李长哲，曾 凯，刘恒达，李廷俊

（1.吉林省有色金属地质勘查局六〇三队，吉林 延吉133000；2.中国冶金地质总局中南地质勘查院，武汉430081；3.湖南有色地质勘查研究院，长沙410007；4.云南华联锌铟股份有限公司，云南 文山663700）

滇东南地区是我国重要的有色金属矿产地，而都龙锡锌铜多金属矿床则是滇东南锡多金属成矿带上的重要组成部分，是一个以锡、锌、铜为主，伴生铅、钨、铁、银、镉、铟等多种元素的超大型矿床。不少地质工作者对都龙锡锌铜多金属矿床进行过研究，针对其成因也提出了很多观点：早期研究者认为矿床的形成与花岗混合岩化作用及花岗岩侵入有密切关系［1］；随后岩浆热液成因的观点被众多学者所接受［2－4］，个别学者提出其形成与花岗岩浆有关但可能有火山沉积初始富集，具有层控型矿床特征［5］；还有学者认为矿床属于典型的海底喷流沉积块状硫化物矿床，燕山期花岗岩浆的侵入只是对层状矿体进行了某种改造作用，其本身并未携带大量成矿物质［6］；近些年来的研究则更多倾向于多因复成矿床的观点，认为热水沉积作用占有重要地位，区域变质和岩浆热液活动则分别起到了改造、叠加作用［7－10］。可见都龙矿床成因依然存在较大的分歧，笔者通过总结归纳前人对都龙矿床的研究成果，从成矿物质来源、层状矽卡岩成因分析以及成矿时代等几个方面出发，来探讨都龙矿床成因。

1 成矿地质背景及矿区地质概况

都龙矿床大地构造位置处于扬子陆块、华南褶皱带、越北古陆等几大构造单元接合部位的滇东南褶皱带老君山穹窿构造之南西翼（如图1）［8］。自古生代以来，本区先后经历了加里东、海西、印支、燕山和喜山等构造活动，其中尤以加里东、印支和燕山运动最为明显，使得区域内经历了热水沉积、区域变质、岩浆活动等一系列地质作用，同时伴随着复杂的成矿过程，形成锡钨等多金属矿产［11］。除本文所涉及的都龙超大型锡锌铜多金属矿床外，在岩体北边及东边还分别分布着新寨锡矿及南秧田钨矿2个大型矿床，此外老君山岩体内部、环老君山岩体边缘及外围还发现有多处锡、钨、铜、铅、锌、银等有色金属矿床（点）及矿化点。

老君山成矿区内最古老的地层为寒武系，除上奥陶统、志留系、侏罗系以及白垩系地层缺失外，其他各时代地层均有出露［1］，地层普遍遭受以绿片岩—角闪岩相为主的浅至中深级变质作用。本区褶皱以老君山复式背斜为主，文山麻栗坡大断裂及马关都龙断裂为区域性断裂构造，分别位于老君山花岗岩体的NE侧和SW侧，次级的NS、EW向断裂纵横交错，构成NS、EW向十字型构造格局。岩浆活动主要以老君山花岗岩侵入为主，受次级NS、EW向构造控制，岩体略呈长方形（南北长约15km，东西宽约10km）产出，为一复式花岗岩体，可分为3期，由早到晚岩性依次为粗粒二云母二长花岗岩、中细粒二云母二长花岗岩、花岗斑岩。岩体侵位于寒武系变质岩中，属燕山晚期S型花岗岩体。

图1 都龙锡锌铜多金属矿区地质略图［2］

都龙锡锌铜多金属矿床位于老君山花岗岩体西南缘外接触带上，自北向南依次由铜街、曼家寨、辣子寨、五口硐、南当厂5个矿段组成，延伸长约8km。矿区出露地层较为简单，主要为中寒武统田蓬组（∈2t）地层（如图1），自下而上可分为5个岩性段，第2岩性段至第4岩性段矿化较强烈，其中尤以第2岩性段为主要赋矿层位，岩性主要为片岩、大理岩夹层状—似层状矽卡岩。都龙矿区构造类型属宽缓型褶皱及纵向断裂组成的单斜构造带，呈NS向展布，属老君山复式背斜的组成部分。燕山晚期老君山复式花岗岩主体出露于矿区北侧，并向南倾伏于矿区地层之下，而在都龙矿区内广泛出露的则主要为花岗斑岩岩脉。

