海南石碌矿床流体包裹体特征及成因分析

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【摘要】海南石碌铁矿储量大、品位好，但成矿地质条件复杂。介绍了该矿床的地质背景，分析了铁矿矿床特征，并对成矿流体特征及成因进行了研究，结果表明，流体包裹体可以分为气液二相包裹体（Ⅰ型）、富CO2气液二相包裹体（Ⅱ型）、含CO2三相包裹体（Ⅲ型）三种类型，矽卡岩期早期、晚期阶段成矿流体均主要为岩浆水，主要来源于印支期花岗岩。

【关键词】石碌铁矿；成矿流体特征；流体包裹体；地质特征

海南石碌矿区位于海南省昌江县境内，以富赤铁矿为主，伴生钴、铜、镍等多金属的超大型矿床，被誉为“亚洲最大的富铁矿”。石碌矿区探明的铁矿石总储量已经超过4.7×10 8 t，铁矿石的平均品位达到了51.15%，铜矿石的平均品位达到了1.18%，钴矿石平均品位达了到0.294%，以储量大、品位高而著称，为一个大型-超大型富铁矿和中型富Co-Cu矿。对石碌铁矿成矿流体特征及成因进行研究，确定矿体赋存空间，对于下一步进行“找深找盲”具有重要意义。

1 地质背景

石碌矿区属华南褶皱系岛北五指山褶皱带，位于其西段。经过多期次的构造活动和变质-岩浆再作用，形成了以 EW向构造-岩浆带和NE向构造-岩浆带交接复合而成的构造格局。长城系抱板群、青白口系石碌群、震旦系石灰顶组、志留系空列村组、石炭系南好组-青天峡组、二叠系峨查组-鹅顶组、南龙组等在区域内出露。区域岩浆岩侵入广泛分布，主要有中元古代片麻状花岗岩、古生代镁铁质-镁铁质岩、海西末期-燕山早期似斑状花岗岩和燕山晚期花岗岩等。区域构造以断裂为主，有EW向昌江-琼海构造带和NE向戈枕断裂带。

2 铁矿床地质特征

根据已有研究成果和勘查开况，目前在石碌矿区共计圈定了38个铁矿体，可以分为北一、枫树下、南矿、保秀、正美-大英山五个矿段，其中北一、北一东、南六、枫树下四个铁矿体占总储量的90%以上，其他矿体储量较小。

石碌群第六层下段含钴-铜矿2-3层，中段是含铁主要层位，由条带状透辉石透闪石岩、透辉石透闪石化白云岩、铁质千枚岩和铁质砂岩组成，局部夹火山质凝灰岩、 石膏和铁质碧玉岩等。上段主要由白云岩、含泥质或炭质白云岩及透辉石透闪石岩组成，夹炭质板岩或千枚岩，含宏观藻类化石。

石碌矿区岩浆岩侵入严重，北、西、南三面被侵入岩体包围，其中西部为燕山期花岗斑岩、角闪黑云二长花岗岩，南部、北部为印支―燕山早期斑状/似斑状角闪黑云二长花岗岩、花岗闪长岩，岩浆岩侵入对矿区成矿作用明显。

构造方面，石碌矿区褶皱、断裂发育整体表现为一轴向 NW-SE、局部倒转的复式向斜，叠加有次一级的NE至近SN向的跨或斜跨褶皱。石碌矿区断裂构造较发育，有NEE-EW、NW-NNW、NEE-EW和NNE近SN向断裂3组。

石碌矿区铁矿石的主要金属矿物有鳞片状赤铁矿、磁铁矿，次要金属矿物有鲕状赤铁矿、假象赤铁矿、磁-赤铁矿、镜铁矿等。铁矿石结构主要包括片状结构、鲕状结构、变余砂状结构、细粒结构和粗粒结构。铁矿石大部分为片状结构，赤铁矿呈钢灰色、片状。沿片理易破碎或剥落，片理面较平整，有时稍具波状，垂直片理断口呈参差状。

3 流体包裹体特征及其成因

3.1 流体包裹体的特征

从流体包裹体的主要相组成、充填度、均一方式等角度，可以将石碌矿区流体包裹体划分为以下3种类型：

（1）气液二相包裹体（Ⅰ型）：矿区最为发育，普遍见于喷溢-沉积期、矽卡岩期早期阶段和晚期阶段、石英-硫化物期中， 约占包裹体总数的70％以上。由气液两相组成，气液相比值多变化于10％-15％ ，以4-10μｍ居多，大者可达23μｍ。呈椭圆状、不规则状、规则状等。该类型包裹体在加热升温的过程中，首先出现气泡微动并向包裹体的某个角落移动，当温度继续升高至近均一温度时，气泡开始剧烈跳动，并逐渐变为一个小黑点，最后慢慢消失。气液二相包裹体（Ⅰ型）又称为H2O-Nacl型包裹体。

（2）富CO2气液二相包裹体（Ⅱ型）：主要见于矽卡岩期早期、晚期形成的石英中，包裹体由富含CO2气相、液相组成，气液比10％-60％。包裹体大小在4-10μｍ，在热台上加热时包裹体最终均一至液相，个别均一至气相。富CO2气液二相包裹体（Ⅱ型）又称为炭质包裹体或富CO2包裹体。

（3）含CO2三相包裹体（Ⅲ型）：主要见于矽卡岩期早期阶段和晚期阶段形成的石英中。包裹体由富含CO2气相、液相和水溶液三相组成气液比10％-95％，多呈规则状和不规则状，大小多在5-12μｍ之间，大者可达18μｍ。在热台上加热时，整个包裹体大多均一至富含CO2气相，也有部分包裹体发生了爆裂，显示其内压较大，少部分包裹体均一至液相。含CO2三相包裹体（Ⅲ型）又称为CO2-H2O-Nacl包裹体。

3.2 均一温度、盐度

石碌矿区喷溢-沉积期包裹体为气液二相包裹体，均一温度多集中在150℃-210℃，盐度变化于0.71％-3.06％Nacl。矽卡岩早期阶段石榴子石、绿帘石和石英中包裹体均一温度变化范围介于 150℃-497℃，包裹体盐度变化于1.23％～22.31％Nacl。矽卡岩期晚期阶段石英和方解石中气液二相包裹体均一温度变化于155℃-286℃，包裹体盐度变化于1.40％-7.17％Nacl。含CO2三相包裹体均一温度变化于218℃-533℃，比气液二相包裹体高，包裹体盐度变化于4.98％-8.35％Nacl。石英-硫化物期石英和方解石中均一温度变化于151℃-462℃，包裹体盐度变化于1.05％-16.53％ Nacl。

3.3 流体包裹体的成因

根据已有的研究成果，石碌矿区矽卡岩期早期、晚期阶段成矿流体均主要为岩浆水，由于石碌矿区南北两面被印支期花岗岩侵入，矽卡岩期成矿流体主要来源于印支期花岗岩。

4 结论

研究表明，石碌矿区在矽卡岩期早期阶段和晚期阶段石英同时出现气液二相包裹体、富CO2包裹体、含CO2三相包裹体，由流体不混溶作用所引起，成矿流体来源于岩浆流体。虽然矽卡岩期成矿流体能导致磁铁矿交代赤铁矿，但对铁矿的富集不起决定作用，相反导致矿石的贫化。

参考文献：

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