2019, Vol. 35
2. 中国地质大学地球科学与资源学院, 北京 100083;
3. 中国科学院大学, 北京 100049
2. School of Earth Science and Resources, China University of Geosciences, Beijing 100083, China;
3. University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
近二十年来，我国在青藏高原及其东缘大陆碰撞造山与成矿研究方面取得了可喜的进展，陆续发现了大批世界级的金属矿床和成矿带，如冈底斯带及其东延哀牢山-红河带的斑岩Cu(Mo-Au)矿床(Bi et al., 1996; 毕献武等, 1997, 2006; Hu et al., 1998a; 胡瑞忠等, 1999; 侯增谦等, 2001, 2003; 李光明等, 2002; 王登红等, 2004; 芮宗瑶等, 2006; Hou and Cook, 2009; Sun et al., 2009; Yang et al., 2009; Deng et al., 2015a)、川西碳酸岩型REE矿床(袁忠信等, 1995; 阳正熙等, 2000; Wang et al., 2001a; 许成等, 2003; 侯增谦等, 2008a; 田世洪等, 2008; Xie et al., 2009)、三江造山带岩浆热液型Cu-Pb-Zn-Mo-Fe矿床(陈珲等, 2010; 王彦斌等, 2010; Ye et al., 2011; 杨喜安等, 2011; Deng et al., 2012, 2014a, b)和沉积岩容矿的Pb-Zn-Ag-Cu多金属矿床等(Hu et al., 1998b; Kyle and Li, 2002; 高兰等, 2005; Xue et al., 2007; 侯增谦等, 2008b; He et al., 2009; 田世洪等, 2009; 宋玉财等, 2011; 江彪等, 2014; Deng et al., 2017; Liu et al., 2017; Tang et al., 2017b; Wang et al., 2018a)，这些实践有力地证明碰撞造山带成矿潜力巨大，而并非前人认为的大陆碰撞过程难以成矿(Guild, 1972; Mitchell and Garson, 1981; Kerrich et al., 2005; Bierlein et al., 2006; Groves and Bierlein, 2007)。三江碰撞造山带沉积岩容矿Pb-Zn-Ag-Cu多金属矿床作为大陆碰撞环境成矿谱系的重要矿床类型，是世界上Pb-Zn的主要来源和Cu的重要来源，还提供了大量的Fe、Mn、Sr、Ba、U、Ag、Co、Ga、Ge、Cd、Tl等元素(Goodfellow et al., 1993)。加强这类矿床的成因研究对于提高和完善大陆碰撞造山成矿理论和指导找矿勘查等具有重要意义。
我国西南三江地区(因并流的怒江、澜沧江、金沙江而得名)位于特提斯巨型构造域的东部，该区经历了晚古生代-中生代特提斯构造演化和新生代陆陆碰撞造山，频繁的陆-洋转换和盆-山耦合、异常活跃的壳幔物质-能量交换及岩浆流体活动、异常发育的断裂网络系统和汇水盆地系统，造就了丰富的金属矿产资源(邓军等, 2010)。在金沙江和怒江缝合带之间发育着一系列的中新生代沉积盆地(从北往南依次为沱沱河盆地、玉树盆地、昌都盆地和兰坪-思茅盆地)，产出大量的Pb-Zn-Cu-Ag金属矿床，以沉积岩容矿，受大型逆冲-推覆和走滑构造控制，形成了一条长达千余千米的贱金属成矿带(图 1，侯增谦等, 2008b; 宋玉财等, 2011)。目前在该矿带内发现Pb-Zn-Ag-Cu矿床、矿点达百余处，是我国最重要的贱金属成矿带之一。该区沉积岩容矿Pb-Zn-Ag-Cu多金属矿床作为大陆碰撞环境成矿谱系的重要矿床类型，具有巨大的找矿潜力，受到国内外学者的广泛关注。近年来有关三江碰撞造山带沉积岩容矿的Pb-Zn-Ag-Cu多金属矿床的成矿特征和成矿作用研究取得重要进展。研究表明：(1)这些矿床的形成与分布与新生代碰撞造山构造活动密切相关，其成矿特征不同于世界已知的各类以沉积岩容矿的贱金属矿床(如SST、MVT、SEDEX矿床，Xue et al., 2007; 侯增谦等, 2008b; He et al., 2009; 王安建等, 2009)；(2)前人通过多种测年方法(包括Pb模式年龄、磷灰石裂变径迹、Re-Os、Ar-Ar法和地质推断年龄)获得成矿年代主要集中在68~20Ma之间(张乾, 1993; 李小明等, 2000; Xue et al., 2003; 徐晓春等, 2004; 刘家军等, 2003; 黄震等, 2005; 王彦斌等, 2005; 李志明等, 2006; 田世洪等, 2009; 王光辉等, 2009)；(3)识别出不同类型的Pb-Zn-Ag-Cu多金属矿床，其成矿流体均表现出不同来源流体复合成矿的特征(温汉捷等, 2003; 杨伟光等, 2003; Xue et al., 2007; 薛春纪等, 2007; 薛伟等, 2010; 张峰等, 2010; 张锦让和温汉捷, 2010; 唐永永等, 2011; 陶琰等, 2011)；(4)提出了多种矿床成因模式，如中低温非岩浆热液成矿(高广立, 1989; Hu et al., 1998b; Li, 1998; Kyle and Li, 2002)、壳幔复合成矿(尹汉辉等, 1990; 阙梅英等, 1998)、热水沉积成矿(赵兴元, 1989a; 王京彬等, 1992; 罗君烈等, 1994; 刘家军等, 2000)、MVT或类MVT矿床(宋玉财等, 2011, 2017; 刘英超等, 2013; Leach et al., 2017; 王长明等, 2017)和特殊类型(如金顶型、兰坪型、造山型，Xue et al., 2007; 侯增谦等, 2008b; He et al., 2009; 王安建等, 2009)等。尽管取得上述重要进展，但不难发现关于其成因认识存在较大争议。存在的主要问题包括：(1)由于测年方法的局限，导致目前获得的成矿年代时间跨度大，制约了对这些矿床形成的动力学背景的认识; (2)研究发现区内贱金属矿床的成矿流体具有多源性复合成矿特征，但现有研究对Pb-Zn-Ag-Cu复合成矿机制及其深部驱动过程研究薄弱，因而制约了对矿床成因的深入认识。针对上述问题，在国家“973”项目“我国西南特提斯典型复合成矿系统及其深部驱动机制”的支持下，通过对兰坪盆地和昌都盆地典型Zn、Pb、Cu、Ag多金属矿床成矿构造背景、成矿特征、成矿流体性质和来源、成矿的就位机制的系统研究，辨析出研究区存在三种矿床类型：与盆地卤水有关的沉积岩容矿Pb-Zn多金属矿床，以兰坪金顶Zn-Pb矿床为代表；岩浆流体参与成矿的沉积岩容矿Pb-Zn多金属矿床，以昌都盆地拉诺玛Zn-Pb-Sb矿床为代表；中低温热液脉型Cu(Mo)-Ag多金属矿床，以兰坪盆地西缘金满、连城等Cu-Mo多金属矿床为代表，并深入探讨了矿床成矿机制。本文系统总结了相关研究成果，以期进一步深化对碰撞造山过程沉积岩容矿的Pb-Zn-Ag-Cu多金属矿床成因的认识，推进相关找矿勘查工作。
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图 1 青藏高原大地构造简图及研究区位置(据Spurlin et al., 2005修改) Fig. 1 Sketch tectonic map of the Tibetan collision belt and locations of the studied zones (modified after Spurlin et al., 2005) |