2 矿床地质特征

都龙矿区目前已揭露矿体近340个之多，所揭露的矿体绝大多数赋存于中寒武统田蓬组中下部碳酸盐岩与碎屑岩过渡地带∈2t2及∈2t3岩层中，集中分布于∈2t3岩层底界以上0～100m及∈2t2岩层范围内，主要呈层状、似层状、透镜状、囊状产出，在水平面上呈串珠状南北向延伸，剖面上则以多层叠瓦状形态出现，与围岩产状基本保持一致，走向NNE—SN—NNW，总体向西倾斜，倾角15°～45°。工业矿体具锡锌铜多金属矿化特点，矿化连续性较好，主矿体未出现无矿天窗。

矿石类型主要为矽卡岩型锡石硫化物矿石（如图2A），其次为碳酸盐型锡石硫化物矿石（如图2B）以及萤石—石英脉型锡石硫化物矿石（如图2C），锡主要以锡石（如图3A）形式存在，其次还见有少量黝锡矿（如图3F），锌和铜则主要以铁闪锌矿和黄铜矿形式存在。矿石矿物成分比较复杂，主要金属矿物有：铁闪锌矿、磁黄铁矿、黄铁矿、锡石、黄铜矿、毒砂、磁铁矿以及少量铜兰、辉铜矿、黝锡矿、菱铁矿等。矿石中非金属矿物主要有石英、云母、方解石、透辉石、透闪石、绿泥石、绿帘石、阳起石、石榴石等。

图2 都龙锡锌铜多金属矿床矿石标本特征

矿石结构主要有自形—它形粒状结构（如图3B、C）、交代残余结构（如图3E）、固溶体出溶结构（如图3A、D）、细脉充填结构（如图3B）、包含结构（如图3C、F）、网状结构（如图3F）等。矿石构造主要表现为致密块状构造、浸染状构造、条带—纹层状构造、角砾状构造、网脉状构造、斑点—斑杂状构造。

矿区内围岩蚀变主要有矽卡岩化、绿泥石化、绿帘石化、绢云母化、硅化、萤石化以及方解石化等。其中与矿化关系最为密切的是矽卡岩化，可以作为重要的找矿标志。

图3 都龙锡锌铜多金属矿床矿石镜下特征

3 成因分析

3.1 成矿物质来源

都龙矿区中寒武统田蓬组地层及老君山花岗岩主要成矿元素见表1，从表中可以看出，与地壳丰度值相比，田蓬组地层中成矿元素Sn、Zn、Cu、Pb、W均富集几十倍甚至上百倍；相对田蓬组地层而言，老君山花岗岩中成矿元素富集程度稍弱一点，但也均是中国花岗岩平均值的几倍至几十倍。由此可见，中寒武统田蓬组地层及老君山花岗岩含较高的成矿元素，能够为都龙矿床的形成提供丰富的成矿物质。

表1 都龙矿区赋矿地层及岩体主要成矿元素含量 10－6

图4 都龙矿床硫化物硫同位素组成直方图

成矿物质来源的S同位素证据：前人对都龙矿床做过较多的硫同位素研究，笔者通过综合分析前人关于硫同位素的测试数据，来探讨成矿物质来源问题。都龙矿床硫同位素组成［8，12］如图4所示，从图中我们可以看出，硫同位素组成呈现出一定的单峰塔式效应，塔峰值接近于0，δ34S值主要变化于0‰～3‰之间。早期有人将δ34S值接近于0作为判别成矿物质来源于老君山花岗岩的依据［2－3，12］，后来的研究认为将δ34S值接近于0作为判别成矿物质来源于老君山花岗岩证据不足［8］，也不能很好地解释为何金属硫化物中存在大量的沉积和变质组构特征。事实上，δ34S值接近于0值也可能说明硫来源于深部岩浆房，此外地壳岩石和海水硫酸盐的还原作用也可能引起δ34S值近于0值［13］，同时区域变质作用也可使硫同位素组成发生均一化导致其δ34S值近于0。δ34S值主要变化于0‰～3‰，具有幔源硫的特征，而燕山期老君山花岗岩属于典型的壳源重熔型花岗岩［14］，这就说明硫同位素可能不是来源于燕山期老君山花岗岩，而可能来源于深部岩浆房。

