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摘要 ：备战铁矿是新疆西天山阿吾阿勒铁铜金成矿带上具 有代表性的铁矿床之一 , 其矿体赋存于下石炭统大哈拉军山组 火山岩中 , 铁矿形成后遭受了多期变质变形作用及热液蚀变。本 文在野外勘查工作的基础上，选取矿区内不同类型样品，进行 了系统的岩相学特征及显微测温测试分析，进一步探讨研究区 流体包裹体性质。结果显示，备战铁矿普遍发育原生NaCl-H2O 体系包裹体，与其共生的还有两相 H2O-NaCl-CO2 体系包裹体 和含子晶的多相包裹体。成矿早期热液阶段，流体包裹体均一 温度为 350℃~ 440℃， 盐度 16 ~ 22wt.% NaCl equiv， 表现为高 温、高盐度特征 ;成矿晚期硫化物阶段， 流体包裹体均一温度为 290℃~ 340℃， 盐度4 ~ 12wt.% NaCl equiv， 以中温、中低盐度 为特征。
自然界中有各种各样的矿床，不同矿床类型几乎都是从成 矿流体中形成的， 但并非所有的流体都能形成矿床， 到底需要经 历怎样的过程，才能使流体演变成为成矿流体，最终形成矿床 呢?于是成矿流体的研究为开启矿床成因这一神秘大门提供了 一把钥匙。流体包裹体则是唯一保留在矿物中的成矿古流体， 是 用来研究和了解成矿流体体系的最佳对象，能更好地指示成矿 流体演化过程， 与此同时， 流体包裹体中的物质成分也是探索相 关地质过程的密码。
前人对备战铁矿床开展了一系列不同方向的地质研究工作， 其中流体包裹体研究主要集中在流体包裹体测温、盐度、成矿流 体密度及压力、包裹体拉曼光谱分析等方面。但到目前为止，已 公开发表的研究成果较少，相关的论文大部分集中在成矿特征、 成矿规律研究等方面， 对成矿阶段的划分还存在一些分歧， 对矿 床矿环境、成矿条件、成矿规律的研究也还比较薄弱，希望能通 过本次流体包裹体研究， 提升备战矿床的研究程度， 为矿床勘查 提供一定的理论支持。
1 区域地质背景
备战铁矿床区域上位于伊犁—伊赛克湖微板块之阿吾拉勒—伊什基里克晚古生代裂谷系东部，其北部以尼勒克断裂为 界与博罗科努早古生代岛弧—弧后带相接，南部以那拉提南缘 断裂为界与那拉提—红柳河缝合带相邻。区域上出露的地层有 古元古界那拉提岩群、上泥盆统艾尔肯组、下石炭统大哈拉军山 组、下石炭统阿克沙克组、下— 中侏罗统水西沟组和第四系。区 内岩浆岩分布广泛，从岩基、岩株、岩脉、岩墙均有出露，以中 酸性岩体最为发育， 侵入时代以石炭纪为主。
区域褶皱构造以夏格孜达坂向斜为主体，发育于石炭系大 哈拉军山组火山 - 碎屑岩中，呈北西向展布。两翼与相邻地层均 为断层接触，南翼总体产状为 230°∠ 60°，北翼总体产状为 40°∠ 50°，西部为紧闭褶皱，轴面直立，产状40°∠ 80°，东 部则趋于宽缓。断裂构造规模大小不一，以压性、压扭性逆断层 为多， 正断层较少， 大都表现出长期活动的特点。
2 矿床地质特征
2.1 矿区地质
矿区出露地层主要为下石炭统大哈拉军山组、阿克沙克组 及第四系。其中下石炭统大哈拉军山组第三段为含矿地层，主 体分布于矿区南部， 少量分布于矿区北部尼勒克断裂以南区域， 整体呈近东西向条带状展布。与上覆下石炭统大哈拉军山组第 四段呈整合接触，与下石炭统阿克沙克组呈断层接触，下部未 见底。
下石炭统大哈拉军山组第三段主要由一套滨海相火山碎屑 岩、火山熔岩、沉积岩组成， 岩性为深灰色凝灰岩、黑色玄武岩、 磁铁矿体、灰色(玄武) 安山岩、灰白色英安岩、大理岩、砾岩、 砂岩等。
2.2 主要的岩石类型
