S-Pb isotope characteristics and source tracing of ore-forming materials in the Jinchanghe Fe-Cu-Pb-Zn polymetallic deposit, Baoshan block, western Yunnan Province
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摘要:
滇西金厂河铁铜铅锌多金属矿床位于保山地块北部，是"三江"多金属成矿带内典型矿床之一。对该矿床开展硫铅同位素示踪研究，探讨成矿物质来源，并结合构造背景和成矿时代分析了矿床成矿机制。样品测试结果表明，矿石中硫化物的δ34S值为+2.5‰~+11.1‰，平均值为+5.65‰，硫同位素来源为深部幔源岩浆和岩浆上侵混染壳源物质形成的多种硫源同位素组合；矿石矿物铅同位素组成中206Pb/204Pb为18.167~18.497，207Pb/204Pb为15.668~15.779，208Pb/204Pb为38.554~38.997，铅同位素总体较稳定，显示壳幔混染特征，以上地壳铅为主，可能来源有深部侵入岩浆及赋矿围岩。由矿床成矿物质来源表现出的多源、深源-浅源的特征推测，与成矿有关的中酸性岩体隐伏在区域深部。
Abstract:The Jinchanghe Fe-Cu-Pb-Zn polymetallic deposit in western Yunnan is located in the northern part of Baoshan block, and is one of the typical deposits in the Sanjiang polymetallic metallogenic belt.In this paper, the S-Pb isotope tracer study was carried out to explore the source of ore-forming materials, and the metallogenic mechanism of the deposit was summarized and studied in combination with the tectonic setting and metallogenic age. The results of sample testing show that the value of the δ34S in the ore is +2.5‰~+11.1‰, and the average value is +5.65‰.The S isotope source is a variety of S isotope assemblages formed by deep mantle-derived magma and crust-derived material contaminated by magma.The Pb isotope compositions of ore minerals are 206Pb/204Pb 18.167~18.497, 207Pb/204Pb 15.668~15.779, and 208Pb/204Pb 38.554~38.997.The Pb isotopes are generally stable, indicating that the contamination of crust and mantle was dominated by lead in the upper crust, possibly from deep intrusive magma and ore-bearing Cambrian strata.The deposit characteristics of composite mineral sources show an inferred multi-source, deep source shallow source, and the mineralization of the acidic rock should be buried in the depth.
