摘要
山西右玉火烧滩金矿床位于乌拉山—大青山矿集区东南部，了解其成矿流体特征以及金的迁移和沉积过程不仅有助于在该地区开展下一步的找矿工作，同时可为研究同类型矿床提供理论指导意义。为了解决上述问题，本文开展矿床地质特征以及石英流体包裹体的温度、压力、盐度和密度的研究。野外地质调查和工程勘查结果显示研究区矿体空间产出状态与韧性剪切带一致，矿石类型为构造蚀变岩型。流体包裹体特征显示包裹体以气液包裹体和气体包裹体为主，少量为气液固流体包裹体；成矿流体总体具有中— 高温（160~400 ℃）、低盐度（0~10%）、低密度（0.741~1.107 g/cm3 ）的特点。此外，该矿床成矿压力均值为 46.2 MPa，深度均值为 3.66 km。结合本文结果和前人研究，认为金的迁移和沉淀与韧性剪切带（脆性构造）提供热液通道、总硫含量降低、温度和压力的降低、氧逸度的增加、水-岩反应、不混溶作用等因素有关。火烧滩金矿的形成与三叠纪区域性脆性伸展作用和成矿热液沿近EW展布的韧性剪切带活动有关。
Abstract
The Huoshaotan gold deposit in Youyu County of Shanxi Province is located in the southeast of the Wulashan-Daqingshan gold district. The characteristics of ore-forming fluids and the gold migration and precipitation mechanisms not only play an important role in carrying out the next step of mineral exploration in the region, but also provide the theoretical guidance for studying the similar mineral deposits. To address the above-mentioned issues, we conduct the studies of the geological characteristics of mineral deposits and the temperature, pressure, salinity, and density of fluid inclusions in quartz. The results of the field geological investigation and the engineering exploration show that the attitude of the ore bodies is consistent with the ductile shear zone in the study area, and the ore type belongs to the structural altered rock type. The characteristics of fluid inclusions in quartz indicate that the inclusions consist of the gas-liquid inclusions and gas inclusions with a few gas-liquid-solid fluid inclusions. The ore-forming fluids are mainly characterized by the medium-high temperature (160-400 ℃), low salinity (0- 10%), and low density (0.741-1.107 g/cm3 ). In addition, the