南秦嶺山陽縣香溝-寺溝鎢礦流體包裹體及C-H-O 同位素特征

薛玉山，門文輝，劉新偉

(1.西安西北有色地質研究院有限公司，陜西西安 710054；2.陜西省礦產(chǎn)資源綜合利用工程技術研究中心，陜西西安 710054)

0 引言

成礦流體研究是成礦過程解析和找礦預測研究的重要課題，而流體包裹體測溫與成分測試則是成礦流體研究最有效的手段之一。如盧煥章等(2004，2015)和倪陪等(2018)分別總結了不同類型礦床中的流體包裹體特征，探討了成礦流體的性質、溫度、鹽度、來源等方面特征及研究成果。礦床流體包裹體測溫結合穩(wěn)定同位素示蹤，尤其是C-H-O-S同位素，已成為當前礦床成礦過程解析和成礦機制研究常用且重要的手段之一(袁碩浦等，2022)。曾慶棟等(2021)指出成礦流體研究有助于建立準確成礦模式和找礦模式；單個流體包裹體成分的詳細測定也逐漸成為礦床流體成礦環(huán)境判定的重要手段之一(郭偉等，2020)。

香溝-寺溝鎢礦位于陜西省商洛市山陽縣南部，是南秦嶺香溝-夏家店金多金屬成礦帶的重要組成部分(胡西順等，2015)。礦區(qū)內(nèi)已圈定鎢礦體4條，金礦體4條(即礦區(qū)中部王家坪金礦段)，為一處金鎢礦床。關于金鎢共存的礦床，學者對湘西沃溪金銻鎢礦、渣滓溪金鎢礦、寨上金鎢礦進行了較為深入的研究。最新研究表明，這些礦床是成礦熱液遠距離運移成礦的結果，金、鎢成礦過程可能為同一成礦事件的不同期次，成礦作用中存在不同程度的巖漿成礦作用(彭渤等，2006;呂喜旺等，2017;楊瀚文等，2021)，如西秦嶺寨上金鎢礦，楊瀚文等(2021)研究表明寨上金鎢礦是中生代陸內(nèi)造山體制下與構造巖漿活動有關的2個成礦系列疊加的結果。

區(qū)域上，礦區(qū)與其西部的鎮(zhèn)安西部鎢礦帶，同處于南秦嶺鎢多金屬礦床成礦帶，鎮(zhèn)安東陽大型矽卡巖型鎢礦(劉茜，2013;段湘益和蒙利，2020)、棋盤溝石英脈型鎢礦、核桃坪石英脈型鎢鈹?shù)V(代鴻章等，2019;高云峰等，2019)已成為南秦嶺地區(qū)的典型鎢礦床。值得一提的是，香溝-寺溝鎢礦與鎮(zhèn)安西部鎢礦帶同時也是金礦化帶，成礦帶內(nèi)金化探異常組合發(fā)育，在成礦帶內(nèi)目前已發(fā)現(xiàn)有鎮(zhèn)安縣黃金美構造蝕變巖型金礦、山陽縣王家坪卡林型金礦等金礦床。

為探究礦區(qū)內(nèi)金鎢成礦過程和進一步找礦方向，前人已開展了不少研究工作。劉新偉等(2016)利用流體包裹體測溫及H-O同位素示蹤研究了礦區(qū)中部王家坪金礦段的成礦溫度和成礦特征；薛玉山等(2020)總結了王家坪金礦的構造控礦特征；胡西順等(2015)論述了區(qū)域找礦方向和潛力；薛玉山等(2021)對礦區(qū)鎢礦體進行了白鎢礦LA-ICP-MS微量元素測定和年代學研究，確定礦床為印支晚期成礦結果，并提出了金鎢礦化可能為不同期次疊加成礦的認識。但上述工作均未涉及鎢礦成礦流體特征研究，鎢礦成礦溫度與流體來源、礦床成因尚不清楚，礦區(qū)金、鎢成礦關系及鎢礦找礦方向存在較大爭議。

