薛玉山，門(mén)文輝，劉新偉

(1.西安西北有色地質(zhì)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(shù)研究中心，陜西西安 710054)

0 引言

成礦流體研究是成礦過(guò)程解析和找礦預(yù)測(cè)研究的重要課題，而流體包裹體測(cè)溫與成分測(cè)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(jié)了不同類(lèi)型礦床中的流體包裹體特征，探討了成礦流體的性質(zhì)、溫度、鹽度、來(lái)源等方面特征及研究成果。礦床流體包裹體測(cè)溫結(jié)合穩(wěn)定同位素示蹤，尤其是C-H-O-S同位素，已成為當(dāng)前礦床成礦過(guò)程解析和成礦機(jī)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(zhǔn)確成礦模式和找礦模式；單個(gè)流體包裹體成分的詳細(xì)測(cè)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(yáng)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(guān)于金鎢共存的礦床，學(xué)者對(duì)湘西沃溪金銻鎢礦、渣滓溪金鎢礦、寨上金鎢礦進(jìn)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(yuǎn)距離運(yùn)移成礦的結(jié)果，金、鎢成礦過(guò)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(gòu)造巖漿活動(dòng)有關(guān)的2個(gè)成礦系列疊加的結(jié)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(yáng)大型矽卡巖型鎢礦(劉茜，2013;段湘益和蒙利，2020)、棋盤(pán)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(shí)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(gòu)造蝕變巖型金礦、山陽(yáng)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(guò)程和進(jìn)一步找礦方向，前人已開(kāi)展了不少研究工作。劉新偉等(2016)利用流體包裹體測(cè)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(jié)了王家坪金礦的構(gòu)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(duì)礦區(qū)鎢礦體進(jìn)行了白鎢礦LA-ICP-MS微量元素測(cè)定和年代學(xué)研究，確定礦床為印支晚期成礦結(jié)果，并提出了金鎢礦化可能為不同期次疊加成礦的認(rèn)識(shí)。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(lái)源、礦床成因尚不清楚，礦區(qū)金、鎢成礦關(guān)系及鎢礦找礦方向存在較大爭(zhēng)議。

本文選擇香溝-寺溝鎢礦床主礦體作為研究對(duì)象，通過(guò)野外調(diào)查、巖相學(xué)觀察，利用流體包裹體顯微溫法、C-H-O穩(wěn)定同位素測(cè)試和激光拉曼流體包裹體成分測(cè)定，研究了成礦流體屬性特征，解析流體成礦過(guò)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(xué)依據(jù)。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

礦區(qū)大地構(gòu)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(yáng)-鳳鎮(zhèn)斷裂(簡(jiǎn)稱山鳳斷裂)，山鳳斷裂次級(jí)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(gòu)造-熱液活動(dòng)通道。

圖1 區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)簡(jiǎn)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(zhì)巖組成的弧前盆地構(gòu)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(gòu)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(gòu)造。區(qū)域性紙房溝-瓦房店-中村復(fù)式背斜貫穿本區(qū)。區(qū)域深大斷裂山陽(yáng)-鳳鎮(zhèn)斷裂(簡(jiǎn)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(dòng)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(cè)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(qiáng)熱液活動(dòng)。山鳳斷裂次級(jí)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(dǎo)礦構(gòu)造。

山陽(yáng)紅椿溝-高壩構(gòu)造-巖漿巖帶為區(qū)域性巖漿熱液活動(dòng)帶，由多個(gè)中酸性巖體和巖脈組成，具有多期活動(dòng)的特點(diǎn)。該構(gòu)造帶熱液礦化蝕變強(qiáng)烈，已發(fā)現(xiàn)的桐樹(shù)溝金礦就位于該構(gòu)造帶內(nèi)。板板山巖體緊鄰礦區(qū)，為一復(fù)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(zhì)特征

礦區(qū)位于區(qū)域紙房溝-瓦店-中村復(fù)式背斜北翼，出露泥盆系星紅鋪組一段(D3x1)鈣質(zhì)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(jìn)一步劃分為上下亞段。星紅鋪組一段下亞段(D3x1-1)由三個(gè)巖性層組成：第一層(D3x1-1a)：中-薄層微晶灰?guī)r、泥砂質(zhì)生物碎屑灰?guī)r、含炭灰?guī)r；第二層(D3x1-1b)：鈣質(zhì)板巖、鈣質(zhì)絹云千枚巖、含炭質(zhì)鈣質(zhì)板巖，局部夾灰?guī)r；第三層(D3x1-1c):中-薄層含炭泥砂質(zhì)灰?guī)r，鈣質(zhì)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(zhì)灰?guī)r，厚度36.4～54 m。