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研究区所处的西南“三江”造山带，地质构造发育，岩浆活动强烈，成矿流体活跃[1-2]。区内矿产资源十分丰富，发育多处大型-超大型的铅锌多金属矿床，是中国重要的铅锌多金属矿产地[3]。金长河矿床位于保山地块的北部，NNE向的木瓜树-朱石箐和NNW向的木瓜树-阿石寨断裂交汇处的西侧[4]，是区内铅锌多金属矿床的典型代表之一。2003年，该矿床由云南地矿局最先勘查发现，提交铅锌矿石量约7.74×106 t。近年来，众多学者从不同角度对其进行了研究，黄华等[4-6]开展了矿物学特征及其蚀变分带、矿床地质特征及成矿作用、Rb-Sr等时线测年及其地质意义的研究，郑景旭[7]进行了成矿流体研究，陈福川[8]进行了矿床成矿作用研究等。研究程度整体较低，对矿床成因尚有分歧，主要有2种见解：远接触带矽卡岩型矿床[4, 8]、深成矽卡岩型矿床[9]。但作为隐伏矽卡岩型铁铜铅锌多金属矿床，矿区内发育较多岛弧状辉绿岩脉，至今都未揭露出与成矿相关的中-酸性岩体，成矿物质和成矿流体的来源、演化及成矿机制仍需深入研究。
稳定同位素能示踪成矿物质来源，指示矿床成因，其中硫、铅同位素可以有效示踪成矿体系中金属元素的来源[10]。黄华等[6]和陈福川[8]先后对金厂河铁铜铅锌多金属矿床的硫同位素开展过研究，但对于铅同位素的研究仍为空白。本文在前人研究的基础上，测试了矿石硫化物的硫、铅同位素，旨在进一步研究矿床的成矿物质和成矿流体来源，以期结合构造背景和成矿时代探讨矿床成矿机制。
1. 区域地质背景及矿床地质特征
1.1 区域地质背景
金厂河矿床位于保山地块北部，区域大地构造位置为冈底斯-念青唐古拉褶皱系南段、欧亚和印度板块碰撞带南东部“三江”地区“蜂腰”状弧形构造南部散开端的近根部[11]。保山地块西侧紧邻腾冲-瑞丽地块和高黎贡-怒江断裂，东侧连接兰坪-思茅盆地、澜沧江断裂及崇山变质群，北侧消失于怒江和澜沧江断裂的交会处(图 1-a)，南侧延伸为境外的滇缅泰马地块[12]。
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图 1 金厂河铁铜铅锌多金属矿床地质图(据参考文献①修改)a—矿区位置示意图; b—矿床区域地质图Figure 1. Geological map of the Jinchanghe Fe-Cu-Pb-Zn polymetallic deposit区域内出露的地层主要为古生界、中生界和新生界，以下古生界的一套浅海-半深海相沉积建造发育最全、范围最广，岩性主要为碎屑岩、碳酸盐、硅质岩、页岩等[12-13]，大多数碳酸盐岩和碎屑岩遭受区域变质作用形成大理岩、大理岩化灰岩和钙质、粉砂质板岩[12]。其中，寒武系沙河厂组、核桃坪组、保山组及奥陶系为主要赋矿地层[14-15]。
褶皱构造主要为北部的保山-施甸复背斜、中部的勐兴背斜和南部的镇康复背斜等；断裂构造以紧密排列的NNW向断裂为主，此组断裂具多期次活动的特点，形成时间较早，并被后期形成的NW向和NE向断裂多处错断。受褶皱和断裂构造联合控矿的影响，大-中型铅锌(铜)热液矿床多分布在褶皱和断裂构造的交会部位[15]。
岩浆岩主要是出露于保山地块南部、在统一的冈瓦纳大陆时期形成的早古生代花岗岩(500~470 Ma)[12, 16-17]，较典型的是龙陵-潞西的平河花岗岩(486~480 Ma)[18]；形成于三叠纪的木厂碱性花岗岩(240.5±3.7 Ma)[19]、耿马大山和岩房(大雪山)花岗岩体等[12]；形成于白垩纪的志本山岩体(126.7±1.6 Ma)、柯街岩体(93±1.3 Ma)等[12]；形成于晚始新世，位于保山地块北部的双麦地花岗岩体(约36 Ma)[20]。
1.2 矿床地质特征
金厂河矿区出露的地层由老至新依次为寒武系(∈)、奥陶系(O)、志留系(S)和第四系(Q)(图 1-b)，上寒武统核桃坪组中段(∈3h2)是主要赋矿层位，矿体顶底板围岩以钙质板岩为主，局部夹灰岩透镜体。矿区内褶皱及断裂构造较发育。金厂河背斜是主要的褶皱构造，轴面地层受应力易形成张性裂隙，处在背斜核部的层间裂隙便成为有利的容矿构造。断裂构造按走向可分为3组，即NW向、NE向和近NS向断裂。压扭性逆断层F2倾向SW向，倾角74°；张性正断层F10倾向SW向，倾角70°；F2与F10为重要的导矿、控矿构造(图 1-b、图 2)，该矿区位于上述2条断裂交会部位的东侧。矿区内岩浆岩主要为地表出露的、呈岛状-透镜状散布的海西期辉绿岩-辉长岩岩脉及岩株，出露面积0.11~0.39 km2。
