西山湾羊场火山岩银矿床位于内蒙古中西部，大地构造位置处于华北地台西北部(图 1)。该矿床自发现以来主要着重进行找矿勘探方面的研究，矿床总体研究程度较低，缺乏系统性研究，因此本次选择从流体包裹体方面对西山湾银多金属矿进行研究，进一步认识该矿床的成矿作用和矿床成因。西山湾火山岩银多金属矿床处于火山岩岀露区，其周边中酸性火山岩岀露面积较大，其成矿与陆相火山-次火山岩有关，应属浅成低温热液型矿床(康明等, 2014)。

图 1

Fig. 1

图 1 华北板块北缘地质构造背景(据沈存利等, 2004修编) 1-中新生界；2-古生界；3-中元古界；4-下元古界；5-上太古界；6-印支期侵入岩；7-海西期侵入岩；8-加里东期侵人岩；9-元古宙和太古宙侵入岩；10-断裂 Fig. 1 Tectonic Sketch Map of the Northern Margin of North China Plate (after Shen et al., 2014) 1-Mesozoic; 2-Paleozoic; 3-Meso-Proterozoic; 4-Lower Proterozoic; 5-Upper Archaeozoic; 6-Indo-sinian intrusive rocks; 7-Hercynian intrusive rocks; 8-Caledoian intrusive rocks; 9-Proterozoic-Archaeozoic intrusive rocks; 10-fault

研究表明，浅成低温热液型矿床的形成和分布受破火山口、火山角砾岩筒以及与火山机构有关的断裂构造控制(毛景文等, 2003)。在区域控矿构造中，矿体多形成于张性构造环境(刘连登等, 1999)，切壳的深大断裂一般作为成矿物质的导矿构造，并在引导岩浆热源侵位及其随后的热液活动方面对浅成低温热液矿床施加影响，成矿物质往往在与深大断裂有关的次级构造中定位而形成具有经济价值的工业矿体(吴国学和刘连登, 2001; 张德会, 1996)。浅成低温热液矿床的赋矿围岩主要是中酸性火山岩，在成因上与火山喷发作用或岩浆浅成侵入活动有密切联系。如全球最大的前十个银矿床均与陆相火山岩-次火山岩有关，例如玻利维亚的波多西矿床与火山岩-次火山岩有关，银储量达19×10⁴以上(李朝阳等, 2002)。浅成低温热液矿床的成矿温度普遍低于300℃，多数成矿温度介于100~250℃之间。毛景文等(2003)总结了中国东部中生代15个浅成热液金矿的成矿温度主要集中在120~300℃之间。Roedder (1984)统计的内华达州、科罗拉多州、墨西哥、秘鲁和斐济等地的浅成热液矿床的成矿温度在65~350℃之间，大多数集中于150~270℃。但是近十几年来的研究表明：浅成热液矿床中亦有高温流体活动的迹象，尤其在浅成低温热液矿床与斑岩型矿床的过渡部位，高温岩浆流体可能参加了早期成矿过程。如美国科罗拉多与碱性火山杂岩有关的Creple Creek金矿中萤石和石英中包裹体的均一温度最高达510℃(Thompson et al., 1999)，河南祁雨沟热液角砾岩型金矿床最高达412℃(范宏瑞等, 2000)，紫金山矿田中紫金山金矿达400℃，而其中的斑岩铜矿高温部分达420~660℃(张德全等, 1991, 2003)。浅成低温热液矿床成矿流体的盐度一般在中低盐度范围。少数矿床成矿流体中由于有石盐子晶的存在，其盐度可大幅度提高，如美国的Creple Creek金矿中，盐度最高达44%。西山湾银多金属矿床的构造控矿特征、赋矿围岩特点及地球化学特征与上述浅成低温热液型矿床有相似性，其温度和盐度变化幅度较大，表明有高温岩浆流体参与了早期成矿过程，由于有含石盐硫化物子晶多相包裹体的存在，致使盐度较高。

华北地台北缘中段已发现的银多金属矿床近15处，多集中于商都-化德(经度114°E)以东，其成因与火山岩关系密切，多为火山-潜火山热液型银矿床或潜火山热液叠加改造型银多金属矿床，前者又可分为两个亚类：一个是陆相火山-潜火山热液型银(锰、锌)矿床，如河北省相广、扣花营-满汉图银锰矿床、山西省支家地等银锌矿床；另一个是潜火山浅成低温热液型银(金)矿床，如河北省丰宁牛圈银(金)矿床(许晓峰, 1992; 肖成东和艾永富, 1999)。西山湾羊场银矿床位于固阳(经度110°E)以西，与华北地台北缘中段已发现的银多金属矿床相距较远，但成矿特征相似，所以有必要深入研究其成因及成矿作用。

西山湾羊场银矿床位于华北地台北缘狼山-渣尔泰山中-新元古代裂谷带的东段，出露地层主要为新太古界色尔腾山岩群、中元古界渣尔泰山群及中生界白垩统火山岩；侵入岩主要以加里东期和海西期岩浆活动为主；构造主体上为近东西向，西段呈NEE向，东段呈NWW向，在中部形成一个向北凸出的近东西向的弧形构造格架(沈存利等, 2004; 肖荣阁等, 2000)。

