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(zhèn)安一帶鎢鉬金多金屬礦集區(qū)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(guī)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(qū)鎢礦礦床成礦的流體來源以及成因進行了討論。

1 研究區(qū)地質背景

研究區(qū)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(qū)域內地層大部屬迭部-旬陽分區(qū)，少量屬太白-柞水地層分區(qū)，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(qū)域構造活動影響多發(fā)生淺變質且地層主要呈北西—北西西走向［1-2］。

研究區(qū)處于秦嶺造山帶的核心部位，區(qū)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(qū)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(qū)內巖漿、構造事件頻發(fā)，使該區(qū)具有良好成礦地質條件［3-5］。

2 礦區(qū)地質概況

核桃坪礦區(qū)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?guī)r、灰?guī)r，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(qū)地質簡圖

區(qū)內構造活動強烈，逆沖推覆、走滑斷裂發(fā)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?？梢姛嵋好}體充填，局部可見鎢礦化；二組不同方向斷裂形成了區(qū)內“五縱三橫”的斷裂格局，并對研究區(qū)鎢礦的形成和賦存起著決定性作用［6］。

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

3 礦床地質特征

核桃坪鎢礦區(qū)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(qū)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(qū)白鎢礦沿石英裂隙充填

圖3 礦區(qū)浸染狀礦石中的輝鉬礦、黃鐵礦、石英等

目前礦區(qū)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(qū)內石英脈體具有時空密切聯(lián)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(tǒng)。

4 礦區(qū)構造特征

礦區(qū)地表斷裂、節(jié)理等較為發(fā)育，因此在礦區(qū)東西不同方位剖面中統(tǒng)計構造方位，分析礦區(qū)主要構造方位。

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

圖4 分布統(tǒng)計直方圖

圖5 礦區(qū)節(jié)理玫瑰花圖

由于礦區(qū)石英脈、石英-方解石脈主要與巖石或巖體裂隙中發(fā)育，因此礦區(qū)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(guī)則狀，多順層間滑動面或斷層帶發(fā)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(qū)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(qū)石英脈可明顯區(qū)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(qū)成礦流體的成礦均一溫度、冰點溫度，進一步估算礦區(qū)成礦流體鹽度、密度和成礦深度，分析該礦區(qū)成礦流體性質。采用冷凍法和均一法分別獲得礦區(qū)流體包裹體均一溫度和冰點溫度［4］，結果見表1。

表1 礦區(qū)包裹體測溫結果

由圖6可知：礦區(qū)核桃坪礦區(qū)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(qū)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(jù)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(qū)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(qū)包裹體鹽度等計算結果

核桃坪礦區(qū)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(qū)成礦深度為5.9180～8.852 4 km，與區(qū)域熱液脈型鎢礦及相關巖體成礦深度較為一致。將研究區(qū)樣品的均一溫度和鹽度進行相關性投圖（見圖7），可以發(fā)現(xiàn)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(fā)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(xié)變圖

6 結論

①核桃坪礦區(qū)鎢礦體產出與石英脈體關系密切，脈體可根據(jù)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(fā)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(qū)流體包裹體均一溫度和鹽度數(shù)據(jù)進行整理統(tǒng)計可知，核桃坪礦區(qū)成礦流體總體表現(xiàn)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(shù)變化較大，指示礦床成礦過程中流體性質發(fā)生較大變化。

③從礦區(qū)流體包裹體均一溫度—鹽度協(xié)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。