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图 2 金厂河铁铜铅锌多金属矿床8号勘探线地质剖面简图(据参考文献①修改)Figure 2. Geological section along No.8 exploration line of the Jinchanghe Fe-Cu-Pb-Zn polymetallic deposit该矿区目前共发现34条隐伏的工业矿体，包括9条铅锌矿体、17条铜矿体和8条磁铁矿体，矿体呈透镜状、脉状或似层状产出(图 2)，倾向SW，倾角5°~16°，走向上局部沿NW或SE向侧伏，侧伏角3°~40°不等。矿体中Pb、Zn、Cu及TFe的品位依次为0.29%~1.77%、2.37%~8.26%、0.57%~2.50%和17.60%~51.75%，铅锌矿、铜矿、磁铁矿矿体的真厚分别为0.32~29.38 m、0.49~26.59 m和0.80~74.01 m。矿体赋存于1600~1850 m标高，埋深为261.20~732.10 m，整体上呈现较显著的矿化分带，垂向上从下至上依次为磁铁矿-铜矿+磁铁矿-铜矿-铅锌矿，侧向上由内至外依次为磁铁矿-铜矿-铜矿+铅锌矿。
矿石矿物以方铅矿、闪锌矿、黄铜矿和磁铁矿为主，伴生少量黄铁矿、磁黄铁矿及斑铜矿；脉石矿物主要为石榴子石、黑柱石、阳起石、方解石、石英、辉石等(图版Ⅰ)。矿石主要为半自形-他形中细粒结构和浸蚀结构，块状、浸染状及条带状构造。矿体顶、底板围岩为核桃坪组中段(∈3h2)灰岩，围岩蚀变以矽卡岩化、大理岩化、黄铁矿化、硅化等为主。
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图版ⅠA.稠密浸染状黄铜矿；B.黄铜矿、闪锌矿、方铅矿块状集合体；C.不含矿方解石脉穿切黑柱石矽卡岩，后被黄铜矿稠密浸染；D.稀疏浸染状黄铜矿脉；E.多金属矿脉，方铅矿闪锌矿呈稠密浸染状，黄铜矿呈稀疏浸染状；F.条带状磁铁矿与黑柱石、阳起石矽卡岩；G.黄铁矿、黄铜矿交代带状磁铁矿；H.黄铜矿、黄铁矿和磁铁矿交代共生；I.乳滴状黄铜矿、港湾状方铅矿和磁黄铁矿交代共生于闪锌矿内；J.方铅矿与闪锌矿交代共生；K.他形的磁铁矿、黄铜矿及黄铁矿交代共生；L.黄铜矿与黄铁矿交代共生。Grt—石榴石；Act—阳起石；Qtz—石英；Ilv—黑柱石；Cal—方解石；Mag—磁铁矿；Sp—闪锌矿；Gn—方铅矿；Ccp—黄铜矿；Py—黄铁矿；Po—磁黄铁矿图版Ⅰ.1.3 成矿期次与成矿阶段划分
依据矿物共生组合、脉体穿切关系，将金厂河铁铜铅锌多金属矿床划分出2个成矿期和5个成矿阶段(图 3)。
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图 3 金厂河铁铜铅锌多金属矿床矿物共生组合序列图Figure 3. Mineral association sequence map of the Jinchanghe Fe-Cu-Pb-Zn polymetallic deposit(1) 矽卡岩期，分为成矿前阶段和氧化物成矿阶段。成矿前阶段主要矿物为石榴子石、辉石。氧化物成矿阶段主要矿物为黑柱石、磁铁矿、阳起石、石英及少量黄铁矿、磁黄铁矿。
(2) 石英硫化物期，分为铁铜硫化物阶段和铅锌硫化物阶段。铁铜硫化物阶段主要矿物为石英、黄铜矿及部分黄铁矿和磁黄铁矿。铅锌硫化物阶段主要矿物为石英、方解石、方铅矿、闪锌矿和少量黄铜矿。
(3) 成矿后阶段，主要矿物为石英、方解石，以及少量黄铁矿和绿泥石。
2. 样品采集与分析
样品采自滇西保山地块金厂河铁铜铅锌多金属矿床的典型钻孔和探矿坑道内，取样钻孔主要为ZK4k-7x、ZK4k-9xx、ZK2k-8xs1、ZK3k-11x、ZK6k-17s等，取样深度3~100 m；坑道样主要采自4号斜井6号穿脉、1720中段及1660中段。硫同位素测试矿物为黄铜矿、方铅矿和闪锌矿(表 1)，铅同位素测试矿物为黄铜矿、方铅矿、闪锌矿及磁铁矿(表 2)。