三江碰撞造山带沉积岩容矿Pb-Zn-Ag-Cu贱金属成矿带处于青藏高原东、北缘之北部金沙江缝合带和南部龙木错-双湖缝合带-澜沧江缝合带所夹持的北羌塘和昌都-思茅地块上(图 1)。研究区经历了原、古、中、新特提斯洋闭合所引发的增生造山和新生代印度-欧亚大陆汇聚所导致的碰撞造山过程，以发育新生代大规模走滑断裂系统、逆冲推覆构造系统及相伴产生的第三纪前陆盆地和规模宏大的新生代钾质岩浆岩带为典型特征(侯增谦等, 2006, 2008b; 邓军等, 2016)。目前在该矿带内已发现Pb-Zn-Cu-Ag矿床、矿点达百余处。这些矿床和矿化点主要分布在金沙江缝合带与班公湖-怒江缝合带之间的第三纪前陆盆地中，自北而南依次为沱沱河盆地、风火山盆地、囊谦盆地、昌都盆地和兰坪-思茅盆地等，这些盆地多遭受新生代大型逆冲推覆构造系统的叠加和改造。
兰坪盆地位于三江贱金属成矿带南端，北起维西，南达景东，与思茅盆地相连。盆地东边以维西-乔后断裂与扬子陆块西南缘的金沙江-哀牢山造山带相邻，盆地西侧以澜沧江断裂为界(图 2)。兰坪盆地演化历史非常复杂，大致经历了基底形成、陆内盆地演化和盆山转换等三个阶段。在盆地边界断裂外侧出露元古代-古生代变质基底。晚古生代古特提斯洋开始形成，扬子地块西部分裂扩张形成金沙江洋，将兰坪盆地与扬子地块隔开。晚二叠世，夹持兰坪-思茅地块的金沙江洋和西侧的澜沧江洋相向俯冲，滇藏古陆和扬子古陆逐渐靠近，二叠纪末两大古陆及其所夹持的兰坪地块碰撞在一起。早-中二叠世，兰坪地区表现为强烈的造山作用，普遍缺失下-中三叠统，局部发育少量中、酸性火山岩。晚三叠世，兰坪地区进入陆内裂谷发展阶段，主要接受了上三叠统(外古村组、三合洞组、麦初青组等)海相和下侏罗统(漾江组)海陆交互相沉积。中侏罗世，兰坪由陆内裂谷转变为陆内凹陷盆地，充填了中侏罗统-白垩系陆相沉积。新生代，兰坪盆地经历了前陆盆地和走滑-拉分盆地演化，沉积物具有封闭型湖盆环境沉积特征，主要发育含膏盐红色碎屑岩。在整个盆地充填序列中，至少发育6个蒸发岩层位，总厚度达2km(覃功炯和朱上庆, 1991; Xue et al., 2007)。
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图 2 兰坪盆地北段地质简图及主要贱金属矿床分布 Fig. 2 Geological map of the northern Lanping basin and the distribution of major sediment-hosted base metal deposits |
昌都盆地北起生达-甲桑卡一线，南至德钦-扎玉一带，东以金沙江缝合带为界，西临怒江缝合带，呈向北撒开，向南收敛的NW向带状展布(图 3)。盆地基底由前寒武系吉塘群和酉西群组成，主要分布在龙木错-双湖-吉塘-澜沧江缝合带。古生界在区内零星分布，主要有下奥陶统、泥盆系、石炭系和二叠系等，岩性以碎屑岩、碳酸盐岩为主。其中，下奥陶统经历浅变质，泥盆系下段角度不整合于奥陶系之上，二叠系为陆相火山岩、浅海相碎屑岩夹基性凝灰岩。中生界在区内广泛分布，三叠系以海相碳酸盐岩沉积为主，兼有海陆交互相和陆相火山岩发育；侏罗系发育海相碳酸盐岩和陆相红色碎屑岩；白垩系为陆相碎屑岩沉积。第三纪充填底砾岩、含砾砂岩、砂泥岩和碳酸盐及膏盐建造。中、晚始新世，昌都盆地两侧造山带(分别为金沙江造山带和澜沧江造山带)向盆地推覆，形成对冲推覆的构造格局。东部为自东向西的逆冲推覆系统，推覆体主要为基底元古代深变质杂岩和浅变质的下奥陶统，置于晚古生代和中生代地层之上；西部逆冲推覆系统断面西倾，卷入推覆体的地层包括元古界、震旦-寒武系、上古生界、中-下三叠统地层和海西-印支期的花岗岩，其上广泛覆盖上三叠统-侏罗系裂谷型红层(唐菊兴等, 2006)。始新世晚期-渐新世，盆地发生走滑拉分，沿着已有的深大断裂呈雁行状排列。三叠系-古新统顺层剪切作用强烈，以构造透镜体、劈理化及糜棱岩化为特征，早期具有逆冲剪切，晚期具有正滑剪切的特点(唐菊兴等, 2006；侯增谦等, 2008b)。
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图 3 昌都盆地地质图(据Spurlin et al., 2005修改) Fig. 3 Geological map of the Changdu basin (modified after Spurlin et al., 2005) |
兰坪盆地发现Pb、Zn、Ag、Cu、Hg、Sb、As等矿种达20余种，矿床(点)超过200个，包括金顶超大型Pb-Zn矿床、白秧坪超大型Ag-Cu-Pb-Zn矿集区和金满大型Cu矿床。这些矿床呈现南北分段、东西分带特征(图 2)，表现为从盆地南部(白洋厂)到中部(金顶)再到北部(白秧坪)等矿床或矿田呈近等间距分布，成矿元素由Cu-Ag到Pb-Zn再到Ag-Cu-Pb-Zn。盆地西缘，以金满、连城、科登涧、小格拉等矿床为代表构成一条近NS向展布的Cu矿化带，向北东延伸至富隆厂、白秧坪、核桃箐、吴底厂一带，形成Ag-Cu-Pb-Zn矿化带(杨伟光等, 2003)；再往东至冬至岩、下区吾、燕子洞、三山(华昌山、灰山、黑山)等矿床构成一条NNE向的Pb-Zn-Ag-Cu矿化带，该带向南一直延续到金顶超大型Pb-Zn矿床。总的来讲，盆地西部成矿元素以Cu、Ag为主，围岩蚀变强，普遍发育硅化；东部以Pb、Zn为主，蚀变较弱，以广泛发育碳酸盐化为特点。昌都盆地产出的主要金属有Pb、Zn、Cu、W、Sn、Au、Ag、U、Th等，以Pb-Zn多金属矿为主导，已查明的Pb-Zn矿床(点)20余处，其中大中型矿床10余处，主要产在类乌齐-左贡地体内，受逆冲推覆构造控制，形成一条NW向延伸的Pb-Zn矿化带。
下面我们对兰坪-思茅盆地和昌都盆地内的主要沉积岩容矿贱金属矿床的成矿地质特征进行对比分析(表 1)。
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表 1 昌都和兰坪盆地主要沉积岩容矿贱金属矿床特征 Table 1 Geological features of the major sediment-hosted base metal deposits in the Changdu and Lanping basins |
(1) Pb-Zn多金属矿床
赋矿围岩 区内的Pb-Zn矿床主要赋存在灰岩中，部分矿床以碎屑岩容矿。其中，兰坪三山(灰山、黑山、华昌山)、燕子洞、菜籽地、老君山等矿床产在上三叠统三合洞组灰岩中；昌都拉拢拉、赵发涌、拉诺玛、加膜山矿床产在上三叠统波里拉组、甲丕拉组和乱泥巴组灰岩中；思茅盆地的萝卜山和厂硐矿床赋存在晚二叠世灰岩中，易田矿床赋存在晚三叠世灰岩中；兰坪盆地的富隆厂、吴底厂、李子坪等矿床，矿体主要赋存在侏罗-白垩纪砂岩、粉砂岩中；昌都盆地的错那矿床产在上三叠统阿堵拉组石英砂岩中；金顶Pb-Zn矿床的赋矿围岩有灰岩和砂岩两种，传统上认为它们分别属古新统云龙组和下白垩统景星组，也有研究认为赋矿砂岩为晚三叠世三合洞组下段，原来被划为古新统云龙组的灰岩角砾岩可能是晚三叠世三合洞组的中段(宋玉财等, 2011)。