本次研究系统采集了矿区主要岩石的岩矿鉴定样品，自北 (矿体顶板) 向南(矿体底板)，矿区主要岩石类型分别为阿克沙 克组片理化薄层状细晶大理岩、大哈拉军山组的英安质凝灰岩、 千枚岩化英安质凝灰岩、英安质岩屑晶屑凝灰岩、千枚岩化英安 质沉凝灰岩、英安质角砾凝灰岩、凝灰质千枚岩、片理化含石英 (≤ 5%) 细晶灰岩、含石英透闪石绿帘石岩、大理岩(结晶灰岩)、含矿绿帘石矽卡岩、磁铁矿体、透闪石化英安岩、透辉绿帘黝帘 石矽卡岩、透闪绿帘石(黝帘石 + 碳酸盐) 矽卡岩、含绿帘石石 榴石脉的透闪透辉石矽卡岩、变余英安质晶屑凝灰岩、变余英安 质含角砾凝灰岩和正长花岗岩、花岗斑岩等侵入岩体。
2.3 成矿期及矿化蚀变特征
通过对研究区进行详细的地质勘查，矿体追索与工程编录， 再结合围岩蚀变、矿化组合和矿化特征的差异， 初步将该矿区铁 矿床的成矿期次划分为早期热液成矿期、晚期硫化物成矿期和 表生成矿期共三个成矿期五个成矿阶段。
早期热液成矿期 ：以生成各种钙、铝、铁的硅酸盐矿物为特 征，根据矿物的共生组合和交代关系， 进一步划分为早期热液成 矿阶段和氧化物阶段。其中氧化物阶段为磁铁矿的主要形成阶 段，在显微镜下可见磁铁矿交代纤维状的闪石类矿物形成交代 假象结构等， 脉石矿物有电气石、绿泥石等。
晚期硫化物成矿期 ：以黄铁矿、磁黄铁矿、黄铜矿等金属硫 化物的大量出现为特征，金属硫化物呈脉状、浸染状、条带状分 布，同时伴有菱镁矿、方解石、石英等脉石矿物。该成矿期内根 据矿物的共生组合和交代关系进一步划分硫化物阶段和碳酸盐 化阶段。
3 流体包裹体研究
3.1 样品采样和测试方法
本次研究分别采集了备战铁矿 ZK005 钻孔 350m、ZK005 孔 251m、ZK005 孔 668m、ZK805 等钻孔内不同深度的岩心样品， 分析其流体包裹体特征。在室内研究过程中， 首先对野外样品进 行精心挑选， 选择有代表性的样品进行薄片磨制， 形成厚度约为 0.3mm双面抛光的薄片，把制好的薄片置于显微镜下观察，寻找 流体包裹体。根据矿物组合及它们之间的相互关系， 结合采样深 度判断成矿期次的早晚，对不同期次矿物的流体包裹体进行观 察，选出有代表性的不同类型包体， 在薄片上用记号笔标明位置 并对所选包裹体进行编号。在本次研究中， 虽然矿石中的脉石矿 物中所包含的流体包裹体报告少、粒径小、不易观察，但在方解 石中流体包裹体较为丰富， 因此， 判定本次测试分析包裹体的寄 生矿物主要为脉石矿物方解石。
流体包裹体显微测温分析在长安大学成矿作用及其动力学 实验室流体包裹体室进行，分析仪器为英国产Linkam-MDS600 冷热台，仪器测定的温度范围为 -195℃~ +600℃，分析精度为 ±0.2℃， <30℃ ;±1℃， <300℃ ;±2℃， <600℃。
3.2 流体包裹体岩相学特征
通过镜下观察，本次采集的样品中流体包裹体可划分为 H2O-NaCl 型包裹体(Ⅰ型)、H2O-NaCl-CO2 型包裹体(Ⅱ型)、含子晶的包裹体(Ⅲ型) 三种类型。
Ⅰ型为H2O-NaCl体系包裹体， 包括富液两相包裹体(Ⅰ a)、 富气相包裹体(Ⅰ b) 和纯液相包裹体(Ic)。其中， Ⅰ a 型为富液 相L+V两相H2O-NaCl 体系包裹体，占流体包裹体总量的 60% 以上， 其体积变化较大， 一般为 1µm×2µm ~ 8µm×5µm， 形 状为椭圆形、蝌蚪状、负晶形和不规则形等，气相体积分数通 常在 5% ~ 15% ; Ⅰ b 型为富气相两相包裹体，占包裹体总量 的 5% ~ 10%，包体形态为近等轴状的椭圆形，气相体积分数占 75% ~ 80% ;Ⅰ c 型为纯液相包裹体，总量较多，在室温下呈纯 液相产出， 大小一般为 3µm ~ 8µm， 形态为不规则形、管状和椭 圆形等。