表 1 金厂河铁铜铅锌多金属矿床硫化物硫同位素组成Table 1. Sulfide isotope composition of the Jinchanghe Fe-Cu-Pb-Zn polymetallic deposit样品号 取样位置 岩(矿)石特征 测试矿物 δ34SV-CDT/‰ JCH6-02 ZK4k-7x，深度30 m 矽卡岩化大理岩中浸染状黄铜矿 黄铜矿 9.5 JCH6-24-2 ZK4k-9xx，深度20 m 阳起石矽卡岩中浸染状黄铜矿 黄铜矿 11.1 JCH6-43-1 ZK2k-8xs1，深度100 m 大理岩中浸染状黄铜矿 黄铜矿 5.5 JCH6-45-1-2 ZK3k-11x，深度5 m 大理岩中浸染状黄铜矿 黄铜矿 5.9 JCH6-46-2 ZK3k-11x，深度3 m 大理岩中浸染状闪锌矿 方铅矿 4.8 JCH6-52-1-2 ZK6k-17s，深度45 m 矽卡岩中浸染状闪锌矿、方铅矿 方铅矿 3.0 闪锌矿 4.7 JCH6-52-4 ZK6k-17s，深度37 m 矽卡岩中浸染状闪锌矿、方铅矿 闪锌矿 6.0 JCH6-55 4号斜井6号穿脉 闪锌矿、方铅矿矿石 方铅矿 2.5 闪锌矿 2.9 JCH7-10 1720中段1线 黄铜矿矿石 黄铜矿 5.4 JCH7-11-1 1720中段18线 闪锌矿、方铅矿矿石 闪锌矿 7.9 JCH7-11-2 1720中段18线 闪锌矿、方铅矿矿石 方铅矿 3.5 JCH7-12 1660中段主巷道 黄铜矿矿石 黄铜矿 6.6 JCH7-14 1660中段主巷道 黄铜矿矿石 黄铜矿 5.5 注：由核工业北京地质研究院分析测试中心测试 表 2 金厂河铁铜铅锌多金属矿床硫化物铅同位素组成Table 2. Lead isotope composition of sulfide in the Jinchanghe Fe-Cu-Pb-Zn polymetallic deposit样品号 测试矿物 206Pb/204Pb 2σ 207Pb/204Pb 2σ 208Pb/204Pb 2σ JCH6-02 黄铜矿 18.281 0.004 15.777 0.004 38.664 0.009 JCH6-09 磁铁矿 18.268 0.002 15.774 0.001 38.628 0.004 JCH6-22 磁铁矿 18.167 0.002 15.668 0.001 38.644 0.004 JCH6-24-2 黄铜矿 18.497 0.003 15.779 0.002 38.997 0.005 JCH6-46-2 方铅矿 18.278 0.002 15.758 0.001 38.554 0.003 JCH6-52-1-2 方铅矿 18.279 0.002 15.768 0.002 38.605 0.005 JCH6-52-4 闪锌矿 18.267 0.002 15.764 0.002 38.601 0.004 JCH6-55 闪锌矿 18.324 0.002 15.777 0.002 38.638 0.004 注：样品由核工业北京地质研究院分析测试中心测试 样品制备在廊坊地科勘探技术服务有限公司完成，新鲜的岩石样品粉碎至40~80目，清洗、干燥后置于双目镜下挑选出黄铜矿、方铅矿、闪锌矿和黄铁矿的单矿物，挑选纯度大于99%。
硫、铅同位素分析在核工业北京地质研究院分析测试中心完成，硫同位素分析采用MAT251气体同位素质谱仪，测量结果以V-CDT为标准，分析精度优于0.2‰，详细方法和流程参照祝新友等[21]；铅同位素分析先称取适量样品放入聚四氟乙烯坩锅中，加入纯化的HF+HClO4酸溶液，再使用强碱性阳离子交换树脂，依次加入纯化的HBr和HCl酸将铅分离，最后在室温20℃、相对湿度30%的条件下，用ISOPROBE-T热表面电离质谱仪完成铅同位素比值的测定，分析误差以2σ计算。
3. 测试结果
3.1 硫同位素组成
15件硫化物样品的硫同位素组成中(表 1)，矿石硫化物δ34S值在+2.5‰~+11.1‰之间，属低正值，均值为+5.65‰，极差为8.6‰，变化范围较大，表明硫源不唯一，其中10件样品的δ34S值集中在+3.0‰~+6.6‰之间，硫同位素组成总体呈塔式分布(图 4)。4件闪锌矿的δ34S值为+2.9‰~+7.9‰，极差为5.0‰，均值为+5.38‰；7件黄铜矿的δ34S值为+5.4‰~+11.1‰，均值为+7.07‰，极差为5.7‰；4件方铅矿的δ34S值为+2.5‰~+4.8‰，均值为+3.45‰，极差为2.3‰。