在平衡条件下热液硫化物富集δ34S的顺序为：黄铁矿＞闪锌矿（铁闪锌矿）＞磁黄铁矿＞黄铜矿＞方铅矿＞毒砂，然而统计出的都龙矿区内δ34S并不满足这个条件，这说明含矿流体硫同位素分馏未达到平衡状态，说明矿石是多阶段成矿作用形成的，这种共生硫化物之间同位素的不平衡关系在海底块状硫化物矿床中也十分常见［15］，说明部分硫源可能来自于热水沉积期的海水硫酸盐，而刘玉平等通过将都龙矿床硫化物δ34S值与块状硫化物矿床δ34S特征值进行对比，也印证了其硫源来源于海水硫酸盐的观点。通过综合分析，笔者认为其硫同位素来源于深部岩浆房以及海水硫酸盐。

成矿物质来源的Pb同位素证据：前人曾对都龙锡锌铜多金属矿床的铅同位素进行过大量的研究［8］，积累了很多数据，笔者系统地收集了前人对都龙矿区铅同位素研究数据，将其投点于铅同位素构造模式图上（如图5）。从图5中可以看出，矿石铅主要投影于上地壳演化附近，说明其来源较浅。燕山期花岗岩、加里东期花岗片麻岩铅同位素与矿石铅同位素相对较为集中，吻合程度非常好，说明矿石铅主要来源于燕山期花岗岩以及前寒武系基底变质岩。相对而言中寒武统田蓬组大理岩、片岩中铅同位素变化程度较大，并存在一定的线性关系，不过矿石铅依然处于中寒武统田蓬组大理岩、片岩铅分布范围之间，反应矿石铅受到围岩的混染。因此，笔者认为矿石铅主要来源于燕山期老君山花岗岩以及前寒武系基底变质岩，同时受到围岩铅的混染作用。

图5 都龙锌锡铜多金属矿床铅同位素构造模式图（底图据Zartman）

成矿物质来源的Sr同位素证据：对于老君山花岗岩，前人获得其初始87Sr／86Sr比值范围在0.732～0.758 19之间［8，16－17］。中寒武统田蓬组地层中弱蚀变大理岩Isr＝0.709 922±0.000 024，这与同时代海水的Isr（＝0.709 07）值基本一致，说明其可能具有同源性。就都龙矿床而言，研究者分别获得了闪锌矿、石英单矿物Isr＝0.716 771±0.000 766，以及石英、闪锌矿、方铅矿单矿物Isr＝0.730 2±0.002 67两组数据［8］。对于第1组数据（Isr＝0.716 771±0.000 766），其明显有别于老君山花岗岩以及寒武系海水中的Isr，而与大陆古老硅质岩（Isr＝0.711 9）［18］比较接近，就都龙矿床而言最有可能出现这种比值特征的源区为基底前寒武系变质岩［8］。而对于后一组数据（Isr＝0.730 2±0.002 67），其与老君山花岗岩Isr＝0.732～0.758 19比较接近，体现了燕山期花岗岩浆活动对成矿的影响。可见中寒武统地层以及燕山期老君山花岗岩均为矿床的形成提供了物质来源。

