南秦岭核桃坪钨矿控矿构造特征及流体性质研究

陈泽华 郝柏松 王代兵 蒲 瑞

（1.长安大学地球科学与资源学院，陕西 西安 710061；2.西安矿产资源调查中心，陕西 西安 710010）

0 引言

核桃坪钨矿位于宁陕-镇安一带钨钼金多金属矿集区西部。以往对于该矿床只进行过基础地质勘探，为了深入了解该矿床的矿化富集规律，笔者在野外调研的基础上，对核桃坪钨矿进行了控矿构造综合分析，并通过流体包裹体研究对该区钨矿矿床成矿的流体来源以及成因进行了讨论。

1 研究区地质背景

研究区位于秦岭中央复合造山带的商丹缝合带南部南秦岭构造带内。区域内地层大部属迭部-旬阳分区，少量属太白-柞水地层分区，出露地层基底中-上元古界褶皱岩系，沉积盖层为震旦系至晚石炭系的一套碎屑岩、碎屑岩和碳酸盐岩岩性组合，受区域构造活动影响多发生浅变质且地层主要呈北西—北西西走向［1-2］。

研究区处于秦岭造山带的核心部位，区域内构造活动与秦岭构造变形活动基本一致，主要经历了三期构造变形，形成了一系列断裂，为成矿流体运移和赋存提供了良好空间；区内岩浆作用强烈且具有多期活动的特征，主要形成晚印支-早燕山期中酸性侵入岩，多呈岩基状产出，面状分布。区内岩浆、构造事件频发，使该区具有良好成矿地质条件［3-5］。

2 矿区地质概况

核桃坪矿区出露地层主要有灯影组、早古生代石瓮子组、白龙洞组、两岔口组［5-6］，其中白龙洞组、两岔口组为主要赋矿地层，岩性主要为云母片岩、结晶灰岩、灰岩，地层总体为近东西向，不同时代地层以断层接触方式为主（见图1）。

图1 矿区地质简图

区内构造活动强烈，逆冲推覆、走滑断裂发育，构造展布方向总体呈近EW 向，其次为NE—NNE向，近EW 向断裂一般不含矿，NE—NNE 向断裂总体呈张性断裂特征，通常可见热液脉体充填，局部可见钨矿化；二组不同方向断裂形成了区内“五纵三横”的断裂格局，并对研究区钨矿的形成和赋存起着决定性作用［6］。

矿区岩浆岩未见明显出露，局部钻孔发现几条煌斑岩脉，而西南侧王家坪隐伏岩体的存在可能与区内矿体形成存在密切关系。

3 矿床地质特征

核桃坪钨矿区矿物种类繁多、组成复杂，主要为白钨矿、辉钼矿、黄铁矿、绿柱石等，次要为黄铜矿、磁铁矿、辉锑矿等；脉石矿物以石英、方解石、铬云母为主；矿区矿石主要呈自行—半自形结构、细晶结构，团块状、网脉状、微细浸染状构造（见图2、图3）。

图2 矿区白钨矿沿石英裂隙充填

图3 矿区浸染状矿石中的辉钼矿、黄铁矿、石英等

目前矿区中圈出两条近平行产出的钨矿体W1、W2，以及钨矿（化）体20余条，与区内石英脉体具有时空密切联系，脉体多沿NE—NNE 向构造裂隙密集产出，以大、中脉型矿体为主，形成密集充填型脉体系统。

4 矿区构造特征

矿区地表断裂、节理等较为发育，因此在矿区东西不同方位剖面中统计构造方位，分析矿区主要构造方位。

由图4（a）、4（b）倾向、倾角分布统计直方图可直观看出，矿区节理倾向大致为315°～360°，占比77%；矿区节理主要集中在45°～75°，占比大于80%；节理统计分析结果（见图5）表明，核桃坪钨矿断裂走向有两个优势方位，分别为0°～10°、45°～50°，其次为85°～105°。