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图 4 金厂河铁铜铅锌多金属矿床硫同位素组成直方图Figure 4. Sulfur isotope composition histogram of the Jinchanghe Fe-Cu-Pb-Zn polymetallic deposit同一样品的δ34S值为闪锌矿＞方铅矿(如JCH6-52-1-2、JCH6-52-4)，与分馏平衡条件下硫化物中δ34S的富集顺序一致[22]，但总的矿石硫化物δ34S值为黄铜矿(+5.4‰~+11.1‰，均值+7.07‰)＞闪锌矿(+2.9‰和+7.9‰，均值+5.38‰)＞方铅矿(+2.5‰和+4.8‰，均值+3.45‰)，表现为硫同位素分馏不平衡，因此，该矿床硫化物在结晶过程中是否达到分馏平衡值得进一步探讨。
3.2 铅同位素组成
本次共测试8件样品的铅同位素组成，包括黄铜矿、磁铁矿、方铅矿及闪锌矿各2件(表 2)。经计算，206Pb/204Pb=18.167~18.497，均值为18.295，极差为0.33；207Pb/204Pb =15.668~15.779，均值为15.758，极差为0.111，变化范围不大；208Pb/204Pb =38.554~38.997，均值为38.666，极差为0.443。不同矿物的铅同位素组成存在一定差异，黄铜矿206Pb/204Pb、208Pb/204Pb变化范围略大，极差分别为0.216、0.333；其他矿物相对稳定，极差小于0.108，说明矿石的铅源较稳定。
4. 讨论
4.1 硫的来源
围岩(钙质板岩和灰岩)中的黄铁矿δ34S值高达+10.1‰~+15.8‰[8]，显著高于闪锌矿和方铅矿，却与JCH6-02和JCH6-24-2中黄铜矿的δ34S值(分别为+9.50‰和+11.10‰)相近。JCH6-02和JCH6-24-2中，黄铜矿与黄铁矿、磁黄铁矿共生。JCH6-46-2中星点状黄铁矿稀疏浸染方铅矿，其δ34S值(+4.80‰)明显高于其他样品(+2.50‰~+3.50‰)。综上分析认为，δ34S值明显偏高的黄铜矿和方铅矿在形成过程中，混入了部分围岩硫，这便合理解释了黄铜矿的δ34S值高于闪锌矿，从而显示硫化物在结晶过程中未达到分馏平衡。实际上，该矿床硫化物的形成经过矽卡岩期和石英硫化物期，氧化物成矿阶段、铁铜硫化物成矿阶段和铅锌硫化物阶段，同一成矿期次内的硫化物结晶过程基本达到硫同位素平衡，该矿床硫化物的δ34S值可以近似代表成矿流体的硫同位素组成。
金属热液成矿系统中硫同位素的研究是一种指示成矿物质来源的有效方法[23]。该矿床矿石中硫化物的δ34S值变化范围较大，集中在2.5‰~+11.4‰(图 5)，属深部幔源岩浆硫δ34S=0‰~+3‰[25]和混合硫或复杂硫δ34S=+5‰~+15‰[26]，低于围岩地层同期海水的硫同位素值(寒武纪海水δ34S值下限为+15‰)[27]。同区域燕山晚期—喜马拉雅早期与壳源花岗岩有关的典型矿床[28]及典型矽卡岩矿床[29]的硫同位素组成相似，说明岩浆热液流体在矿床形成过程中发挥了重要作用。矿石中黄铜矿与围岩(钙质板岩和灰岩)中黄铁矿的δ34S值近似，说明区内大面积出露的富δ34S的海相碳酸盐岩地层作为围岩，对物质源区有所贡献，是矿床硫源之一。因此，该矿床硫化物的硫主要来源于深部幔源岩浆和岩浆上侵混染壳源物质形成的多硫源组合。
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图 5 金厂河铁铜铅锌多金属矿硫同位素组成分布图(底图据参考文献[24])Figure 5. Sulfur isotope composition distribution map of the Jinchanghe Fe-Cu-Pb-Zn polymetallic deposit4.2 铅的来源
利用GeoKit软件[30]计算得到样品中硫化物的铅同位素特征参数(表 3)。在206Pb/204Pb-207Pb/204Pb(图 6-a)和206Pb/204Pb-208Pb/204Pb(图 6-b)铅同位素模式图上，样品点集中在上地壳铅平均演化线上部及其附近，表明铅同位素主要来源于上地壳。铅同位素的μ值为9.63~9.83，均值为9.79，显著高于铅的正常μ值(8.686~9.238)，也属上地壳铅的特征。206Pb/204Pb=18.167~18.497，均值为18.295，全部高于18.000；207Pb/204Pb=15.668~15.779，均值为15.758，全部高于15.300，U-Pb明显富集；208Pb/204Pb=38.554~38.997，均值为38.666，略低于39.000，Th-Pb略亏损；ω值为39.26~40.06，均值为39.64，高于正常铅(ω=35.55±0.59)；