礦區(qū)內(nèi)構(gòu)造發(fā)育，饅頭山-大坪-銀花河斷裂分支(F21)及其次級(jí)平行斷裂為順層構(gòu)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(zhǎng)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(zhì)，由構(gòu)造角礫巖、揉皺灰?guī)r、揉皺板巖和石英(鐵)碳酸鹽(細(xì))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(cè)次級(jí)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(wú)巖漿巖出露，但熱液脈體發(fā)育，礦區(qū)1:1萬(wàn)遙感解譯發(fā)現(xiàn)多處環(huán)形構(gòu)造，與深部隱伏巖漿活動(dòng)有關(guān)。礦區(qū)1:2.5萬(wàn)溝系次生暈測(cè)量覆蓋整個(gè)礦區(qū)，圈定的多個(gè)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(méi)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(gòu)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(zhǎng)1.4 km，最厚可達(dá)11 m，礦體產(chǎn)狀為350°～12°∠74°～82°，WO3品位最高可達(dá)2.39%。賦礦地質(zhì)體為蝕變灰?guī)r、構(gòu)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(fù)合、脈帶密集和變厚變富趨勢(shì)。

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(xì)粒它形-半自形粒狀結(jié)構(gòu)、碎裂結(jié)構(gòu)，星點(diǎn)狀構(gòu)造、似層狀構(gòu)造、角礫狀構(gòu)造、脈狀構(gòu)造、塊狀構(gòu)造。白鎢礦呈細(xì)脈狀、星點(diǎn)狀賦存于蝕變灰?guī)r和構(gòu)造角礫巖中。礦石類(lèi)型有方解石石英脈型、構(gòu)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(biāo)志。

礦區(qū)白鎢礦顆粒較小，一般粒徑0.01～0.6 mm，呈星點(diǎn)狀、細(xì)脈狀產(chǎn)于方解石石英脈或蝕變巖中。顯微鏡下可見(jiàn)，白鎢礦主要以兩種晶形產(chǎn)出：(1)細(xì)粒集合體狀，多見(jiàn)與鐵質(zhì)共生(圖3d～e)，呈微細(xì)粒斑點(diǎn)狀、面狀分布于構(gòu)造蝕變灰?guī)r中；(2)自形結(jié)晶顆粒，產(chǎn)于方解石細(xì)脈外側(cè)(圖3f)。礦區(qū)鎢礦成礦階段初步可劃分為兩個(gè)階段，即早階段巖漿氣液結(jié)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(xì)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(xì)粒集合體狀，與鐵質(zhì)和炭質(zhì)共生，在構(gòu)造角礫巖中多見(jiàn)。

圖3 研究區(qū)鎢礦石照片

3 樣品采集及測(cè)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(gòu)造蝕變巖型。樣品新鮮，共采樣9件，采樣標(biāo)高1020～1430 m，其中鉆探樣品(編號(hào):17-XG-7～17-XG-9)3件，其余樣品均來(lái)自地表槽探工程，對(duì)當(dāng)前勘查深度范圍(成礦系統(tǒng)淺部)礦體具有代表性。

3.2 測(cè)試方法

流體包裹體顯微測(cè)溫在西北大學(xué)地質(zhì)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(guó)地質(zhì)調(diào)查局西安地質(zhì)礦產(chǎn)研究所實(shí)驗(yàn)測(cè)試中心完成，C-H-O穩(wěn)定同位素測(cè)試在核工業(yè)北京地質(zhì)研究院分析測(cè)試研究中心完成。

3.2.1 流體包裹體顯微測(cè)溫

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

測(cè)試主要針對(duì)主成礦階段流體包裹體進(jìn)行，共測(cè)試原生流體包裹體320個(gè)，測(cè)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(jì)算使用Linkam公司開(kāi)發(fā)的PTVX(V2.1)軟件計(jì)算，相關(guān)理論依據(jù)參考文獻(xiàn)(Bodnar,1983;Hall et al.,1988)。流體均一壓力計(jì)算依據(jù)劉斌(2018)公式計(jì)算。

3.2.2 流體包裹體激光拉曼光譜分析

測(cè)試儀器為英國(guó)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(shí)驗(yàn)溫度23 ℃，激光功率20 mW，激發(fā)波長(zhǎng)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(cè)試

