流体包裹体是矿床学研究中获取成矿流体特征、揭示成矿条件最重要的手段。以往流体包裹体研究主要局限在可见光下透明或半透明的脉石与矿石矿物，而绝大多数矿石矿物在可见光下不透明，因而研究矿石矿物的形成条件，都要通过测试与其共生的脉石矿物中流体包裹体间接获得，其前提是假设矿石矿物与共生的脉石矿物形成的时间、物理化学条件和流体演化过程相同或相近。在过去的研究中，用于测试的脉石矿物和矿石矿物往往是在空间上共生，而在成因上的联系并不明确，已开展的部分研究也不支持这样的假设，如，Moore和Moore(1979)对St. Michael's矿床中紧密共生的石英与锡石进行显微测温时发现，锡石的均一温度高于共生的石英50℃左右。而红外显微测温技术则可对不透明矿物中流体包裹体开展直接测定，这是金属矿床研究领域一个重要的突破(Campbell et al.，1984，1988)。

赣南荡坪钨矿是区内一个重要的石英脉型黑钨矿床。相对于区内西华山、漂塘等钨矿床，其研究薄弱，尤其是缺乏成矿流体方面的研究。本文利用红外显微镜、冷热台、激光拉曼等测试手段，采用流体包裹体组合(FIA)的研究方法(Goldstein and Reynolds，1994；Goldstein，2003；池国祥和卢焕章，2008)，对黑钨矿和与其共生的石英中流体包裹体进行详细的岩相学观察、显微测温及成分分析，以揭示该矿床的成矿流体特征，进而探讨其成因。

荡坪钨矿床位于西华山—棕树坑北北东向构造岩浆成矿带中段，西华山复式花岗岩株的北缘(图 1)，属绿柱石-黑钨矿-石英大脉型矿床(吴永乐和梅勇文，1984)。全区具有工业价值的矿脉260余条，矿脉长100～500 m，最长的近1000 m；矿脉厚0.15～0.6 m，最厚的超过1 m；倾斜延深100～200 m，但具有工业价值部分一般不超过80 m，少数达120 m左右。按矿脉的分布特征，可分为南、北2组，其中北组分布于小樟坑、大坪里、纸棚下一带，南组分布于半边山、高墩一带，矿脉绝大部分产于斑状中细粒黑云母花岗岩和含石榴子石中细粒黑云母花岗岩中，属内接触带型矿床。

图 1

Fig. 1

图 1 荡坪钨矿床地质平面和剖面略图(据吴永乐，1987) Fig. 1 Geologic sketch plan and section of the Dangping tungsten deposit(after Wu，1987)

南组矿脉走向北西西、倾向北西西、倾角85°左右，北组矿脉走与南组相近，倾向南东向、倾角80°左右。矿脉的分布与岩体形态关系密切，南、北两组矿脉分别出现于花岗岩体的2个平缓台阶部位，岩体突起地段矿脉短小稀少，2个平缓台阶之间陡倾斜部位，矿脉也相对稀少，但延深较大。

根据矿脉穿插关系及矿物组合特征，从早到晚可将成矿作用划分为3个阶段：黑钨矿-辉钼矿-石英阶段，黑钨矿-绿柱石-辉钼矿-石英阶段，黑钨矿-硫化物阶段，以后二者矿化深度和富集程度最好。

矿脉两侧的围岩蚀变以云英岩化为主，钾长石化次之。围岩蚀变从矿脉两侧向外可分为5个相带：①富云母云英岩带；②正常云英岩带；③富石英云英岩带；④云英岩化花岗岩带；⑤钾长石化花岗岩带。少数进入变质岩中的矿脉，脉旁蚀变则以硅化为主，矿脉规模大的硅化范围也大。

矿石矿物主要有黑钨矿、绿柱石、辉钼矿、辉铋矿等，其次有黄铜矿、方铅矿、闪锌矿、黄铁矿、锡石、白钨矿等。脉石矿物以石英为主，白云母、萤石次之，也有少量方解石、长石等。矿石结构主要有结晶结构、交代溶蚀结构和包含结构，矿石构造主要有块状构造、条带状构和造梳状构造及晶洞构造。

本次研究样品采自荡坪钨矿正在开采中段黑钨矿-绿柱石-辉钼矿-石英矿化阶段的含黑钨矿石英脉，样品矿化好，自形程度好的黑钨矿呈厚板状、薄板状的晶体产出，自形程度差的呈团块状集合体产出(图 2)。

图 2

Fig. 2

图 2 荡坪钨矿含黑钨矿石英脉矿石标本 Fig. 2 The quartz vein-bearing tungsten specimen from the Dangping tungsten deposit

本次研究的实验流程如下：将矿石样品磨制成厚度为120～200 μm双面抛光的薄片，其后对黑钨矿与石英中的流体包裹体进行岩相学观察及显微测温，再选择石英中有代表性的包裹体进行激光Raman探针分析。

