黄金兼具商品与货币属性，对国防军工等意义重大，然而中国黄金储备占比低，2023年消耗远超产量、对外依存度高，威胁国家战略安全。华北克拉通中生代历经三次构造 - 岩浆 - 成矿事件，形成多个大型金矿集中区，其北缘乌拉山—大青山矿集区已探明金、钼资源量超140t，前人对区内哈门沟、柳坝沟矿床研究多，但对成矿流体特征和矿床成因看法不一。近年来，该矿集区东南部山西右玉火烧滩地区找矿有突破，圈定9个金矿（化）体，但目前该矿床缺乏成矿流体研究及与区内其他矿床对比，影响找矿部署。为此，本研究以火烧滩金矿床为对象开展研究，查明矿体分布，探讨成矿条件及金迁移沉淀形式，为同类型矿床研究提供参考。

1 区域地质背景

华北板块（中朝地块）由2.5Ga五台运动和1.8Ga吕梁运动碰撞拼合而成，是中国最古老克拉通，有变质结晶基底和基本未变质的沉积盖层，依前寒武纪基底特征可分为东、中、西块体。研究区位于西部块体乌拉山—大青山矿集区东部，主要出露古老变质结晶基底层，岩浆岩以古元古代侵入岩为主，与集宁岩群多呈侵入接触，局部渐变过渡。区内地层在前寒武纪受多期运动影响变质变形，中生代板内造山活跃致地层出露西老东新，新生代形成盆岭相间格局。区内发育羊山—朱家窑断层及崞县窑—后窑子、云石堡两条大型韧性变形带 。

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，矿区西部出露新太古代集宁岩群片麻岩，东部被第四系覆盖。区内岩浆岩发育，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 由两条韧性剪切带组成，剪切带内有典型岩石变形特征，F2 为金矿成矿后期构造。矿区有 2 条受韧性剪切带控制的矿体，Ⅰ号矿体位于北部，Ⅱ号矿体为主矿体，规模较大。区内围岩蚀变发育，黄铁矿化等与成矿关系密切，近矿围岩蚀变有特点，地表常氧化形成其他蚀变产物 。

2.2 矿石地质特征

该矿石属含金石英脉型，普遍具糜棱岩化等特征。金属矿物以黄铁矿（含量约8%）为主，还有褐铁矿等；非金属矿物有石英等。自然金金黄色，多存于矿石裂隙或多金属硫化物中。矿石结构多样。石英脉分三种：早期乳白色块状基本不含金属矿物；热液成矿期灰色粒状有裂隙并充填黄铁矿；成矿晚期乳白色穿插前两期。

2.3 成矿阶段

基于野外地质观察，依据矿物穿插关系与生成顺序，该类型金矿有4个成矿阶段：第一阶段为石英脉阶段，成矿流体蚀变变质石榴白岗岩，石英白色呈脉状等，硅化一般，有残留颗粒状石榴子石及偶见星点状金属硫化物；第二阶段是石英 - 黄铁矿阶段，成矿流体继续硅化早期蚀变岩，石英烟灰色，石榴子石聚集成团，黄铁矿呈浸染状等；第三阶段为石英 - 多金属硫化物脉阶段，金属硫化物充填前期蚀变岩，颜色深灰，肉眼可见多种金属硫化物，残留石榴子石减少，此为主成矿阶段；第四阶段是石英 - 碳酸盐脉阶段，成矿晚期石英乳白色分布于矿体边部，有碳酸盐化夹石英细脉，黄铁矿脉状且晶型完整，绿泥石化强烈 。

3 样品采集与分析方法

矿物结晶时圈闭流体所捕获的包裹体保存了当时地质环境的物理化学信息，通过观察不同温度下包裹体内相变化行为，可了解成岩成矿流体相关参数，进而阐明矿床成因和演化、建立成矿模式。为系统研究火烧滩金矿床的流体特征、演化及成矿过程，本文采集该金矿不同地表探槽不同位置的石英样品，磨制包裹体片，经详细岩相学观察后，选代表性原生包裹体组合（每个组合至少含3个流体包裹体）测温，以平均值作数据分析。研究采用均一法测包裹体捕获温度，冷冻法获冰点温度并计算流体盐度。包裹体岩相学观察与测试在中国地质大学（北京）相关实验室进行，使用LinkamTHMSG - 600冷热台，还介绍了该冷热台温度范围、精确度及测温时不同过程的降温、升温速率。

4 流体包裹体特征

4.1 流体包裹体岩相学特征

石英中包裹体以原生为主，也有部分次生和假次生包裹体。原生包裹体分布多数无规律、少部分成群，形态规则，是主要研究对象；次生包裹体分布规律，呈条带状沿裂隙或穿插石英颗粒，多为圆或似圆状。依据相关分类准则，将本研究流体包裹体分Ⅰ - Ⅴ型 5 种：Ⅰ型是富液气液两相水溶液包裹体，为测温主要对象；Ⅱ型是纯液相包裹体；Ⅲ型是富气相两相水溶液包裹体，气相为 CO₂；Ⅳ型是含 CO₂和 NaCl 子矿物的三相包裹体；Ⅴ型是纯气相包裹体，还分别介绍了各类型包裹体的特征及大小等情况 。

