稀有金属花岗岩富集成矿的烃类气体地球化学标志——以广西栗木锡多金属矿为例.pdf

烃类气体在自然界广泛分布并具有复杂成因和来源，同时针对烃类气体的研究不应局限于石油、天然气等传统能源矿产，而需要推广到更多其他科研领域。笔者等采取苦橄岩烃类气体标准化的研究思路，以广西栗木锡多金属矿为中心，重点围绕矿区各阶段花岗岩、矿体及地表土壤开展烃类气体宏观特征和微观规律的研究工作。通过研究和对比，揭示花岗岩及矿石中烃类气体特征和变化规律，查明在成矿作用影响下烃类气体成熟度提高且通过构造裂隙向上运移，并被地表土壤吸附形成异常的事实，明确了深部隐伏矿体与土壤烃类气体异常的成因联系及空间对应关系，建立了判断稀有金属花岗岩富集成矿的烃类气体特征指标和参数，研究表明，将烃类气体特征作为判断稀有金属花岗岩富集成矿地球化学标志的思路正确且方法可行，并将对今后进一步拓展烃类气体的研究和应用领域产生积极影响关键词：稀有金属；烃类气体；栗木锡矿；花岗岩；地球化学标志华南地区作为我国重要战略矿产资源基地，发育有多时代、多旋回花岗岩,并在中生代发生大规模稀有金属和有色金属成矿作用（华仁民和毛景文，1999），在全球经济迅猛发展导致对稀有金属原材料需求激增的背景下（Akoh，2 0 15；M e l c h e r，2 0 15；Dewaele，2 0 16；G o o d e n o u g h,2 0 18；李晓峰等,2 0 19,2020；G a o Zu o y u e t a l.，2 0 2 2），开展稀有金属资源研究和勘查工作意义重大。与花岗岩有关的稀有金属富集成矿主要与花岗岩浆的起源及演化有关，并主要受岩浆一热液流体作用的控制（Lehmann andHarmanto,1990;Taylor and Wall,1992;Haapala,1997；梁磊等，2 0 14,2 0 17,2 0 2 1；高作宇等，2 0 19），因此具有经济价值的矿床常往往分布于分异演化程度高的岩体或者伟晶岩中（Linnen，2 0 12），在当前稀有金属材料紧缺并且现有矿产资源日益减少的形势下，确定稀有金属花岗岩富集成矿的地球化学标志，探索快速有效的找矿勘查方法和技术尤为重要烃类气体是指常温、常压条件下以气体形式存在的碳氢化合物，主要包括烷烃、烯烃和少量炔烃传统观念中烃类气体成因和来源与有机质有关，所以其相关研究内容基本以石油、天然气和煤炭等能源矿产为主，如果将其用于稀有金属找矿勘查，无论从研究思路还是研究内容方面都是一次全新跨越和挑战。很多研究证据表明，自然界各类岩石、土壤、海底喷流产物“黑烟卤”（卢焕章，2 0 0 3）、海槽活动热水区、火山喷发气体，甚至天外来客一一陨石中都有烃类气体存在（史继扬等，1992），表明自然界中烃类气体成因和来源复杂，与之相关的研究和应用领域非常广泛。烃类气体与其他矿物元素共同参与地质演化并具有穿透力强、扩散快，异常明显，反映深度大等优点，除了传统油气、煤炭等能源领域，烃类气体在金属矿床研究和勘查工作中也可以发挥重要作用（欧光习等，2 0 0 0；陈远荣等，2 0 0 3；徐庆鸿等，2005；秦来勇等，2 0 12），笔者等拟开展稀有金属花岗岩富集成矿的烃类气体地球化学标志研究，并确定相关的判别指标和参数注：本文为桂林理工大学博士基金科研项目（编号：2 0 16 0 0 4）和科技类项目（编号：2 0 19QZKK0802-03-4）的成果。收稿日期：2 0 2 2-0 9-2 4改回日期：2 0 2 3-0 1-2 9；网络首发：2 0 2 3-0 2-2 0；责任编辑：章雨旭。Doi：10.16 50 9/j.g e o r e v i e w.2 0 2 3.0 2.0 15作者简介：李博，男，1996 年生，硕士研究生，地球化学专业；Email：l i n o 12 138 16 3.c o m。通讯作者：徐庆鸿，男，197 0 年生，教授级高级工程师，硕土生导师，主要从事矿物、岩石、矿床学及地球化学研究；Email：52 96 6 2 7 8 9 q q:c o m。9882023年论质地评有别于CO,、N2、H,、H,S、SO,等自然界其他类型气体，烃类气体是由甲烷、乙烷、丙烷、异丁烷、正丁烷、异戊烷、正戊烷、乙烯、丙烯等组分混合而成（后面文字中将用C,、C2、C,、i C4、n C4、i Cs、n Cs、Cz、C分别代表上述9种烃类气体组分），它们包含的信息既有组分含量、空间展布等宏观特征，也有不同组分之间相关及配比的微观规律。