在新太古界色尔腾山岩群出露区，有前寒武纪沉积变质型鞍山式铁矿床产出(彭润民等, 2007; 沈存利等, 2004; 肖荣阁等, 2000)；在中元古界渣尔泰山群出露区，有霍各乞铜多金属矿床、甲生盘铅锌硫矿床、东升庙铅锌硫矿床、炭窑口铅锌硫矿床以及朱拉扎嘎大型金矿床等；根据近几年的找矿实践与研究，在白垩纪的酸性火山岩中新发现银金矿床，如西山湾羊场银多金属矿床、西水大型金银矿床等(康明等, 2013)。

在渣尔泰山地区，分布于南王如地-西山湾羊场一带的火山岩，呈南北向展布，主要为下白垩统金家窑子组和白女羊盘组。金家窑子组(K₁jj)主要分布于该火山岩带南部，以中基性火山岩为主；白女羊盘组(K₁bn)主要分布于南北向火山岩带中部和北部，白庙子-西山湾羊场一带，以酸性火山熔岩及火山碎屑岩为主，并产有沸石、膨润土、珍珠岩矿和火山热液型银多金属矿(图 2)。具有成矿意义的岩石层位主要为白女羊盘组酸性火山岩。

图 2

Fig. 2

图 2 研究区区域地质简图(据康明等, 2011①修改) 1-下白垩统白女羊盘组酸性火山岩；2-下白垩统李三沟组河湖相碎屑岩；3-下白垩统金家窑子组中基性火山岩；4-中元古界渣尔泰山群；5-新太古界色尔腾山岩群；6-前燕山期侵入岩；7-银矿床 Fig. 2 Geological sketch map of the study area, Inner Mongolia 1-acid volcanic rocks of the Bainuyangpan Fm. of the Lower Cretaceous; 2-fluvial-lacustrine clastic rocks of the Lisangou Fm. of the Lower Cretaceous; 3-basic-intermediate volcanic rocks of the Jinjiayaozi Fm. of the Lower Cretaceous; 4-Mesoproterozoic Zha'ertaishan Group; 5-Neoarehean Sertengshan rock Group; 6-pre-Yanshan intrusive rocks; 7-silver deposit

①康明等. 2011.内蒙古自治区西圪堵等三幅1:5万区域地质矿产调查报告.长安大学

关于白女羊盘组火山岩的时代，1993年内蒙古第一区域地质研究院六分队在白女羊盘组火山岩中分别采集了钾氩同位素年龄样。经中国地质科学院宜昌地矿所测试，流纹岩的同位素年龄值为130.1Ma、138.7Ma、139.1Ma、137.9Ma，结合火山岩之下沉积地层的时代，白女羊盘组火山岩的时代确定为早白垩世(封书凯, 1998)。

矿区出露有较大面积的二叠纪二长花岗岩和寒武纪英云闪长岩，白垩系白女羊盘组火山岩沿二长花岗岩与英云闪长岩接触带的近南北向张性裂隙喷发(图 3)，主要岩性为流纹岩(局部地段为球粒状流纹岩、石泡流纹岩)、流纹斑岩、流纹质角砾凝灰岩(局部地段为流纹质熔结凝灰岩、流纹质玻屑凝灰岩)、流纹质凝灰角砾岩。该酸性火山岩主体厚30~100m，南北长约1200m。Ag品位较高的岩石样品主要在流纹质角砾岩和流纹斑岩中(在地表采集的19件化学分析样中，黄铁矿化流纹岩的Ag品位为41.2×10^-6~42.7×10^-6，平均41.95×10^-6；硅化黄铁矿化流纹斑岩的Ag品位为45.3×10^-6~86.3×10^-6，平均60.27×10^-6；黄铁矿化流纹质角砾岩的Ag品位为33.0×10^-6~284×10^-6，平均107.6×10^-6)。矿化流纹斑岩多被构造破坏而发生破碎，镜下见具碎裂结构、束状构造；流纹岩也经动力作用多破碎呈角砾状，又被次生蛋白石胶结，有部分流纹岩呈球粒状、束状结构，流纹状构造。

图 3

Fig. 3

图 3 西山湾羊场银矿区地质草图(据康明等, 2011修改) 1-第四系冲洪积物；2-流纹(斑)岩；3-流纹质凝灰角砾岩；4-流纹质角砾凝灰岩；5-黑云二长花岗岩；6-英云闪长岩；7-花岗岩脉；8-花岗伟晶岩脉；9-银矿体；10-银矿化体；11-地质体分界线；12-正断层；13-逆断层；14-性质不明断层 Fig. 3 Geological sketch of the silver mining in Xishanwanyangchang, Inner Mongolia 1-Quaternary alluvial sediments; 2-rhyolite (rhyolite porphyry); 3-rhyolitic tuff breccias; 4-rhyolitic breccial tuff; 5-biotite adamellite; 6-plagiogranite; 7-granite dike; 8-coarse-grained granite dike; 9-silver ore deposit; 10-silver mineralization; 11-geological boundary; 12-normal fault; 13-reverse fault; 14-fault

矿区的火山岩在区域上沿近南北向呈锯齿状展布，火山岩由北向南逐渐由酸性变为基性，喷发的熔岩面积由北向南逐渐扩大，再向南逐渐收敛。其矿产分布由北向南形成银(金)-银(萤石)-膨润土、沸石、珍珠岩-铜多金属的火山成矿系列，也是一种沿火山岩带的纵向上的成矿分带。西山湾羊场银矿(化)就处于该矿带之北部银(萤石)矿带中，其北部之银(金)矿带则为西水银金矿。