average pressure and depth of mineralization are limited to 46.2 MPa and 3.66 km, respectively. Integrated with our results and previous studies, we deem that the migration and precipitation of gold is related to the numerous factors, such as the hydrothermal channels provided by the ductile shear zones (brittle structure), the total sulfur concentration decrease, the reduction of temperature and pressure, the increase of oxygen fugacity, the fluid-rock reactions, the fluid immiscibility. The formation of the Huoshaotan gold deposit is related to the Triassic regional brittle extension and the activities of the ore-forming fluid along the ductile shear zone.
0 引言
黄金作为国际上唯一兼具商品和货币双重属性的特殊产品，是国防军工、现代通讯等重要原材料。然而，目前中国黄金储备占国家总储备资产约 1%，远低于世界平均水平（10%）；与此同时，2023年中国黄金的消耗量（1000 t）远高于年产量（350~450 t），这不仅影响了国家战略安全，而且也导致对外依存度较大。
华北克拉通作为中国重要的金矿矿集区，在中生代以来经历了 240~220 Ma、170~150 Ma 和 130~115 Ma 共 3 次构造-岩浆-成矿事件（Hart et al.， 2002；薛春纪等，2003；Li et al.，2012；张连昌等， 2018；Feng et al.，2020；Zeng et al.，2021；白阳等， 2022，2023），形成了多个大型金矿集中区，包括克拉通东缘的吉南、辽东、胶东、鲁西地区，南缘的小秦岭、熊耳山地区以及北缘的乌拉山—大青山、赤峰—朝阳地区（图1），其中胶东地区已探明金资源储量超过3500 t（宋英昕等，2017），克拉通北缘已探明金资源量超过1000 t（Zeng et al.，2021）。
乌拉山—大青山矿集区位于华北克拉通北缘，夹持于准格尔—贺根山断裂和丰宁—隆化断裂之间，目前已探明金、钼资源量超过 140 t（Hart et al.， 2002；白阳等，2022）。尽管前人对矿集区内哈门沟、柳坝沟矿床开展了详细的矿物学、地质年代学、同位素地球化学、流体包裹体等方面研究，发现其赋矿围岩主要为新太古代乌拉山群变质岩，成矿作用主要与三叠纪岩脉沿 EW 向断裂侵入过程有关 （苗来成等，2001；聂凤军等，2005，2011；Zhang et al.，2017）。然而，对其成矿流体特征和矿床成因仍存在不同认识。例如，成矿流体存在高温、高盐度 （辛向东等，2013；侯万荣等，2014）和中—高温、低盐度、低密度（张燕娜，2020）不同认识；矿床成因存在铁氧化物型金矿床（李强之等，2003）、绿岩型金矿床（郑翻身等，2005；李尚林等，2010）、中—高温热液脉状矿床（辛向东等，2013；侯万荣等，2014）、中—高温后生热液矿床（章永梅，2012）不同认识。
