南秦嶺核桃坪鎢礦控礦構造特征及流體性質研究

陳澤華 郝柏松 王代兵 蒲 瑞

（1.長安大學地球科學與資源學院，陜西 西安 710061；2.西安礦產資源調查中心，陜西 西安 710010）

0 引言

核桃坪鎢礦位于寧陜-鎮安一帶鎢鉬金多金屬礦集區西部。以往對于該礦床只進行過基礎地質勘探，為了深入了解該礦床的礦化富集規律，筆者在野外調研的基礎上，對核桃坪鎢礦進行了控礦構造綜合分析，并通過流體包裹體研究對該區鎢礦礦床成礦的流體來源以及成因進行了討論。

1 研究區地質背景

研究區位于秦嶺中央復合造山帶的商丹縫合帶南部南秦嶺構造帶內。區域內地層大部屬迭部-旬陽分區，少量屬太白-柞水地層分區，出露地層基底中-上元古界褶皺巖系，沉積蓋層為震旦系至晚石炭系的一套碎屑巖、碎屑巖和碳酸鹽巖巖性組合，受區域構造活動影響多發生淺變質且地層主要呈北西—北西西走向［1-2］。

研究區處于秦嶺造山帶的核心部位，區域內構造活動與秦嶺構造變形活動基本一致，主要經歷了三期構造變形，形成了一系列斷裂，為成礦流體運移和賦存提供了良好空間；區內巖漿作用強烈且具有多期活動的特征，主要形成晚印支-早燕山期中酸性侵入巖，多呈巖基狀產出，面狀分布。區內巖漿、構造事件頻發，使該區具有良好成礦地質條件［3-5］。

2 礦區地質概況

核桃坪礦區出露地層主要有燈影組、早古生代石甕子組、白龍洞組、兩岔口組［5-6］，其中白龍洞組、兩岔口組為主要賦礦地層，巖性主要為云母片巖、結晶灰巖、灰巖，地層總體為近東西向，不同時代地層以斷層接觸方式為主（見圖1）。

圖1 礦區地質簡圖

區內構造活動強烈，逆沖推覆、走滑斷裂發育，構造展布方向總體呈近EW 向，其次為NE—NNE向，近EW 向斷裂一般不含礦，NE—NNE 向斷裂總體呈張性斷裂特征，通常可見熱液脈體充填，局部可見鎢礦化；二組不同方向斷裂形成了區內“五縱三橫”的斷裂格局，并對研究區鎢礦的形成和賦存起著決定性作用［6］。

礦區巖漿巖未見明顯出露，局部鉆孔發現幾條煌斑巖脈，而西南側王家坪隱伏巖體的存在可能與區內礦體形成存在密切關系。

3 礦床地質特征

核桃坪鎢礦區礦物種類繁多、組成復雜，主要為白鎢礦、輝鉬礦、黃鐵礦、綠柱石等，次要為黃銅礦、磁鐵礦、輝銻礦等；脈石礦物以石英、方解石、鉻云母為主；礦區礦石主要呈自行—半自形結構、細晶結構，團塊狀、網脈狀、微細浸染狀構造（見圖2、圖3）。

圖2 礦區白鎢礦沿石英裂隙充填

圖3 礦區浸染狀礦石中的輝鉬礦、黃鐵礦、石英等

目前礦區中圈出兩條近平行產出的鎢礦體W1、W2，以及鎢礦（化）體20余條，與區內石英脈體具有時空密切聯系，脈體多沿NE—NNE 向構造裂隙密集產出，以大、中脈型礦體為主，形成密集充填型脈體系統。

4 礦區構造特征

礦區地表斷裂、節理等較為發育，因此在礦區東西不同方位剖面中統計構造方位，分析礦區主要構造方位。

由圖4（a）、4（b）傾向、傾角分布統計直方圖可直觀看出，礦區節理傾向大致為315°～360°，占比77%；礦區節理主要集中在45°～75°，占比大于80%；節理統計分析結果（見圖5）表明，核桃坪鎢礦斷裂走向有兩個優勢方位，分別為0°～10°、45°～50°，其次為85°～105°。