西山湾羊场银矿床发育于寒武纪英云闪长岩与二叠纪二长花岗岩之接触带呈裂隙式喷发的火山岩中，赋矿围岩为流纹岩、流纹斑岩、流纹质角砾岩。

矿体主要产于硅化较强的流纹岩、流纹斑岩、流纹质角砾岩中，以及火山岩与侵入岩体的接触带部位。矿体的上盘为二叠纪二长花岗岩，下盘为寒武纪英云闪长岩。在白女羊盘组火山岩与上、下盘花岗岩的接触带部位破碎、蚀变明显，主要为高岭土化、绿泥石化、黄铁矿化，并伴随有萤石化和方铅矿化。

具成矿意义的主要为白女羊盘组酸性火岩，其岩石类型主要有：流纹质凝灰角砾岩、显微嵌晶状流纹岩夹流纹斑岩。其岩石学特征如下：

(1)流纹质凝灰角砾岩

凝灰质结构，角砾状构造。矿物成分：流纹质凝灰岩角砾30%，流纹质凝灰熔岩角砾35%，沉凝灰岩角砾10%，花岗质角砾及岩屑5%，熔结凝灰质胶结物20%。该类岩石的硅化较强，且是多期次的。镜下鉴定可见有大量已被玉髓和褐铁矿取代的乳滴状(蜂窝状)的并且背景已为大晶粒石英所取代的流纹质变余角砾(或岩屑)，还见有已变为褐铁矿染的绢云母集晶团斑，它有可能是较为中性的火山岩岩屑之蚀变产物。此岩的早期硅化，表现为与火山碎屑脱玻化同生的自形粒状及六边形石英；晚期硅化表现为在上述火山碎屑岩之晚生裂隙中，新生玉髓的网脉的充填，亦偶见粒状、棒状石英伴生其间。矿化以乳滴状褐铁矿化-髓石化为早，而在网脉状玉髓和石英中的自形褐铁矿化不透明矿物则生成较晚(图 4a)。

图 4

Fig. 4

图 4 研究区白垩纪酸性火山岩显微照片 (a)复碎裂复硅化流纹质凝灰角砾岩；(b)多期矿化角砾状流纹岩；(c)玉髓(硅)化复构造复碎裂流纹岩；(d)显微嵌晶状流纹斑岩；(e)多期次硅化矿化角砾岩化流纹斑岩；(f)含凝灰夹层多期次硅化矿化碎裂流纹斑岩 Fig. 4 Microphotographs of Cretaceous acid volcanic rocks in the study area (a) rhyolitic tuff breccias with multiphase fragmentation and multiphase silicification; (b) breccioid rhyolite with polymineralization; (c) creolite rhyolite with multiphase fragmentation; (d) microaphanitic rhyolite porphyry; (e) brecciation rhyolite porphyry with multiphase silicification and polymineralization; (f) cataclastic rhyolite porphyry with tuff for multiphase silicification and polymineralization

(2)显微嵌晶状流纹岩

微嵌晶结构、局部霏细-微晶结构，不均匀(斑杂状)构造、变余流纹构造。矿物成分：微嵌晶状石英+长石嵌晶颗粒>55%，霏细-微晶状脱玻化长英集合体>35%，斑团状-条痕状石英集晶体≤3%，褐铁矿化黄铁矿星散晶体≥1%，褐铁矿染绢云母(或叶腊石、高岭土) < 5%。具成矿意义的是复硅化复碎裂显微嵌晶状流纹岩。矿区中的流纹岩均有不同程度的硅化、褐铁矿化及碎裂现象，具复硅化复构造特点。

D1010b1的薄片(图 4b)中可以看出，①早期大面积出现的略具板条的石英集晶脉团，并在脉团之中见到被壳状已褐铁矿化的金属矿物残留；②以微晶状玉髓为主的晚期硅化呈再充填裂隙的形态，亦见有褐铁矿化物--“乳滴状”的伴生，说明矿化的经历亦为久远。TC25b2的薄片(图 4c)鉴定也有同样结果，具早期、中期、晚期的硅化和多次碎裂现象。可以看出，此岩的角砾级碎屑大多可与相邻近的碎屑互相呼应，而且表现为愈大的角砾其边部愈具棱角状形态，而沉浸在玉髓贯入物中的“砂”级(小碎屑)却具有比较浑圆的外貌(是被玉髓交代溶蚀的结果)。从图 4f可以看出：早期为大晶粒浸润性(交代性)取代原微嵌晶状流纹岩，而变为硅化他形粒状流纹岩，并且在此阶段伴生黄铁矿化(已褐铁矿化)；中期为无黄铁矿化的玉髓细脉穿插；晚期表现为上述二期硅化流纹岩的进一步角砾岩化和玉髓化(即硅化)。