表 3 金厂河铁铜铅锌多金属矿床硫化物铅同位素参数Table 3. Lead isotope parameters of sulfide in the Jinchanghe Fe-Cu-Pb-Zn polymetallic deposit样品号 样品名称 206Pb/207Pb t/Ma μ ω Th/U V1 V2 △α △β △γ JCH6-02 黄铜矿 1.1587 468.30 9.83 39.90 3.93 86.99 65.06 90.28 31.14 52.60 JCH6-09 磁铁矿 1.1581 473.80 9.83 39.79 3.92 86.20 65.04 89.97 30.98 51.87 JCH6-22 磁铁矿 1.1595 423.10 9.63 39.42 3.96 80.00 54.67 79.70 23.76 49.99 JCH6-24-2 黄铜矿 1.1723 321.40 9.81 40.06 3.95 89.37 64.34 90.86 30.46 54.95 JCH6-46-2 方铅矿 1.1599 448.90 9.79 39.26 3.88 82.71 64.66 88.46 29.78 48.72 JCH6-52-1-2 方铅矿 1.1592 459.50 9.81 39.57 3.90 84.81 64.94 89.41 30.50 50.59 JCH6-52-4 闪锌矿 1.1588 463.30 9.81 39.59 3.91 84.70 64.50 89.02 30.26 50.65 JCH6-55 闪锌矿 1.1614 438.70 9.83 39.53 3.89 85.18 65.90 90.34 30.97 50.54 注：由核工业北京地质研究院分析测试中心测试 ![]()
图 6 金厂河铁铜铅锌多金属矿床铅同位素模式图(底图据参考文献[31])A—地幔; B—造山带; C—上地壳; D—下地壳Figure 6. Lead isotope patternof the Jinchanghe Fe-Cu-Pb-Zn polymetallic depositTh/U值为3.88~3.96，均值为3.92，属正常铅值(3.92±0.09)，说明该矿床铅源区物质的成熟度较高，U-Pb富集、Th-Pb略亏损，显示上地壳铅的特点。为进一步研究矿床铅的来源，消除时间因素的影响，使示踪结果更有意义，将△β、△γ计算值投在了朱炳泉等[31]△β-△γ成因分类图解中(图 7)，样品点均落在上地壳附近，结果与铅同位素模式图(图 6)一致，表明矿床铅同位素主要来自上地壳。
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图 7 金厂河铁铜铅锌多金属矿床硫化物铅同位素△β-△γ成因分类图解(底图据参考文献[32])Figure 7. △β-△γ diagram for genetic classification of sulfides from the Jinchanghe Fe-Cu-Pb-Zn polymetallic deposit硫化物铅同位素模式年龄为423.1~473.80 Ma(除JCH6-24-2为321.40 Ma)，与辉绿岩其中一期的侵入年龄(457~499 Ma，待发表)及寒武系赋矿地层时代近似，由此推测辉绿岩和赋矿的寒武系也是铅源之一。铅同位素模式年龄和矿床成矿年龄通常出入较大[33-34]，前者不能代表后者。
该矿床Pb同位素μ值高、U-Pb富集、Th-Pb略亏损，来源以上地壳铅为主，推测另外可能的来源为辉绿岩和寒武系。核桃坪铅锌矿床和金厂河矿床分布在同一成矿带上，其铅同位素为高μ值、低放射性成因，成矿流体中的铅主要来自壳源，其余部分与深部侵入体及赋矿的寒武系有关，显示壳、幔混合特征，成矿热液受到多源混染[11, 35]。对比发现，上述2个矿床铅源特征基本一致。
4.3 矿床形成机制
金厂河铁铜铅锌多金属矿床Rb-Sr等时线年龄(117~120 Ma)[5]与志本山花岗岩体年龄(126.7±1.6 Ma)[12]及辉绿岩其中一期的锆石U-Pb年龄(136.3±9.4 Ma，待发表)近似，均属燕山期，成矿时代比赋矿地层(寒武系核桃坪组)晚，说明为后生矿床，矿床形成与燕山期中-酸性岩浆及辉绿岩的侵入有关，区内成矿作用普遍经过叠加改造，成矿物质来源多样，成矿元素较复杂。