近年来，随着勘查工作的深入，乌拉山—大青山矿集区东南部山西省右玉县火烧滩地区实现了重要的找矿突破。通过开展1∶5万水系沉积物测量并结合其他地质勘查工作，圈定金矿（化）体9个，提交金矿产资源量中型（黄晋荣等，2021）。此外，前人研究发现该金矿床与乌拉山—大青山矿集区哈门沟、柳坝沟矿床具有相似的成矿背景，主要发育于脆韧性剪切带中，含矿岩系主要为新太古代—古元古代变质岩系（黄晋荣等，2019）。尽管上述研究对火烧滩金矿床的成矿过程有了初步认识，然而目前尚未开展成矿流体的温度、压力、盐度、密度等研究工作，以及缺乏与乌拉山—大青山矿集区其他金矿床的成矿地质背景、成矿流体特征进行对比，导致对乌拉山—大青山矿集区金的迁移和沉淀机制以及矿床成因缺乏准确的认识，从而影响该地区下一步的地质找矿工作部署。
因此，本研究以山西右玉火烧滩金矿床为研究对象，通过对其进行精细的野外地质勘探、岩石学、流体包裹体研究，查明矿体的空间分布特征，探讨成矿的物理化学条件以及金迁移和沉淀的形式，同时为研究同类型矿床提供借鉴意义。
1 区域地质背景
华北板块又名中朝地块，是由 2.5 Ga 的五台运动和 1.8 Ga 的吕梁运动碰撞拼合而成（Zhao et al.， 2005；Faure et al.，2007；翟明国，2008；Li et al.， 2010；Yang and Santosh，2014）。华北板块作为中国最古老的克拉通，具有始太古代—古元古代的变质结晶基底和中元古代以来基本未变质的沉积盖层 （万渝生等，2000；耿元生等，2000，2003；Faure et al.，2007；Zhang et al.，2016；Tang and Santosh， 2018）。根据前寒武纪基底特征，华北古板块由东向西又可分为东部块体、中部带和西部块体（图1a） （Zhao et al.，2005）。
研究区位于华北板块西部块体乌拉山—大青山矿集区东部（图1a）。区内主要出露古老变质结晶基底层，包括新太古代集宁岩群片麻（杂）岩和新太古代—古元古代变质石榴花岗岩类等（图1b）。区域内岩浆岩主要为古元古代侵入岩，是一套富铝质岩石经深熔作用形成的变质深成侵入岩，包括片麻状变斑状二长花岗岩（Mζγ）、片麻状变石榴二长花岗岩（Mηγ）、片麻状变质花岗闪长岩（Mγδ）和花岗伟晶岩脉（ρ）。古元古代侵入岩与集宁岩群多呈侵入接触关系，局部呈渐变过渡接触。区内地层在前寒武纪受五台、吕梁、晋宁运动影响，发生强烈变质变形；在中生代印支期和燕山期，受古亚洲洋闭合和古太平洋俯冲影响，板内造山活跃，正是造山后西北部大面积隆起，造成区内地层出露西老东新；新生代喜马拉雅运动以继承性断裂活动和地壳间歇性抬升为主导运动形式，形成了区内盆岭相间的格局。区内发育羊山—朱家窑断层（F1）以及2条大型韧性变形带（图1b）。其中羊山—朱家窑断层位于区域上崞县窑—羊山—朱家窑一带，呈北东向展布，长度大于25 km，东西两侧均延伸出图区。大型韧性变形带包括崞县窑 — 后窑子韧性剪切带 （Ds1）和云石堡韧性剪切带（Ds2）（图1b）。崞县窑—后窑子韧性剪切带（Ds1）：分布于区域中部的崞县窑—黑台子—梨树沟—后窑子一带，呈弧状展布，总体呈北东向展布，东端被第四系不整合覆盖，中部被断层 F1 截切，韧性剪切带长 20 km，宽 200~400 m；云石堡韧性剪切带（Ds2）：分布于区域中南部的云石堡—刘贵窑一带，呈弧状展布，总体呈北东向展布，东端被第四系上更新统马兰组角度不整合覆盖，长约8 km，宽200 m。
2 矿床地质特征
2.1 矿区地质特征