构造控矿 区内Pb-Zn矿床主要受大型逆冲推覆-走滑构造控制，但是不同矿集区或矿床的控矿式样存在差异。侯增谦等(2008b)归纳出四种类型的构造控矿(图 4)：a)金顶式，矿体受控于逆冲推覆构造前锋带发育的圈闭系统，往往表现为中生代构造岩片被推覆叠置于第三系前陆盆地之上，并在挤压条件上形成穹窿体；b)河西-三山式，以主逆冲推覆断层及次级反冲断层控矿，矿化出现在断裂带及上下盘的裂隙或断裂发育部位；c)富隆厂式，矿床受主逆冲断裂上盘构造岩片的次级断裂或与逆冲推覆伴生的横切主逆冲断层的平移断层控制；d)东莫扎抓式，主要受逆冲断裂上盘构造岩片内的次级断裂控制，断裂平行于区域逆冲推覆构造带方向，主要为顺层产出，局部可切层。昌都盆地的Pb-Zn矿床主要为“东莫扎抓式”。
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图 4 逆冲推覆构造控矿Pb-Zn-Ag-Cu矿床模式(据侯增谦等, 2008b) Fig. 4 Models of the thrust-controlled Pb-Zn-Ag-Cu deposits in the Sanjiang Tethyan orogen (modified after Hou et al., 2008b) |
矿石组成(图 5a-h) 金属矿物主要为闪锌矿、方铅矿、黄铁矿、白铁矿。在金顶矿床中出现了大量的菱锌矿，拉诺玛矿床中发现硫锑铅矿，在白秧坪矿床中出现较多的含Cu、Co、Ni金属硫化物，如黄铜矿、黝铜矿、辉铜矿、辉砷钴矿、硫钴镍矿等。脉石矿物主要由方解石、白云石，少量石英和黏土矿物。在金顶矿床中出现大量的天青石、石膏、重晶石等，白秧坪地区金属矿床中也发现大量的天青石。可见，不同的Pb-Zn矿集区或矿床存在明显的成矿元素组合差异，兰坪盆地以Pb-Zn(Cd-Tl)、Pb-Zn-Ag-Cu为主，昌都盆地以Pb-Zn(Sb)为主。
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图 5 沉积岩容矿Pb-Zn-Ag-Cu矿床典型矿石类型 (a)金顶矿床砂岩型微细浸染状矿化; (b)金顶矿床晚阶段粗粒方铅矿脉穿切早阶段砂岩型Zn矿化; (c)李子坪矿床脉状方铅矿和闪锌矿; (d)李子坪矿床中块状方铅矿和闪锌矿; (e)三山矿床角砾状方铅矿和闪锌矿; (f)拉诺玛矿床块状硫锑铅矿和闪锌矿; (g)错那矿床块状闪锌矿矿石; (h)错那矿床块状方铅矿和闪锌矿矿石; (i)金满矿床裂隙充填的含黄铜矿石英脉; (j)金满矿床含黄铜矿的石英-方解石脉; (k)连城矿床断裂充填脉状辉钼矿; (l)连城矿床中的含黄铜矿、斑铜矿的石英脉 Fig. 5 Typical ores of the major sediment-hosted Pb-Zn-Ag-Cu deposits in the Lanping and Changdu basins (a) fine-grained disseminated lead-zinc mineralization in sandstone (Jinding); (b) massive ore with late-stage coarsely-grained vein galena and calcite crosscutting early-stage sandstone-hosted sphalerite (Jinding); (c) coarsely grained vein galena and sphalerite (Liziping); (d) massive galena and sphalerite ore (Liziping); (e) brecciated ore containing galena and sphalerite (Sanshan); (f) massive boulangerite and sphalerite ore (Lanuoma); (g) massive sphalerite ore (Cuona); (h) massive galena and sphalerite ore (Cuona); (i) fracture-filling chalcopyrite-bearing quartz vein (Jinman); (j) chalcopyrite-bearing quartz and calcite vein (Jinman); (k) fracture-filling molybdenite vein (Liancheng); (l) quartz vein type of chalcopyrite and bornite ore (Liancheng) |
膏盐-有机质-金属成矿 区内的贱金属矿床与膏盐建造显示出密切的时空联系。兰坪盆地中新生代地层中识别出6个蒸发岩层位，总厚度超过2000m，这些地层是Pb-Zn矿床的重要赋矿层位。兰坪金顶矿床既是超大型Pb-Zn矿床，又是大型石膏矿和天青石矿，金属矿体与盐类矿体密切共生；在平面上，石膏矿呈断续环状围绕铅锌矿体展布或分布在金属矿体的上、下及边部地层中。一般认为金顶矿床的硬石膏为古新世内陆盐湖蒸发岩(施加辛等, 1983; 白嘉芬等, 1985)，也有学者认为它们属于三叠系碳酸盐岩中的蒸发岩建造(高广立, 1991)。李以科等(2012)研究上三叠统的含盐层位，提出它们属于非正常蒸发沉积产物的认识，可能与热水沉积作用有关。近年来在兰坪盆地北部发现了河西大型Sr矿、大三界中型Sr矿以及若干石膏矿，这些非金属矿床附近往往有贱金属矿化发现，膏盐与贱金属成矿的关系尚待深入研究。有机质在几乎所有的矿床中都能见到，主要以干沥青形式存在，在金顶矿床尤为突出，矿石和围岩中产出干酪根、轻油、烃类气、重油、沥青等，有机质与金属硫化物空间关系密切，有机质富集处，往往矿化强烈。
(2) Cu(Mo)多金属矿床
兰坪盆地西缘出现大量的以沉积岩为容矿岩石的独立Cu矿床或Cu(-Mo-Ag-Co)矿床，这类矿床在相邻盆地中很少出现。这些矿床沿兰坪盆地西缘澜沧江断裂带分布，构成一条显著的N-S向Cu矿化带。根据赋矿岩石和矿物组成等特征由北往南可分为两类：一是北段与火山碎屑岩有关的Cu矿化，如恩琪、科登涧、大小格拉等，以石炭系石登群火山碎屑岩为容矿岩石，主要矿物为黄铜矿、斑铜矿、石英、方解石。二是以中生代红色碎屑岩为容矿岩石的Cu(-Mo-Ag-Co)矿床，如金满-连城、大华、大麦地、马鞍山等，其赋矿地层主要为中侏罗统花开佐组，次为坝注路组和上白垩统景星组和南新组，其矿物组成有变复杂趋势，主要的矿石矿物有黝铜矿、黄铜矿、斑铜矿、辉铜矿、蓝铜矿、铜蓝、辉钼矿，脉石矿物有石英、方解石、重晶石和菱铁矿(图 5i-l)。在南段的永平一带的Cu矿床中(如厂街、水泄)，出现较多的含Co矿物，如辉钴矿、钴黄铁矿、钴毒砂等，尽管以红色碎屑岩容矿，在矿区外围出现基性-碱性斑岩体和辉绿辉长岩脉(刘家军等，2004①)。这些Cu矿床主要受控制于与主逆冲推覆断裂平行的次级断层，构造控矿式样为“富隆厂式”(图 4c)。
① 刘家军，张乾，蒋少涌，温汉捷，何明友. 2004.兰坪盆地铅锌多金属大型矿集区.国家重点基础研究发展规划项目课题研究报告
2 成矿时代过去对三江贱金属矿床的测年研究主要集中在兰坪盆地，获得的成矿年龄时间跨度大，不同方法获得的结果相差很大，成矿年代学研究进展缓慢。最近十来年，随着分析技术的进步，通过闪锌矿Rb-Sr法、方解石和萤石Sm-Nd法，辉钼矿、黄铁矿等金属硫化物Re-Os法、古地磁测年法等手段获得了一批高精度年龄数据(表 2)。通过与玉树、沱沱河盆地中的金属矿床年龄数据进行对比发现，贱金属成矿时代在区域上具有很好的一致性(图 6)。