流体包裹体测试在南京大学内生金属成矿机制研究国家重点实验室包裹体室进行。测试使用的红外显微镜为BX51型红外显微镜，冷热台为Linkam-THMS600冷热台，分析精度：±0.2℃，低于30℃；±1℃，低于300℃；±2℃，低于600℃。激光Raman探针为Renishaw RM2000型，实验温度23℃，Ar离子激光器(514 nm)，风冷，狭缝宽50 μm，光栅1800，扫描时间60 s，扫描次数根据需要为1～3次，扫描范围1000～4000 cm^-1。

需要指出的是，在流体包裹体的红外显温测温过程中，相变点温度受红外光光源强度的影响，若光源强度过大，则会造成对盐度的高估和对温度的低估(Moritz，2006)。本次红外测温，在保持清晰度的前提下，均在最弱的红外光强下进行，仅对透明性较差的样品，才通过加大红外光强度以增强透明度。测试选择黑钨矿中沿生长环带和孤立分布的流体包裹体作为原生的流体包裹体。包裹体的盐度根据测温结果采用Hall等(1988)提供的公式计算得到。

显微观察可见，样品石英中流体包裹体非常发育，黑钨矿中包裹体则较少，流体包裹体类型均很单一。根据Roedder(1984)和卢焕章等(2004)提出的流体包裹体在室温下的分类准则以及冷冻升温过程中的相态变化，本次研究观察到的流体包裹体类型为富液相两相水溶液包裹体。

Ⅰ型：石英中富液相两相水溶液包裹体，可进一步分为Ⅰa型和Ⅰb型。

Ⅰ a：原生的富液相两相水溶液包裹体，该类包裹体最为发育且大小差异较大，绝大多数为5～15 μm，一般呈不规则状、椭圆形和长条形，气相百分数通常为5％～15%，个别可达50%，呈小群(图 3a)或孤立状(图 3b)分布。

图 3

Fig. 3

图 3 荡坪钨矿石英中流体包裹体 Fig. 3 Fluid inclusions in quartz from the Dangping tungsten deposit

Ⅰ b：次生的富液相两相水溶液包裹体，个体较小，1～5 μm不等，通常为圆形或椭圆形，气相百分数通常在5%以下到纯液相(图 3d)，沿切穿石英颗粒边界的裂隙呈串珠状分布(图 3c)。

为区别于石英中Ⅰ型包裹体，将黑钨矿中的该类型包裹体命名为Ⅰw型。

Ⅰw型：富液相两相水溶液包裹体。样品中黑钨矿中包裹体发育较差，类型仅见富液相两相水溶液包裹体，其中相界限清晰、适于测试的包裹体更加有限。相比于石英中的流体包裹体，黑钨矿中包裹体个体一般较大，绝大多数长径10～20 μm，一般为不规则状、椭圆形及长条形等，气相百分数多为10％～20%，孤立(图 4a～4c)或呈小群分布(图 4d、4e)。

图 4

Fig. 4

图 4 荡坪钨矿黑钨矿中流体包裹体 Fig. 4 Fluid inclusions in wolframite from the Dangping tungsten deposit

本次研究对Ⅰa型及Ⅰw型包裹体进行了显微测温。在对黑钨矿中流体包裹体进行显微测温时，由于冰对红外光有中等的吸收能力(Campbell and Robinson-Cook，1987)，冰点温度的测定采用了循环技术(Goldstein and Reynolds，1994)。实验过程没有观测到流体包裹体的初融温度。测温结果及计算得到的盐度数据见 表 1和图 5、 图 6。

表 1 (Table 1)

表 1 荡坪钨矿流体包裹体温度测试结果 Table 1 Microthermometric data of fluid inclusions in quartz and wolframite from the Dangping tungsten deposit 样品 寄主矿物 包裹体类型 N tm/℃ th/℃ 均一温度/℃ 盐度／(%NaCleqv) 均一方式 含矿石英脉 石英 Ⅰ a 80 -2.7～-5.4 180～382 210～270 4.5～8.4 液相 黑钨矿 Ⅰ w 11 -4.2～-5.6 283～323 283～323 6.7～8.7 液相 注：N为测试的流体包裹体组合(FIA)+包裹体数，tm为冰点温度，th为均一温度。

表 1 荡坪钨矿流体包裹体温度测试结果 Table 1 Microthermometric data of fluid inclusions in quartz and wolframite from the Dangping tungsten deposit

图 5

Fig. 5

图 5 荡坪钨矿流体包裹体均一温度直方图 Fig. 5 Histogram of homogenization temperatures for inclusions from the Dangping tungsten deposit

图 6

Fig. 6

图 6 荡坪钨矿流体包裹体盐度直方图 Fig. 6 Histogram of salinities for inclusions from the Dangping tungsten deposit

测温结果表明，黑钨矿与石英中流体包裹体的均一方式相同，但均一温度和计算得到的盐度差别较大，与共生的石英相比，黑钨矿中流体包裹体的均一温度及盐度较高，且分布范围较窄。