“三江”成矿造山带处在特提斯域[36-38]，早二叠世—晚三叠世，中特提斯洋发生扩张，腾冲和保山地块分离，班公湖-怒江洋盆的东延部位形成分支海槽；经由中特提斯洋碰撞拼合，班公湖-怒江缝合带形成，其中包括保山和腾冲地块相互碰撞形成的高黎贡构造带[12, 39-41]。保山地块内中特提斯洋的闭合与燕山期的岩浆活动关系紧密，由于受到腾冲地块和保山地块相互碰撞的影响，保山地块内地壳缩短变厚并深部重熔，导致岩浆作用、混合岩化作用及相关成矿作用的发生[12]。矿区内广泛发育的辉绿岩(脉)，表明地块内地壳/岩石圈存在闭式拉张[42-43]。地壳增厚，山根处温度较软流圈温度偏低，这种热-物质结构引发潜在的重力失衡，去根作用或下地壳的拆沉作用发生，下部炙热的软流圈大幅度上涌，导致地壳部分熔融，岩浆大规模侵入[44]。金厂河背斜的轴面地层受应力作用产生的多层张性裂隙叠加形成有利的容矿构造。燕山期构造活动导致中酸性岩浆沿区内导矿构造上升并与碳酸盐岩交代形成矽卡岩，成矿物质逐渐富集于矽卡岩与碳酸盐岩的接触带或过渡带，在有利的容矿构造中形成多层厚大的铁、铜铅锌多金属矿体。硫、铅同位素的示踪结果说明，成矿物质来源主要是与造山作用有关的岩浆，岩浆上侵的同时，壳源物质发生熔融，成矿流体表现出壳幔混源的特征，矿床的形成是强烈岩浆作用、多种物源和有利构造环境的共同作用。
5. 结论
(1) 金厂河铁铜铅锌多金属矿床的形成经过矽卡岩期(氧化物成矿阶段)和石英硫化物期(铁铜硫化物成矿阶段和铅锌硫化物阶段)，同一成矿期次内成矿物质沉淀时，硫同位素分馏基本平衡。某些黄铜矿δ34S值比闪锌矿高，显示硫同位素分馏不平衡是因为围岩硫的混入。硫同位素来源于深部幔源岩浆和岩浆上侵混染壳源物质的多种硫源组合。
(2) 矿石矿物中铅来源较稳定，铅源区物质的成熟度较高，μ值高、U-Pb富集、Th-Pb略亏损，铅的来源以壳源铅为主，可能的来源有辉绿岩和赋矿围岩。
(3) 硫、铅同位素的示踪结果说明，成矿物质主要源自和造山作用有关的岩浆上升、运移，侵染壳源物质，形成多源、深源-浅源相复合的成矿物质来源，矿床的形成受强烈岩浆作用、多种物源和有利构造环境的共同作用，推测与矿床形成有关的中酸性岩体隐伏于区域深部，在一定深度和志本山花岗岩体相连(属同一岩体)或来自同一源区。
致谢: 衷心感谢云南黄金集团公司和中华教授级高工、珑阳矿业公司康国山副总经理、地测部李庆锐主任、技术员王海等对作者在野外地质调查工作中给予的热心帮助及大力支持；衷心感谢廊坊地科勘探技术服务有限公司和核工业北京地质研究院分析测试中心各位老师对本文分析测试工作给予的认真指导；衷心感谢审稿专家对本文提出的宝贵意见。 -
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图 1 金厂河铁铜铅锌多金属矿床地质图(据参考文献①修改)
a—矿区位置示意图; b—矿床区域地质图
Figure 1. Geological map of the Jinchanghe Fe-Cu-Pb-Zn polymetallic deposit
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图 2 金厂河铁铜铅锌多金属矿床8号勘探线地质剖面简图(据参考文献①修改)
Figure 2. Geological section along No.8 exploration line of the Jinchanghe Fe-Cu-Pb-Zn polymetallic deposit
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图版Ⅰ
A.稠密浸染状黄铜矿；B.黄铜矿、闪锌矿、方铅矿块状集合体；C.不含矿方解石脉穿切黑柱石矽卡岩，后被黄铜矿稠密浸染；D.稀疏浸染状黄铜矿脉；E.多金属矿脉，方铅矿闪锌矿呈稠密浸染状，黄铜矿呈稀疏浸染状；F.条带状磁铁矿与黑柱石、阳起石矽卡岩；G.黄铁矿、黄铜矿交代带状磁铁矿；H.黄铜矿、黄铁矿和磁铁矿交代共生；I.乳滴状黄铜矿、港湾状方铅矿和磁黄铁矿交代共生于闪锌矿内；J.方铅矿与闪锌矿交代共生；K.他形的磁铁矿、黄铜矿及黄铁矿交代共生；L.黄铜矿与黄铁矿交代共生。Grt—石榴石；Act—阳起石；Qtz—石英；Ilv—黑柱石；Cal—方解石；Mag—磁铁矿；Sp—闪锌矿；Gn—方铅矿；Ccp—黄铜矿；Py—黄铁矿；Po—磁黄铁矿
图版Ⅰ.