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表 2 三江带沉积岩容矿Pb-Zn-Ag-Cu矿床成矿年龄 Table 2 Age data for the sediment-hosted lead-zinc-silver-copper deposits in the Sanjiang Tethyan orogen |
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图 6 沉积岩容矿贱金属矿床的成矿时代及对应的构造环境 Fig. 6 Formation ages of the sediment-hosted base metal deposits in the Sanjiang Tethyan orogen and their corresponding tectonic settings |
本课题采用成矿阶段方解石Sm-Nd法、辉钼矿Re-Os法、闪锌矿Rb-Sr法和黄铁矿Re-Os法对兰坪和昌都盆地的典型矿床开展了年代学研究。研究表明，兰坪盆地白秧坪矿集区与矿石矿物共生的热液方解石Sm-Nd同位素年龄显示西矿带白秧坪Cu-Co-Ag矿段的成矿年龄为27.4±1.8Ma，吴底厂Pb-Zn-Ag矿段Sm-Nd等时线年龄为30.1±1.9Ma(Zou et al., 2015)；东矿带华昌山矿段和下区吾矿段方解石的Sm-Nd同位素定年、闪锌矿Rb-Sr同位素定年结果显示成矿年龄为33.3±0.4Ma(Zou et al., 2015)和32.8±1.5Ma(冯彩霞等，2017)。这与王晓虎等(2011)利用方解石Sm-Nd法和闪锌矿Rb-Sr法测定白秧坪矿集区(吴底厂、李子坪和富隆厂矿段)的成矿时代(30~29Ma)一致。我们利用闪锌矿Rb-Sr法获得昌都盆地拉诺玛Pb-Zn-Sb矿床和错那Pb-Zn矿床的成矿年龄分别为29.9Ma和30.0Ma(未发表)，与兰坪盆地Pb-Zn成矿时代吻合的很好，但是略晚于昌都盆地加膜山Pb-Zn矿床(39.9±1Ma)、赵发涌Pb-Zn矿床(41.1±1Ma)和拉拢拉Pb-Zn矿床(38.1±0.8Ma，Liu et al., 2016)的成矿时代。兰坪金顶矿床黄铁矿Re-Os同位素测年获得两组等时线年龄：65±10Ma和114±13Ma(唐永永等, 2013b)，前一个年龄数据与Xue et al.(2003)测试的黄铁矿Re-Os等时线年龄(72±4.8Ma)和高炳宇等(2012)开展沥青Re-Os测年的结果(68±5Ma)在误差范围内一致，可能代表了主成矿前的一次热液事件(唐永永等, 2013b)。Yalikun et al.(2018)获得金顶矿床古地磁年龄为23±3Ma，与磷灰石裂变径迹分析结果(21.0±3.8Ma、22.3±4.4Ma、28.7±2.8Ma和32.1±5.1Ma，Li and Song, 2006; 李小明等, 2000)和依据地质条件推断的成矿年龄(28~33Ma，王安建等, 2009)一致，可能代表金顶矿床的最后形成时间。
此外，我们还获得了兰坪盆地连城铜(钼)矿床辉钼矿Re-Os等时线年龄为47.8±1.8Ma，金满与成矿密切共生的方解石的Sm-Nd等时线年龄为58.2±5.4Ma(Zhang et al., 2013)。这与以往测定的连城矿床中辉钼矿Re-Os年龄(48.1±0.9Ma，王光辉等, 2009)和蚀变围岩伊利石K-Ar年龄(46.7±0.7Ma，毕先梅和莫宣学, 2004；47.2±0.5Ma，赵海滨, 2006)，以及金满矿床中与Cu矿密切相关的石英Ar-Ar年龄(56.8±0.7Ma，徐晓春等, 2004)是吻合的。
白秧坪矿集区与Cu矿共生的石英Ar-Ar等时线年龄为56~61Ma(Xue et al., 2003; 何明勤等, 2006)，这与金满-连城Cu矿床的早期Cu矿化时间一致；闪锌矿Rb-Sr和方解石Sm-Nd测年结果显示Pb-Zn成矿集中在30Ma左右(王晓虎等, 2011；Zou et al., 2015; 冯彩霞等, 2017)，指示白秧坪矿床存在早、晚两期矿化作用的复合成矿：早期以Cu为主(古新世)，晚期以Pb-Zn为主(始新世-渐新世)。
根据上述定年结果、并综合考虑赋矿层位和控矿构造的特征，认为青藏高原东缘Zn、Pb、Cu、Ag多金属成矿带Pb-Zn-Cu-Ag存在两期成矿作用：Cu-Mo矿床主要形成于48~58Ma；而Pb-Zn-Ag成矿作用集中在为27~33Ma。结合区域构造演化历史，认为Pb-Zn-Cu-Ag成矿系统形成于印度-亚洲大陆碰撞环境，是逆冲推覆构造背景下的产物，两阶段成矿作用发育于碰撞造山过程的不同演化阶段。形成于48~58Ma的Cu-Mo矿床主要发育于主碰撞阶段的陆陆汇聚阶段，形成于27~33Ma的Pb-Zn矿床主要发育于晚碰撞构造转化阶段。
3 成矿物质基础与成矿金属来源 3.1 成矿物质基础通过分析兰坪盆地主要沉积岩地层和基底岩石的主、微量元素含量，发现：1)上三叠统麦初青组和挖鲁八组地层具有较高含量的Pb和Zn，平均值分别为32×10-6和120×10-6，远高于中国大陆地壳中Pb和Zn的元素丰度(15×10-6和86×10-6，黎彤, 1994)，这可能与该套地层富集有机质或含煤线有关，有机物质对金属元素起到预富集作用。侏罗系花开佐组部分层位的Ag和Pb含量偏高，而上三叠统歪古村组火山岩的Pb和Zn含量稍高，其它时代的地层一般都低于元素的大陆地壳丰度；2)盆地基底岩石系统性地富集Ag、Cu、Pb和Zn，平均含量为0.12×10-6、170×10-6、88×10-6和149×10-6，这是中国大陆地壳相应元素丰度的2~5倍。我们通过调研盆地边缘出露的前寒武纪古老变质岩(苍山群、石鼓群和崇山群)发现，苍山群和崇山群相对富集Pb和Tl，特别是在变质程度较高的片麻岩和变粒岩中(分别为25×10-6和0.84×10-6)，石鼓群底部的基性变质岩具有较高含量的Cu和Zn(分别为85×10-6和145×10-6)。可见，盆地基底岩石是非常好的潜在的物源，上三叠统的碎屑沉积岩和火山岩有能力提供部分成矿元素。昌都盆地错那和拉诺玛矿区含矿地层相对不含矿地层的Pb(390×10-6)、Zn(2886×10-6)、Sb(89×10-6)、Ag(8.5×10-6)、Cd(17.9×10-6)含量明显偏高，反应了后期成矿热液叠加改造的结果。区域上前泥盆纪基底岩石(来自吉塘群和酉西群)中的Pb、Zn、Cu元素含量平均值为30.6×10-6、93.8×10-6和13.6×10-6，显著高于盖层沉积岩(Pb 9.2×10-6，Zn 53×10-6，Cu 9.3×10-6，Ag和Cd均小于0.5×10-6)，暗示盆地基底岩石可能是铅锌矿床成矿物质的主要提供者。
3.2 成矿金属来源近年来原位微区技术和非传统稳定同位素的发展，为我们研究矿床成矿物质来源提供了新的有效技术手段。我们开展了研究区不同类型典型矿床矿石矿物微量元素和Pb同位素的原位分析测试和Hg、Cu等非传统同位素组成研究。研究发现，尽管不同类型矿床成矿特征各异，形成的构造背景不同，但其成矿金属均主要来自盆地基地和部分地层。
(1) Pb-Zn多金属矿床