本文選擇香溝-寺溝鎢礦床主礦體作為研究對象，通過野外調查、巖相學觀察，利用流體包裹體顯微溫法、C-H-O穩(wěn)定同位素測試和激光拉曼流體包裹體成分測定，研究了成礦流體屬性特征，解析流體成礦過程，探討找礦潛力，旨在為下一步礦區(qū)及其周邊勘查工作部署提供科學依據(jù)。

1 區(qū)域地質背景

礦區(qū)大地構造位置屬南秦嶺印支褶皺帶鳳縣-鎮(zhèn)安褶皺束東部(圖1)，礦區(qū)緊鄰區(qū)域性深大斷裂山陽-鳳鎮(zhèn)斷裂(簡稱山鳳斷裂)，山鳳斷裂次級斷裂饅頭山-大坪-銀花河斷裂(F2)橫貫礦區(qū)，是區(qū)域內(nèi)主要的構造-熱液活動通道。

圖1 區(qū)域地質礦產(chǎn)簡圖

區(qū)域上出露泥盆系、石炭系地層，為一套由碳酸鹽巖和陸緣碎屑巖及淺變質巖組成的弧前盆地構造環(huán)境下的沉積巖石組合(Shi et al.,2016)，其中上泥盆統(tǒng)星紅鋪組和中泥盆統(tǒng)大楓溝組是區(qū)內(nèi)金多金屬主要礦化層位，已發(fā)現(xiàn)的王家坪金礦(中型)、香溝-寺溝鎢礦及龍頭溝金礦(中型)均位于該層位內(nèi)。

區(qū)域構造形跡總體呈近東西向展布特征，疊加有北東向與北西向構造。區(qū)域性紙房溝-瓦房店-中村復式背斜貫穿本區(qū)。區(qū)域深大斷裂山陽-鳳鎮(zhèn)斷裂(簡稱山鳳斷裂)，總體傾向北北東，傾角50°～80°，破碎帶寬30～160 m，具有多期活動特征，控制了南北沉積環(huán)境差異和區(qū)域巖漿巖的分布。吳發(fā)富(2013)利用Ar-Ar法測得山鳳斷裂主斷裂形成于287±2.6 Ma，但其后在200.9 Ma還有較強熱液活動。山鳳斷裂次級斷裂饅頭山-大坪-銀花河斷裂(F2)和上岔口-東龍頭溝斷裂(F3)為兩條區(qū)域性導礦構造。

山陽紅椿溝-高壩構造-巖漿巖帶為區(qū)域性巖漿熱液活動帶，由多個中酸性巖體和巖脈組成，具有多期活動的特點。該構造帶熱液礦化蝕變強烈，已發(fā)現(xiàn)的桐樹溝金礦就位于該構造帶內(nèi)。板板山巖體緊鄰礦區(qū)，為一復式花崗巖巖基，其成巖年齡為743.2 Ma(楊志軍等，2020)。

2 礦床地質特征

礦區(qū)位于區(qū)域紙房溝-瓦店-中村復式背斜北翼，出露泥盆系星紅鋪組一段(D3x1)鈣質板巖、含泥灰?guī)r和古道嶺組(D2g)厚層灰?guī)r，其中星紅鋪組一段(D3x1)是礦區(qū)金、鎢礦的主要賦礦層位，可進一步劃分為上下亞段。星紅鋪組一段下亞段(D3x1-1)由三個巖性層組成：第一層(D3x1-1a)：中-薄層微晶灰?guī)r、泥砂質生物碎屑灰?guī)r、含炭灰?guī)r；第二層(D3x1-1b)：鈣質板巖、鈣質絹云千枚巖、含炭質鈣質板巖，局部夾灰?guī)r；第三層(D3x1-1c):中-薄層含炭泥砂質灰?guī)r，鈣質板巖、鐵白云石化灰?guī)r，該層為主要賦礦層位。上亞段(D3x1-2)巖性為絹云千枚巖、粉砂絹云千枚巖夾少量泥砂質灰?guī)r，厚度36.4～54 m。