(3)显微嵌晶状流纹斑岩

斑状结构，基质为霏细-微嵌晶结构，块状构造。斑晶主要为石英，次为透长石；基质主要为他形粒状石英和长石绢云母集晶体，次为微嵌晶状石英和长石。有玉髓细脉穿插。矿物成分：斑晶>10%(石英为主)，基质85%(碱性长石为主)，次生矿物>5%(褐铁矿化黄铁矿1%，硅化石英脉4%)。斑晶大小0.2~1.0mm，以0.35mm者居多。基质中以碱性长石微晶为主，嵌布在他形粒状石英背景之上。黄铁矿呈自形，大多已褐铁矿化，有的还伴有微晶碳酸盐充填，多呈星散状均匀分布于岩石之中，这种黄铁矿多与早期硅化有关，亦见似脉状产出。而呈乳滴状褐铁矿化的金属硫化物，常伴生在晚期石英脉之中，可见石英脉切穿石英斑晶，但未见石英脉切穿褐铁矿化黄铁矿现象，说明黄铁矿化系流纹岩生成之后由矿化和硅化蚀变所引起，而非熔岩期所生(图 4d)。具成矿意义的是复硅化复碎裂显微嵌晶状流纹斑岩。

工作区出露的流纹斑岩呈岩脉、岩墙等形式出现，都有不同程度的蚀变和矿化现象，主要为硅化、黄铁矿化、萤石化等。并见有多期次硅化、碎裂现象，TC23b2、TC23b3等薄片(图 4e)中可见硅化黄铁矿化微嵌晶流纹斑岩，后来经构造破裂为角砾状；已褐铁矿染为褐红色的玉髓质硅化网脉充填在角砾之间隙；无色、无矿化的玉髓脉又切穿了褐色玉髓脉；最后一期，是梳节状石英质细脉的贯入，同时伴生了大量的少褐铁矿化的含黄铁矿的硅化网脉。再如TC22b2薄片所见(图 4f)，早期为浅色隐晶状玉髓，稍晚一些的玉髓网脉晶粒较粗，脉的颜色更淡，而大晶粒星散状的褐铁矿化黄铁矿自形晶多见于此期网脉近旁。个别黄铁矿褐铁矿化孔洞中充填了萤石。主期硅化以细粒石英为主，广布在主碎裂期所形成的角砾之间，见伴有较多细小自形黄铁矿，最后被无矿化梳节状石英细脉的贯穿。

通过地表槽探工程和深部钻探工程，在西山湾羊场银多金属矿区自西向东、由南向北圈定出4个银矿(化)带，其延伸方向为北东向。Ⅰ号为主要银矿(化)带，呈北东向带状展布，地表断续延伸长度为1000m，连续延伸长度300m，宽5~15m；Ⅰ号矿(化)带由5个矿体组成，按照从西向东、由南向北、先地表后深部的原则，编号为Ⅰ-1~Ⅰ-5。

Ⅰ-2矿体是矿区的主要矿体，控制长度300m，埋深0~200m，矿体厚2.0~14.49m，平均厚度5.98m，厚度变化系数为68.34%，厚度变化属稳定型；矿体总体产状：走向30°，倾向120°，倾角62°；矿体形态复杂程度属中等，为不规则豆荚状；矿石品位Ag 58.48×10^-6~131.59×10^-6，平均品位95.76×10^-6，品位变化系数为83.81%，矿体沿走向、倾向品位变化不明显，属较均匀型矿体，赋矿岩石主要为流纹岩、流纹斑岩、流纹质角砾岩。

矿石矿物：主要为辉银矿、螺状硫银矿、闪锌矿、方铅矿等(偶见自然银、深红银矿、淡红银矿)，其它金属矿物以黄铁矿及氧化矿物褐铁矿为主，其次有白铁矿、针铁矿、赤铁矿等，局部见有斑铜矿、黝铜矿、蓝铜矿、蓝辉铜矿、铜蓝等。矿物生成顺序：黄铁矿-闪锌矿(黄铜矿)-方铅矿-赤铁矿-辉银矿(图 5)。

图 5

Fig. 5

图 5 西山湾羊场银矿床矿石岩相学特征 (a-b)石英-黄铁矿阶段：(a)黄铁矿部分被针铁矿交代呈残余状，(b)黄铁矿呈立方体、星点浸染状不均匀分布；(c-d)石英-多金属硫化物阶段：(c)黄铜矿与黄铁矿连生，部分黄铁矿被针铁矿交代呈残余状，(d)部分黄铁矿被针铁矿交代呈残余状；(e-f)成矿晚期：褐铁矿化较发育 Fig. 5 The petrological microphotographs of ore from the Xishanwanyangchang silver deposit (a-b) quartz-pyrite stage: (a) pyrite was replaced partly by goethite with partial residual preservation, (b) pyrite was distributed unevenly with cubic and star disseminated; (c-d) quartz-polymetallic sulfide stage: (c) coexisting chalcopyrite and pyrite in the ores, pyrite was replaced partly by goethite with partial residual preservation, (d) pyrite was replaced partly by goethite with partial residual preservation; (e-f) limonitization was remarkable in the late stage