3.2 层状矽卡岩成因探讨

都龙矿床主要矿体均赋存于矽卡岩中（如图6）。然而关于矿区内矽卡岩的成因，一直以来也存在较大争议，最初研究者认为矽卡岩是老君山花岗岩与碳酸盐岩接触交代作用所形成的［12，19］，也有人提出其属于区域变质作用的产物［20］，近年来随着研究的不断深入，研究者发现都龙矿区内矽卡岩可分为2类［8］：一类层状矽卡岩（如图6），呈层状、似层状产于中寒武统田蓬组区域变质岩中，矿化强烈，规模大，为矿区内主要的含矿层位；另一类是接触交代矽卡岩，呈巢状、团块状产于花岗岩体与田蓬组碳酸盐岩的接触部位，切穿变质围岩，形成于岩浆侵入阶段，矿化弱，规模小。

层状矽卡岩型矿石具条带状—纹层状构造，还可在局部见到变余层理构造的存在，同时矽卡岩矿石光片中还可见到变余胶状（如图7）、变余鲕状黄铁矿，组构学方面表现出的特征，说明其经历过沉积变质作用。研究者发现层状矽卡岩局部呈尖角状倾斜下插到老君山花岗岩体内，并且有被岩体吞食包裹的现象［21］，表明层状矽卡岩形成早于燕山晚期老君山花岗岩体的侵入。刘玉平等［9］对都龙矿区层状矽卡岩地球化学研究表明，其形成可能是在热水沉积过程中有陆源物质的加入，或者在变质作用时期继承了变质围岩的稀土元素特征。

图6 都龙矿床Ⅲ号纵剖面简图［8］

在此需要指出的是，以前矿山主要开采的是呈层状、似层状产于中寒武统田蓬组区域变质岩中的层状矽卡岩，认为此类矽卡岩才是赋矿矽卡岩，但是最新的钻孔揭露出中寒武统田蓬组与花岗岩体接触部位的接触交代型矽卡岩，热液蚀变极为强烈，同时锡锌矿化也较强烈（如图8所示，其中A样品采自于ZK101033深504m处，B样品采自于ZK123021深299m处）。

由此可见，热水沉积、区域变质改造以及岩浆热液活动均在都龙锌锡铜多金属矿床形成过程中起到了不容忽视的作用。

图7 都龙矿区层状矽卡岩中的变余胶状黄铁矿

图8 钻孔岩心中接触交代型矽卡岩的锡锌矿化

3.3 成矿时代

老君山矿集区从海西晚期至印支期发生了一次区域变质作用，其中印支期达到高峰。同区2个大型矿床南秧田钨矿获得Rb－Sr年龄为（214.25±15.6）Ma［20］、辉钼矿Re－Os模式年龄为（209.1±3.3）～（214.1±4.3）Ma，新寨锡矿金云母Ar－Ar年龄为（209.5±1.1）Ma、K－Ar法测得成矿年龄为197.10～253.76Ma。所获得的年龄与区域变质作用年龄相一致，说明在老君山地区可能存在印支期成矿事件［22］。对于都龙矿床而言，刘玉平等［7］报道了都龙矿床矿石Pb同位素单阶段模式年龄平均为204.2Ma，这与区域变质作用相一致，由此可见都龙矿床在成矿时代上对印支期成矿事件也有一定的响应，其成矿与区域变质作用有关。

在老君山—Sony Chay（越南）地区获得了大量年龄在160～240Ma的变质黑云母、白云母［23］，同时颜丹平等［24］对都龙—Sony Chay（越南）地区地质年代学研究表明其可分为176～164Ma、86～84Ma及78～0Ma 3个构造热事件旋回。相关人员在野外地质观察中注意到在隐伏花岗岩及花岗斑岩岩脉附近，局部可见到花岗斑岩脉和规模较小的脉状锡铜矿体穿切以锌铁矿化为主的层状矽卡岩矿体，室内矿相学研究也显示锡铜矿化呈细脉状切穿锌铁矿化［10］。刘玉平等［25］对与铁闪锌矿和磁黄铁矿密切相关的黑云母进行Ar－Ar年代学研究，获得了一组低温阶段组年龄为（179.0±5.0）Ma，这可能代表了铁闪锌矿和磁黄铁矿的成矿年龄。这组年龄数据与该地区获得变质黑云母、白云母年龄160～240Ma以及颜丹平所总结出的第1次构造热事件年龄176～164Ma相吻合，说明在这一时期也存在成矿作用。