对Ⅰa型包裹体的拉曼探针分析结果表明，在该类包裹体中仅检测到宽泛的液相H₂O的包络峰(3310～3610 cm^-1)(图 7)。

图 7

Fig. 7

图 7 荡坪钨矿石英中Ⅰa型包裹体拉曼图谱 Fig. 7 Raman spectra of Ⅰa type fluid inclusions in quartz from the Dangping tungsten deposit

根据流体包裹体的显微测温数据，利用Flincor流体包裹体计算软件计算得到成矿流体的密度和压力(Brown，1989)(表 2)。由表 2显示，与本矿床黑钨矿和石英形成相关的流体均为NaCl-H₂O流体体系。2类矿物中发育的流体包裹体类型相同、均一方式一致，但均一温度、盐度、流体密度等特征却存在明显差异。石英中流体包裹体的均一温度、盐度的分布范围较为宽泛，表明与石英形成相关的流体活动的多期性及演化的复杂性。较之石英中流体包裹体，黑钨矿中流体包裹体的均一温度及盐度较高、且分布范围较窄，流体密度小，流体压力大，表明与石英相比，黑钨矿形成于相对稳定的高温、高压环境。

表 2 (Table 2)

表 2 荡坪钨矿流体包裹体压力、密度数据 Table 2 Pressures and densities of fluid inclusions from the Dangping tungsten deposit 寄主 矿物 包裹体 类型 流体密度 /(g/cm3) 平均密度 /(g/cm3) 流体压力 /MPa 平均压力 /MPa 石英 两相水溶液 0.81～0.88 0.85 40～62 57 黑钨矿 两相水溶液 0.76～0.82 0.80 64～114 83

表 2 荡坪钨矿流体包裹体压力、密度数据 Table 2 Pressures and densities of fluid inclusions from the Dangping tungsten deposit

钨在流体中沉淀的主要机制有流体不混溶(Higgins and Kerrich，1982；Polya，1989；So and Yun，1994)，不同流体的混合(Landis and Rye，1974；Ramboz et al.，1985)，温度的降低(Seal et al.，1987；Samson，1990)及压力的降低(Polya，1990)等。本次研究黑钨矿中流体包裹体均为富液相两相水溶液包裹体，均一方式为均一到液相，表明流体在捕获时没有发生过不混溶作用，而是处于一种均匀的状态，从黑钨矿中流体包裹体均一温度-盐度图(图 8)来看，从高温区间到低温区间，随着均一温度的降低，盐度也没有表现出相应的降低趋势，表明在流体演化过程中也没有发生明显的流体混合作用。相对于流体的不混溶作用和流体的混合作用，图 8所展示出的流体包裹体特征，显示了与黑钨矿形成相关的流体经历了一定程度的温度降低过程，与黑钨矿相比，共生石英中流体包裹体温度降低幅度则要大得多。

图 8

Fig. 8

图 8 荡坪钨矿流体包裹体均一温度-盐度图 Fig. 8 alinities vs homogenization temperatures for inclusions from the Dangping tungsten deposit

   流体体系的冷却作用是钨在流体中沉淀的主要机制之一，已有研究表明，温度升高时，黑钨矿、白钨矿等钨矿物在流体中溶解度明显增高(Wood and Samson，2000)。如前文所述，荡坪钨矿与黑钨矿形成相关的流体经历了一定程度的降温过程，表明流体体系的自然冷却作用是荡坪钨矿的主要成矿机制。

由本研究结果推测，荡坪钨矿黑钨矿与石英可能的形成过程如下：成矿流体在运移、演化过程中，流体体系的温度不断降低，在温度降低到380℃左右时，石英最先从流体中沉淀，在此过程中，钨在流体中的溶解度也不断的降低，并在320℃左右达到过饱和，开始从流体中沉淀，到280℃时沉淀基本结束，在此温度以下，钨在流体中的含量一直处于不饱和的状态，没有出现大规模沉淀的情况，而石英的形成，则一直持续温度降低到180℃左右。

上述过程也表明了相对于共生的石英而言，黑钨矿的形成主要限定在特定的温压条件下，其形成持续的时间也相对较短，这与野外观察到矿床的矿化特点是相一致的。

  (1)荡坪钨矿黑钨矿和与其共生的石英形成相关的流体均为中高温、中低盐度的NaCl-H₂O流体体系。

(2)与共生的石英相比，黑钨矿中流体包裹体总的均一温度、盐度较高、流体密度较小、流体压力较大，表明两者形成的p-t-x条件是不同的，黑钨矿形成于相对稳定的高温、高压环境，而与石英形成的流体则具有多期性和复杂性的特征，两者的形成均与流体体系的冷却作用相关。

致谢： 野外工作得到荡坪钨矿的领导和同行们的热情帮助，以及审稿人提出的宝贵意见，在此表示诚挚的谢意!