火烧滩金矿床位于崞县窑—后窑子韧性剪切带东部（图1b）。矿区西部出露新太古代集宁岩群片麻岩，东部则被第四系覆盖。区内岩浆岩发育，主要为新太古代变质石榴白岗岩、古元古代变质石榴白岗岩和后期侵入岩脉。区内构造以近EW走向的 Ds1 韧性剪切带和近 SN 走向的正断层（F2）为特征。Ds1韧性剪切带位于矿区中部，由2条韧性剪切带组成。其中北部剪切带规模较小，呈NWW—SEE 走向，倾向 NNE，延伸约 100 m，宽 20~40 m；南部剪切带规模较大，西部发育于集宁岩群黑云斜长片麻岩，向东延伸被第四系覆盖，长超过 800 m，宽 30~60 m。此外，剪切带内可见小褶皱、石香肠、长英质细脉等典型的岩石韧—脆性变形特征。F2 断层位于矿区东北缘，为金矿（化）体成矿后期构造，断层走向 NNE—SSW，倾向 65°~70°，向北延伸出矿区范围，向南被第四系覆盖，延伸超过250 m。断层上盘为新太古代集宁岩群和古元古代变质黑云石榴二长片麻岩，断层下盘为古元古代变质石榴白岗岩，且未发现金矿（化）体。此外，根据断层面擦痕及阶步特征判断该断层为正断层。
矿区内主要有2条矿体（Ⅰ和Ⅱ），其走向、形态以及空间分布受韧性剪切带控制（图2）。Ⅰ号矿体位于研究区北部，赋存于集宁岩群黑云二长片麻岩中，近 EW 走向，倾向 N，矿体出露长约 50 m，宽约 10 m。Ⅱ号矿体为主矿体，西段赋存于集宁岩群黑云斜长片麻岩，东段被第四系覆盖，呈 NWW—SEE 走向，长超过800 m，宽度10~50 m（图2）；此外，勘探线剖面揭露Ⅱ号矿体呈脉状（或透镜状产出）产出，倾向 N，倾角 40°～50°，延深约 150 m，厚度 1～40 m （图3）。矿区内围岩蚀变发育，主要包括黄铁矿化、硅化、黄铜矿化、磁铁矿化、绿泥石化、碳酸盐化、钾长石化等，其中，黄铁矿化、硅化、黄铜矿化、磁铁矿化与成矿关系密切，近矿围岩蚀变以硅化、黄铁矿化为主，向外逐渐过渡为绿泥石化、碳酸盐化。此外，在地表常氧化形成褐铁矿、高岭土等蚀变产物。
图1华北克拉通和山西右玉火烧滩地区地质简图
2.2 矿石地质特征
矿石类型为含金石英脉型，矿石普遍表现为糜棱岩化、片理化和碎裂岩化（图4）。矿石中金属矿物主要有黄铁矿、褐铁矿，少量的磁黄铁矿和黄铜矿等（图4h~l）；非金属矿物主要有石英、长石、石榴子石、石墨（图4a、c、e）。其中黄铁矿是矿石中含量最多的金属矿物，含量约 8%，浅黄色，不规则他形粒状，略显破碎现象，星散状分布，部分沿裂隙及矿物颗粒间隙边缘分布，具镶边结构（图4）。自然金呈金黄色，粒径 0.01~1.0 mm，主要存在于矿石裂隙中，其次赋存于多金属硫化物（磁黄铁矿、磁铁矿、黄铜矿等）中。此外，矿石结构主要为细脉浸染状、浸染状和块状构造（图4）。根据野外宏观特征，石英脉可分为3种：第一种乳白色块状石英，基本不含金属矿物，为早期石英脉（图4b）；第二种为灰色粒状石英，存在较多裂隙并充填黄铁矿，为热液成矿期的产物（图4d、h）；第三种为乳白色石英穿插前两期石英脉，为成矿晚期充填的石英脉（图4g）。
图3100 线剖面示意图
图4成矿期次照片（a~g）和矿相学照片（h~l）
a、b—第一期石英脉阶段：脉状石英、星点状黄铁矿和粒状石榴子石（a），乳白色块状石英（b）；c、d—第二期石英-黄铁矿阶段：细脉浸染状黄铁矿（c，h），团块状石榴子石（c），烟灰色石英（c，d）；e—第三期石英-多金属硫化物脉阶段：网脉状黄铁矿、团块状石榴子石（e），细脉状褐铁矿 （i），他形粒状黄铁矿和黄铜矿（j），板状、叶片状石墨（k），他形磁黄铁矿和磁铁矿（l）；f、g—第四期石英-碳酸盐脉阶段：脉状石英和黄铁矿（f），乳白色粒状石英（g）；Py—黄铁矿；Lm—褐铁矿；Ccp—黄铜矿；Mag—磁铁矿；Gr—石墨；Po—磁黄铁矿
2.3 成矿阶段
基于野外地质观察，根据矿物间穿插关系和矿物生成顺序，总结该类型金矿有4个成矿阶段：
第一成矿阶段（石英脉阶段）：成矿流体对变质石榴白岗岩进行蚀变改造，石英呈白色，以脉状、团块状为主，硅化一般；残留的石榴子石呈颗粒状，且均匀分布；偶见星点状金属硫化物（图4a、b）。
第二阶段（石英-黄铁矿阶段）：成矿流体对早期形成的蚀变岩继续硅化，石英呈烟灰色；石榴子石聚集成团块，大小不一；黄铁矿呈浸染状，细脉浸染状（图4c、d、h）。