脉石矿物主要有石英、蛋白石、玉髓、萤石、钾长石及少量绢云母等。

矿石结构主要有自形-半自形粒状结构、他形粒状结构、交代残余结构、碎裂结构等；矿石构造主要有角砾状构造、浸染状构造、脉状构造、块状构造等。

依据矿石成分、结构、构造，主要矿石类型为细脉浸染型原生硫化物矿石，其次为破碎带蚀变岩型矿石。

特征性围岩蚀变主要为褐铁矿化、黄铁矿化、硅化、萤石矿化、绿泥石化、碳酸盐化。局部见方铅矿化。

褐铁矿化：主要在地表发育，呈褐铁矿假象分布于流纹岩、流纹斑岩中，与银矿化有关。

黄铁矿化：呈星点状，少量脉状-网脉状和小的集合体状分布于深部的流纹岩、流纹斑岩中，与银矿化有关。

硅化：分布于碎裂流纹岩、碎裂流纹斑岩中，石英为灰白-青灰色，呈脉状产出，常与方解石脉、萤石脉组成复脉。

碳酸盐化：分布普遍，呈脉状产出，形成网脉状。

绿泥石化：主要分布于花岗岩破碎蚀变带内。

方铅矿化：主要分布于矿体下盘的英云闪长岩破碎蚀变带中，与铅锌矿化有关。

根据矿物间的相互交代关系，将矿化过程分为早、中、晚三个阶段，早期为硅化-黄铁矿化阶段：黄铁矿呈细粒不均匀分布，自形立方体状；中期为硅化-多金属硫化物阶段：黄铁矿呈细粒浸染状分布，自形程度差，硅质脉呈网状分布，岩石破碎，具角砾岩化特征，银矿化主要产生于该阶段；晚期为硅化-碳酸盐化阶段。

样品主要采自西山湾银多金属矿床的钻孔岩芯，包括不同蚀变带的岩石及不同成矿阶段矿石样品共13件(表 1)。将样品磨制成双面抛光的薄片，进行矿相学和流体包裹体岩相学观察，选择有代表性的包裹体进行显微测温和激光拉曼探针分析。流体包裹体岩相学和包裹体显微测温主要在长安大学西部矿产资源与地质工程教育部重点实验室完成，部分样品的流体包裹体显微测温和包裹体成分激光拉曼光谱测试在西安地质矿产研究所实验测试中心和北京大学造山带与地壳演化教育部重点实验室完成。

表 1

Table 1

表 1(Table 1)

表 1 西山湾羊场银矿床流体包裹体采样信息表 Table 1 Information for samples of fluid inclusions of the Xishanwanyangchang silver deposit 序号 样品号 所属钻孔编号 岩(矿)石类型 采样孔深(m) Ag (×10-6) 1 ZK13-1BT1 ZK13-1 黄铁矿化硅化流纹质角砾岩 1602.8 146 2 ZK13-2BT1 ZK13-2 高岭土化黄铁矿化硅化流纹斑岩 1519.3 106 3 ZK13-2BT2 ZK13-2 高岭土化黄铁矿化硅化流纹斑岩 1518.3 202 4 ZK13-2BT3 ZK13-2 高岭土化黄铁矿化硅化流纹斑岩 1517.3 198 5 ZK13-2BT4 ZK13-2 高岭土化黄铁矿化硅化流纹斑岩 1516.3 88.2 6 ZK13-2BT5 ZK13-2 高岭土化黄铁矿化硅化流纹斑岩 1515.3 163 7 ZK13-2BT6 ZK13-2 高岭土化黄铁矿化硅化流纹斑岩 1503.7 48.6 8 ZK13-2BT7 ZK13-2 高岭土化黄铁矿化硅化流纹斑岩 1538.30 163 9 ZK13-2BT8 ZK13-2 高岭土化黄铁矿化硅化流纹斑岩 1511.34 48.5 10 ZK13-2BT9 ZK13-2 高岭土化黄铁矿化硅化流纹斑岩 1526.30 59.7 11 ZK15-2BT1 ZK15-2 黄铁矿化硅化流纹岩 1557.34 187 12 ZK15-2BT2 ZK15-2 黄铁矿化硅化流纹岩 1554.34 316 13 ZK15-2BT3 ZK15-2 黄铁矿化硅化流纹质角砾岩 1530.86 115

表 1 西山湾羊场银矿床流体包裹体采样信息表 Table 1 Information for samples of fluid inclusions of the Xishanwanyangchang silver deposit

包裹体显微测温采用的的仪器是由英国生产的Linkam THMSG 600冷热台和德国ZEISS公司生产的的偏光显微镜。Linkam THMSG 600冷热台样品区域为22mm，物镜最小工作距离为4.5mm，聚光镜最小工作距离为12.5mm，温度可测范围为-196~600℃。利用美国FLUID INC公司提供的人工合成流体包裹体样品对冷热台进行温度标定。流体包裹体测试过程中，升温速率为5~10℃/min，相变点附近升温速率 < 1℃/min。水溶液包裹体的盐度和密度是利用流体包裹体数据处理Flincor程序(Brown, 1989)，根据冰点温度和Bodnar (1993)方程计算获得的。根据含子晶多相包裹体的子晶熔化温度，利用Hall et al.(1988)提供的方程，求得含子晶多相包裹体的盐度。根据含子晶多相包裹体的子晶熔化温度和完全均一温度，利用刘斌(2001)的公式，求得含子晶多相包裹体的密度。

流体包裹体成分激光拉曼光谱测试所用仪器为英国Renishaw公司生产的inVia型激光拉曼探针，仪器编号为SX-51，实验条件：Ar+激光器波长514.5nm；激光功率30mW；扫描速度10秒/5次叠加；光谱仪狭缝20微米；温度为23℃；湿度为45%。

