气体烃类组分研究思路及在锡铁山铅锌多金属矿中的应用

气体烃类组分研究思路及在锡铁山铅锌多金属矿中的应用
胡贞贞1，刘耀辉1.，徐庆鸿.1，覃鹏1，吴烈善2
摘要：气体烃类组分研究不仅局限于石油、天然气和煤炭等能源矿床，还应该推广至各类金属矿床及其流体的研究。这项研究转变了烃类有机成因的传统概念并突破研究和应用领域的局限性，从能源矿床拓展到金属矿床的研究和勘查；将烃类组分的宏观特征与微观规律紧密结合，并成为研究和判断矿质来源、流体演化、矿床类型及成矿模式的方法和工具。通过对青海锡铁山铅锌矿床气体烃类组分特征总结认为该矿床为典型喷流沉积型矿床，成矿作用主要与早期中-基性流体有关并形成矿化主体；利用烃类组分在锡铁山矿区寻找隐伏矿体是有效的。
关键词：气体烃类组分,研究思路，地球化学勘查, 金属矿床,锡铁山,青海
1、引言
气体烃类组分研究不仅局限于石油、天然气和煤炭等能源矿床，还应该推广至各类金属矿床及其流体的研究。烃类组分在许多金属矿床及其流体中也普遍存在:如Dozy(1970)以密西西比河谷型铅一锌矿床为例系统论述了热卤水发展演化与膏盐、石油、铜、铅、锌等(沉积岩容矿)成矿系列的关系，具有一定普遍意义；90年代至今，随科学技术的发展，一些研究者通过激光拉曼、气相质谱仪、傅立叶变换红外光谱仪等先进的分析测试仪器和手段对有机质参与金属成矿有了更加广泛了解和全方位认识，找到了更多有机质、烃类组分参与金属成矿的证据。
2、气体烃类组分应用于金属矿勘查领域原理探讨
气体烃类组分与许多金属矿床关系密切:如广西大厂锡矿中有大量碳沥青质存在(陈毓川等, 1993；曾允孚等,1982；杨斌等,1999；可见从矿质的初始富集到活化转移、富集成矿，直至矿体形成后的变质改造整个成矿过程。很多现象和研究结果都表明气体烃类组分与金属成矿有密切联系。
3、气体烃类组分的测试方法和研究思路
研究烃类组分与金属成矿关系以及在勘查找矿应用时，主要选择数量上占绝对优势的甲烷、乙烷、丙烷、异丁烷、正丁烷等低分子量链烷烃和烯烃（乙烯、丙烯）。
3.1 气体烃类组分测试方法
研究对象主要包括游离态烃类气体、岩石各类单矿物包裹体烃类组分、岩石或土壤中吸附相态和包裹相烃类组分，目前主要采用的是酸解烃测试法。
许多金属矿成矿过程中流体气液分离并伴随大量挥发份的散溢，其中主要挥发份是H2O、CO2，其次是烃类组分、N2、H2、H2S、CO等气体。用玻璃注射器抽取气样以排水集气法将气体转入饱和盐水（NaCl溶液）瓶内，送气相色谱室检测分析。
3.2 气体烃类组分研究思路
地球演化史中各种物质和元素都经历了反复多次的迁移、分布过程，这个过程至今仍在继续。各个阶段元素或组分迁移的总和，就构成了元素的地球化学演化。成矿作用实际上就是不同化学元素或组分“场”之间的叠加和演化。这种叠加演化不仅表现于宏观上肉眼可见到的矿化和蚀变，同时还有要借助分析仪器才能发现的微观流体组分间叠加混合。
（1）不同类型地质流体叠加、混合对其中烃类组分的影响：烃类是具有分布广泛、性质相似和指标多元化特征的气体组合并作为一个整体参与各类地质、地球化学作用。不同来源和成因的地质体系的化学组成、温度、压力、氧逸度等环境参数对其内部烃类组分的含量高低、组分间的相关性及配分系数都有重要影响。
（2）烃类组分标准化地质体选择和数据标准化处理方法：烃类各组分间含量数值差异较大（甚至相差几个数量级），研究工作中选取云南鲁甸地区峨眉山玄武岩第四岩性段中新鲜的块状玄武岩，原则是其各微量元素含量基本代表该区背景值水平，而且各烃类指标间的相关特征基本一致，表明这些样品基本未受到后期矿化热液影响。
5、烃类组分在锡铁山铅锌多金属矿床研究中的应用
在锡铁山矿区分别在断层沟、中间沟和锡铁山沟（0～81线间）的地表和3062m、3002m、2942m三个有代表性中段分别采样（原生晕）进行测试分析，通过总结各类地质体气体烃类组分的宏观特征及微观规律，来探讨该铅锌多金属矿床矿质来源、成矿特点及找矿模式，从而达到指导该区深边部找矿的最终目的。
（1）围岩烃类组分标准化曲线特征可分为三种：第一种为（似）岩浆热液型曲线，占围岩中的大多数，说明大部分大理岩及部分片岩在成岩过程中或之后，受到与岩浆热液有关流体的影响；第二种为生物沉积型，受热液影响小，仍保持了沉积岩的特征（又可分为高乙烯型和高丙烯型）；第三种为过渡型，是沉积岩与岩浆型流体之间叠加混合的结果。
（2）各类（包括细脉和宽带）矿体的烃类组分标准化曲线特征基本表现为（似）岩浆热液型，说明成矿流体的来源与热液有关，但又存在明显差异： 67线南东范围内矿体的烯烃组分比例明显高于67线北西矿体（以围岩为标准）；细脉带矿体（顺层和切层）的特征与67线北西矿体相一致（总烃含量高并且烯烃比例低）。
（3）将各类矿体及围岩与不同类型的岩体（超基性、中-基性、酸性岩体）烃类标准化曲线相比较，可以看出67线南东范围内宽带矿体更接近于中基性岩体特征，以上现象说明气体烃类组分变化与岩浆、流体的演化保持同步，而67线北西厚层矿体及细脉矿体是热液（由中基性向酸性）演化后叠加成矿的结果。
6、结论
针对目前烃类组分特征与金属成矿关系以及应用于成矿理论研究尚处于探索阶段的现状，并通过青海锡铁山铅锌多金属矿床气体烃类组分实测与分析，取得了如下认识和结论：
（1）气体烃类组分应用于金属矿产的研究和勘查属边缘交叉学科，其基础理论研究和勘查应用方面还有待进一步完善和深入，相信随着今后该领域研究和认识水平的提高，必将在金属矿产勘查方面发挥重要作用。
（2）锡铁山矿床为典型喷流沉积型矿床，成矿作用主要与早期中-基性流体有关并形成矿化主体，其特点是烯烃所占比例明显较高；67线北西矿体及细脉矿体则是流体演化后期叠加改造而成，其特点是烃类含量明显高而烯烃所占比例明显低。
（3）根据烃类组分运移距离远、影响范围大、异常明显的特点，该方法在锡铁山矿区寻找埋藏深度大的隐伏矿体是有效的，但要根据实际情况采用不同的判断指标，做到宏观特征与微观规律的有机结合。

参考文献:
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刘耀辉，吴烈善，莫江平，张芳，黄杰，杨明德。2006.锡铁山铅锌矿床流体包裹体特征及成矿环境研究[J]，地质与勘探，2006（6），47－51.