LA-ICPMS原位分析闪锌矿微量元素组成发现，兰坪盆地金顶超大型Pb-Zn矿床早阶段闪锌矿以富集Cd、Cu、Ag和Sb为特征，而晚阶段闪锌矿相对富集Pb、Tl、Fe、Cu、Ag和As。其中晚阶段富集的元素组合(Pb、Tl、Ag、Cu)在盆地基底岩石中偏高，暗示盆地基底可能提供了这些元素。金顶矿床的Hg主要以类质同象形式富集在闪锌矿中(472×10-9~1010×10-9)，其次为黄铁矿和方铅矿。成矿早阶段的金属硫化物明显富集轻Hg，δ202Hg值变化于-3.17‰~-1.59‰，晚阶段Hg同位素组成变重，δ202Hg值为-1.84‰~-0.57‰。金顶矿床Hg同位素非质量分馏不明显，△199Hg变化于-0.06‰~0.10‰，与盆地沉积岩类似，指示Hg主要来源于盆地沉积岩(图 7)。我们还利用二次离子质谱原位分析了金顶早、晚阶段方铅矿的Pb同位素组成，发现两个阶段的Pb同位素数据变化范围都大，在207Pb/204Pb-206Pb/204Pb图解上均呈线性展布(图 8)，具有明显的两端元混合特征，不同之处在于早阶段Pb以富集放射性成因Pb为主(206Pb/204Pb=18.1~18.7，均值18.4；207Pb/204Pb=15.3~15.7，均值15.5；208Pb/204Pb=37.5~38.7，均值38.2)，暗示Pb主要来源于具有高μ特征的源区，而晚阶段Pb较贫放射性成因Pb(206Pb/204Pb=18.0~18.4，均值18.2；207Pb/204Pb=15.2~15.6，均值15.4；208Pb/204Pb=37.2~38.4，均值37.9)，指示Pb来自低μ源区。通过与可能的物源岩的Pb同位素特征进行对比研究，认为具有高μ特征的物源岩石包括盆地上地壳沉积岩和新生代的碱性岩浆岩，低μ的物源岩石主要为下地壳岩石，很可能与盆地基底有关。兰坪盆地白秧坪、李子坪、富隆厂Pb-Zn多金属矿床的闪锌矿相对富集Ge(19.1×10-6)、Cu(272×10-6)、Cd(0.24%)元素。矿石铅同位素组成特征显示成矿物质主要来源于上地壳沉积岩(图 8)。白秧坪矿床的δ202Hg变化为-2.74‰~-1.80‰，△199Hg变化为-0.05‰~0.27‰，李子坪的δ202Hg为-0.52‰~0.25‰，△199Hg为-0.24‰~-0.02‰和富隆厂的δ202Hg为-1.46‰~-0.13‰，△199Hg为-0.15‰~0.01‰。Hg同位素非质量分馏对Hg的来源具有指示意义，通过与盆地地层和基底岩石对比研究，认为Hg主要来自基底变质岩和地层的混合(图 7)。
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图 7 兰坪和昌都盆地典型矿床金属硫化物Hg同位素组成 拉诺玛和错那矿床数据来自Xu et al.(2018)；金顶来自Tang et al.(2017a)；其它数据尚未发表 Fig. 7 Mercury isotopic compositions of metal sulfides in typical sediment-hosted base metal deposits in the Lanping and Changdu basins The data for the Lanuoma and Cuona deposits from Xu et al., 2018; those for the Jinding deposit from Tang et al., 2017a; and the rest of the data are unpublished |
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图 8 兰坪和昌都盆地典型矿床Pb同位素组成 金满矿床数据来自吴南平等(2003)；连城来自王光辉(2010)；白秧坪来自李志明等(2005)、王峰和何明友(2003)；三山来自魏君奇(2001)、赵海滨(2006)；拉诺玛和错那来自杨晨(2010)、徐春霞(2017)；金顶矿床数据为SIMS原位分析方铅矿的数据，尚未发表 Fig. 8 Lead isotopic compositions of metal sulfides in typical sediment-hosted base metal deposits in the Lanping and Changdu basins The data for the Jinman deposit from Wu et al., 2003; Liancheng from Wang (2010); Baiyangping from Li et al. (2005) and Wang and He (2003); Sanshan from Wei (2001) and Zhao (2006); and Lanuoma and Cuona from Yang (2010) and Xu (2017). Jinding data acquired from in-situ measurements of galena that remain unpublished |
昌都盆地拉诺玛Pb-Zn多金属矿床成矿阶段黄铁矿相对富集Pb、Zn、Cu、Tl、Ag、Sb，这与区域前泥盆纪基底岩石的微量元素富集特征一致。拉诺玛矿床金属硫化物的Pb同位素组成变化较大，在207Pb/204Pb-206Pb/204Pb图解上主要落入上地壳和造山带Pb范围内(图 8)。金属硫化物的207Pb/204Pb值和206Pb/204Pb值显示一定程度的线性相关，暗示矿石Pb具有两端元混合特征，推测富放射性成因Pb的一端来自上地壳沉积岩，而Pb同位素比值低的一端可能来自下地壳(基底岩石)或地幔。对昌都盆地拉诺玛和错纳硫化物、地层和变质基底汞同位素研究表明，拉诺玛硫化物(纤硫锑铅矿、闪锌矿)δ202Hg值在-0.57‰~1.01‰之间，错纳硫化物(闪锌矿、方铅矿)δ202Hg值在-0.50‰~0.70‰之间。两个矿床硫化物的δ202Hg变化范围小于赋矿围岩——上三叠统地层(δ202Hg=-1.82‰~1.41‰)，与变质基底类似(δ202Hg=-0.98‰~0.62‰)。这两个矿床具有显著的非质量分馏(△199Hg=-0.23‰~-0.04‰)，与基底变质岩接近(△199Hg=-0.16‰~-0.08‰)，指示汞主要来自变质基底，沉积岩地层可能也有少量加入(图 7)。
(2) Cu(Mo)多金属矿床
兰坪盆地西缘金满-连城Cu多金属矿床的Pb同位素组成总体变化较小，大部分落在上地壳演化岩和造山带Pb演化线之间，金满、连城Cu矿床可能有部分深源Pb的加入(图 8)。金满矿床成矿早阶段Cu同位素组成(δ65Cu=-0.35‰~0.21‰)在零附近，Cu主要来自深部地壳或上地幔；晚阶段硫化物富集Cu的轻同位素，δ65Cu值达-1.10‰和-1.02‰，Cu主要来自盆地内地层(杨立飞等, 2016)。连城矿床的Cu同位素组成具有和金满矿床类似的分布规律(图 9)，即早阶段Cu同位素分布集中(δ65Cu=-0.3‰~0.2‰)，靠近零值，相对富集重同位素，晚阶段富集Cu的轻同位素(-1.08‰~-1.01‰)，Wang et al.(2018b)认为成矿金属铜主要来源于盆地基底变质岩。金满和小格拉Cu矿床的δ202Hg值变化于-1.47‰~4.87‰，指示成矿流体中的Hg发生过沸腾作用；Hg同位素非质量分馏显著，△199Hg值变化于-0.35‰~-0.07‰，指示Hg主要来自基底岩石(图 7)。
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图 9 兰坪盆地西缘金满-连城矿床Cu-S同位素组成(引自Wang et al., 2018b) Fig. 9 Copper and sulfur isotopic compositions of the Jinman and Liancheng Cu deposits in the western Lanping basin (quote from Wang et al., 2018b) |