石英中氫同位素分析采用鋅還原法，測(cè)試儀器為德國(guó)Finnigan公司生產(chǎn)的穩(wěn)定同位素比值質(zhì)譜儀MAT-253氣體同位素質(zhì)譜儀，檢測(cè)方法依據(jù)《水中氫同位素鋅還原法測(cè)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(guó)賽默飛世爾公司生產(chǎn)的Delta V Advantage氣體穩(wěn)定同位素質(zhì)譜儀,檢測(cè)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(cè)定》(DZ/T0184.13-1997)；方解石碳氧同位素測(cè)試，測(cè)試儀器為德國(guó)Finnigan公司生產(chǎn)的穩(wěn)定同位素比值質(zhì)譜儀MAT-253氣體同位素質(zhì)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(cè)定》(DZ/T0184.17-1997)。

4 測(cè)試結(jié)果與討論

4.1 流體包裹體巖相學(xué)特征

礦區(qū)流體包裹體見(jiàn)圖4，多為L(zhǎng)+V型(富液相)和L型(純液相)，少量為V型(富氣相)。巖相學(xué)觀察可見(jiàn)，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(wú)色透明，長(zhǎng)軸直徑多集中于5～20 μm，含量約3%～10%，形狀為橢圓狀、長(zhǎng)條狀、不規(guī)則狀。白鎢礦中所見(jiàn)均為L(zhǎng)+V型包裹體，含量約10%，長(zhǎng)軸長(zhǎng)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(jī)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(cè)溫與激光拉曼測(cè)試結(jié)果

流體包裹體測(cè)溫結(jié)果見(jiàn)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(cè)試結(jié)果可見(jiàn)(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(diǎn)溫度范圍為-0.2 ℃～-19.5 ℃，平均值為-4.5 ℃；計(jì)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(cè)溫結(jié)果來(lái)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(guò)程在180 ℃～250 ℃初次形成次級(jí)高峰，在160 ℃左右成礦作用達(dá)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(cè)試結(jié)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(lái)源的良好示蹤劑。依據(jù)Blattner(1975)和O’Neil et al.(1969)實(shí)驗(yàn)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(cè)得的2件H-O同位素、5件方解石C-O同位素測(cè)試結(jié)果如表2。依據(jù)計(jì)算公式(1)和(2)，分別計(jì)算出與石英、方解石達(dá)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(cè)試結(jié)果表

由表2可見(jiàn)，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(qiáng)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(jié)的多金屬-鎢建造礦床特征一致。礦床成因類(lèi)型與矽卡巖型礦床最接近，與區(qū)域上鎮(zhèn)安東陽(yáng)矽卡巖型鎢礦可以對(duì)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(guó)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(guò)程具有巖漿熱液成礦特征，但數(shù)據(jù)點(diǎn)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(duì)法確定。選擇白鎢礦方解石石英脈中方解石-石英礦物對(duì)，利用氧同位素分餾平衡公式(鄭永飛和陳江峰，2000)計(jì)算礦區(qū)鎢礦成礦溫度為150 ℃。

同時(shí)，利用軟件計(jì)算(張?jiān)律澈兔赖拢?015)，計(jì)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(jì)算成礦壓力為60 MPa，按照靜巖壓力27 MPa/km計(jì)算，成礦深度約2 km。

5 成礦過(guò)程與找礦潛力討論

5.1 成礦過(guò)程及機(jī)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(shí)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(jié)論與H-O同位素測(cè)試結(jié)果一致，因此流體的冷卻和與天水混合可能是礦床礦質(zhì)沉淀的主要機(jī)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(cè)溫結(jié)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(jié)晶過(guò)程的體現(xiàn)，這與陰極發(fā)光照相顯示的白鎢礦兩個(gè)世代可以對(duì)應(yīng)；礦區(qū)成礦作用在150 ℃附近達(dá)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(yáng)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(dāng)前所控制的鎢礦體可能僅為遠(yuǎn)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(shí)了這一點(diǎn)。因此，本區(qū)成礦流體可能是一種遠(yuǎn)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(diǎn)(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(cè)試鎢礦體成礦溫度高于此溫度，結(jié)合金礦化標(biāo)高(500～1200 m)低于鎢礦化標(biāo)高(700～1400 m)的特征，本文認(rèn)為金鎢礦化流體并非為同一個(gè)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(jié)果。這與區(qū)域上商洛楊斜鎢金礦成礦過(guò)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(jié)論。因此，礦區(qū)內(nèi)金礦體富厚地段鎢礦化強(qiáng)度減弱，可以被解釋為金礦化流體對(duì)早期形成的鎢礦體有一定程度的改造作用。