宏观特征一直是烃类气体研究中的重点内容，而微观特征的研究却被长期忽略，原因在于烃类气体各组分间含量数值差异很大（甚至相差几个数量级），低含量组分变化幅度往往被高含量组分所掩盖，事实上微观特征包含着很多重要地质信息和内容，单纯观察含量曲线形态很难发现其细微特征差异及变化规律。相比于其他矿物元素，烃类气体对所处地质环境和条件（T、P、Eh、p H 等）变化具有反应快速、灵敏等优势，因此烃类气体在自然界呈现出多种状态及变化特征。模拟实验已证明不同温度、压力及介质环境下，烃类气体含量发生变化的同时，各组分间相关配比特征也会产生相应变化（刘婷，2 0 11；王英超等，2013；赵岩，2 0 18；蒋鑫等，2 0 19；钟玉龙，2 0 2 1），因此烃类气体研究能为成岩成矿地质作用提供地球化学相关信息和证据笔者等以广西栗木锡多金属矿为研究对象，探索栗木复式花岗岩在岩浆一热液系统成矿过程中烃类气体的特征及变化规律，运用宏观微观特征相结合的方法，对样品烃类气体采用标准化处理方法，有效解决微弱信息被掩盖问题，实现烃类气体宏观一微观特征综合研究；开展包括花岗岩、矿石及地表土壤等不同类型地质体的烃类气体特征对比研究，探索烃类气体从深部成矿空间运移到浅部地表后其宏观和微观特征的变化规律；探讨烃类气体作为稀有金属花岗岩富集成矿地球化学标志的原理、特征及有效性，建立适用于稀有金属花岗岩富集成矿的烃类气体特征指标和参数，为稀有金属成矿理论研究和勘查提供新的科学证据和找矿方法1区域及矿区地质概况华南地区在早、中侏罗世经历了一次从EW向古亚洲构造域向NE向西太平洋构造域的体制转换（周新民等，2 0 0 3；毛景文等，2 0 0 4，2 0 0 8；李晓峰等，2013），并发育有大规模多时代、多旋回花岗岩类以及中生代稀有金属、有色金属成矿作用，具有独特的构造岩浆和成矿演化历史，花岗岩岩浆演化与钨、锡、锯钼、锂、铍等稀有金属成矿作用密切相关，其中包括湖南柿竹园、江西西华山以及广西栗木等许多大型、超大型稀有金属矿床，主要集中于南岭地区和钦州一杭州大断裂两侧，并受区域性断裂控制（李晓峰等，2 0 12,2 0 2 1）。广西恭城县的栗木锡多金属矿就位于北东向钦州一杭州断裂带与东西向南岭构造岩浆带的复合部位，该区域主要包括海洋山、都庞岭、西屏山和栗木岩体，其中与锡、钨、钼、锯成矿关系密切的栗木岩体呈小岩株产出并侵人寒武系、泥盆系、下石炭统地层中（梁磊，2 0 14；张玲等，2 0 18）1.1矿区地层栗木矿区内主要出露地层包括寒武系、奥陶系、泥盆系和石炭系地层（图1）。泥盆系底砾岩呈角度不整合覆盖在寒武系边溪组之上，以不整合面为界划分为两大构造层：下构造层是寒武系、奥陶系为基底的加里东构造层；上构造层则是由泥盆系、石炭系组成的盖层，受印支一燕山构造运动影响明显，总体上形成呈北东向展布，局部叠加南北向褶断块的基本构造格局。寒武系地层为一套浅海相轻微变质复理石建造，由浅灰 深灰、灰绿、暗紫等杂色浅变质砂岩、泥质砂岩、粉砂岩、石英砂岩、长石石英砂岩、页岩、板岩、泥质灰岩组成，岩层走向北东和近东西向，主要分布于矿区西部金竹源至白马垒一带；泥盆系地层下部为碎屑岩，上部为碳酸盐岩，局部夹硅质岩，主要分布于矿区东西两侧；下石炭统地层主要分布在矿区中部、中东部；第四系大面积分布于矿区中部、东部，由洪积、冲积和残坡积层组成，主要为砂砾、砂质黏土、亚黏土、黏土1.2矿区构造矿区位于恭城复式向斜的北部扬起端西侧，断裂构造发育，主要存在北东向、东西向、南北向、北北东向四组断裂,其中东西向和南北向断裂组成本区的基本构造格架（水涛等,198 6）1.3矿区岩浆岩矿区内花岗岩主要为与成矿关系密切的栗木复式花岗岩，此外还发育有花岗斑岩脉、花岗伟晶岩脉等,并以小岩株和岩钟形式产出。栗木花岗岩地表出露面积约1.5km，而其余大部分则呈隐伏状态侵人于寒武系、泥盆系及下石炭统地层中，（据钻探揭露，已控制面积约11km，深部可能是一个连为一体的大岩基）。依据岩体切割关系、岩石学、副矿物特征及铀一铅法同位素地质年龄测定资料，栗木花岗岩属燕山早期产物，可分三个阶段（幕），是同源、同期、不同阶段的复式岩体（林德松等，198 7；邓989以广西栗木锡多金属矿为例第3 期李博等：稀有集成矿的轻来片气体地球化学标志ND,1扬子板块南昌CJ研究区佳林华夏板块口乐木矿区湘桂板块广州XhCy（扬子南部）南宁C47SC大歧山金竹源D,dD.1老虎山香檀岭CbD.yCT30gD.y水溪庙TD.y白马全个黄牛D.rD,dC,dhD.