对采自钻孔岩芯的13件样品进行了流体包裹体岩相学研究，斑晶石英和石英网脉中均发育较多的流体包裹体。包裹体类型丰富，形态多样(图 6)。根据流体包裹体成分，将流体包裹体划分为纯液相包裹体、气液两相水溶液包裹体和含子矿物的包裹体。其中气液两相包裹体最为常见，并且富液相居多，含子矿物的包裹体较少。所采集的样品中包裹体形态各异，但以椭圆状和近球状为主，也可见圆柱状、泪滴状、蝌蚪状、不规则状等；颜色大都为灰白色，少量为灰黑色；体积大小不等，一般为2~10μm甚至更小；气液比多在20%~30%间，较小着可低至10%，个别气液比大于50%为富气相。通过对采集的全部样品进行显微镜下的岩相学观察，西山湾银矿床的流体包裹体大致可分为气液两相水溶液包裹体(W类)、三相含石盐子矿物包裹体(SH类)和多相含硫化物子矿物包裹体(SM类)(图 7)，分述如下。

图 6

Fig. 6

图 6 西山湾羊场银矿床石英斑晶中的流体包裹体 (a)月牙状；(b)椭圆形；(c)长条形；(d)方形；(e)近圆形；(f)不规则状. L-包裹体液相；V-包裹体气相 Fig. 6 Fluid inclusions of quartz phanerocrysl from Xishanwanyangchang silver deposit (a) crescent-shaped; (b) oval; (c) elongated; (d) square; (e) suborbicular; (f) irregular-shaped. L-gas of fluid inclusions; V-liquid of fluid inclusions

图 7

Fig. 7

图 7 西山湾羊场银矿床流体包裹体类型 (a)气液两相水溶液包裹体；(b)含石盐子晶包裹体；(c)含黄铜矿子晶包裹体 Fig. 7 Different types of fluid inclusions from Xishanwanyangchang silver deposit (a) vapor-liquid fluid inclusions; (b) the fluid inclusion containing halite daughter mineral; (c) the fluid inclusion containing chalcopyrite daughter mineral

(1)气液两相水溶液包裹体(W类)

按气液比的不同可进一步分为富液相包裹体(L类)和富气相包裹体(V类)。L类包裹体为样品中最常见包裹体类型，约占90%左右，在矿体与围岩的石英中广泛发育，见于成矿各阶段中，镜下观察由气液两相组成，气液比(V/V+L)基本以20%~40%为主，有的可低至10%左右，大小约为5~20μm不等。某些较小的包裹体中，小气泡不停的跳动，液相多无色透明，气相为灰色或黑色，由于此类包裹体众多，故其形态也千差万别，但以椭圆形和近球形为主，长条形和不规则状也较多见。测温过程中加热会均一至液相。V类包裹体亦见于成矿各阶段，约占10%左右，发育于矿体与围岩的石英脉中，镜下观察由气液两相组成，气液比均大于40%，有些可达80%~90%，大小约为2~10μm不等，气相无色透明，液相为黑色或无色，形态多为椭圆形和不规则条带状，零星分布于石英脉中。测温过程中加热会均一至气相。

(2)含子矿物的多相包裹体(S类)

该类型包裹体在样品中发育较少，约占10%左右，主要见于成矿的中阶段和晚阶段的石英中。一般5~15μm，多为负晶形或椭圆状。室温下为三相或多相，子矿物主要为石盐、黄铜矿、黄铁矿等，根据含子矿物种类的不同，可进一步分为三相含石盐子矿物包裹体(SH类)和多相含硫化物子矿物包裹体(SM类)。

对西山湾银矿床中不同阶段各类流体包裹体进行了详细的显微测温(表 2、图 8、图 9)。现分述如下。

表 2

Table 2

表 2(Table 2)

表 2 西山湾羊场银矿床流体包裹体显微测温结果表 Table 2 Microthermometric data of fluid inclusions of the Xishanwanyangchang silver deposit 成矿阶段 包裹体 类型 包裹体 个数 均一温度 (℃) 盐度(wt%NaCleqv) 早成矿 阶段 L 5 334~404 0.35~5.86 V 3 327.1~394.9 0.35~1.74 主成矿 阶段 L 59 252~328.6 0.35~15.76 V 8 253~325 0.71~9.47 SH 3 267~321 28.76~31.90 SM 3 260~319 4.34~31.39 晚成矿 阶段 L 5 194~250 0.71~7.45 SH 7 169~247 30.70~32.66

表 2 西山湾羊场银矿床流体包裹体显微测温结果表 Table 2 Microthermometric data of fluid inclusions of the Xishanwanyangchang silver deposit

图 8

Fig. 8

图 8 不同阶段流体包裹体均一温度直方图 Fig. 8 Histogram of homogenization temperatures of fluid inclusions of different stages

图 9

Fig. 9

图 9 不同阶段流体包裹体盐度直方图 Fig. 9 Histogram of salinities of fluid inclusions of different stages

成矿早阶段(石英-黄铁矿阶段)：该阶段的流体包裹体以气液两相包裹体(W类)为主，主要以富液相包裹体(L类)为多见。均一温度334~404℃，多数介于330~360℃之间，盐度0.35%~5.86% NaCleqv，多数介于1.4%~1.74% NaCleqv。