图4 分布统计直方图

图5 矿区节理玫瑰花图

由于矿区石英脉、石英-方解石脉主要与岩石或岩体裂隙中发育，因此矿区脉体大致也可以分为近EW 向和NE—NNE 向两组，NE—NNE 向石英脉多截切近EW 向石英脉，因此形成时代较晚。早期近EW 向石英脉呈透镜状、不规则状，多顺层间滑动面或断层带发育，一般无钨矿化；后期含矿热主要液沿NE—NNE 向断裂破碎带裂隙贯入，并在NE—NNE 向容矿裂隙及两期构造交汇部位冷却沉淀，含矿石英脉、石英-方解石脉延伸较好，可见黄铁矿化、绢云母化、铬云母化与钨矿化伴生，特别是两组断裂交汇部位，石英脉密集产出时矿化较强（见图6）。

图6 晚期含钨脉体截切早期脉体

5 流体包裹体特征

研究区内的石英脉可以大致分为近EW 向和NE—NNE 向两组，由前文可知研究区石英脉可明显区分出新老关系，近EW 向石英脉形成较早，且一般不含矿，矿体与NE—NNE 向石英脉、石英-方解石脉有密切时空关系。

故本研究选取成矿期石英脉进行石英、白钨矿的包裹体测温研究，获取核桃坪矿区成矿流体的成矿均一温度、冰点温度，进一步估算矿区成矿流体盐度、密度和成矿深度，分析该矿区成矿流体性质。采用冷冻法和均一法分别获得矿区流体包裹体均一温度和冰点温度［4］，结果见表1。

表1 矿区包裹体测温结果

由图6可知：矿区核桃坪矿区石英脉均一温度范围为197.9～382.5 ℃，峰值为280～320 ℃，集中在303 ℃附近；含绿柱石石英脉均一温度总体小于石英脉型，均一温度为116.4～237.4 ℃，峰值集中在165 ℃附近。主要特征如下。

图6 矿区流体包裹体均一温度直方图

①包裹体盐度时通过测得的冰点温度，再结合盐度计算公式［2，4］估得。盐度计算公式如式（1）。

式中：W为盐度，NaCl%；T=0-Tm，Tm为冰点温度，℃。

②盐度S在1%～30%时，流体包裹体密度根据气液两相包裹体密度计算公式［6-7］求流体密度，如式（2）。

式中：ρ为流体密度；g/cm3，t为均一温度，℃；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压力计算公式为式（3）。

式中：P0=219+2 620W，W为盐度，NaCl%；T0=374+920W；Th为实测均一温度，℃。

盐度计算结果如表2 所示。由表2 可知，矿区石英脉型流体盐度高于含绿柱石石英脉型，石英脉型流体钨矿化石英脉盐度范围为7.647%～18.401%，峰值集中在8.70%左右；含白钨矿-绿柱石石英脉盐度范围为0.18%～7.02%，峰值集中在3.60%左右。

表2 矿区包裹体盐度等计算结果

核桃坪矿区钨矿化石英脉密度范围为0.691～0.961 g/cm3，含白钨矿-绿柱石石英脉密度范围为0.647～0.873 g/cm3。通过计算流体包裹体捕获压力，可大致估算矿区成矿深度为5.9180～8.852 4 km，与区域热液脉型钨矿及相关岩体成矿深度较为一致。将研究区样品的均一温度和盐度进行相关性投图（见图7），可以发现均一温度和盐度大致呈正相关关系，该趋势可能表明流体混合作用的发生，流体混合作用可能导致了钨矿化形成。

图7 流体均一温度一盐度协变图

6 结论

①核桃坪矿区钨矿体产出与石英脉体关系密切，脉体可根据走向大致分为NE—NNE 和近EW 向两组，其中NE—NNE 向形成时代较晚，截切近EW 向石英脉，多发育黄铁矿化、绢云母化等，且与钨矿成矿关系密切。

②通过对核桃坪矿区流体包裹体均一温度和盐度数据进行整理统计可知，核桃坪矿区成矿流体总体表现出中-高温、中-高盐度、低密度的CO2-H2O 体系，成矿温度、盐度等包裹体特征指数变化较大，指示矿床成矿过程中流体性质发生较大变化。

③从矿区流体包裹体均一温度—盐度协变图可以看出，样品均一温度和盐度具有大致正相关关系，表明流体混合作用可能对钨矿化形成起到了有利作用。