栗木电洞D.yCyD,d石炭系下统大塘阶寺门段石炭系下统大塘阶黄金段石炭系下统岩关阶上段C,dsLowerCarboniferous SystemTempleC,dhGolden SectionoftheDatang OrderCUppersectionoftheLowerGate Section of the Datang OrderoftheLowerCarboniferous SystemCarboniferousYanguanOrder石炭系下统岩关阶下段泥盆系上统融县组泥盆系中统东岗岭组C.yLowersectionofthe LowerD.rDevonianUpperUniformD,dMiddleDevonianCarboniferous YanguanOrderRongxianFormationDongganglingFormation泥盆系中统郁江组泥盆系下统那高岭组泥盆系下统莲花山组寒武系边溪组D.yMiddleDevonianD.nLowerDevonianD,/LowerDevonianCbCambrian BianxiYujiangFormationNagaolingFormationLianhuashanFormationFormation燕山早期花岗岩花岗斑岩实测断层推测断层岩层产状36graniteofgranitegeologicfaultsobtainedpresumably obtainedattitudeofEarlyYanshanianporphyrybyactualmeasurementgeologicfaultsstratum图1广西栗木矿田大地构造及矿区地质简图（据中国有色桂林矿产地质研究院有限公司，2 0 10)Fig.1 The Geotectonic and ore field geological sketch of Limu orefield,Guangxi(from China NonferrousMetals（G u i l i n）)G e o l o g y a n d M i n i n g Co.,Lt d.,2 0 10)贵安等，2 0 12；董业才等，2 0 14）：第一阶段（幕）花岗岩近地表出露的主要是细粒斑状铁白云母花岗岩，出露于泡水岭一带并被第二阶段花岗岩切割、包裹，细粒斑状结构，目前尚未发现与其有关的工业钨锡锯钼金属矿化。第二阶段（幕）花岗岩近地表出露的主要是细一中粒斑状白云母花岗岩以及无斑或斑状结构不明显的细中粒白云母花岗岩，被第三阶段花岗岩切割并同时有云英化蚀变边，具钨锡矿（化），主要分布于牛栏岭、香檀岭、栗木头、金竹源、水溪庙东南部、鱼菜、三个黄牛等地，在岩体的内、外接触带形成脉状钨锡矿床，在隐伏岩体的钟状突起部位或向外凸出部位还可形成花岗岩型锡钨矿床。第三阶段（幕)花岗岩近地表出露的主要是中细粒含锂云母钠长石花岗岩，见于老虎头、水溪庙、金竹源和狮子岭等地，在岩体顶凸突部位及过渡部位，形成花岗岩型锡锯钼矿床，在岩体外带形成花岗伟晶岩型铌钼锡矿床和石英脉型、长石石英脉型锡钨矿床。1.4矿床类型栗木矿区矿产以内生稀有金属矿床为主，铌钮矿化和钨锡矿化密切共生，主要分布于花岗岩体中99020233年论质地评40C,dhCyCidhC,dsCyD,n高屋坪砂锡矿大歧岭砂锡矿63QY2(2)D,/牛栏岭矿床Y.32Y(2yY20老虎头矿床Y元Y22dsC,dh狮子岭矿床YsfC,dhY;2(2)香檀峰矿床金竹园矿床鱼菜矿床元C,ds49C,dsA三个黄牛矿床59460400m水溪庙矿床L石炭系下统大塘阶石炭系下统岩关阶泥盆系上统融县组泥盆系中统东岗岭组第四系C,dLowerCarboniferousCyLowerCarboniferousD.rUpperDevonianD,dMiddleDevonianQuaternaryDatangOrderYanguan