成矿中阶段(石英-多金属硫化物阶段)：该阶段主要发育富液相的水溶液流体包裹体(L类)，偶见含子矿物的包裹体(S类)。L类的包裹体均一温度为252~328.6℃，盐度为0.35%~15.76% NaCleqv，主要集中于2%~4% NaCleqv，属于中温、低盐度流体特征；含子矿物的多相包裹体(S类)较少见，包括含石盐子矿物三相包裹体(SH类)和含黄铜矿子矿物多相包裹体(SM类)，约占6%，其均一温度为267~321℃，盐度为4.34%~31.90% NaCleqv，属于中温、中高盐度流体特征。

成矿晚阶段(硅化-碳酸盐化阶段)：该阶段的流体包裹体中主要出现了气液两相包裹体(W类)和含石盐子矿物的多相包裹体(SH类)。W类包裹体均一温度集中于194~250℃之间，盐度介于0.71%~7.45% NaCleqv之间，主要集中于0.71%~2.07% NaCleqv之间；含石盐子矿物的SH类包裹体均一温度集中于169~247℃之间，盐度介于30.70%~32.66% NaCleqv之间。

激光拉曼显微探针分析显示，石英斑晶和成矿各阶段相同类型的流体包裹体成分类似，各类流体包裹体的液相成分主要是水溶液。

W类(L类和V类)的气、液相成分均显示很强的水峰，表明气、液相成分均为H₂O (图 10)，部分V类包裹体气相中还有H₂S和H₂等少量组分。

图 10

Fig. 10

图 10 西山湾羊场银矿床不同类型流体包裹体激光拉曼光谱分析谱图 (a) L类包裹体中的H2O；(b) V类包裹体中的H2S、H2；(c) S类包裹体黄铜矿(Cp)子矿物 Fig. 10 Laser-Raman analysis spectra of different types of fluid inclusions of Xishanwanyangchang silver deposit (a) H2O-spectrum of the L-type fluid inclusion; (b) spectrum showing that the V-type fluid inclusion containing H2S and H2; (c) spectrum showing that the S-type fluid inclusion containing chalcopyrite mineral

S类包裹体中，除了SiO₂(127cm^-1、208cm^-1、466.5cm^-1)的特征峰外，还见到有不透明黑色子矿物的峰值为291.71cm^-1，表明子矿物为黄铜矿(图 10c)，主要出现于成矿的中阶段。

以上测试结果表明，成矿流体总体上属于H₂O-NaCl体系。

流体包裹体研究表明，西山湾银矿床中发育丰富的原生流体包裹体，这些包裹体反映了成矿流体的基本特征。早阶段流体包裹体类型及组合较简单，主要发育水溶液流体包裹体(W类)，多呈椭圆形、长条状和负晶形等，大小约为5~20μm不等，包裹体的气液两相之比一般为30%~45%。均一温度大于330℃，属高温、低盐度流体特征。

中阶段均一温度集中于250~330℃。中阶段的流体包裹体中主要出现了气液两相包裹体(W类)和含子矿物的多相包裹体(S类)。W类包裹体约占80%左右，以富液相(L类)为主，气液比为20%~35%，多数为20%~30%；含子矿物的多相包裹体(S类)较少见，包括含石盐子晶三相包裹体(SH类)和含石盐硫化物子晶多相包裹体(SM类)，约占6%。S类和L类共存，并且其均一温度非常接近，表明成矿流体是不混溶的(卢焕章等, 2004)。含石盐硫化物子晶多相的SM类包裹体，大小约7.1~15.9μm，气液比约为20%~30%，有石盐子晶先消失和气泡先消失两种均一方式，子晶先消失的均一温度为305℃，盐度为31.39% NaCleqv；气泡先消失的均一温度为319℃，盐度为4.34% NaCleqv；其均一温度基本接近，但其盐度相差悬殊，指示流体沸腾现象的存在(卢焕章, 2000; 倪培等, 2005)。同时也说明，成矿中阶段的S类包裹体既有从不饱和溶液中捕获的，也有从过饱和溶液中捕获的，反映了成矿中阶段的流体性质比较复杂，可能为流体沸腾导致了流体的不均一(卢焕章等, 2004)。成矿中阶段为主成矿阶段，成矿流体以中温、低盐度的水溶液包裹体和高盐度的含子矿物多相包裹体并存为特征。

晚阶段成矿温度为169~250℃，该阶段主要为富液相的水溶液包裹体(L类)和含石盐子矿物三相包裹体(SH类)(约占8%)。L类流体包裹体为低盐度特征，SH类流体包裹体为高盐度特征。

由上可知，成矿流体系统从早到晚发生了一系列规律性的变化，即温度逐渐降低，由早到晚的>330℃，经过中阶段的250~330℃，到晚阶段的169~250℃；盐度逐渐升高，由早阶段的0.35%~5.86% NaCleqv，经过中阶段的0.35%~31.90% NaCleqv，演变为晚阶段的0.71%~32.66% NaCleqv；由早阶段富液相的水溶液包裹体，到中阶段含硫化物子晶的多相包裹体，到晚阶段含石盐子矿物的三相包裹体。总之，随成矿作用的进行，成矿流体由早期高温、低盐度的水溶液到晚期低温、高盐度富含子矿物的多相流体为特征。

