四、流体包裹体
矿物中的流体包裹体特征能反映出蚀变矿化过程中成矿流体的一系列物理化学性质，流体包裹体地球化学是研究矿床成因的重要手段（何知礼，1982；卢焕章，1990；高珍权等，2001）。所采样品均为热液石英和金属硫化物，均采自各矿床的主矿体。包裹体片制备和单矿物挑选由国土资源部东北矿产资源监督检测中心完成。包裹体片样品分两批分别在西安地质矿产研究所实验测试中心和桂林理工大学地球科学学院流体包裹体实验室完成测试。单矿物样品由核工业北京地质研究院分析测试研究中心测试。
根据原生包裹体判别标准，研究区大多数流体包裹体属原生包裹体，也有次生和假次生包裹体存在，研究过程中选择原生流体包裹体进行测试。根据研究区包裹体岩相学特征，对于不同类型的包裹体选用了不同的公式进行盐度、密度、压力等数据的计算，现将本书选用的公式介绍如下，下文不再赘述。
1.流体盐度计算方法：分以下几种情况。
（1）对于气液两相包裹体采用冷冻法测定了其冷冻温度，测定误差为±0.1℃，利用冷冻温度（即冰点温度）可以通过公式（6-1）计算流体的盐度（Hall etal，1988）。
式中，W 为NaCl的质量百分数；Tm 为冰点下降温度（℃）。对于最简单的NaCl-H2 O 体系，冷冻法也只适用于盐度在0%～23.3%的测定，当盐度高于23.3%时，溶液的盐度就不能根据冰点来测定了。因此，NaCl-H2 O 体系的冰点最低不会低于-21.2℃，即相当于盐度为23.3%时的冰点。
（2）对于含子矿物多相包裹体，采用两种方法计算了包体的盐度，一是根据NaCl子矿物的熔化温度查表求得（NaCl子矿物熔化温度与盐度换算表），二是根据公式（6-2）的计算公式求得（Sterner et al，1988），公式如下：
式中，S 为盐度（%NaCl）；Tm 为NaCl子矿物熔化温度（℃），使用范围为含盐度≥26.3%NaCl。
（3）对于含CO2 三相包裹体，采用（6-3）式计算。
式中，TCl 为笼合物融化温度。
2.流体密度计算方法：分两种情况计算。
（1）对于盐水溶液（≤25%NaCl）包裹体（气液两相包裹体）利用公式（6-4）计算流体密度（刘斌，2001）。
式中，ρ 为密度（g/cm3）；Th 为包裹体均一温度（℃）；A、B、C 为无量纲参数，分别是盐度的函数：
由于包裹体盐度均小于30%，因此分别选择以下参数：
（2）对于含子矿物包裹体的密度，采用以下密度计算公式：
式中，T 为均一温度（℃）；ρ 为包裹体的密度（g/cm3）。
（3）对于含CO2 三相包裹体，采用式（6-6）和式（6-7）计算流体密度。
式中，ρCO2 为气相CO2 密度；ThCO2 为液相CO2 均一到一相时的温度，VCO2 为CO2 相的体积百分比。
3.成矿压力及深度计算方法
成矿压力采用式（6-8）计算（邵洁连，1988），深度采用式（6-9）计算（孙丰月等，2000）。
式中，P 为成矿压力（×105 Pa）；Th 为均一温度；W 为盐度；H 为成矿深度。
按照室温时包裹体中物相组成和成分分析结果，燕山早期成矿系列原生流体包裹体可归纳为以下4类（图版Ⅲ-1～图版Ⅲ-4），其中①和②类为各类矿床中常见类型，其他类型少见。
①富液相水两相包裹体（L+V）：由气、液两相组成，液相体积占包裹体总体积的50%以上，即 L＞50%，液相为NaCl-H2 O 水溶液。气相含CO2、N2 或CH4 等。加热后气相消失，均一到液相。
②富气相水二相包裹体（V+L）：由气、液两相组成，气相体积占包裹体总体积的50%以上，即 V＞50%。以气相水为主，含CO2、N2 或CH4 等，液相为NaCl-H2 O 水溶液。加热后液相消失，均一到气相。
③含CO2 三相包裹体（L+L+V），即 CO2-H2 O 包裹体，通常为LH2O+LCO2+VCO2 三相呈现所谓的“双眼皮”形态，气相CO2 中可含有一定量的CH4，其中LCO2+VCO2 体积＜40%，加热后，气相CO2 和液相CO2 在低于31.1℃的某一温度下均一为单一的CO2 相（即CO2 的部分均一温度），最后均一到液相。
④含子矿物多相包裹体（V+L+S）：包裹体中除液相盐水溶液和气相水外，还含一固态结晶矿物，多为NaCl子晶和KCl子晶，加热时子矿物消失，均一到液相或气相。
该成矿系列流体包裹体测试结果及参数等如表6-7、表6-8、表6-9、表6-10所示。