OrderRongxianFormationDongganglingFormation泥盆系中统郁江组泥盆系下统那高岭组泥盆系下统莲花山组寒武系边溪组燕山早期第三幕花岗岩D.yMiddleDevonianD,nLowerDevonianD,1LowerDevonianebCambrianBianxigraniteofthethirdactYujiangFormationNagaolingFormationLianhuashanFormationFormationofEarlyYanshanian燕山早期第二幕花岗岩燕山早期第一幕花岗岩花岗斑岩脉矿体地表投影范围地质剖面graniteofthesecondact721graniteofthefirstact元graniteporphyrytheprojectionrangeofthegeologicalofEarlyYanshanianofEarlyYanshanianveinsorebodyonthesurfacesection图2 广西栗木岩体及各矿体地表投影分布图（据中国有色桂林矿产地质研究院有限公司，2 0 10）Fig.2 The earths surface map for projection distribution of compound granite and ore body in Limu,Guangxi(after China Nonferrous Metals（G u i l i n)G e o l o g y a n d M i n i n g Co.Lt d.,2 0 10并形成花岗岩型锯钼锡钨矿床（黎家财等，2 0 18，2019;钟玉龙，2 0 2 1），按矿床工业类型可划分为5种：锡钨石英脉型，主要分布在牛栏岭、香檀岭；锡钨长石石英脉型，分布在水溪庙、三个黄牛；花岗伟晶岩脉型锡钼矿床，分布在水溪庙；蚀变花岗岩型锡钨矿床；蚀变花岗岩型钨锡钼矿床；蚀变花岗岩型的锡钨矿床和钨锡锯钼矿床主要分布在老虎头、水溪庙、金竹源、狮子岭。此外区内地表残坡积、冲积层中砂锡矿分布也较为普遍，主要见于水溪庙、疗养院、高屋坪、大歧岭（图2）。总体看，栗木矿区矿床类型多，成矿岩体及上部围岩具有明显矿化分带特征，一般在花岗岩中形成Nb、T a、Sn 矿化，在花岗岩的顶部形成云英岩型Nb、Ta、Sn 矿化，在外接触带往往形成长石一石英脉型W、Sn、Be 矿化2研究思路及样品采集2.1研究思路针对烃类气体广泛、多元组分混合和特征可变这三个特点，原有的研究思路和方法也应有所改变。991以广西栗木锡多金属矿为例第3 期李博等：稀有成矿的烃类气体地球化学标志传统观念认为烃类气体主要与石油、天然气、煤炭等有关，因此其相关研究和应用基本以化石能源领域为主。事实上，地球内部烃类气体具有普遍赋存和广泛分布的特征（徐庆鸿，2 0 0 7 a），烃类气体不仅存在于三大岩类中的沉积岩和变质岩，而且普遍赋存于岩浆岩中,从超基性基性中性酸性岩，烃类气体含量具有从低高明显变化趋势，甚至出现花岗岩烃类气体含量高于烃源岩（炭质页岩）的“反常”现象，因此重新认识、研究烃类气体并进一步拓宽其应用领域的探索性工作非常必要。如前所述，烃类气体既有空间分布、含量高低等宏观特征，也包含各组分间相关及配比等微观规律（徐庆鸿等，2 0 0 7 b,2007c），其蕴含信息包含多个层次，因此烃类气体研究需要从宏观和微观两方面特征展开，但烃类气体不同组分间含量差异很大，甚至相差几个数量级，当不同程度地质作用影响，或不同来源和性质流体间发生混合、叠加时，低含量组分增减信息往往会被高含量组分变化幅度所掩盖，仅从含量特征难以区分烃类气体组分间的细微差异，这些变化往往又包含重要的成岩成矿地质信息，因此建立一种消除烃类气体各组分量级差别，并将细微变化用直观形式表现出来的数据处理方法尤为重要，峨眉山大火成岩省轴部苦橄岩为超基性喷出岩，受壳源物质混染程度相对很低（宋谢炎等，2002；张招崇等，2 0 0 1,2 0 0 5,2 0 0 7；李宏博等，2 0 13），其元素组成和包括烃类气体在内的挥发分特征更接近于原始地慢，因此选择地慢柱苦橄岩烃类气体作为背景值（图3）并对其他样品进行标准化数据处理，能消除不同组分间量级差别（类似于稀土元素球粒陨石标准化)并将抽象和难以分辩的微观特征用直观标准化曲线来直观显现，更利于烃类气体宏500465.4Q400300200124.5131.710051.7?5.723.16.0Q54.18.10甲烧乙丙烧异丁烧正丁烷异戊烧正戊烧乙烯丙烯(C)）(C)(C)(ic)(nC(ic)(nC)(C(C)图3云南丽江峨眉山地慢柱苦橄岩烃类气体含量平均值Fig.3 The average content of hydrocarbon gas for thepicrites in Emeishan Mantle plume,Lijiang,Yunnan观、微观特征的综合研究和对比，样品/苦橄岩后的烃类气体9个组分分别用（C）N、（C,）N、（C，）N、(iC4)N(nC4)N(iC,)N(nC,)N(C)N、(C,)表示。