老君山复式花岗岩按岩相学特征可分为3个期次，第1期为粗粒二云母二长花岗岩，第2期为中细粒二云母二长花岗岩，第3期为花岗斑岩。随着近几年研究程度的不断深入及高精度测年技术的广泛应用，对老君山花岗岩的成岩年龄也有了更为精确的厘定。张斌辉等［14］用LA－ICP－MS锆石UPb法获得了第1期次粗粒二云母二长花岗岩成岩年龄为（96±2）Ma；刘玉平等利用SHRIMP锆石U－Pb法获得了第2期次中细粒二云母二长花岗岩及第3期次花岗斑岩年龄分别为（92.9±1.9）Ma和（86.9±1.4）Ma。由此可见老君山花岗岩成岩年龄集中在83.6～96Ma之间。通过对都龙矿区曼家寨矿段石英、闪锌矿、方铅矿单矿物进行Rb－Sr定年获得等时线年龄为（76.7±3.3）Ma［8］，对矿石中TIMS法锡石U－Pb定年获得加权平均年龄为（79.8±3.2）Ma，对应的等时线年龄为（82.0±9.6）Ma［10］，这些年龄数据与花岗岩成岩年龄（83.6～96）Ma较为一致，均表明成矿作用与燕山期花岗岩浆活动之间的密切关系。

通过从以上3个方面的分析，可知都龙锡锌铜多金属矿床成因较为复杂，多期构造活动对成矿的形成起着至关重要的作用。笔者认为都龙矿床属于热水沉积—区域变质—岩浆热液叠加型矿床，加里东期寒武系地层沉积过程中，伴随有热水喷流沉积成矿作用，形成了早期的矿源层；印支期区域变质作用使矿源层中的成矿元素活化迁移，在寒武系地层中形成层状矽卡岩型矿体；燕山晚期花岗岩浆的侵入，不但携带有大量的成矿物质，还对层状矽卡岩矿体进行叠加改造作用，同时在岩体与碳酸盐岩接触部位形成接触交代型矽卡岩矿体。通过多期成矿作用，最终形成现今都龙超大型矽卡岩锡锌铜多金属矿床。

4 结论

综合分析都龙锡锌铜多金属矿床成矿地质背景、矿床地质特征，而后从成矿物质来源、层状矽卡岩成因分析以及成矿时代3个方面来探讨矿床成因，得出以下结论：

1）都龙锡锌铜多金属矿床产于中寒武统田蓬组片岩、大理岩夹似层状矽卡岩中，锌锡铜矿体主要呈层状、似层状、透镜状以及囊状产出，矿石类型主要为矽卡岩型锡石硫化物矿石，其次为碳酸盐型硫化物矿石以及萤石—石英脉型锡石硫化物矿石。

2）通过对矿区地层及花岗岩成矿元素研究，以及S、Pb、Sr同位素分析，可知都龙矿床成矿物质具有多来源的特点。其中硫主要来源于深部岩浆房及海水硫酸盐；成矿金属主要来源于基底前寒武系变质岩、中寒武统田蓬组地层以及老君山花岗岩。

3）都龙锌锡铜多金属矿床属于热水沉积—区域变质—岩浆热液叠加型矿床，其成矿过程可分为3个成矿期：①加里东期海底热液喷流沉积成矿期；②印支期区域变质作用改造富集期；③燕山晚期岩浆热液叠加富集期。

［1］蔡德坤.滇东南老君山花岗岩类岩石的形成演化与锡、钨的矿化富集作用［J］.云南地质，1983，2（2）：102－113.

［2］宋焕斌，金世昌.滇东南都龙锡矿的控矿因素及区域找矿方向［J］.云南地质，1987，6（4）：298－304.

［3］忻建刚，袁奎荣.云南都龙隐伏花岗岩的特征及其成矿作用［J］.桂林冶金地质学院 学报，1998，13（2）：121－129.