圖4 分布統計直方圖

圖5 礦區節理玫瑰花圖

由于礦區石英脈、石英-方解石脈主要與巖石或巖體裂隙中發育，因此礦區脈體大致也可以分為近EW 向和NE—NNE 向兩組，NE—NNE 向石英脈多截切近EW 向石英脈，因此形成時代較晚。早期近EW 向石英脈呈透鏡狀、不規則狀，多順層間滑動面或斷層帶發育，一般無鎢礦化；后期含礦熱主要液沿NE—NNE 向斷裂破碎帶裂隙貫入，并在NE—NNE 向容礦裂隙及兩期構造交匯部位冷卻沉淀，含礦石英脈、石英-方解石脈延伸較好，可見黃鐵礦化、絹云母化、鉻云母化與鎢礦化伴生，特別是兩組斷裂交匯部位，石英脈密集產出時礦化較強（見圖6）。

圖6 晚期含鎢脈體截切早期脈體

5 流體包裹體特征

研究區內的石英脈可以大致分為近EW 向和NE—NNE 向兩組，由前文可知研究區石英脈可明顯區分出新老關系，近EW 向石英脈形成較早，且一般不含礦，礦體與NE—NNE 向石英脈、石英-方解石脈有密切時空關系。

故本研究選取成礦期石英脈進行石英、白鎢礦的包裹體測溫研究，獲取核桃坪礦區成礦流體的成礦均一溫度、冰點溫度，進一步估算礦區成礦流體鹽度、密度和成礦深度，分析該礦區成礦流體性質。采用冷凍法和均一法分別獲得礦區流體包裹體均一溫度和冰點溫度［4］，結果見表1。

表1 礦區包裹體測溫結果

由圖6可知：礦區核桃坪礦區石英脈均一溫度范圍為197.9～382.5 ℃，峰值為280～320 ℃，集中在303 ℃附近；含綠柱石石英脈均一溫度總體小于石英脈型，均一溫度為116.4～237.4 ℃，峰值集中在165 ℃附近。主要特征如下。

圖6 礦區流體包裹體均一溫度直方圖

①包裹體鹽度時通過測得的冰點溫度，再結合鹽度計算公式［2，4］估得。鹽度計算公式如式（1）。

式中：W為鹽度，NaCl%；T=0-Tm，Tm為冰點溫度，℃。

②鹽度S在1%～30%時，流體包裹體密度根據氣液兩相包裹體密度計算公式［6-7］求流體密度，如式（2）。

式中：ρ為流體密度；g/cm3，t為均一溫度，℃；A=0.993 531+8.721 47×10-3S-2.439 75×10-5S2；B=7.116 52×10-5-5.220 8×10-5S+1.266 56×10-6S2；C=-3.449 7×10-6+2.121 24×10-7S-4.523 18×10-9S2。

③壓力計算公式為式（3）。

式中：P0=219+2 620W，W為鹽度，NaCl%；T0=374+920W；Th為實測均一溫度，℃。

鹽度計算結果如表2 所示。由表2 可知，礦區石英脈型流體鹽度高于含綠柱石石英脈型，石英脈型流體鎢礦化石英脈鹽度范圍為7.647%～18.401%，峰值集中在8.70%左右；含白鎢礦-綠柱石石英脈鹽度范圍為0.18%～7.02%，峰值集中在3.60%左右。

表2 礦區包裹體鹽度等計算結果

核桃坪礦區鎢礦化石英脈密度范圍為0.691～0.961 g/cm3，含白鎢礦-綠柱石石英脈密度范圍為0.647～0.873 g/cm3。通過計算流體包裹體捕獲壓力，可大致估算礦區成礦深度為5.9180～8.852 4 km，與區域熱液脈型鎢礦及相關巖體成礦深度較為一致。將研究區樣品的均一溫度和鹽度進行相關性投圖（見圖7），可以發現均一溫度和鹽度大致呈正相關關系，該趨勢可能表明流體混合作用的發生，流體混合作用可能導致了鎢礦化形成。

圖7 流體均一溫度一鹽度協變圖

6 結論

①核桃坪礦區鎢礦體產出與石英脈體關系密切，脈體可根據走向大致分為NE—NNE 和近EW 向兩組，其中NE—NNE 向形成時代較晚，截切近EW 向石英脈，多發育黃鐵礦化、絹云母化等，且與鎢礦成礦關系密切。

②通過對核桃坪礦區流體包裹體均一溫度和鹽度數據進行整理統計可知，核桃坪礦區成礦流體總體表現出中-高溫、中-高鹽度、低密度的CO2-H2O 體系，成礦溫度、鹽度等包裹體特征指數變化較大，指示礦床成礦過程中流體性質發生較大變化。

③從礦區流體包裹體均一溫度—鹽度協變圖可以看出，樣品均一溫度和鹽度具有大致正相關關系，表明流體混合作用可能對鎢礦化形成起到了有利作用。