实际应用效果表明，样品/苦橄岩烃类气体标准化的处理方法解决了烃类气体微观特征研究所面临的难题，让不同成因及来源的烃类气体各组分间的相关特征及配分规律得到直观体现。地球内部可视为一个大反应器，烃类气体在各种地质演化进程中呈现出不同的特征和规律。以岩浆岩为例，从超基性、基性、中性到酸性岩：宏观上，烃类气体含量（ZC）具有由低高的变化趋势（图4）；微观上，不同类型岩浆岩烃类气体各组分相关特征及配分规律也明显不同，与稀土元素中某些特征值（如ZCe/ZY、SEu、SCe、La/Sm、Sm/Nd 等）研究意义相似，利用烃类气体不同组分特征值可以凸显其差异性并有利于相关配分规律总结，如8 C2用于表现C的异常度，（Ci2）（C34s）则表现烃类气体轻重组分间配分比例。从岩浆岩烃类气体特(C2)N征值6 C,一（Cus）相关散点图（图5）可以看出苦橄岩和橄榄岩作为超基性岩，二者分布范围相近0.918C,1.7,0.98(C/2)/(C34s)1.25,辉绿岩 0.7 5 8 C,1.45,1.4(C/2)/(C345)1.82和闪长岩0.93 8 C2.0,1.7（C/2）/（C34s）2.2分布范围略有重合，闪长岩8 C，和（C/2）（C34s）特征值整体有所升高，而花岗岩中两特征值1.78C,4.0,1.6(C2)/(C34s)2.3升高幅度大，分布范围明显区别于其他岩浆岩，说明不同成岩环境条件下，烃类气体相应呈现出不同的宏观特23270.725,000r20,000(8x/m)0315,0008376.810,000927.4131.01137.05,0000苦橄岩橄榄岩辉绿岩闪长岩花岗岩图4各类岩浆岩烃类气体含量（ZC)示意图Fig.4 The histogram of hydrocarbon gas content(Z C)of various magmatic rocksZC为烃类气体各组分含量之和E C is the sum of all components of hydrocarbon gas992质20233年论地评4.5酸性岩4.03.53.02.52.0超基性岩基性岩1.5X1.0：0.50.50.70.91.11.31.51.71.92.12.32.5(C/(C,4s)苦橄岩橄榄岩辉绿岩闪长岩花岗岩picriteperidotitediabaseamphibolitegranite(C/2）图5各类岩浆岩烃类气体特征值8 Cz相关散点图(Cus)NFig.5 The correlation scatter diagram of hydrocarbon gas(Ci2）Ncharacteristic values SC,for magmatic rocks(C34s)N2(C2)N(C)N+(C2)N(C/2)N2C,+iC4+nC4+iC,+nCs(C345)=5征和微观规律。但影响烃类气体特征变化的成因机制问题还需今后进一步深入研究和探讨。很多金属元素（Cu、Pb、Zn、M o、Sb、Pt 等）及黏土矿物本身就是烃类物质转化的催化剂，王英超等（2 0 13）利用金管一高压釜限定体系开展乙烷（C,）和丙烷（C,）气体热模拟实验并发现单一烃类气体能通过裂解或聚合反应生成其他新的烃类气体组分，表明烃类气体随环境条件变化可以产生组分间相互转化和重新分配，而且较小升温梯度（2 0）就能让烃类气体组分特征发生明显变化，体现了烃类气体对环境条件变化具有反应灵敏、变化显著的特点；（钟玉龙等2021)通过高温高压模拟实验也证实成岩过程的温度、压力等环境参数是决定烃类气体宏观和微观特征主要因素；徐庆鸿等（2 0 2 2，内部资料）通过对烃类气体(9组分标气)进行减压条件下的测试对比，实验结果显示减压环境会导致烃类气体中长碳链组分(C,H、C,H l o、C,H i z 2）减少而短碳链组分（CH4、C,H。)