第三阶段（石英-多金属硫化物脉阶段）：金属硫化物以脉状、网脉状、团块状充填前期蚀变岩，颜色呈深灰色，肉眼可见黄铁矿、黄铜矿，硅化后残留的石榴子石明显减少，其聚集方向与金属硫化物脉方向基本一致，为主成矿阶段（图4e、i~l）。
第四阶段（石英-碳酸盐脉阶段）：成矿晚期，石英呈乳白色，主要在矿体边部分布，见碳酸盐化夹石英细脉，黄铁矿以脉状出现，晶型完整，绿泥石化强烈（图4f、g）。
3 样品采集与分析方法
在矿物结晶的过程中，由于矿物生长而将流体圈闭起来，所捕获的流体保存了当时地质环境中的物理化学信息（温度、压力、盐度以及成分组成）。因此，通过在不同温度下对包裹体内相变化行为的观察，可以了解成岩成矿流体的温度、压力、盐度、密度等，进一步阐明矿床的成因和演化，建立成矿模式（卢焕章和郭迪江，2000；倪培等，2014；吴昌雄等，2019；康鸿杰等，2020；刘海鹏等，2022；智云宝等，2024）。
为了系统研究火烧滩金矿床的流体特征、演化以及成矿过程，本文采集火烧滩金矿不同地表探槽中的不同位置上的石英样品。对这些样品磨制了包裹体片，在详细的流体包裹体岩相学观察的基础上，选择具有代表性的、个体相对较好的原生包裹体组合（Goldstein and Reynolds，1994）进行测温工作，其中每个包裹体组合至少包含3个流体包裹体，并将这些包裹体测温结果的平均值用作数据分析。本研究采用均一法测温法获得包裹体被捕获时的温度；利用冷冻法获得包裹体的冰点温度并计算出流体的盐度。包裹体岩相学观察与测试在中国地质大学（北京）地球化学教研室流体包裹体实验室进行，测试在 LinkamTHMSG-600 冷热台上进行，冷热台的温度范围为-196~600℃，精确度为±0.1℃，测温过程中，降温速度为 30℃/min，控制温度为-100℃，升温过程中分为如下几个阶段，-100~-20℃，速率为 20℃/min；-20~-10℃，速率为 10℃/ min；-10~-5℃，速率为 5℃/min；-5~0℃，速率为 1℃/min；0~100℃，速率为 30℃/min；100~200℃/ min，速率为 20℃/min；200~500℃，速率为 10℃/ min。
4 流体包裹体特征
4.1 流体包裹体岩相学特征
石英中的包裹体以原生包裹体为主，可见部分次生和假次生包裹体（表1）。原生包裹体在包裹体片上分布多数无规律，少部分包裹体成群出现，形态较规则（图5a~e），是本文主要的研究对象。次生包裹体分布较规律，呈条带状，沿裂隙或者是穿插石英颗粒，形态较规则，主要以圆状或者似圆状分布（图5f）。根据 Roedder（1984）和卢焕章等（2004）提出的分类准则，将本研究的流体包裹体分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、 V型 5种类型。Ⅰ型：富液气液两相水溶液包裹体，液相呈灰白色，透明状，呈不规则形、椭圆形分布，大小 5～15 μm；气液两相包裹体其相接处边界有明显的边界，略具黑；气相的颜色较暗，占比为3%～20%，为本文测温的主要对象（图5a、b）。Ⅱ型：纯液相包裹体，无色透明，呈椭圆形，多小于10 μm（图5c）。Ⅲ 型：富气相两相水溶液包裹体，液相呈灰白色，透明状，呈不规则形、椭圆形分布，大小5～50 μm；气液两相包裹体其相接处边界双眼皮明显，气相的颜色较暗，为 CO2气相包裹体，占比为 30%～50%（图5d）。 Ⅳ型：含CO2和NaCl子矿物的三相包裹体，固液气三相包裹体中的固相和气相包裹体相互接触，且固相占比大于气相包裹体；其中液相呈灰白色，不规则状，大小10～20 μm；气相CO2子晶为圆状—次圆状、大小 2～5 μm，占比 10%～20%；固相 NaCl 子矿物为方形、大小 3～7 μm，占比 15%～30%（图5e）。V 型：纯气相包裹体，包裹体与主矿物接触部分为黑色，与内部为无色，椭圆状、大小4～8 μm（图5e）。
图5流体包裹体照片
a~e—原生包裹体；f—次生包裹体；L—液相；V—气相；S—固相；Qz—石英