Ⅱ型为H2O-NaCl-CO2 体系包裹体，在所测样品中总量少， 占包裹体总数的 15%，其进一步可划分为Ⅱ a 型、Ⅱ b 型。其中 Ⅱa为三相H2O-NaCl-CO2 体系包裹体，由水溶液、气相 CO2 组 成，包体大小与H2O-NaCl体系包裹体一致，形态一般为椭圆形 和不规则形等，呈孤立状或与Ⅰ a 型包裹体相伴生产出，一般为原生包裹体 ;Ⅱ b 为两相H2O-NaCl-CO2 体系包裹体，该类包裹 体较少。
Ⅲ型为含子晶的三相包裹体，其数量少，占包体总量的 5% ~ 8%， 由立方体的子晶 +液态 +气态包裹体组成， 零星分布。 该类包体中气态的包体体积比较小，有时在室温条件下仅可见 到固相和液相两相。
3.3 流体包裹体的测温结果
在本次研究中，对于 Ia 型包体主要观测的相变温度有 ：均 一温度、均一相态、初熔温度、冰点温度 ;对于Ⅱ a 型包体所观 测的相变温度有 ：初熔温度、CO2 笼形物融化温度、CO2 部分均 一温度、完全均一温度。然后根据相关相变温度计算流体的盐度 和密度及捕获压力等参数。
计算过程中，由于 Ia 型包体为典型的NaCl-H2O体系，其盐 度计算采用下列公式(HallDL， 1988) ：
S=0.00+1.78Tm-0.0442Tm2+0.000557Tm3
式中，S 为流体的盐度，单位为 NaCl 当量质量百分数 [w (NaCl) %]， Tm 为冰点下降温度。
其密度计算采用的公式(刘斌等， 1999) 如下 ：
ρ=(0 .993531+8.72147×10-3 ×s-2.43975×10-5 ×s2 )+ (7 . 11652×10-5-5.2208×10-5 ×s+1.26656×10-6 ×s2 ) ×t+ (-3.4997×10-6+2.12124×10-7 ×s-4.52318×10-9 ×s2) ×t2
式中， ρ 为密度(g/cm3)，s 为盐度 [w(NaCl) /%]， t 为均一 温度。
Ⅱ型包裹体的盐度利用 CO2 笼形物的熔化温度求得
(CollinsPLF， 1979)，即 ：
S=15.52022-1.02342t-0.05286t2
式中，S 为流体的盐度 [w(NaCl) %]，t 为笼形物融化温度 (℃)。
本文主要讨论 Ia 型包裹体的测温结果，共完成了 63 个测点 的均一温度和冰点测试分析。主要测试分析结果如下 ：
ZK005 钻孔 251.9m 处 2 个测点， 包裹体尺寸均为 3×2um， 气 - 液比分别为 45% 和 65%， 均一温度分别为 366.5 和 420℃，冰 点未测得， 盐度为 0.密度分别为 0.55g/cm3 和 0.41g/cm3.
ZK005 钻 孔 350m 处 共 34 个 测 点，包 裹 体 尺 寸 大 多 为 2um ~ 5um×1um ~ 3um， 少 量 达 7um ~ 8um×4um ~ 5um ; 气 - 液 比 大 多 10% ~ 30%， 少 量 达 50% ~ 75% ;均 一 温 度 264.9℃~ 441.1℃ ;冰点大多为 -5℃~ -10℃之间，少量为 -20℃ 左右，其中一个测点为 10℃ ;盐度一般为 5% ~ 10%，少量在 17%左右 ;密度为 0.52g/cm3 ~ 0.88g/cm3.
ZK005 钻 孔 668m 处 共 21 个 测 点，包 裹 体 尺 寸 大 多 为 2um ~ 4um， 气 - 液比 5% ~ 35%， 均一温度242.6℃~ 421.9℃， 冰点在 -2.8℃~ -14.5℃之间，盐度 0% ~ 16.53%， 密度为 0.47g/ cm3 ~ 1.13g/cm3.