增加（代表成熟度提高）,并且某些金属矿物（Cu、Pb、Zn、A g、Ni、Co、W、Sn 等）加人会提高和加速上述实验进程和结果，可见减压环境及金属矿物的加人对烃类气体成熟度提高具有一定影响，上述实验结果对研究岩浆一热液演化和成矿过程中烃类气体特征变化，以及能否尝试作为评价成岩、成矿作用的地球化学标志带来启发2.2样品采集栗木花岗岩具有垂向分带特征，自下而上分别为黑云母花岗岩一二云母花岗岩一蚀变带花岗一岩；其内部蚀变花岗岩也具有垂向分带特征，自下而上依次为：钾长石化带一钾长石化钠长石化带钠长石化带云英岩化带（梁磊，2 0 19）。由于受矿山停工等客观因素影响，研究工作中部分坑道及钻孔的样品采集受限，因此针对栗木花岗岩及蚀变带垂向分带特征的研究有待今后进一步加强：本次样品主要包括部分坑道和钻孔中的花岗岩、蚀变带、矿石，以及勘查区范围内的地表土壤（1）岩石、矿石样品：主要包括栗木矿区内金竹源矿床（190 和150 中段）和水溪庙矿床（15、-2 5、-105中段）部分坑道及钻孔（ZK1501、ZK 150 2 及ZK802)内采集代表性的矿石、蚀变带及花岗岩在内的各类样品。其中复式岩体花岗岩样品主要为第一阶段中的细粒斑状铁白云母花岗岩（泡水岭），第二阶段中的细粒结构锂铁白云母花岗岩（香檀岭）和第三阶段中的锂云母钠长石中细粒结构锂铁白云母花岗岩（金竹园、老虎头）；蚀变花岗岩样品主要为具有明显钠长石化、云英岩化、萤石化的花岗岩；所采集矿石样品主要按化验品位分为钨锡锯钼矿石、钨锡（铜铅锌)矿石以及铜铅锌（钨锡)硫化物矿石3种类型（三类矿石没有明显独立矿石类型存在，只是按分析品位高低差异划分）。（2）土壤样品：土壤地球化学勘查工作（由中国有色桂林矿产地质研究院有限公司完成）采用1/10000比例尺，工作网度为2 0 0 40 m，测线方位90测线33条，全部样品采自B层或C层顶部，采样深度2 0 10 0 cm，每个样品原始重量大于50 0 g，勘查区面积约为2 0 km。笔者等选取勘查区内A一A地质一地球化学剖面作为示范研究剖面（剖面位置见图2）。3分析测试及测试结果3.1分析测试自然界中烃类气体赋存状态包括多种，因此获取烃类气体所采用的方法也不同，如抽气法、浓集法、顶空气法及酸解法等，本次研究工作中烃类气体主要为酸解法获取，选择酸解法的优点在于集气过程不受外界温度、湿度、降雨、季节变化等客观因素影响，所获烃类气体各组分齐全，能满足烃类气体综合特征研究需要，保证数据的稳定性和重现性酸解法烃类气体测试包括脱气与测定两部分993以广西栗木锡多金属矿为例李博等：稀有富集成矿服全气体地球化学标志第3 期脱气过程主要有抽真空、恒温加热、酸处理和碱液吸收等,其中抽真空的目的是消除外界及样品颗粒间隙中空气的影响，负压条件下更有利于烃类气体的解吸；恒温加热是为了加快脱气进程、提高解吸率并消除温差对脱气量的影响；加酸则是为了将包裹于次生碳酸盐矿物中的烃类气体释放出来，碱液是用于吸收掉系统中的CO，气体。具体操作过程如下：（1）取2 0 g岩石或土壤样品粉末（16 0 2 0 0目），放置烧瓶内，水浴锅预热（6 5）并抽真空至O0.1MPa,随后滴加稀盐酸脱气,利用碱液（KOH)吸收气体中的CO，和酸液并集气于试管顶部；（2)将收集的烃类气体用气相色谱仪（Agilent6820)开展相应测试。Agilent6820气相色谱仪主要测试包括烷烃和烯烃在内的多种烃类气体，相对分析误差 5%，载气为99.999%氮气，色谱柱采用Al,0,/S（规格：50 m0.53mm0.25m），检测器是氢火焰离子化检测器（FID）。样品脱气及烃类气体测量工作主要由中国有色桂林矿产地质研究院有限公司测试中心和桂林理工大学广西隐伏金属矿产勘查重点实验室共同完成3.2测试结果栗木矿区各类样品主要包括栗木各阶段花岗岩、蚀变花岗岩及各类矿石，土壤样品主要采自勘查区内地表土壤。各类样品烃类气体含量值见表1，样品/苦橄岩烃类气体标准化数据见表2；栗木矿区地表部分土壤样品烃类气体含量值见表3，样品/苦橄岩烃类气体数据和特征值见表4。从烃类气体测试结果看，不同类型花岗岩、蚀变花岗岩、矿石及地表土壤的烃类气体含量范围变化较大，宏观及微观100000(3X/Tm)0310000100010010一第二阶段花岗岩图6 栗木各类花岗岩及矿石烃类气体（ZC)含量直方图Fig.6 The histogram of hydrocarbon gas content（Z C)o fvarious granite and ore in Limu特征差异明显4讨论4.1花岗岩、蚀变花岗岩及矿石的烃类气体特征通过研究栗木复式花岗岩、蚀变花岗岩及不同类型矿石中烃类气体特征发现：（1)宏观上，栗木复式花岗岩中烃类气体含量高（约为n10*L/kg），从第一阶段中的泡水岭细粒斑状铁白云母花岗岩。