5.2 區(qū)域構(gòu)造活動(dòng)與流體成礦演化

區(qū)域上，鎢礦成礦時(shí)代總體位于195～218 Ma之間，礦區(qū)Sm-Nd同位素測(cè)年結(jié)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(shí)代一致(Lei et al.,2021)，屬印支期晚期。

印支期是我國(guó)南秦嶺地區(qū)構(gòu)造-巖漿活動(dòng)最活躍的時(shí)期之一，該時(shí)期徹底實(shí)現(xiàn)了由海盆向大陸造山帶的轉(zhuǎn)變。因構(gòu)造體制由擠壓向伸展轉(zhuǎn)換，引發(fā)強(qiáng)烈殼幔相互作用，形成了南秦嶺高鎂埃達(dá)克質(zhì)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(yáng),2017;黃倩雯等，2018;代鴻章等，2019)?；◢徺|(zhì)巖漿沿多期活動(dòng)的近東西向深大斷裂或其次級(jí)斷裂上升侵位，豐富的成礦物質(zhì)被巖漿熱液攜帶運(yùn)移成礦，形成了如今鎮(zhèn)安東陽(yáng)大型矽卡巖型鎢礦、棋盤(pán)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(yáng)金鎢多金屬成礦帶。在這樣的構(gòu)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(zhì)隨巖漿期后熱液沿導(dǎo)礦斷裂長(zhǎng)距離向上運(yùn)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(yáng)縣香溝-寺溝鎢礦床，成礦深度約為2 km。同時(shí)深部的巖漿活動(dòng)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(dòng)相關(guān)(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(shuō)明該異常帶是巖漿-熱液活動(dòng)帶，是區(qū)域成礦物質(zhì)的重要來(lái)源。區(qū)域內(nèi)鎢異常①基本沿該巖漿-熱液活動(dòng)帶分布(圖9a)，目前已形成以鎮(zhèn)安西部東陽(yáng)鎢礦、核桃坪鎢礦和棋盤(pán)溝鎢礦為代表的中-大型鎢多金屬成礦帶。

就成礦類(lèi)型來(lái)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(biāo)高)來(lái)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(biāo)高1400～400 m)賦礦標(biāo)高都具有向東緩慢下降的特點(diǎn)。核桃坪鎢礦延伸至400 m 標(biāo)高處、棋盤(pán)溝鎢礦低至117 m標(biāo)高處(高云峰等，2019)，礦體均以細(xì)脈型向深部穩(wěn)定延伸和變富，其成礦模式與中國(guó)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(biāo)高之間，與鎮(zhèn)安西部鎢礦礦集區(qū)成礦構(gòu)造帶一致，成礦時(shí)代一致，且向深部細(xì)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(duì)中國(guó)鎢礦進(jìn)行了專(zhuān)門(mén)的研究和總結(jié)，建立了鎢礦的成礦模式，認(rèn)為無(wú)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(yuǎn)端都容易形成陡傾的脈狀礦體。對(duì)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(diǎn)，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(xì)脈中，計(jì)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(jié)論

本文利用顯微測(cè)溫、激光拉曼分析和穩(wěn)定同位素示蹤技術(shù)，對(duì)陜西省山陽(yáng)縣香溝-寺溝鎢礦進(jìn)行流體包裹及石英和方解石礦物C-H-O同位素測(cè)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(shí)具有明顯的天水混合特征。利用同位素礦物對(duì)，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(yuǎn)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(dǎo)致礦質(zhì)沉淀成礦的主要機(jī)制。

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

(5)本文測(cè)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(lèi)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(chǔ)上，結(jié)合地質(zhì)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(dǎo)礦床勘查工程部署。

致謝：西安西北有色地質(zhì)研究院有限公司執(zhí)行董事馮玉懷、總經(jīng)理陳文強(qiáng)、副總經(jīng)理張?jiān)品宓韧緦?duì)項(xiàng)目實(shí)施給予了大力支持；西北大學(xué)地質(zhì)學(xué)系范文博博士、張旭在本文顯微巖相學(xué)研究方面提供了幫助；西安地質(zhì)調(diào)查中心實(shí)驗(yàn)測(cè)試中心周寧超等為項(xiàng)目樣品測(cè)試提供了便利；責(zé)任編輯和匿名審稿人對(duì)文章結(jié)構(gòu)和內(nèi)容提出了建設(shè)性意見(jiàn)，在此一并表示感謝。

[注 釋]

① 中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局.2021. 地質(zhì)云.物化遙數(shù)據(jù)庫(kù)[EB/OL].http://geocloud.cgs.gov.cn/,2021.4.11.