近年来国内外研究者在三江带贱金属矿床中识别出至少三种类型的成矿流体：低温(< 200℃)高盐(>20%NaCleqv)的盆地卤水，高温(>250℃)中低盐(< 6%NaCleqv)富CO2的深源流体和低温低盐的大气降水(Li, 1998; Xue et al., 2007; 薛春纪等, 2007; 刘英超等, 2010, 2013; 王光辉, 2010; 宋玉财等, 2011; 唐永永等, 2011; 陶琰等, 2011; 薛伟等, 2010; 张锦让等, 2012; Chi et al., 2017; Liu et al., 2017; Tang et al., 2017b; 王长明等, 2017; Wang et al., 2018b)，认为几乎所有矿床的成矿流体均是这几种流体不同程度的混合。通过对昌都盆地和兰坪盆地典型的Zn、Pb、Cu、Ag多金属矿床成矿流体特征和来源、成矿的就位机制的系统研究发现，成矿流体表现出多来源混合的特征，主要存在三种类型：1)盆地卤水与大气降水复合成矿，以金顶Pb-Zn矿床为代表；2)盆地卤水和岩浆流体复合成矿，以拉诺玛Pb-Zn-Sb矿床为代表；3)变质流体与盆地卤水或大气降水复合成矿，以金满-连城Cu矿床为代表。这些典型矿床的矿石和成矿流体特征分别见图 10和表 3。
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图 10 兰坪和昌都盆地典型复合矿床的矿石特征 (a)金顶矿床晚阶段粗粒、脉状方铅矿穿切早阶段细粒浸染状砂岩型Zn矿石; (b)金顶矿床灰岩角砾岩型矿石，在角砾间隙充填含金属硫化物的砂质胶结物(低品位)，沿着裂隙有液态油滴渗出; (c)金顶矿床浸染状砂岩型矿石，金属硫化物呈胶结物状胶结石英碎屑; (d)金顶矿床晚阶段脉状方铅矿穿切早期块状闪锌矿; (e)拉诺玛矿床块状矿石，晚期硫锑铅矿和方解石呈细脉状切入; (f)拉诺玛矿床晚期方解石-雌黄细脉沿裂隙充填; (g)拉诺玛矿床早期莓球状黄铁矿(Py1); (h)拉诺玛矿床晚期硫锑铅矿穿切和包裹早期金属硫化物，存在两个世代的黄铁矿(Py2和Py3); (i)拉诺玛矿床晚期硫锑铅矿沿裂隙侵入早期闪锌矿矿石; (j)连城黝铜矿矿石; (k)连城黄铜矿与石英共生; (l)连城辉钼矿、黝铜矿与石英和方解石共生，呈脉状沿裂隙充填; (m)金满矿床黄铜矿-黝铜矿矿石，黄铜矿出溶辉砷镍矿; (n)金满矿床晚期斑铜矿侵入早期黝铜矿; (o)连城矿床的黝铜矿中发现辉砷镍矿出溶体; (p)连城矿床晚期黄铁矿交代早期黄铜矿 Fig. 10 Ore characteristics of typical composite deposits in the Lanping and Changdu basins (a) coarsely crystallized galena and calcite veins, forming in the late stage of mineralization of the Jinding deposit, cut earlier fine-grained disseminated Zn dominant sandstone-hosted ore; (b) limestone breccia ore, of which low grade sandstone matrix cements limestone breccias, and liquid oil comes out of cracks; (c) fine-grained disseminated sandstone-hosted ore, where sulfides occur as cement among quartz clasts; (d) late-stage galena vein cut earlier sphalerite; (e) massive ore composed of sphalerite, boulangerite and calcite in the Lanuoma deposit; (f) late precipitates of calcite and orpiment fill cracks in the Lanuoma deposit. (g) spherical textures of early pyrite; (h) boulangerite vein of late stage cut and include earlier sulfides, and two generations of pyrite are recognized; (i) boulangerite vein intrudes earlier sphalerite; (j) tetrahedrite ore in the Liancheng deposit; (k) chalcopyrite is intergrown with quartz; (l) a quartz-tetrahedrite-molybdenite vein fills cracks; (m) exsolution of gersdorffite in chalcopyrite in the Jinman deposit; (n) bornite intrudes earlier tetrahedrite; (o) gersdorffite exsolution in tetrahedrite in the Liancheng deposit; (p) pyrite engulfs earlier chalcopyrite in the Liancheng deposit |
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表 3 典型矿床成矿流体特征对比 Table 3 Comparison of ore fluid features between typical composite deposits in the Lanping and Changdu basins |
(1) 盆地卤水与大气降水复合成矿——以兰坪金顶超大型Zn-Pb矿床为例
这类矿床主要形成于27~33Ma，因发育于晚碰撞构造转化阶段、后生成因、成矿流体以低温高盐度的盆地卤水为主、成矿金属来源于壳源等特征与MVT矿床类似，其差异性主要表现为部分矿床以碎屑岩容矿，而典型的MVT矿床的容矿岩石为碳酸盐岩。以兰坪金顶超大型Zn-Pb矿床为代表。金顶矿床热液成矿作用至少可以区分出早、晚两个阶段(图 10a-d)，早阶段矿化以Zn为主，主要以微细浸染状金属硫化物产于砂岩中，少量产于灰岩角砾岩中。角砾岩中的金属矿物粒度明显变大。这一阶段最主要的矿石矿物为闪锌矿，其次为方铅矿和黄铁矿、白铁矿。晚矿化阶段以Pb为主，常见结晶好颗粒大的方铅矿与方解石共生。方铅矿常以大脉状穿切早阶段块状锌矿石，有时在砂岩中见到晚期细粒的方铅矿细脉切穿早期浸染状锌矿石。从矿石的组成特征来看，早、晚阶段的成矿作用明显是性质不同的两期热液活动的产物。