［4］张洪培，刘继顺，李晓波，等.滇东南花岗岩与锡、银、铜、铅、锌多金属矿床的成因关系［J］.地质找矿论丛，2006，21（2）：87－90.

［5］罗君烈.滇东南锡、钨、铅锌、银矿床的成矿模式［J］.云南地质，1995，14（4）：319－332.

［6］周建平，徐克勤，华仁民，等.滇东南喷流沉积块状硫化物特征与矿床成因［J］.矿物学报，1998，18（2）：158－168.

［7］刘玉平.一个受后期改造和热液叠加的块状硫化物矿床——都龙超大型锡锌多金属矿床［J］.矿物岩石地球化学通报，1998，17（1）：22－24.

［8］刘玉平，李朝阳，谷团，等.都龙锡锌多金属矿床成矿物质来源的同位素示踪［J］.地质地球科学，2000，28（4）：74－82.

［9］刘玉平，李朝阳，刘家军.都龙矿床含矿层状夕卡岩成因的地质地球化学证据［J］.矿物学报，2000，20（4）：378－384.

［10］刘玉平，李正祥，李惠民，等.都龙锡锌矿床锡石和锆石U－Pb年代学：滇东南白垩纪大规模花岗岩成岩－成矿事件［J］.岩石学报，2007，23（5）：967－976.

［11］宋焕斌.老君山含锡花岗岩的特征及其成因［J］.矿产与地质，1988，2（3）：45－53.

［12］宋焕斌.云南东南部都龙锡石－硫化物型矿床的成矿特征［J］.矿床地质，1989，8（4）：29－38.

［13］Ohmoto H，Rye R O.Isotopes of sulfur and carbon.In：Barnes H L（ed）.Geochemistry of Hydrothermal Ore Deposits［M］.New York：John Wiley and Sons，1979：509－567.

［14］张斌辉，丁俊，任光明，等.云南马关老君山花岗岩的年代学、地球化学特征及地质意义［J］.地质学报，2012，86（4）：587－601.

［15］薛静，戴塔根，付松武，等.广西武宣盘龙铅锌矿喷流沉积成矿作用：稀土元素和硫同位素证据［J］.大地构造与成矿学，2011，35（3）：394－403.

［16］林文达.滇东南老君山地区锡（钨）多金属矿区同位素地球化学特征与成矿关系探讨［J］.西南矿产地质，1988，2（4）：35－44.

［17］刘玉平，李朝阳，曾志刚，等.都龙锡锌矿床单矿物Rb－Sr等时线年龄测试［J］.昆明冶金高等专科学校学报，1999，15（2）：5－8.

［18］Palmer M R，Edmond J M.The strontium isotope budget of the modern ocean［J］.Earth and Planetary Science Letters，1989，92（1）：11－26.

［19］杨世瑜.滇东南锡矿带矿床类型及其组合特征［J］.矿床地质，1990，9（1）：35－48.

［20］曾志刚，李朝阳，刘玉平，等.老君山成矿区变质成因夕卡岩的地质地球化学特征［J］.矿物学报，1999，19（1）：48－55.

［21］薛步高.试论都龙锡多金属矿床成矿特征：与宋焕斌商榷［J］.西南矿产地质，1990（2）：28－35.

［22］冯佳睿，毛景文，裴荣富，等.滇东南老君山地区印支期成矿事件初探——以新寨锡矿床和南秧田钨矿床为例［J］.矿床地质，2011，30（1）：57－73.

［23］刘玉平，徐伟，廖震，等.老君山变质核杂岩隆升的热历史解析与动力学机制探讨［J］.矿物岩石地球化学通报，2007，26（增刊）：87－88.

［24］颜丹平，周美夫，王焰，等.都龙－Song Chay变质穹隆体变形与构造年代——南海盆地北缘早期扩张作用始于华南地块张裂的证据［J］.地球科学，2005，30（4）：402－412.

［25］刘玉平，廖震，李朝阳，等.都龙锡锌矿床黑云母组构学与 Ar－Ar年代学［J］.矿物学报，2009，29（增刊）：322－322.