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图 3 金厂河铁铜铅锌多金属矿床矿物共生组合序列图
Figure 3. Mineral association sequence map of the Jinchanghe Fe-Cu-Pb-Zn polymetallic deposit
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图 4 金厂河铁铜铅锌多金属矿床硫同位素组成直方图
Figure 4. Sulfur isotope composition histogram of the Jinchanghe Fe-Cu-Pb-Zn polymetallic deposit
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图 5 金厂河铁铜铅锌多金属矿硫同位素组成分布图(底图据参考文献[24])
Figure 5. Sulfur isotope composition distribution map of the Jinchanghe Fe-Cu-Pb-Zn polymetallic deposit
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图 6 金厂河铁铜铅锌多金属矿床铅同位素模式图(底图据参考文献[31])
A—地幔; B—造山带; C—上地壳; D—下地壳
Figure 6. Lead isotope patternof the Jinchanghe Fe-Cu-Pb-Zn polymetallic deposit
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图 7 金厂河铁铜铅锌多金属矿床硫化物铅同位素△β-△γ成因分类图解(底图据参考文献[32])
Figure 7. △β-△γ diagram for genetic classification of sulfides from the Jinchanghe Fe-Cu-Pb-Zn polymetallic deposit
表 1 金厂河铁铜铅锌多金属矿床硫化物硫同位素组成
Table 1 Sulfide isotope composition of the Jinchanghe Fe-Cu-Pb-Zn polymetallic deposit
样品号 取样位置 岩(矿)石特征 测试矿物 δ34SV-CDT/‰ JCH6-02 ZK4k-7x，深度30 m 矽卡岩化大理岩中浸染状黄铜矿 黄铜矿 9.5 JCH6-24-2 ZK4k-9xx，深度20 m 阳起石矽卡岩中浸染状黄铜矿 黄铜矿 11.1 JCH6-43-1 ZK2k-8xs1，深度100 m 大理岩中浸染状黄铜矿 黄铜矿 5.5 JCH6-45-1-2 ZK3k-11x，深度5 m 大理岩中浸染状黄铜矿 黄铜矿 5.9 JCH6-46-2 ZK3k-11x，深度3 m 大理岩中浸染状闪锌矿 方铅矿 4.8 JCH6-52-1-2 ZK6k-17s，深度45 m 矽卡岩中浸染状闪锌矿、方铅矿 方铅矿 3.0 闪锌矿 4.7 JCH6-52-4 ZK6k-17s，深度37 m 矽卡岩中浸染状闪锌矿、方铅矿 闪锌矿 6.0 JCH6-55 4号斜井6号穿脉 闪锌矿、方铅矿矿石 方铅矿 2.5 闪锌矿 2.9 JCH7-10 1720中段1线 黄铜矿矿石 黄铜矿 5.4 JCH7-11-1 1720中段18线 闪锌矿、方铅矿矿石 闪锌矿 7.9 JCH7-11-2 1720中段18线 闪锌矿、方铅矿矿石 方铅矿 3.5 JCH7-12 1660中段主巷道 黄铜矿矿石 黄铜矿 6.6 JCH7-14 1660中段主巷道 黄铜矿矿石 黄铜矿 5.5 注：由核工业北京地质研究院分析测试中心测试 
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表 2 金厂河铁铜铅锌多金属矿床硫化物铅同位素组成
Table 2 Lead isotope composition of sulfide in the Jinchanghe Fe-Cu-Pb-Zn polymetallic deposit
样品号 测试矿物 206Pb/204Pb 2σ 207Pb/204Pb 2σ 208Pb/204Pb 2σ JCH6-02 黄铜矿 18.281 0.004 15.777 0.004 38.664 0.009 JCH6-09 磁铁矿 18.268 0.002 15.774 0.001 38.628 0.004 JCH6-22 磁铁矿 18.167 0.002 15.668 0.001 38.644 0.004 JCH6-24-2 黄铜矿 18.497 0.003 15.779 0.002 38.997 0.005 JCH6-46-2 方铅矿 18.278 0.002 15.758 0.001 38.554 0.003 JCH6-52-1-2 方铅矿 18.279 0.002 15.768 0.002 38.605 0.005 JCH6-52-4 闪锌矿 18.267 0.002 15.764 0.002 38.601 0.004 JCH6-55 闪锌矿 18.324 0.002 15.777 0.002 38.638 0.004 注：样品由核工业北京地质研究院分析测试中心测试
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表 3 金厂河铁铜铅锌多金属矿床硫化物铅同位素参数
Table 3 Lead isotope parameters of sulfide in the Jinchanghe Fe-Cu-Pb-Zn polymetallic deposit
样品号 样品名称 206Pb/207Pb t/Ma μ ω Th/U V1 V2 △α △β △γ JCH6-02 黄铜矿 1.1587 468.30 9.83 39.90 3.93 86.99 65.06 90.28 31.14 52.60 JCH6-09 磁铁矿 1.1581 473.80 9.83 39.79 3.92 86.20 65.04 89.97 30.98 51.87 JCH6-22 磁铁矿 1.1595 423.10 9.63 39.42 3.96 80.00 54.67 79.70 23.76 49.99 JCH6-24-2 黄铜矿 1.1723 321.40 9.81 40.06 3.95 89.37 64.34 90.86 30.46 54.95 JCH6-46-2 方铅矿 1.1599 448.90 9.79 39.26 3.88 82.71 64.66 88.46 29.78 48.72 JCH6-52-1-2 方铅矿 1.1592 459.50 9.81 39.57 3.90 84.81 64.94 89.41 30.50 50.59 JCH6-52-4 闪锌矿 1.1588 463.30 9.81 39.59 3.91 84.70 64.50 89.02 30.26 50.65 JCH6-55 闪锌矿 1.1614 438.70 9.83 39.53 3.89 85.18 65.90 90.34 30.97 50.54 注：由核工业北京地质研究院分析测试中心测试
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