成矿流体特征和来源 研究显示，金顶矿床流体包裹体主要类型有纯液单相包裹体、气-液相包裹体、富CO2包裹体和有机包裹体，其均一温度和盐度变化较大(54~370℃，1.2%~18%NaCleqv)，并且具有明显的多峰特征(Li, 1998; Xue et al., 2007; Tang et al., 2017b)，暗示成矿流体具有多源性。最近我们对金顶铅锌矿床开展了闪锌矿中气液相流体包裹体的显微测温工作、成矿期方解石中单个流体包裹体的LA-ICPMS研究。研究结果表明，其均一温度为60~180℃(峰值为150~180℃)，盐度为10%~30%NaCleqv(峰值22%~28%NaCleqv)，流体为低温高盐的卤水，其特征与典型MVT矿床的盆地卤水(90~150℃，10%~30%NaCleqv, Leach et al., 2005)一致。成矿期方解石单个流体包裹体的化学组成研究显示，成矿流体的K/Na、Rb/Na、Zn/Na、Cl/Br、Ca/K比值都与MVT矿床的盆地卤水的化学组成一致。金顶矿床成矿早阶段流体包裹体H-O同位素组成(δDH2O=-50.1‰~-109.3‰，δ18OH2O=7.0‰~17.3‰)指示流体混合或者强烈水-岩反应，晚阶段流体δDH2O为-65.7‰~-100.6‰，δ18OH2O为-7.3‰~-8.6‰，类似于大气降水(图 11)。成矿早阶段方解石C-O同位素(δ13CPDB=-2.6‰~-24.5‰，δ18OSMOW=21.9‰~24.9‰)显示明显的海相碳酸盐岩溶解与地层有机碳的混合特征，成矿晚阶段方解石的δ13CPDB值为-7.0‰~-6.2‰，δ18OSMOW为20.2‰~22.4‰(图 12)，这种同位素组成类似于大气降水成因的方解石(罗君烈等, 1994)。流体包裹体He-Ar同位素特征(3He/4He=0.01~0.06Ra)指示早、晚阶段成矿流体都为壳源流体，没有幔源组分加入。由此推测，早阶段成矿流体很可能是低温高盐的盆地卤水在深循环过程中被加热且发生了强烈水-岩反应的产物，而晚阶段成矿流体以古大气降水为主。
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图 11 兰坪和昌都盆地典型矿床流体包裹体H-O同位素组成 金满-连城数据来自张锦让等(2012)，肖荣阁等(1994)；白秧坪来自龚文君等(2000)，李志明等(2005)，王峰(2004)；金顶数据来自赵兴元(1989b)，叶庆同等(1992)，曾荣(2007) Fig. 11 Plot of δD vs. δ18O values of water in fluid inclusions from typical sediment-hosted base metal deposits in the Lanping and Changdu basins The data for the Jinman and Liancheng deposits from Zhang et al. (2012) and Xiao et al. (1994); Baiyangping from Gong et al. (2000), Li et al. (2005) and Wang (2004); Jinding from Zhao (1989b), Ye et al. (1992) and Ceng (2007) |
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图 12 兰坪和昌都盆地典型矿床成矿期方解石C-O同位素组成 金满、连城数据来自张锦让等(2012)、刘家军等(2000)；白秧坪和三山来自邹志超(2013)、陈开旭等(2000)；拉诺玛来自陶琰等(2011)、徐春霞(2017)；金顶来自唐永永等(2011)、罗君烈等(1994) Fig. 12 Plot of δ13C vs. δ18O for calcite from typical sediment-hosted base metal deposits in the Lanping and Changdu basins The data for the Jinman and Liancheng deposits from Zhang et al. (2012) and Liu et al. (2010); Baiyangping and Sanshan from Zou (2013) and Chen et al. (2000); Lanuoma from Tao et al. (2011) and Xu (2017); and Jinding from Tang et al. (2011) and Luo et al. (1994) |
硫的来源和形成机制 金顶Zn-Pb矿床是全球最大的17个超大型矿床之一，是我国最大的Pb-Zn矿床。截止目前已探明铅锌矿硫化物矿石超过2.2×108t(朱上庆等, 2000)，估算所需的硫化氢约320×104m3。那么成矿所需要的巨量的还原硫从何而来呢?本研究利用现代微区分析技术开展了金顶铅锌矿早、晚成矿阶段硫化物原位微区硫同位素组成的分析。结果表明，金顶铅锌矿床闪锌矿为主的矿化阶段(早阶段)δ34S值为-42.1‰~-10.2‰，方铅矿为主的矿化阶段(晚阶段)硫化物的δ34S值介于-8.4‰~7.7‰之间(图 13a)。进一步分析认为，早阶段成矿过程中的还原硫主要来自细菌还原硫酸盐作用；晚成矿阶段还原硫主要来自硫酸盐热化学还原反应。矿石组构和硫酸盐的S同位素组成研究显示晚三叠世蒸发岩建造为成矿提供充足的硫。
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图 13 兰坪和昌都盆地典型矿床金属硫化物S同位素组成直方图 金满、连城数据来自张锦让和温汉捷(2012)和本文(未发表)，白秧坪来自魏君奇(2001)、王峰和何明友(2003)、李志明等(2005)；华昌山和李子坪来自邹志超(2013)；富隆厂来自本文(未发表)；拉诺玛和错那来自陶琰等(2011)、徐春霞(2017)；金顶来自Tang et al.(2014) Fig. 13 Histogram of sulfur isotopic compositions of metal sulfides from typical sediment-hosted base metal deposits in the Lanping and Changdu basins The data for the Jinman and Liancheng deposits from Zhang and Wen (2012) and our unpublished data; Baiyangping from Wei (2001), Wang and He (2003) and Li et al. (2005); Huachangshan and Liziping from Zou (2013); Fulongchang from our unpublished data; Lanuoma and Cuona from Tao et al. (2011) and Xu (2017); and Jinding from Tang et al. (2014) |
成矿机制 金顶超大型铅锌矿床的形成大致经历了沉积成岩期、热液矿化期和表生期三个阶段。沉积成岩期：中生代末期，随着印度大陆与欧亚大陆相互作用的逐步加强，兰坪盆地受两侧造山带的控制，沉积物向盆地中心汇聚，再加上生物-有机质等的吸附、络合作用，形成了初始的矿源层。热液矿化期：进入新生代，随着印度板块向欧亚板块西南缘的俯冲作用，盆地由拉张转为挤压，形成了走滑拉分盆地。始新世以来的区域压扭作用，使碰撞前的中生代地层系统叠覆于新生代地层之上，形成逆冲推覆构造系统。在金顶矿区表现为以F2逆冲推覆构造为主发育一系列与之平行的逆冲推覆断层，使中生代地层覆于新生界代地层之上。在造山带重力或热对流机制的驱动下，含金属盆地卤水沿着走滑深大断裂上升至浅部，之后顺着地壳浅部的逆冲推覆构造下方的拆离滑脱带迁移。当这种含金属流体在有利的地质条件下(如穹窿构造、张性构造、层间滑脱构造等)遇到富细菌成因的H2S的地下水时，成矿金属迅速沉淀下来。在晚矿化阶段，下渗的大气降水流经围岩时，盆地中的蒸发岩发生溶解，同时围岩中的金属元素以硫酸盐或亚硫酸盐的形式被活化迁移。当成矿流体搬运至金顶穹窿时，流体中的SO42-与穹窿中的有机质发生热化学还原反应生成还原硫，金属元素随即沉淀下来。表生期：成矿作用主要表现为矿床形成以后，含矿岩石在构造运动和大气、水的作用下遭到破坏和改造，产生了新的氧化矿物组合，使矿体进一步富集，局部形成次生硫化矿物。