表1火烧滩地区包裹体特征
4.2 流体包裹体均一温度
对于火烧滩金矿地表探槽样品中254个流体包裹体进行测温，流体包裹体总体的均一温度范围为 104~550℃，均一温度主要集中在 160~400℃，均值为277℃，冰点范围为-20.9~0℃（表2，图6a）。通过对不同阶段的流体包裹体测温，获得第一阶段流体包裹体的均一温度范围集中在 120~400℃；第二阶段流体温度较低，主要集中在160~220℃；第三阶段流体温度进一步降低，均一温度范围在 180~200℃ （图6b~d）。
表2包裹体均一温度、冰点、盐度和密度特征
图6流体包裹体均一温度（a~d）、盐度（e）和密度（f）直方图
a~d分别代表总体的、第一、二、三阶段均一温度直方图
4.3 流体包裹体盐度和密度
冷冻法是研究流体包裹体盐度的基本方法之一，对于火烧滩气液两相包裹体盐度的计算（卢焕章等，2004），利用公式：
(1)
式（1）中，W为 NaCl的重量百分数（%），Tm为冰点温度（℃）。此公式适用于气液两相盐水包裹体盐度计算，且盐度范围在0～23.3%的NaCl溶液。
气液盐水包裹体密度的计算，利用公式（卢焕章等，2004）：
(2)
式（2）中，ρ为气液盐水溶液密度（g/cm3），t为均一温度（℃），A、B、C分别为盐度的函数，其中
(3)
式（3）中，s为盐度（%），此公式适用于盐度范围在1%~23.3%。
结果显示火烧滩金矿矿床气液两相流体包裹体盐度值为 0~22.98%，均值范围为 0.1~17.80%。其中大多数包裹体的盐度集中在 0~10%；少部分包裹体盐度相对较高，盐度大于20%（图6e；表2）。火烧滩金矿气液盐水溶液的密度在 0.3~1.2 g/cm3，密度均值在0.741~1.107 g/cm3（图6f；表2）。
4.4 成矿压力及深度
对于气液两相盐水溶液而言，压力利用如下公式（卢焕章等，2004）获得：
(4)
式 （4） 中，W=（TH2O+0.01）2-2.937×105，Y=（647.27-TH2O）1.25，z=TH2O+0.01，e0=12.50849，e1=-4616.913，e2=3.193455×10-4，e3=1.1965×10-11，e4=-1.013137×10-2，e5=-5.7148×10-3，em=ln10。
(5)
式（5）中，A=1+5.93582×10-6 m-5.19386×10-5 m2 + 1.23156×10-5 m3，B=m×（1.1542×10-6 +1.4125×10-7 m-1.92476×10-8 m2-1.70717×10-9 m3 +1.0539×10-10m4， T 为均一温度（℃），m（质量摩尔浓度）为盐度（%），与质量百分数的关系式为：m=1000×S÷58.4428÷（100-S）。
由于流体压力值的不同，根据其所计算成矿深度的条件也变得不同，孙丰月等（2000）认为，对于流体压力小于40 MPa时，根据静水压力梯度来获得成矿压力，而当流体压力大于370 MPa时，由于流体压力与静岩压力相近，而用静岩压力来近似获得成矿深度，当流体压力介于 40~370 MPa 时，流体压力与成矿深度存在着非线性关系，根据断裂带流体垂直分布曲线分段来获取成矿时的深度，即：
（1）流体压力小于 40 MPa，成矿深度为压力值与静水压力（10 MPa/km）的比值。
（2）流体压力介于 40~220 MPa 时，深度 y= 0.0868/（1/x+0.00388）+2。
（3）流体压力介于 220~370 MPa 时，深度 y=11+ e（x-221.95）/79.075。
（4）流体压力大于 370 MPa 时，深度 y= 0.0331385x+4.19898。
式中，x、y分别代表成矿时的流体压力（MPa）与成矿时的深度（km）。