礦區(qū)內(nèi)構造發(fā)育，饅頭山-大坪-銀花河斷裂分支(F21)及其次級平行斷裂為順層構造，其中F21斷裂為饅頭山-大坪-銀花河斷裂(F2)的一條分支斷裂，位于區(qū)內(nèi)香溝-王家坪-寺溝-老溝一帶，星紅鋪組一段上下亞段之間的層間斷裂，該斷裂長度>3 km，寬1～10 m，呈舒緩波狀，斷面整體傾向北，傾角72°～84°，具逆斷層性質，由構造角礫巖、揉皺灰?guī)r、揉皺板巖和石英(鐵)碳酸鹽(細)脈組成，主要蝕變有(鐵)碳酸鹽化、硅化、黃鐵礦化、雌黃雄黃化、白鎢礦化。F21斷裂為本區(qū)的主要控礦斷裂，礦區(qū)內(nèi)的鎢礦體主要沿該斷裂及其南側次級平行斷裂內(nèi)交代充填成礦，呈透鏡狀斷續(xù)產(chǎn)出，分為香溝、王家坪、寺溝礦段。

礦區(qū)內(nèi)無巖漿巖出露，但熱液脈體發(fā)育，礦區(qū)1:1萬遙感解譯發(fā)現(xiàn)多處環(huán)形構造，與深部隱伏巖漿活動有關。礦區(qū)1:2.5萬溝系次生暈測量覆蓋整個礦區(qū)，圈定的多個異常中均已發(fā)現(xiàn)金鎢多金屬礦(化)體。

礦區(qū)鎢礦體與金礦體總體呈現(xiàn)同帶不同體的特征，有金礦體的地段往往沒有鎢礦體，金礦體主要分布于礦區(qū)中部的王家坪金礦段，而鎢礦體則主要分布于含金礦構造帶的兩端，即為香溝-寺溝地區(qū)。

礦區(qū)目前已圈出四條鎢礦體，呈透鏡狀分布于香溝、王家坪與寺溝地段，以香溝鎢礦體規(guī)模最大，斷續(xù)長1.4 km，最厚可達11 m，礦體產(chǎn)狀為350°～12°∠74°～82°，WO3品位最高可達2.39%。賦礦地質體為蝕變灰?guī)r、構造角礫巖及石英方解石脈等，礦體呈透鏡狀、似層狀和網(wǎng)脈狀產(chǎn)出，受F21層間斷裂帶控制(圖2)。礦體在地表多為薄脈狀，向深部有分支復合、脈帶密集和變厚變富趨勢。

圖2 礦區(qū)鎢礦體典型勘探線剖面圖

礦石礦物為白鎢礦，脈石礦物為方解石、石英、白云石、黃鐵礦、褐鐵礦等。礦石呈細粒它形-半自形粒狀結構、碎裂結構，星點狀構造、似層狀構造、角礫狀構造、脈狀構造、塊狀構造。白鎢礦呈細脈狀、星點狀賦存于蝕變灰?guī)r和構造角礫巖中。礦石類型有方解石石英脈型、構造蝕變巖型等(圖3a～c)。

礦區(qū)圍巖蝕變較發(fā)育，以白鎢礦化、硅化、黃鐵礦化、碳酸鹽化及少量鐵碳酸鹽化為主，其中硅化、碳酸鹽化和白鎢礦化是鎢礦的直接找礦標志。

礦區(qū)白鎢礦顆粒較小，一般粒徑0.01～0.6 mm，呈星點狀、細脈狀產(chǎn)于方解石石英脈或蝕變巖中。顯微鏡下可見，白鎢礦主要以兩種晶形產(chǎn)出：(1)細粒集合體狀，多見與鐵質共生(圖3d～e)，呈微細粒斑點狀、面狀分布于構造蝕變灰?guī)r中；(2)自形結晶顆粒，產(chǎn)于方解石細脈外側(圖3f)。礦區(qū)鎢礦成礦階段初步可劃分為兩個階段，即早階段巖漿氣液結晶階段和晚期熱液改造階段。早階段白鎢礦與方解石、石英等共生，白鎢礦顆粒自形程度高(圖3g～i)，呈細網(wǎng)脈狀產(chǎn)出；晚階段白鎢礦發(fā)育不同程度溶蝕，呈棉絮狀、細粒集合體狀，與鐵質和炭質共生，在構造角礫巖中多見。