到第二阶段中的香檀岭细粒结构锂铁白云母花岗岩，再到第三阶段中的金竹园、老虎头锂云母钠长石中细粒结构锂铁白云母花岗岩，烃类气体（ZC)含量平均值具有逐步升高趋势(2 7 6 94 L/kg30307 L/kg39157 L/kg）；与花岗岩相比，蚀变花岗岩（矿化蚀变带内钠长石化一云英岩化花岗岩）烃类气体含量略有降低（2 7 0 52 L/kg）；矿石样品按采样位置及矿化元素品位分为花岗岩内的W、Sn、Nb、T a 矿石、花岗岩顶部W、Sn、Nb、T a(Cu、Pb、Zn）矿石，以及接触带上的Cu、Pb、Zn(W、Sn）硫化物矿石,与上述花岗岩、蚀变花岗岩相比，矿石中烃类气体含量（约n*101L/kg)明显下降2 3个数量级,从W、Sn、Nb、T a W、Sn、Nb、T a(Cu、Pb、Zn)Cu、Pb、Zn(W、Sn)硫化物矿石，烃类气体含量平均值有升高趋势（6 1L/kg74 L/kg184L/kg）（见表1和图6)。推测成矿阶段烃类气体含量大幅度降低的原因是当富水岩浆侵位时，因岩浆房压力降低导致气一液分离并形成残余熔体相和富气流体相（以H,O为主、还包括少量CO2、烃类气体、N2、H 2、H,S、CO等），富气流体相是金属元素迁移的主要载体，其通过交代作用演化为成矿流体并向有利构造部位运移、汇集，当成矿空间内压力进一步降低时富气成矿流体发生沸腾，其携带金属元素被卸载、沉淀并富集成矿，沸腾后分异出的包括烃类气体在内的大部分气相组分则沿构造裂隙、断层等各类渗漏通道向矿体上方运移、扩散（排气作用），可见富气流体相中成矿与排气两种作用同时发生，可能是导致成矿阶段烃类气体含量大幅度降低的原因。（2）微观特征上，花岗岩、蚀变花岗岩二者与矿石的烃类气体标准化曲线特征差异明显（图7）：各阶段花岗岩烃类气体标准化曲线形状相近，尤其第三阶段中细粒结构白云母花岗岩与矿化蚀变带附近的钠长石化一云英岩化花岗岩曲线特征几乎一致，原因在于二者都是花岗岩自交代作用形成的蚀变带99420233年论质地评表1栗木矿区不同类型花岗岩及矿石烃类气体含量一览表Table 1 The hydrocarbon gas content table of different types of granite and ore in Limu mining area烃类气体组分（ul/kg）样品性质采样位置样品编号CC2C;iC4nC4icsnCsC2CZCP-115659.73488.71759.5110.7503.094.1141.22393.01378.225528.1P-215515.03566.41831.8110.4531.497.3151.12394.41415.725613.5栗木第一阶段P-315016.43483.21755.6109.8533.5103.6167.42433.61441.625044.4花岗岩（泡水岭）P-416993.33769.81826.6114.9532.8100.4153.52653.51549.427694.1P-517957.93984.21983.0127.0565.8106.1159.02641.31560.729085.1XTL-122561.93524.41799.0105.5516.982.1143.72676.81648.233058.4栗木第二阶段XTL-218948.02941.01414.879.3385.658.2101.32345.11366.027639.3花岗岩（香坛岭）XTL-320676.13219.51595.491.5446.469.1120.72505.4 1500.530224.7LHT-128399.54099.11767.690.4469.568.1119.93551.81999.540565.2花岗岩栗木第三阶段花岗JZY-126856.83734.31455.473.5383.553.395.63262.2 