根据气液两相包裹体均一温度以及盐度等推算出该地区成矿压力的范围值为 2.5~110.72 MPa，成矿压力的均值为 46.2 MPa（表3）。此外，通过该矿区气液两相流体包裹体压力推算出的该地区矿体的成矿深度的范围值为 0.26~7.41 km，深度的均值为3.66 km。
表3火烧滩金矿成矿压力及深度
5 讨论
5.1 成矿流体特征
流体包裹体岩相学研究显示，火烧滩金矿床中的流体包裹体有 5 种类型，其中主要以气液两相包裹体为主，表明经过相分离和不混溶作用。流体包裹体测温结果显示，包裹体 3 个阶段的均一温度分别为 120~400℃、160~220℃和 180~200℃，冰点均值为-14.02~0℃，盐度均值为 0~10%，密度均值在 0.741~1.107 g/cm3，成矿压力的均值为 46.2 MPa，深度均值为 3.66 km，表明成矿流体具有中—高温、低盐度、低密度的特点。成矿流体包裹体中水的氢氧同位素组成的图解显示，投影点落在变质水和原生岩浆水的下方，表明该金矿的成矿流体来源复杂，主要来源于岩浆水，后期可能又经历了大气降水的混入（黄晋荣等，2019）。
5.2 金的迁移与沉淀
金的迁移形式受成矿流体的温度、压力、pH、Eh 等物理化学条件的影响，包括简单化合物形式迁移、络合物形式迁移、胶体溶液形式迁移、溶液状态迁移和机械搬运形式迁移等（王剑锋等，1985；续颜等，2004；胡芳芳等，2007，2008）。现有研究表明，在热液矿床中金的迁移主要通过与含有硫、硅和氯的络阴离子团形成各种可溶络合物进行，且在低温 （＜250℃）低盐度流体中主要以Au（HS）2- 形式迁移，在中温下以 Au（HS）0 占主导，在高温（＞400℃）高盐度流体中迁移形式转变为金氯络合物（王剑锋等， 1985；Benning and Seward，1996）。如上所述，火烧滩金矿的成矿均一温度均值为 277℃，盐度均值为 0~10%。因此研究区金的迁移以Au-S络合物为主。
金从成矿溶液中的沉淀主要与金的迁移形式以及温度、压力、酸碱度、氧化还原电位等物理化学条件的改变有关（Phillips and Evans，2004；胡芳芳等，2007，2008；Hu et al.，2020；范宏瑞等，2021）。例如，前人研究发现成矿流体受不混溶作用、水-岩反应和大气降水的加入等影响下，挥发性气体会发生大量逃逸，使得氧逸度和 pH值发生改变，从而可以促使金在短时间内发生沉淀（Phillips and Evans， 2004；胡芳芳等，2007，2008）；成矿流体中总硫浓度降低，不仅会导致金的溶解度降低，伴随着导致金沉淀；同时，也会伴随黄铁矿、黄铜矿、磁黄铁矿等矿物的耦合沉淀（Hu et al.，2020；范宏瑞等，2021）； 成矿流体温度的降低通过引起溶液中金属络合物失稳，促进流体不混溶作用来间接影响金沉淀（Dia‐ mond，2001）；此外，金既可以在氧逸度相对较高的环境沉淀，又可以在氧逸度相对较低的环境中沉淀，其中在相对较高的含氧量条件下形成的矿物组合为赤铁矿-磁铁矿-重晶石，且不出现磁黄铁矿，而在氧逸度相对较低的条件下则会有磁黄铁矿的沉淀（Hu et al.，2020）。火烧滩金矿的矿石地质特征显示金主要赋存于多金属硫化物（磁黄铁矿、磁铁矿、黄铜矿等）中，表明金的形成与多金属硫化物密切相关，且形成环境为氧化性较低的还原环境。结合研究区的成矿阶段，本文认为火烧滩矿区含金成矿热液运移到韧性剪切带时，温度和压力开始降低，同时成矿热液与围岩发生水-岩反应，消耗成矿流体中的 H2S，形成硅化、黄铁矿化蚀变带，此时金开始沉淀；随着成矿热液沿韧性剪切带继续上升，成矿热液与围岩继续发生水-岩反应，H2S从主成矿流体中逃逸，残留流体的总硫含量降低，导致磁黄铁矿-黄铁矿-黄铜矿矿物沉淀，金的溶解度降低； 加之成矿温度、压力持续降低，引起溶液中金属络合物失稳，导致大量的金沉淀和析出。
5.3 矿床成因