圖3 研究區(qū)鎢礦石照片

3 樣品采集及測試方法

3.1 樣品采集

研究所用樣品均采集于礦區(qū)主礦體，樣品以白鎢礦化方解石石英脈型礦石為主，少量為構造蝕變巖型。樣品新鮮，共采樣9件，采樣標高1020～1430 m，其中鉆探樣品(編號:17-XG-7～17-XG-9)3件，其余樣品均來自地表槽探工程，對當前勘查深度范圍(成礦系統(tǒng)淺部)礦體具有代表性。

3.2 測試方法

流體包裹體顯微測溫在西北大學地質系特種顯微鏡室完成。流體包裹體激光拉曼光譜分析在中國地質調查局西安地質礦產(chǎn)研究所實驗測試中心完成，C-H-O穩(wěn)定同位素測試在核工業(yè)北京地質研究院分析測試研究中心完成。

3.2.1 流體包裹體顯微測溫

流體包裹體測溫使用儀器為英國Linkam科學技術公司的生產(chǎn)的MDSG600型冷熱臺，測溫精度及穩(wěn)定性在0.1 ℃之內(nèi)。為了保護儀器的測試精度，防止樣品大規(guī)模爆裂，實際測試溫度上限為300 ℃。流體包裹體溫度測試過程中，一般溫度變化的速率控制在5.0～10.0 ℃/min，相變點速率調整為0.1～0.5 ℃/min。

測試主要針對主成礦階段流體包裹體進行，共測試原生流體包裹體320個，測試礦物3種：石英、白鎢礦和方解石。流體包裹體鹽度與密度計算使用Linkam公司開發(fā)的PTVX(V2.1)軟件計算，相關理論依據(jù)參考文獻(Bodnar,1983;Hall et al.,1988)。流體均一壓力計算依據(jù)劉斌(2018)公式計算。

3.2.2 流體包裹體激光拉曼光譜分析

測試儀器為英國Renishaw公司生產(chǎn)的Renishaw inVia型激光拉曼探針，儀器光譜范圍200～1000 nm，光譜分辨率：1 cm-1，空間分辨率：橫向0.5 μm，縱向2 μm。實驗溫度23 ℃，激光功率20 mW，激發(fā)波長514.5 nm，光譜儀狹縫20 μm，掃描速度為10 s/6次疊加。

3.2.3 C-H-O穩(wěn)定同位素測試

石英中氫同位素分析采用鋅還原法，測試儀器為德國Finnigan公司生產(chǎn)的穩(wěn)定同位素比值質譜儀MAT-253氣體同位素質譜儀，檢測方法依據(jù)《水中氫同位素鋅還原法測定》(DZ/T0184.19-1997)；氧同位素分析采用五氟化溴(BrF5)法，使用儀器為美國賽默飛世爾公司生產(chǎn)的Delta V Advantage氣體穩(wěn)定同位素質譜儀,檢測方法依據(jù)《硅酸鹽及氧化物礦物中氧同位素組成的五氟化溴法測定》(DZ/T0184.13-1997)；方解石碳氧同位素測試，測試儀器為德國Finnigan公司生產(chǎn)的穩(wěn)定同位素比值質譜儀MAT-253氣體同位素質譜儀，依據(jù)《碳酸鹽礦物或巖石中碳、氧同位素組成的磷酸法測定》(DZ/T0184.17-1997)。

