铅锌矿矿床成矿流体方面极为 重 要 。针 对 原 生 包 裹 体 测 温 方 法 ，主 要 有 均 一 法 、爆 裂 法 、淬 火 法 和 冷 冻 法 。均 一 法 ，是 通 过 冷 热 台 的 升 温 降 温，对包裹体相变的观察情况测温；淬火法，其实就相当 于熔体包裹体的均一法，原理与均一法类似；爆裂法，是 升 到 较 高 温 度 使 包 裹 体 爆 裂 ，观 察 此 时 的 温 度 ，用 来 解 释 矿 物 生 成 温 度 ；冷 冻 法 ，是 通 过 测 冰 点 温 度 来 推 算 流 体组成体系、盐度和流体密度。包裹体相变研究的核心， 是为了通过热力学计算得到流体状态方程，进一步估测 流 体 成 分 、摩 尔 体 积 和 密 度 ，推 出 捕 获 温 度 、压 力 ，根 据 捕获深度与压力的关系估算捕获深度。
合，VMS 矿床划分为 4 种主要类型：Zn-Cu 型、Zn-Pb-Cu 型（黑 矿 型）、含 Cu 黄 铁 矿 型（塞 浦 路 斯 型）、Cu-Zn 型 （李志国和肖振，2007）。本文仅讨论分布较广泛的 ZnPb-Cu 型（黑矿型）矿床，该类矿床富含 Pb、Zn，并含少量 的 Cu。大多数矿体由上至下具有分带性：①硅质矿带； ② 石 膏 矿 带 ；③ 黄 铁 矿 带 ；④ 黄 矿 带 ；⑤ 黑 矿 带 ；⑥ 重 晶 石矿带；⑦含铁隧石层。结合地质研究和同位素研究，人 们进一步确定块状硫化物矿床的成矿流体，除少量是岩 浆 热 液 或 火 山 热 液 外 ，主 要 为 被 加 热 的 海 水 。在 前 人 提 出 的 热 水 对 流 循 环 矿 床 成 因 模 式 的 基 础 上 ，国 外 学 者 Hutchinson（1973）详细地阐释了此系统内成矿溶液在对 流循环中形成和喷发到海底的化学变化及环境条件，如 图 1 所示。向下循环：①接近海底的较浅部，海水下渗与 火山沉积物间发生反应，SO42-的还原作用，SO42-+二价铁 硅酸盐→黄铁矿或磁铁矿。②金属从硅酸盐矿物中淋滤 出来，并以氯化物络合物形式迁移。③在较深部，随着温 度 升 高 发 生 水 的 分 解 作 用 ：H2O+二 价 铁 硅 酸 盐 → 磁 铁 矿 。④ CO2+ 二 价 铁 硅 酸 盐 → 磁 铁 矿 +C ，产 生 强 还 原 的 富 H2、C 和盐度增加的流体，从火山岩中淋出并搬运金属。 向上循环：卤水中 H2 和 C 含量增加，C+2H 或 2C+3H2→ CH4 或 C2H6，产 生 强 烈 还 原 富 含 碳 氢 化 物 的 高 盐 度 流 体 ，金 属 元 素 从 更 多 的 硅 酸 盐 矿 物 中 析 出 进 入 卤 水 。在 海 底 喷 出 系 统 中 ，压 力 释 放 引 起 的 沸 腾 ，蒸 汽 爆 发 角 砾 岩化。浅部循环富硫含盐海水与深部循环还原卤水发生 混合及反应，在裂隙中沉淀 FeS、FeS2、CuFeS2、SiO2；气液 对 喷 口 系 统 震 烈 多 孔 岩 石 蚀 变 ，形 成 浸 染 状 富 铜 矿 石 。 在 海 底 沉 积 物 与 水 的 界 面 上 ：还 原 卤 水 喷 到 海 底 ，与 海
流体，是指在一定的物理、化学条件下，由于外力的作用 发生形变或流动，并与周围物质保持相对平衡的物质或 体系（Fyfe et al.，1978）。成矿流体，则指的是形成矿床 的 流 体 ，而 流 体 包 裹 体 形 成 于 矿 物 结 晶 生 长 过 程 中 ，被 捕获在矿物晶格缺陷中，具有独立的体系和寄主矿物有 着 相 的 界 限 ，并 至 今 仍 封 存 在 主 矿 物 中 ，流 体 包 裹 体 直
收稿日期：2019-03-15 作者简介：宋鹏（1991—），男，陕西咸阳人，大学本科，工程师，研究方向：矿产勘查。
第 38 卷第 6 期
宋鹏：VMS 型铅锌矿成矿流体研究进展
Hale Waihona Puke Baidu
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接 记 录 的 流 体 信 息（如 成 矿 温 度 、压 力 、成 分
表 2 单个包裹体成分分析
等），是 探 索 了 解 相 关 成 矿 过 程 、成 矿 机 制 途 径 之一（卢焕章，1997）。本文以 VMS 型铅锌矿床 为 研 究 对 象 ，对 该 类 型 矿 床 成 矿 流 体 方 面 近 几 年 的 发 展 进 行 总 结 ，期 望 对 该 类 型 矿 床 成 矿 机 理以及成矿模式的建立提供更好的数据和理
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企业技术开发
2019 年 6 月
水混合并发生反应，在不同 pH、Eh 条件下，以喷出热水 沉 积 形 式 ，形 成 具 金 属 分 带 的 块 状 条 带 状 矿 石 、软 沉 积 物变形和碎屑状矿石及含铁锰硅质层。
VMS 型矿床的热水对流循环模式得到了国内外绝大数 地 质 学 家 的 认 可 ，并 在 若 干 方 面 得 到 验 证 ，接 下 来 的 研 究任务就是模型深部结构精细化。当然再先进的技术方