成矿流体系统的性质与组成( 二 ) _海底下部流体系统的演化

（2）流体包裹体的盐度：盐度一般是根据固态冰的最终熔融温度和Bodnar（1993）的公式来计算的。对于含CO2笼状物的流体包裹体，盐度是采用Bozzo等（1973）的公式来计算。3个矿化带的流体包裹体的盐度范围均较大（4.2%～21.3%）（表5-5；图5-10）。下部脉状矿化带的石英中发育的流体包裹体盐度最高（17.1%～21.3%），灰白色块状重晶石岩和块状矿石中的重晶石盐度最低，平均值为4%，与正常海水（3.5%）接近。闪锌矿中包裹体的盐度为5.1%～14.5%，其中高盐度端员主要出现在块状硫化物带。
3.流体包裹体的成分
（1）成矿流体中的气相组分：为了定性地确定呷村流体系统的性质，在这3类流体包裹体都发育的块状硫化物带测定了流体包裹体的初始熔融温度。第Ⅱ类含液相CO2多相包裹体的初始熔融温度的范围为-59.1～-61.2℃，比纯CO2的三相点温度要低（-56.6℃）。这表明除CO2外，它们还含有其他气体，可能为H2S和CH4 。CO2的均一温度在22.4～26.1℃之间变化，显然低于纯CO2的临界温度（31℃），这也暗示了一些H2S和CH4气体的存在。冰冻后升温的过程中，一些包裹体在-85.5℃时突然发生爆破熔融，这个温度与纯H2S的三相点温度一致（-85.6℃）。这些数据都暗示了富CO2的流体经常含有少量的H2S和CH4 。大多气-液两相包裹体的初始熔融温度在-11.8～-29.8℃之间，平均约为-19.8℃（表5-5），与NaCl-H2O系统的共熔温度一致（-20.8℃）。有些包裹体的初始熔融温度范围为-16.4～-11.8℃和-26.4～-29.8℃，暗示了NaCl-H2O流体系统还含有其他的盐类，如钾、镁和钙等。
图5-9　呷村矿床流体包裹体均一温度（th）直方图
图5-10　呷村矿床流体包裹体盐度直方图
呷村矿床群体流体包裹体液相成分列于表5-6 。由表可见，各阶段成矿流体液相以Na＋、K＋、Cl-为主。从第Ⅱ→第Ⅳ阶段，Na＋、K＋、Ca2＋含量增大，F-逐渐减小。其Na＋/Cl-比与日本黑矿（Pisutha-Arnond and Ohmoto,1983）和加拿大Eskay creek矿（平均0.8,Sher-lock et al.,1999）相似，而K＋/Na＋比高于日本黑矿（0.02～0.32）及洋中脊海底活动热水（平均0.08），这说明呷村矿床成矿流体较后者富含K＋。Mg2＋含量为0，这与现代海底活动热水相似（Von Damm,1991）。
表5-6　呷村矿床不同成矿阶段流体包裹体的液相成分（wB/10-5）
资料来源：叶庆同，1988；由原地质科学院矿床所程莱仙分析
利用激光拉曼探针对一些流体包裹体中的挥发性组分进行了分析（侯增谦等，未刊资料）。激光拉曼光谱分析的结果不仅验证了CO2气体的存在，而且还检测到一些其他的气体组分（H2S、CH4、N2、SO2等）。在多数流体包裹体中，水是含量最高的挥发性组分，摩尔百分含量为90.89%～96.62% 。CO2是仅次于水的组分，占总气体的摩尔百分比的3.19%～9.11% 。
（2）成矿流体的∑Na、∑K、∑Ca、∑Mg浓度：流体包裹体中的阳离子浓度实际上是包裹体内阳离子的相对浓度，因此，不同矿床的流体包裹体的阳离子浓度测定值的直接比较是毫无意义的。为了解本区各矿床成矿流体的阳离子实际含量，我们在慎重考虑流体包裹体的阳离子相对浓度的基础上，对其进行了定量估算。
对于呷村矿床，流体包裹体的Na＋浓度多高于K＋、Ca2＋、Mg2＋浓度。可以预测，如果成矿流体的阳离子主要为Na＋，阴离子主要为Cl-，那么其Na＋/Cl-比值应接近于1.0 。表5-6表明，该矿床流体的Na＋/Cl比值变化于0.8～1.2之间，Cl->F-，暗示着成矿流体中的阳离子主要为Na＋，阴离子主要为Cl- 。
因流体主要为NaCl流体，所以流体的离子强度（I）可经离子校正后，根据已知盐度估算：
现代与古代海底热水成矿作用——以若干火山成因块状硫化物矿床为例
∑Na的离子强度I可由下式算出
现代与古代海底热水成矿作用——以若干火山成因块状硫化物矿床为例
式中，k为平衡常数，参见Kharaka and Barnes（1973）,γ为组分活度系数，见表5-7 。近似等于CO2的γCO2 。Na＋、Cl-的活度系数可由表5-7查出。利用这些值，估算出流体含盐度为0.5%～3.0%（表5-5）时的离子强度为：t=250℃，I=0.43～2.55mol/L（平均1.49mol/L）;t=300℃，I=0.85～2.1mol/L（平均1.23mol/L）;t=350℃，I=0.2～1.2mol/L（平均0.7mol/L）。在呷村矿床的成矿流体温度范围内，成矿流体的离子强度平均约为1.0mol/L 。
表5-7　各液相组分的活度系数
数据转引自侯增谦等，1995;I为离子强度
根据离子强度和流体包裹体的∑Na/∑K、∑Na/∑Ca、∑Na/∑Mg摩尔比，可估算成矿流体的∑Na、∑K、∑Ca、∑Mg浓度。