4 測試結果與討論

4.1 流體包裹體巖相學特征

礦區(qū)流體包裹體見圖4，多為L+V型(富液相)和L型(純液相)，少量為V型(富氣相)。巖相學觀察可見，礦區(qū)內(nèi)方解石中流體包裹體最發(fā)育，次為白鎢礦和石英。包裹體呈淺黃-無色透明，長軸直徑多集中于5～20 μm，含量約3%～10%，形狀為橢圓狀、長條狀、不規(guī)則狀。白鎢礦中所見均為L+V型包裹體，含量約10%，長軸長度約5～10 μm，包裹體中氣相的相比3%～50%，平均值為10%，包裹體形態(tài)多樣，多為橢圓狀或者不規(guī)則狀。原生包裹體隨機分布，次生包裹體則呈密集條帶狀分布。

圖4 礦區(qū)流體包裹體顯微照片

4.2 顯微測溫與激光拉曼測試結果

流體包裹體測溫結果見表1。礦區(qū)流體包裹體組合以L+V型為主，發(fā)育L型包裹體，少有V型包裹體。由測試結果可見(表1)，礦區(qū)主成礦期流體包裹體均一溫度區(qū)間為115.5 ℃～273.6 ℃，平均值為160 ℃，其中L+V型包裹體均一溫度平均值為160.9 ℃(圖5)。流體包裹體冰點溫度范圍為-0.2 ℃～-19.5 ℃，平均值為-4.5 ℃；計算鹽度范圍為(0.33～14.05) % NaCleqv，平均為7.07% NaCleqv；密度為0.81～1.02 g/cm3，平均0.96 g/cm3。由流體包裹體測溫結果來看，礦區(qū)鎢礦成礦流體屬于中低溫低密度的熱液體系。主成礦過程在180 ℃～250 ℃初次形成次級高峰，在160 ℃左右成礦作用達到高峰。

圖5 研究區(qū)流體包裹體均一溫度(a)和鹽度(b)直方圖

激光拉曼測試結果顯示(圖6)，主成礦階段礦石的主要組分方解石(圖6a)和白鎢礦(圖6b)中流體氣相、液相主要成分均為H2O。

圖6 研究區(qū)成礦期方解石(a)和白鎢礦(b)流體包裹體激光拉曼圖譜

4.3 C-H-O同位素特征與流體示蹤

H-O同位素是成礦流體來源的良好示蹤劑。依據(jù)Blattner(1975)和O’Neil et al.(1969)實驗擬合的石英-水、方解石-水同位素平衡分餾公式：

1000lnα石英-水=3.65×106/T2-2.59(100～200 ℃)(Blattner,1975)

(1)

式(1)中：lnα石英-水為氧同位素在石英和水中的分餾因子；T為溫度(單位:K)。

1000lnα石英-水=2.78×106/T2-3.39(0～500 ℃)(O’Neil et al.,1969)

(2)

式(2)中：lnα方解石-水為氧同位素在方解石和水中的分餾因子；T為溫度(單位:K)。

礦區(qū)內(nèi)測得的2件H-O同位素、5件方解石C-O同位素測試結果如表2。依據(jù)計算公式(1)和(2)，分別計算出與石英、方解石達到平衡的流體中O同位素的數(shù)據(jù)。

表2 礦區(qū)方解石-石英-白鎢礦C-H-O同位素測試結果表

由表2可見，主成礦階段生成的方解石δCV-PDB值介于-0.80‰～1.4‰之間，位于海相碳酸鹽巖和巖漿巖之間(Hoefs,2018)，指示成礦流體與圍巖(泥盆系碳酸鹽巖)可能存在強烈的交代作用；香溝-寺溝鎢礦成礦流體的δ18OV-SMOW同位素介于2.09‰～9.56‰，δDV-SMOW值為-88.40‰～107.90‰，其中一件白鎢礦δ18OV-SMOW為7.3‰，與波爾謝夫斯基(1979)總結的多金屬-鎢建造礦床特征一致。礦床成因類型與矽卡巖型礦床最接近，與區(qū)域上鎮(zhèn)安東陽矽卡巖型鎢礦可以對比。