翠宏山：测试矿物均为石英硫化物阶段的石英。包裹体类型有①、②、④三种，①类和④类多见。 ①类发育于钼铜铅锌成矿阶段，多成群随机分布或孤立分布或呈串状分布。形态较为规则，多呈椭圆形、四边形和长条形等形态。包裹体大小4～26μm，多数集中在5～14μm 之间，气液比主要为10%～35%。②类和④类发育于钼铜铅锌成矿阶段，多随机分布，形态为长条状和不规则状，大小一般10～20μm。④类透明矿物形态为立方体，推测为石盐子晶。含金属矿物子晶包裹体见于石英及萤石中。②类包裹体，气液比为60%～95%，多随机分布，常与④类包裹体共存或单独成行出现。均一温度为29～330.5℃，流体盐度为（37.29～40.17）%NaCl。黄铜矿流体包裹体液相成分以水为主，阳离子成分以Na+、Ca2+为主，阴离子成分以SO2-4 和Cl-为主，气相成分以H2 O 为主，含CO2 等，代表钼铜铅锌主成矿阶段流体成分特征。该阶段成矿流体温度为（119.80～360.78）℃，平均为259.69℃。估算的流体盐度为（5.12～42.40）%NaCl，常见高盐度与低盐度流体包裹体共存。估算的流体压力为（80.36～242.80）×105 Pa，成矿深度为2.4km。
小西林和二段及库南：小西林样品均采自红旗坑口，为块状矿石中的石英。二段样品采自采矿坑口BGR1和BGR3及DKR1和DKR3为矿石中的石英，BGR4 为无矿石英脉。包裹体类型主要为 ①类（图版Ⅲ-1），③类包裹体仅见于小西林（图版Ⅲ-3）。包裹体多成群随机分布或孤立分布或呈串状分布。①类包裹体形态较规则，呈椭圆形、近圆形、长方形或长条形，大小（长轴）为6～25μm，多为8～14μm，气相体积占总体积的10%～40%，多集中在15%～30%。③类包裹体形态呈长方形、近方形，大小（长轴）为17～22μm，盐水液相LH2O 占总体积的68%～72%，液相LCO2 占总体积的10%左右，气相VCO2 占总体积的20%左右。成矿流体属盐-水体系，小西林和库南铅锌矿床磁黄铁矿流体包裹体液相成分以水为主，阳离子成分以Na+、Ca2+、Mg2+为主，阴离子成分以
、Cl-为主。气相成分以H2 O 为主，含CO2 等。二段矿石中石英包裹体液相成分以水为主，阳离子成分以Na+、Ca2+为主，阴离子成分以Cl-为主，气相成分以H2 O 为主。小西林块状矿石金属矿物爆裂温度和硫同位素计算温度为300～596℃，平均为381.63℃，代表主成矿阶段成矿温度。小西林和二段矿石中石英包裹体均一温度为188.6～398.3℃，平均为273.93℃，代表石英-硫化物阶段成矿温度。无矿石英包裹体均一温度为176.60℃。由热液石英包裹体估算盐度，小西林为（0.53～7.31）%NaCl，平均为4.21%NaCl，流体密度平均为0.78g/cm3。二段成矿流体盐度为（6.2～13.90）%NaCl。估算的成矿压力最大值为266.02×105 Pa，推断的成矿深度为2.7km。
霍吉河：采自Ⅰ号矿体中的含辉钼矿石英细脉，7件样品中有3件因包裹体不发育无法测试。包裹体类型有①、②、④三种。①类和②类包裹体在含矿石英脉和无矿石英脉中均可见到，多成群随机分布或孤立分布或呈串状分布。①类形态多呈长方形、椭圆形、近圆形，少量不规则形，大小（长轴）为5～18μm，多集中在6～10μm，气相体积占总体积的20%～45%，多为30%～40%。②类形态较规则，呈椭圆形或长方形，大小（长轴）7～10μm，气相体积占总体积的50%～60%。④类发育于含辉钼矿石英细脉中。孤立分布或成群分布，形态长方形、近椭圆形，大小（长轴）为8～12μm，气相体积占总体积的5%～25%，含子矿物1～2个，多为NaCl子晶，个别含KCl子晶矿物。辉钼矿石英脉流体包裹体液相成分以水为主，阳离子成分以Na+、Ca2+为主，阴离子成分以
、Cl-为主。气相成分以H2 O 为主，含CO2 和N2 等。测得辉钼矿石英脉流体包裹体均一温度为211.30～435.40℃，平均为290.82℃；无矿或贫矿石英脉为112.80～323.02℃，平均为286.78℃；石英硫化物脉为208.22～277.44℃，平均为241.00℃。它们分别代表钼成矿期的主矿化阶段及其之后的弱矿化和无矿化阶段的成矿温度。估算的成矿流体盐度为（0.80～43.44）%NaCl，可见高盐度与低盐度包裹体共存现象。估算的成矿压力为（114.25～293.04）×105 Pa，推测的成矿深度为3.0km。