ZK805 钻孔共 6 个测点，包裹体尺寸大多为 2 ~ 3um，气 - 液比40% ~ 70%， 均一温度 320.3℃~ 449.3℃，冰点在 -4.7℃~ - 5.6℃之间， 盐度 0% ~ 8.59%， 密度为 0.32g/cm3 ~ 1.07g/cm3.
经统计分析，研究区包裹体的均一温度具有两个峰值，分别 为290℃~ 340℃、360℃~ 450℃，该温度区间基本能反映矿床形成具有两个阶段。
包裹体的盐度范围也出现两个峰，即 4 ~ 12wt.% NaCl equiv， 16 ~ 22wt.% NaCl equiv ;众值在4 ~ 12wt.% NaCl equiv， 具有中 - 高的盐度特征。
本 次 计 算 得 出 的 研 究 区 流 体 包 裹 体 的 密 度 为 0.41g/ cm3 ~ 1.13g/cm3.平均为 0.68g/cm3.从密度与盐度、均一温度 的关系可见， 均一温度与密度之间具有较好的负相关关系， 盐度 与密度之间有一定的正相关关系。
4 成矿流体特征探讨
研究区流体包裹体岩相学特征表明，流体包裹体类型上发 育NaCl-H2O 体系包裹体，与其共生的有两相 H2O-NaCl-CO2 体 系包裹体和含子晶的多相包裹体，它们均属于成矿阶段的原生 包裹体。
流体包裹体的分析结果表明，原生的气液两相包裹体以富M ine(矿)产ral re(资)源sources液相包裹体为主， 均一温度变化范围很宽， 为240℃~ 450℃， 主 要呈现二个温度区间，分别为290℃~ 340℃和 350℃~ 440℃， 相 应 的 盐 度 也 表 现 为 4 ~ 12wt.% NaCl equiv 和 16 ~ 22wt.% NaCl equiv 两个区间。包裹体的密度为 0.41g/cm3 ~ 1.13g/cm3. 平均为 0.68g/cm3.反映了矿床成矿过程中早期以高温、高盐度 为特征，成矿温度在 350℃~ 440℃，相应形成高温的热液矿物 组合 ;晚期以中温、中低盐度为特征，成矿温度290℃~ 340℃。 同时， 均一温度与密度之间具有较好的负相关关系， 盐度与密度 之间为正相关关系。
从包裹体的成分上，含 CO2 包裹体普遍发育， 与NaCl-H2O 共存，且均一温度相近、密度和盐度相近，可能意味着区内在成 矿阶段并不存在着流体的沸腾现象。分析样品见到含子晶的多 相包裹体，可能属于早期热液阶段流体，岩体矿化过程中，分离 出的 K+ 、Na+、Ca+ 等离子转入流体内的结果，致使流体的浓度 加大。最终，根据流体包裹体岩相学特征和分析结果，与研究区 成矿阶段的划分应该是吻合的。
5 结论
(1) 根据流体包裹体的分析结果表明， 包裹体呈现的均一温 度二个温度区间和盐度具有的两个峰值与成矿阶段的划分是吻 合的。可以认为备战矿区的早期热液成矿期以高温、高盐度为 特征，成矿温度在 350℃~ 440℃ ;晚期金属硫化物成矿期以中 温、中低盐度为特征， 成矿温度290℃~ 340℃。
(2) 矿床中存在含子晶的多相包裹体， 说明成矿溶液的盐度 较高，同时，矿区赋矿英安质凝灰岩中方柱石化以及磷灰石的 出现，说明本区的铁可能是氯化物、氯铁络合物的形式进行迁 移。主要矿化温度在 350℃~ 420℃，是属于成矿元素络合物水 解最强烈的温度值，所以将此温度看成有利的矿化温度是值得 参考的。
(3) 与新疆西天山阿吾拉勒铁铜金成矿带备战铁矿床的成 矿温度相关的研究目前仍较少，本次研究成果尚属首次发表类 似研究成果，希望本次成矿温度研究能对矿床成因分析起到一 定的借鉴作用，同时也希望该研究能引起学术界对备战铁矿成 矿温度研究的兴趣。
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