礦區(qū)白鎢礦與石英的H-O同位素組成，符合天水-巖漿水的混合產(chǎn)物特征，樣品δD、δ18OH2O數(shù)值均低于正常巖漿水(圖7)，同位素組成接近初始混合巖漿水區(qū)域(張理剛,1985)，與中國華南矽卡巖型鎢礦數(shù)據(jù)范圍(祝新友等，2015;王彩艷等，2020)一致。礦床成礦過程具有巖漿熱液成礦特征，但數(shù)據(jù)點更加偏向大氣降水線，可能指示成礦流體中天水加入的比例較大，成礦流體為巖漿熱液-天水混合流體。

圖7 礦區(qū)D-O同位素源區(qū)判別圖解

礦床成礦溫度最終使用共生礦物對法確定。選擇白鎢礦方解石石英脈中方解石-石英礦物對，利用氧同位素分餾平衡公式(鄭永飛和陳江峰，2000)計算礦區(qū)鎢礦成礦溫度為150 ℃。

同時，利用軟件計算(張月沙和毛世德，2015)，計算主成礦階段pH為5.74，Eh為0.26，顯示成礦環(huán)境為酸性弱氧化環(huán)境。依據(jù)成礦溫度與等容線圖，成礦壓力20～60 MPa，依據(jù)公式(劉斌,2018)可計算成礦壓力為60 MPa，按照靜巖壓力27 MPa/km計算，成礦深度約2 km。

5 成礦過程與找礦潛力討論

5.1 成礦過程及機制分析

礦區(qū)主成礦階段流體包裹體數(shù)據(jù)在均一溫度-鹽度圖解中(圖8)，明顯與王家坪金礦段不同，顯示同時受與低密度流體和冷卻作用的雙重控制成礦的特征(盧煥章等，2004)。該結論與H-O同位素測試結果一致，因此流體的冷卻和與天水混合可能是礦床礦質沉淀的主要機制。

圖8 礦區(qū)流體包裹體鹽度-溫度圖解(底圖據(jù)盧煥章等， 2004修改)

成礦期流體包裹體測溫結果顯示，礦區(qū)主成礦期流體包裹體均一溫度區(qū)間為115.5 ℃～273.6 ℃，其中成礦溫度180 ℃～250 ℃可能是早階段巖漿氣液初期結晶過程的體現(xiàn)，這與陰極發(fā)光照相顯示的白鎢礦兩個世代可以對應；礦區(qū)成礦作用在150 ℃附近達到高峰。

就成礦溫度而言，香溝-寺溝鎢礦與典型巖漿熱液鎢礦成礦晚期(硫化物階段，成礦溫度<250 ℃)溫度接近(祝新友等，2015;徐繁昌等，2016)。華南矽卡巖型鎢礦成礦中晚期溫度為100 ℃～550 ℃(祝新友等，2015)，江西朱溪鎢礦硫化物階段160 ℃～240 ℃(李巖等，2020)。礦區(qū)成礦溫度與區(qū)域典型鎢礦(鎮(zhèn)安東陽鎢礦)成礦中晚期石英-硫化物階段和碳酸鹽化階段(溫度主要集中于140 ℃～200 ℃)(劉茜,2013)基本一致，因此礦區(qū)當前所控制的鎢礦體可能僅為遠離成礦巖體的“頂上帶”部位。礦區(qū)白鎢礦的稀土元素特征研究(薛玉山等，2020)也證實了這一點。因此，本區(qū)成礦流體可能是一種遠距離遷移的巖漿熱液，流體包裹體具有巖漿熱液晚期流體呈低溫、低鹽度和以H2O-NaCl為主要成分的特點(Liu et al.,2020)。