鹿鸣：样品均采自主矿体的硫化物石英脉。流体包裹体多为①类，②类较少。①类在辉钼矿石英脉、硫化物石英脉和无矿或贫矿石英脉中均可见到，成群随机分布或孤立分布。②类仅见于辉钼矿石英脉中，多与①类共存或孤立分布。①类包裹体形态多为不规则状、少量近方形和长条形，大小（长轴）8～50μm，多集中在8～20μm，气相体积占总体积的5%～45%，多集中在10%～25%。②类包裹体大小5～20μm，多为浑圆形、椭圆形和不规则状，气相颜色较深，气液比＞60%，甚至为纯气相。热液石英流体包裹体液相成分以水为主，阳离子成分以Na+、Ca2+为主，阴离子成分以
、Cl-为主。气相成分以H2 O 为主，含CO2 和N2 等。辉钼矿石英脉流体包裹体均一温度为219.10～367.70℃，平均为260.74℃；石英硫化物脉为176.10～232.30℃；无矿或贫矿石英脉为177.00～191.80℃。它们分别代表成矿期的主矿化阶段及其之后的弱铜矿化和无矿化阶段的成矿温度。估算出成矿流体对应的平均盐度分别为主矿化阶段（2.74～13.60）%NaCl、2.41%NaCl和（4.30～6.40）%NaCl，可见高盐度与低盐度包裹体共存现象。估算的成矿压力为（72.48～246.78）×105 Pa，推测的成矿深度为2.5km。
弓棚子和五道岭：弓棚子主矿体中石英不发育，4件样品采自含主井附近，为含黄铜矿石英，其中有2件找不到可测包裹体。包裹体类型比较单一，均为①类型包裹体，且气相较少。包裹体成群随机分布或孤立分布，形态较规则，多为椭圆状、近圆状，少量长方形，个别不规则状。包裹体大小（长轴）为5～18μm，多集中在6～13μm，气相体积占总体积的5%～35%，多集中在5%～20%。弓棚子磁黄铁矿包裹体液相成分以水为主，阳离子成分以Ca2+和Mg2+为主，次为Na+、K+，阴离子成分以
、Cl-为主。气相成分以H2 O 为主，含CO2 等。五道岭黄铁矿包裹体液相成分以水为主，阳离子成分以Ca2+和Na+为主，阴离子成分以
、Cl-为主，气相成分以H2 O 为主。弓棚子由黄铜矿与黄铁矿硫同位素对计算出的成矿温度为310℃，五道岭石榴子石和磁铁矿爆裂温度分别为400℃和385℃，代表氧化物阶段磁铁矿形成温度；镜铁矿、矿铁矿和黄铜矿爆裂温度分别为330℃、380～390℃和255℃，代表硫化物阶段成矿温度。弓棚子热液石英包裹体均一温度为166.00～322.10℃，平均为221.06℃，代表成矿晚阶段流体温度。由包裹体估算的成矿流体盐度为（1.67～3.09）%NaCl，成矿压力为（109.87～212.28）×105 Pa，推测的成矿深度为2.1km。
大安河和二股西山：包裹体类型比较单一，均为①类型包裹体，其特征与弓棚子基本相似。二股西山磁黄铁矿流体包裹体液相成分以水为主，阳离子成分以Na+和Ca2+为主，次为Mg2+或K+，阴离子成分以SO2-4 、Cl-为主。气相成分以H2 O 为主，含CO2 等。二股西山闪锌矿和方铅矿包裹体液相成分以水为主，阳离子成分以Ca2+为主，阴离子成分以
、Cl-为主。气相成分以H2 O 为主，含CO2 等。大安河透辉石和方柱石爆裂温度为381～517℃，热液石英包裹体均一温度为131～339℃，热液方解石为171.6℃，分别代表矽卡岩阶段、石英硫化物阶段和碳酸盐化阶段的成矿温度。估算的成矿流体盐度为（1.67～3.09）%NaCl，成矿压力为（109.87～212.28）×105 Pa，推测的成矿深度为2.1km。
综上所述，该成矿系列成矿流体液相和气相成分均以水为主，液相阳离子以Na+和Ca2+为主，阴离子以SO2-4 和Cl-为主，成矿流体属H2 O-NaCI体系。流体包裹体的Na+/K+值为1.68～59.70，平均为8.79，Na+/（Ca2++Mg2+）值一般＜1，平均为0.58，Ca2+/Mg2+值一般＞1，平均为9.17。除霍吉河外，F-/Cl-值均＜1，平均为0.36（表6-11）。流体成分与中国大陆内部浆控高温热液型矿床相似（陈衍景等，2009）。氧化物阶段成矿温度大致为380～500℃，钼铜铅锌主要矿化阶段成矿温度大致为250～360℃，推测的成矿深度为2～3km。成矿流体盐度变化较大，气液两相包裹体盐度一般为（3～13）%NaCl，含子矿物多相包裹体盐度为（30～47）%NaCl。可见高盐度的含子矿物多相包裹体和低盐度的富气相包裹体、低温流体和高温流体共存。这些现象说明在成矿过程中，高温高压流体（超临界流体）在向上运移过程中分离成高盐度高密度流体和低盐度低密度两相流体（Hedenquist etal，1994），或可能发生过岩浆热液与大气水相互混合（华仁民，1994）及流体沸腾作用（张德会，1997）。
表6-11 燕山早期成矿系列包裹体元素比值列表