4.2 流体包裹体均一温度

对火烧滩金矿地表探槽样品中的254个流体包裹体测温，结果显示总体均一温度范围104 - 550℃，主要集中在160 - 400℃，均值为277℃，冰点范围-20.9 - 0℃。对不同阶段流体包裹体测温发现：第一阶段均一温度集中在120 - 400℃；第二阶段流体温度较低，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℃ 。

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，利用特定公式：

可计算其盐度（以NaCl重量百分数计），该公式适用于盐度0 - 23.3%的NaCl溶液；还介绍了利用公式：

计算气液盐水包裹体密度的方法，其中A、B、C为盐度的函数：

此公式适用于盐度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0 - 22.98%，均值0.1 - 17.80%，多数集中在0 - 10%，少部分大于20%；气液盐水溶液密度0.3 - 1.2 g/cm³，均值0.741 - 1.107 g/cm³ 。

4.4 成矿压力及深度

对于气液两相盐水溶液，给出了计算压力的公式（公式4）及相关参数说明：

同时介绍了均一温度（T）与TH2O的换算公式（5）及盐度（m）与质量百分数（S）的关系式：

因流体压力不同，计算成矿深度的条件不同，针对不同流体压力范围给出了计算成矿深度的公式。根据气液两相包裹体均一温度和盐度等，推算出该地区成矿压力范围为2.5 - 110.72 MPa，均值为46.2 MPa；成矿深度范围为0.26 - 7.41 km，均值为3.66 km 。

5 探究

5.1 成矿流体特征

流体包裹体岩相学研究表明，火烧滩金矿床流体包裹体分 5 种类型，以气液两相包裹体为主，反映经历相分离与不混溶作用。测温结果显示，包裹体分三个阶段，均一温度、冰点、盐度、密度各有范围，成矿压力均值 46.2 MPa、深度均值 3.66 km，成矿流体具中—高温、低盐度、低密度特点。成矿流体包裹体中水的氢氧同位素组成图解显示，投影点位置表明成矿流体来源复杂，以岩浆水为主，后期有大气降水混入 。

5.2 金的迁移与沉淀

金的迁移形式受成矿流体物理化学条件影响，热液矿床中金主要通过与含硫、硅、氯的络阴离子团形成可溶络合物迁移，不同温盐条件下迁移形式不同。火烧滩金矿成矿均一温度均值 277℃，盐度均值 0 - 10%，金的迁移以 Au - S 络合物为主。金从成矿溶液沉淀与迁移形式及物理化学条件改变有关，如不混溶作用等使氧逸度和 pH 值改变、总硫浓度降低、温度降低等都能促使金沉淀，且金沉淀环境多样。火烧滩金矿金赋存于多金属硫化物中，形成于还原环境。结合成矿阶段，含金成矿热液运移到韧性剪切带时，因温度、压力降低及水 - 岩反应等，金开始沉淀，后续继续反应使金大量沉淀析出 。

5.3 矿床成因

火烧滩金矿体空间分布受 EW 走向韧性剪切带控制，赋矿围岩为新太古代集宁岩群黑云二长片麻岩，有特定蚀变分带，金存在形式多样。对比发现，乌拉山—大青山矿集区哈达门沟、柳坝沟金矿床与火烧滩金矿成矿地质背景相似，如容矿构造、赋矿围岩、蚀变类型、载金矿物等方面有共性。哈达门沟金矿床成矿流体具中—高温、低盐度、低密度特征，成矿压力和深度与本文研究一致，其成矿热液来源复杂，成矿物质源于地幔和造山带，成矿与新太古代变质岩和三叠纪岩浆热液活动有关。华北板块三叠纪区域伸展作用提供成矿热液，促使成矿物质富集。本文认为该矿集区三叠纪受区域伸展作用影响，成矿热液沿韧性剪切带运移、活化萃取成矿物质，形成近 EW 向展布的金矿床 。

6 结论

本文对山西右玉火烧滩金矿床的矿床地质特征和流体包裹体展开研究，得出以下结论：一是该金矿床流体包裹体有气液、气体、气液固三种类型，捕获流体分含金石英脉矿体生成期、主要成矿期、成矿末期三个阶段，成矿流体具中高温、低盐度、低密度特点；二是通过计算，得出火烧滩金矿床成矿压力均值 46.2 MPa、深度均值 3.66 km；三是金的迁移和沉淀与韧性剪切带提供热液通道，以及总硫含量、温压降低、水 - 岩反应、不混溶作用和大气降水加入等因素有关；四是三叠纪区域脆性伸展作用为该地区金矿形成提供了有利条件 。