礦區(qū)內(nèi)金礦體(王家坪金礦段)流體包裹體均一溫度范圍90 ℃～140 ℃(平均值為118 ℃)(劉新偉等，2016)。本文測試鎢礦體成礦溫度高于此溫度，結合金礦化標高(500～1200 m)低于鎢礦化標高(700～1400 m)的特征，本文認為金鎢礦化流體并非為同一個熱液演化體系而是不同成礦體系的空間疊加，是疊加成礦作用的結果。這與區(qū)域上商洛楊斜鎢金礦成礦過程相似，鎢成礦巖體熱液后期萃取圍巖地層金，形成金礦(葛戰(zhàn)林等，2020)。西秦嶺寨上金鎢礦(楊瀚文等，2021)研究表明早期鎢礦化發(fā)生在220 Ma左右，晚期金礦化疊加早期鎢礦化。彭勃等(2006)研究湘西沃溪金鎢銻礦也有相似結論。因此，礦區(qū)內(nèi)金礦體富厚地段鎢礦化強度減弱，可以被解釋為金礦化流體對早期形成的鎢礦體有一定程度的改造作用。

5.2 區(qū)域構造活動與流體成礦演化

區(qū)域上，鎢礦成礦時代總體位于195～218 Ma之間，礦區(qū)Sm-Nd同位素測年結果表明，本區(qū)鎢礦的成礦年齡為195 Ma(薛玉山等，2020)，與區(qū)域鎢礦成礦時代一致(Lei et al.,2021)，屬印支期晚期。

印支期是我國南秦嶺地區(qū)構造-巖漿活動最活躍的時期之一，該時期徹底實現(xiàn)了由海盆向大陸造山帶的轉變。因構造體制由擠壓向伸展轉換，引發(fā)強烈殼幔相互作用，形成了南秦嶺高鎂埃達克質的鈣堿性花崗巖帶(Chen and Santosh,2014)，成巖年齡一般為197～246.8 Ma，集中于200～220 Ma(鄭俊等，2015;韋龍猛等，2016;Hu et al.,2017;Lu et al.,2017;李陽,2017;黃倩雯等，2018;代鴻章等，2019)?；◢徺|巖漿沿多期活動的近東西向深大斷裂或其次級斷裂上升侵位，豐富的成礦物質被巖漿熱液攜帶運移成礦，形成了如今鎮(zhèn)安東陽大型矽卡巖型鎢礦、棋盤溝石英脈型鎢礦、商洛楊斜石英脈型鎢礦以及眾多的金礦床，造就了如今的柞水-鎮(zhèn)安-山陽金鎢多金屬成礦帶。在這樣的構造背景下，礦區(qū)深部巖漿侵位至龍頭溝背斜深部，成礦物質隨巖漿期后熱液沿導礦斷裂長距離向上運移至近地表處，在成礦流體的冷卻和與天水的混合雙重作用下，最終沉淀成礦，形成山陽縣香溝-寺溝鎢礦床，成礦深度約為2 km。同時深部的巖漿活動可能為近同期或稍晚期金礦成礦提供成礦熱源及部分成礦流體。

5.3 礦區(qū)找礦潛力分析

礦區(qū)位于南秦嶺Au-Cu-Pb-Zn-Sb-W-RM成礦帶。該成礦帶內(nèi)已發(fā)現(xiàn)金礦、鎢礦多處，如鎮(zhèn)安西部鎢礦礦集區(qū)、金龍山金礦、王家坪金礦、龍頭溝金礦等，成礦作用與深部巖漿熱液緊密活動相關(董一博等，2019;丁坤等，2021;仇金林等,2021)，沿山鳳斷裂表現(xiàn)為明顯的航磁高值異常區(qū)(圖9a)，說明該異常帶是巖漿-熱液活動帶，是區(qū)域成礦物質的重要來源。區(qū)域內(nèi)鎢異常①基本沿該巖漿-熱液活動帶分布(圖9a)，目前已形成以鎮(zhèn)安西部東陽鎢礦、核桃坪鎢礦和棋盤溝鎢礦為代表的中-大型鎢多金屬成礦帶。