前人研究结果证实(Candela and Holland, 1986; Cline and Bodnar, 1991; Bodnar, 1994; Shinohara and Hedenquist, 1997; 冷成彪等, 2008)，高盐度流体形成机制存在三种可能：(1)直接在岩浆温度(中酸性岩浆一般为700~900℃)条件下产生，岩浆房中的中酸性岩浆通过一定程度的结晶分异作用，使岩浆中的挥发分过饱和，从而造成流体相和熔体相的不混溶作用，这一过程通常称为“初始沸腾”(Cline, 2003; Heinrich, 2007)；(2)由中低盐度热液通过减压沸腾作用或者静态不混溶作用形成，这一作用过程往往是由于斑岩顶部的盖层破裂引起的，通常称为“二次沸腾”(Cline, 2003; Heinrich, 2007)；(3)岩浆浅成侵位时，在其结晶演化的晚期，从岩浆中直接出溶而成(冷成彪等, 2008)。西山湾银矿石中的高盐度流体包裹体(SM类)通常孤立状分布，偶尔与其它类型的包裹体共生，但是其均一温度相差较大，因此可以排除机制(1)的可能性；依据前人的研究成果及认识，认为西山湾银矿主成矿阶段的含石盐硫化物子晶多相高盐度流体包裹体(SM类)可能是由初始岩浆热液“二次沸腾”作用形成的(冷成彪等, 2008; 孟祥金等, 2005)。

晚阶段的含石盐子矿物高盐度流体包裹体(SH类)符合机制(3)的可能性，是直接从结晶的熔体中出溶的，而不是由不混溶作用形成的。依据是：第一，这类包裹体不与富气相包裹体共存；第二，这类包裹体的均一温度均小于330℃，而如果高盐度包裹体是由不混溶作用形成的，那么这些包裹体的均一温度应高于330℃；第三，多数包裹体是通过石盐消失而均一，这种包裹体不可能与低盐度流体稳定共存，包裹体是在液体稳定场内被捕获的(张德会等, 2001; Cline and Vanko, 1995; Campbell, 1995)。西山湾银矿床潜流纹斑岩、流纹质角砾岩侵位深度很浅，属于超浅成至火山通道相的次火山岩，其静岩压力很低，因此岩浆结晶晚期最后出溶的热液自然具有很高的盐度。所以，西山湾银矿含石盐子矿物高盐度流体包裹体是直接圈闭了从晚期岩浆分异出的高盐度流体，而不是由热液的不混溶作用形成的。

关于流体成矿有两种假说(Arribas Jr, 1995; Hedenquist and Lowenstern, 1994)。一是“挥发份搬运”说，二是“高盐度流体搬运”说。第一种假说认为，在热液系统的演化过程中，从岩浆中分离出的高盐度热液可能保存在深部，与成矿作用有关的是上升的低盐度蒸气，这种高压蒸气将深部大气水捕集上升是搬运足够数量金属所必须的。矿石的沉淀可能是因沸腾作用形成的，沸腾产生的原因是流体与更冷地下水的混合或与热液角砾岩化伴生的压力突降(张德会等, 2001)。第二种假说认为，紧跟着与早期蚀变有关的岩浆蒸气缕的衰退，静岩压力系统破裂，含金属高盐度流体上升进入多孔的淋滤带中。金属沉淀主要是因含金属高盐度流体与冷的地下水在矿石沉淀部位混合，而不是在深处大气水对流元胞处混合。两种假说都认为成矿金属主要来自岩浆，随时间演化大气水的成分增加(张德会等, 2001)。

银矿石中SM类高盐度流体包裹体的发现表明高盐度流体是富含成矿元素的成矿流体，而流体包裹体高盐度与低盐度的分群(图 9)可能暗示在成矿作用过程中有两种温度相近但盐度不同的流体发生了混合作用。西山湾银矿床成矿流体的特征比较符合高流化作用浅成热液矿床“高盐度流体搬运”假说(Arribas Jr, 1995)，即紧随与早期蚀变有关的岩浆蒸气缕的衰退，静岩压力系统破裂，含金属高盐度流体上升进入多孔的淋滤带中，金属沉淀主要是因含金属高盐度流体与冷的地下水在矿石沉淀部位混合而最终沉淀富集成矿(张德会等, 2001, 2003)。

(1)流体包裹体类型较为简单，主要发育两相水溶液包裹体，偶尔可见含子矿物的水溶液包裹体，缺乏H₂O-CO₂包裹体。

(2)两相水溶液包裹体。均一温度为194~404℃，主要集中在250~330℃，盐度为0.35%~15.76% NaCleqv，主要集中于2%~4% NaCleqv，为中高温、低盐度流体，出现于成矿的各个阶段，以早阶段为主。

(3)含子矿物包裹体。主要为含石盐子矿物的水溶液包裹体，偶尔可见含硫化物的多相水溶液包裹体，基本没有含多种子晶的包裹体或含子晶的富CO₂的包裹体，均一温度多在169~321℃之间，盐度为4.34%~32.66% NaCleqv，为中温、中高盐度流体，出现于成矿的中阶段和晚阶段中，为矿质沉淀起了重要作用。

(4)主成矿阶段的均一温度为250~330℃，所以该矿床为中低温热液成矿，流体混合是该矿床的主要成矿机制。