火烧滩金矿体空间分布受EW走向的韧性剪切带控制，赋矿围岩为新太古代集宁岩群黑云二长片麻岩；从矿体中心向外依次出现硅化、黄铁矿化、碳酸盐化、绿泥石化的蚀变分带，地表或近地表因氧化作用见褐铁矿、高岭土等蚀变产物。金主要呈裸露和半裸露自然金形式存在于矿石裂隙中，其次较多的赋存于多金属硫化物（磁黄铁矿、磁铁矿、黄铜矿等）中。通过对比乌拉山—大青山矿集区哈达门沟金矿床和柳坝沟金矿床发现，它们与火烧滩金矿具有相似的成矿地质背景（郭砚田，1992；章永梅等，2011；侯万荣等，2012，2014；Zhang et al.，2017）。例如，哈达门沟金矿床和柳坝沟金矿床的容矿构造主要为 EW 走向的脆性断裂，赋矿围岩为新太古代变质岩，蚀变类型主要为钾长石化、硅化、绢云母化、绿泥石化及黄铁矿化，载金矿物主要为黄铁矿和铁氧化物（谢燕，2011；章永梅等，2011；侯万荣等，2014）。此外，哈达门沟金矿床成矿流体特征同样显示出中—高温、低盐度，低密度的特征（张燕娜，2020），进一步基于成矿流体的温度、盐度数据，计算出金矿床的成矿压力在 13.9～36.6 MPa，深度为1.39~3.66 km（侯万荣等，2012），这与本文的研究一致。哈达门沟金矿床的氢氧同位素组成图解显示，投影点均落在岩浆水和变质水的左下方，表明哈达门沟金矿床成矿热液主要来源于岩浆水，部分来自于变质水，并伴有大气水的加入（侯万荣等， 2014；Zhang et al.，2017）。硫化物硫同位素结果显示成矿流体中的硫主要为深部岩浆硫和太古宙地层的混合硫（章永梅等，2009；谢燕，2011）。铅同位素的投图结果显示其成矿物质主要来源于地幔和造山带（谢燕，2011；白阳等，2022）；2个金矿的异常铅演化图中的下、上交点年龄分别为 2.5 Ga和 230~220 Ma（章永梅等，2011），其中上交点年龄与Ar-Ar 和 Re-Os 同位素年代学获得的成矿年龄基本一致 （聂凤军等，2011；陈代鑫，2014；Zhang et al.，2017； Jia et al.，2018），暗示成矿物质主要来源于新太古代变质岩，其成矿过程与三叠纪岩浆热液活动有关 （章永梅等，2011）。此外，前人研究发现华北板块在三叠纪时期发生过多期区域伸展作用（陈衍景等，2009；王兴安和李世超，2020），导致岩石圈减薄和软流圈上涌，为成矿过程提供了成矿热液；与此同时，岩浆热液在上升过程活化和萃取围岩中的金属元素，从而使成矿物质富集。综合上述研究，本文认为乌拉山—大青山矿集区在三叠纪时期受区域伸展作用影响，成矿热液沿近 EW 展布的韧性剪切带构造运移，同时活化、萃取、富集围岩中的成矿物质，进而形成一系列近EW向展布的金矿床。
6 结论
本文通过对山西右玉火烧滩金矿床的矿床地质特征和流体包裹体进行研究，得出以下结论：
（1）火烧滩金矿床的流体包裹体特征显示包裹体类型为气液包裹体、气体包裹体和气液固流体包裹体3种。火烧滩金矿流体包裹体中捕获的流体大致分为含金石英脉矿体生成期（均一温度 120~400℃）、主要成矿期（均一温度 160~220℃）和成矿末期（均一温度 180~200℃）3个阶段。流体包裹体的显微测温、盐度、密度研究结果表明成矿流体总体表现为中高温（160~400℃）、低盐度（0~10%）、低密度（0.741~1.107 g/cm3）的特点。
（2）基于气液盐水溶液均一温度和盐度对流体的压力和成矿深度进行计算，获得火烧滩金矿床成矿压力的均值为46.2 MPa，深度的均值为3.66 km。
（3）金的迁移和沉淀不仅与韧性剪切带提供热液通道有关，而且与总硫含量、温度和压力的降低、水-岩反应、不混溶作用和大气降水的加入有关。
（4）三叠纪时期区域脆性伸展作用为火烧滩地区成矿热液活动、成矿物质活化、萃取、富集以及最终金矿的形成提供有利条件。
致谢 感谢中国地质大学（北京）地球化学教研室流体包裹体实验室实验人员对实验数据处理的帮助，感谢编委和审稿人为本文提供的宝贵意见。