就成礦類型來看，區(qū)域鎢礦以矽卡巖-石英脈型白鎢礦為主，兼有石英脈型黑鎢礦，成礦巖體附近似層狀礦體發(fā)育。從成礦深度(標高)來看(圖9b)，由鎮(zhèn)安西部鎢礦集區(qū)到香溝-寺溝鎢礦區(qū)，賦礦巖體侵位逐漸變深，成礦深度逐漸增大。鎮(zhèn)安西部已發(fā)現(xiàn)的鎢礦床(標高1400～400 m)賦礦標高都具有向東緩慢下降的特點。核桃坪鎢礦延伸至400 m 標高處、棋盤溝鎢礦低至117 m標高處(高云峰等，2019)，礦體均以細脈型向深部穩(wěn)定延伸和變富，其成礦模式與中國鎢礦“五層樓”模式一致(代鴻章等，2019)。礦區(qū)內(nèi)所發(fā)現(xiàn)的鎢礦體主要集中于700～1400 m標高之間，與鎮(zhèn)安西部鎢礦礦集區(qū)成礦構造帶一致，成礦時代一致，且向深部細脈狀延伸變富特征明顯，因此礦區(qū)深部還有尋找“上脈下體”式富厚礦體的潛力。

圖9 礦區(qū)區(qū)域鎢背景(a)與成礦模式(b)圖(據(jù)注釋①；代鴻章等，2019修改)

葉天竺等(2017)對中國鎢礦進行了專門的研究和總結，建立了鎢礦的成礦模式，認為無論是石英脈型鎢礦還是接觸交代型鎢礦，成礦深度一般2～8 km，在其成礦系統(tǒng)的遠端都容易形成陡傾的脈狀礦體。對比該成礦模式，礦區(qū)鎢礦體具有明顯的巖漿熱液晚期特點，探礦工程控制范圍內(nèi)全部為脈狀礦體，白鎢礦呈自形粒狀賦存于方解石細脈中，計算成礦深度2 km，礦區(qū)深部仍具有尋找厚大礦體的潛力。

6 結論

本文利用顯微測溫、激光拉曼分析和穩(wěn)定同位素示蹤技術，對陜西省山陽縣香溝-寺溝鎢礦進行流體包裹及石英和方解石礦物C-H-O同位素測試。

(1)礦床主成礦階段流體包裹體均一溫度集中于115.5 ℃～273.6 ℃，鹽度為(0.33～14.05)% NaCleqv，流體包裹體主要成分為H2O。成礦期方解石δCV-PDB值為-0.80‰～1.4‰，成礦流體δ18OV-SMOW為2.09‰～9.56‰，δDV-SMOW為-88.40‰～107.90‰。

(2)該礦床成礦流體為低溫巖漿熱液體系，同時具有明顯的天水混合特征。利用同位素礦物對，確定成礦溫度約150 ℃，估算成礦深度約為2 km。

(3)礦床成礦流體可能是一種遠距離遷移的巖漿熱液，成礦流體的降溫冷卻和與天水混合是最終導致礦質沉淀成礦的主要機制。

(4)礦區(qū)內(nèi)發(fā)現(xiàn)的鎢礦體多以方解石-石英細脈型產(chǎn)出，可類比巖漿熱液鎢礦頂部(遠端)，礦區(qū)深部具有巨大找礦潛力。

(5)本文測定了礦區(qū)鎢礦成礦溫度及其流體屬性特征，判定礦床成因類型和找礦潛力，但由于礦區(qū)內(nèi)勘查工作程度較低，本次深部采樣分析有限，下一步工作可在更多深部樣品分析的基礎上，結合地質規(guī)律，分析成礦流體成礦規(guī)律，系統(tǒng)建立找礦模型，指導礦床勘查工程部署。

致謝：西安西北有色地質研究院有限公司執(zhí)行董事馮玉懷、總經(jīng)理陳文強、副總經(jīng)理張云峰等同志對項目實施給予了大力支持；西北大學地質學系范文博博士、張旭在本文顯微巖相學研究方面提供了幫助；西安地質調查中心實驗測試中心周寧超等為項目樣品測試提供了便利；責任編輯和匿名審稿人對文章結構和內(nèi)容提出了建設性意見，在此一并表示感謝。

[注 釋]

① 中國地質調查局.2021. 地質云.物化遙數(shù)據(jù)庫[EB/OL].http://geocloud.cgs.gov.cn/,2021.4.11.