1855.537770.0岩（老虎头、金竹园）JZY-227617.43912.41603.981.5424.360.2107.03403.91926.239136.9JZYX-717517.12787.5979.043.3253.631.364.02330.31390.325396.5栗木金竹园水溪庙JZYX-1215048.92214.4762.934.6201.826.651.01920.21180.021440.4SXMX15-226812.83630.31615.888.7440.265.9111.63311.41918.6蚀变花岗岩37995.4SXMX-25-114746.71959.8878.949.8236.034.550.11807.6994.120757.4SXMX-25-217824.32603.41161.463.5321.847.982.62438.2 1420.925963.9SXMX-105-112882.71686.6652.032.9164.321.6 37.91397.1773.617648.8SXMX-25-422199.43083.21213.961.5337.645.2 81.92863.51680.031566.2JZYX-1328905.04020.01361.064.4348.546.885.82855.01682.039368.5JZY20-1923.442.060.560.120.160.050.063.481.1631.09JZY20-2024.672.190.440.110.140.040.052.820.9531.40金竹园150 中段JZY20-21101.6510.272.060.270.590.110.207.552.80125.48JZY20-2337.572.800.510.110.350.03 0.052.490.8344.73锡JZY20-1637.983.110.770.090.210.05 0.082.921.6046.80JZY20-2426.382.010.580.090.440.030.111.790.9032.33金竹园190 中段JZY20-637.332.360.710.15 0.570.060.091.881.1744.33矿JZY20-1521.951.790.620.190.200.060.071.978.1234.98石水溪庙-2 5中段SXM20-330.362.350.540.170.150.070.096.561.1141.39钻孔150 1ZK1501-274.734.021.010.190.660.050.083.201.1985.13钻孔150 2ZK1502-3137.208.251.740.331.310.150.143.611.34154.07金竹园150 中段JZY20-1869.103.290.580.120.210.03 0.072.671.0277.10JZY20-435.802.700.440.100.16 0.040.052.510.7942.57（铜一铅一锌）矿石鸽锡一馄一银JZY20-337.192.420.600.120.160.02 0.042.311.0643.92金竹园190 中段JZY20-2-2140.995.181.100.170.320.080.102.971.13152.04JZY20-2-149.652.610.600.070.180.090.122.170.8956.37SXM20-152.191.720.400.090.090.030.081.610.6356.83水溪庙-2 5中段SXM20-421.140.930.290.08 0.080.020.021.620.5624.74SXM20-6125.535.661.190.230.570.11 0.122.170.95136.54铜JZY20-2280.222.050.480.18 0.190.050.072.560.8586.63金竹园150 中段JZY20-975.393.250.750.12 0.260.060.073.841.3185.04铅一JZY20-566.912.050.450.13 0.14 0.070.071.850.6072.27锌（鸽一JZY20-1196.954.091.030.110.230.050.082.310.79105.65金竹园190 中段JZY20-8140.7010.173.000.200.770.260.131.240.72157.196.431.300.290.360.136.65锡）