(2) 盆地卤水和岩浆流体复合成矿——以昌都盆地拉诺玛Zn-Pb-Sb矿床为例
这类铅锌多金属矿床的成矿时代集中在30Ma左右，发育于晚碰撞构造转换阶段、后生成因、但成矿流体的温度和盐度特征、成矿流体的来源以及成矿的驱动机制等方面均与典型的MVT矿床存在差异。以昌都盆地拉诺玛Pb-Zn-Sb矿床为代表。昌都拉诺玛矿床上部以Pb、Zn、Sb氧化矿石为主，深部以硫锑铅矿、闪锌矿为主。原生硫化物矿石主要沿构造破裂面呈脉状、网脉状、团块状等充填。根据矿物共生组合和穿插关系，识别出3阶段成矿作用：早期为微晶黄铁矿，黄铁矿呈浸染状或莓球状分布在微晶灰岩裂隙中；中期为主成矿阶段，主要为黄铁矿、闪锌矿和硫锑铅矿，形成时间大致为黄铁矿早于闪锌矿早于硫锑铅矿，晚期形成的矿物会交代或包裹早期形成的矿物；晚期为方解石、雌黄、雄黄，呈脉状充填在灰岩裂隙中，有时见穿插早期金属硫化物(图 10e-i)。
成矿流体特征和来源 拉诺玛铅锌锑多金属矿以锑铅锌共生组合为特征。我们系统开展了该矿床闪锌矿流体包裹体显微测温学和包裹体成分分析。结果显示，流体包裹体主要有2种类型，气液两相包裹体和富CO2包裹体。其中气液两相包裹体分布较广，在不同矿化阶段都有产出，富CO2包裹体数量较少，仅见于晚期雌黄中。流体包裹体的均一温度分布于120~315℃之间，大部分都集中在150~225℃之间，均一温度分布集中，基本符合塔式分布，盐度变化范围在3.9%~19.1%NaCleqv之间，盐度变化较大，暗示成矿流体可能是几种不同盐度的流体等温混合的结果。热液方解石的碳同位素组成δ13CV-PDB=-3.5‰~1.8‰，氧同位素组成δ18OV-SMOW=11‰~16‰，介于海相碳酸盐岩和与花岗岩有关的热液之间，指示其来源为深部构造岩浆活动与海相碳酸盐岩溶解作用的混合(图 12)。He-Ar同位素组成(3He/4He=0.09~0.29Ra)揭示成矿流体以地壳流体为主，但确有少量地幔物质加入。闪锌矿中的流体显示出不同盐度流体混合的特征，这可能是促使金属矿物沉淀非常重要的机制。综合分析认为，拉诺玛Pb-Zn矿床为中高温岩浆流体和低温、中高盐度盆地卤水混合成因的热液矿床。
硫的来源和形成机制 在详细的矿相学研究的基础上，把主成矿作用又细分为早、晚两个阶段：早阶段以Zn矿化为主，表现为黄棕色闪锌矿(Sp1)和多孔筛状黄铁矿(Py2)为主的矿物组合；晚阶段以Pb-Sb矿化为主，表现为黄白色闪锌矿(Sp2)、半自形-自形黄铁矿(Py3)和S-Sb-Pb矿物及方解石为主的矿物组合(图 10g, h)。利用LA-MC-ICPMS及NANO-SIMS原位分析方法研究了不同矿化阶段金属硫化物的硫同位素组成。早阶段Py2和Sp1的δ34S值分布集中(-3‰~2.3‰)，靠近0值，具有幔源岩浆S特征；而晚阶段Sp2和Py3的δ34S值有增大趋势，变化于0.2‰~6.0‰，暗示了岩浆硫与地层硫的混合。这表明拉诺玛矿床存在岩浆硫和硫酸盐两个硫源：早阶段以岩浆硫为主，晚阶段为岩浆硫和地层硫(通过硫酸盐热化学还原作用形成H2S)的混合。
成矿机制 已有研究表明昌都盆地铅锌矿带中的矿床矿点主要产在澜沧江西侧基底变质岩出露的盆地边缘地带，该地带处于刚性变质基底与相对柔性的盆地沉积地层的过渡位置，在喜山期印度板块向欧亚大陆碰撞影响下成为剪切强烈活动部位，为深部构造岩浆活动及深源热液流体运移的有利通道。结合对拉诺玛铅锌锑多金属矿床的成矿流体性质及来源、成矿成矿构造背景的综合研究表明，该矿床的成矿作用与所处构造环境强烈的剪切破裂所诱发的地幔动力学过程有关。成矿金属主要来源于盆地基底岩石和地层，深部岩浆作用提供了早阶段成矿需要的硫，晚阶段金属硫化物沉淀所需的还原硫主要来自硫酸盐(石膏)的热化学还原反应。成矿流体驱动机制包括重力驱动及深部构造岩浆活动引起的热驱动，这些因素综合作用导致大规模成矿流体迁移，成矿物质在地壳浅部开放空间沉淀成矿。
(3) 变质流体与盆地卤水或大气降水复合成矿——以金满-连城Cu(Mo)矿床为例
该类型的矿床主要分布在兰坪盆地西缘，形成于48~58Ma、发育于主碰撞阶段的陆陆汇聚阶段，以金满、连城等Cu-Mo多金属矿床为代表。金满、连城Cu(Mo)矿床的矿石构造以脉状、网脉状为主，结构有充填结构、交代结构、包含结构等。主要金属硫化物为黄铜矿、黝铜矿、斑铜矿、辉铜矿、辉钼矿等，脉石矿物多为石英、白云石和方解石(图 10j-p)。金满矿床成矿分为两个阶段：早期为石英-硫化物阶段和晚期的石英-碳酸盐-硫化物阶段(杨立飞等, 2016)，连城矿床识别出四个矿物生长阶段，从早到晚依次为：①石英-碳酸盐阶段；②石英-黄铜矿-辉钼矿阶段；③碳酸盐-黝铜矿(-黄铜矿-斑铜矿)阶段；④碳酸盐-石英阶段(Wang et al., 2018b)。其中第2阶段为主要成矿阶段。
成矿流体特征和来源 流体包裹体研究表明，金满Cu矿床和连城Cu-Mo矿床主要有气-液两相包裹体和含CO2包裹体，成矿流体整体上是一种中高温、中低盐度、极富CO2的流体。成矿过程中主要存在三种性质流体参与：中高温低盐度富CO2流体、中低温中高盐度盆地卤水和大气降水(张锦让等, 2015b)。成矿早阶段出现大量富CO2包裹体，这在整个兰坪盆地是十分罕见的，不属于典型的盆地流体系统。关于这种富CO2流体，目前一般认为有以下几种可能的来源：幔源流体、下地壳中高级变质流体以及岩浆热液(Kerrich and Fyfe, 1981; Phillips and Powell, 1993; 陈衍景等, 2007; Chi and Xue, 2011)。根据连城Cu-Mo矿床早阶段热液石英脉发育富CO2流体包裹体，均一温度为124~446℃，盐度为0.4%~24.6%NaCleqv，晚阶段主要发育方解石脉，包裹体以水溶液包裹体为主，均一温度为145~256℃，盐度为1.4%~22.9%NaCleqv；早阶段石英流体包裹体的H-O同位素组成(δ18O=7.8‰~11.9‰，δD=48‰~-72‰)，指示这种富CO2流体主要来源于变质流体(图 11)，而晚阶段成矿流体为变质水与大气降水的混合(Wang et al., 2018b)。C同位素特征也指示深源流体与盆地流体混合的特征(图 12)。稀有气体同位素研究发现，盆地西缘Cu矿床的成矿流体的3He/4He值介于0.01~0.07Ra，明显区别于幔源He的特征(3He/4He=6~9Ra)，暗示了幔源流体参与成矿的可能性较小，高温低盐富CO2流体来自变质流体的可能性更大。
硫的来源和形成机制 Cu(Mo)矿床早阶段金属硫化物的S同位素组成变化相对较大，以富集轻S为特征，其δ34S值介于-11.6‰~1.1‰(图 13c)，金满矿床多数集中在零值附近，连城数据比较分散，结合矿床中发现干沥青以及矿石发育木质结构现象(刘家军等, 2001)，推测该阶段S可能是地层硫酸盐还原与生物成因硫混合所致，不排除深源S加入；晚阶段δ34S值(2.1‰~3.4‰)变大，指示海相沉积岩来源的硫数量增加，生物成因S减少(杨立飞等, 2016; Wang et al., 2018b)。
成矿机制 在金满Cu-Ag和连城Cu-Mo矿床中常见到含CO2包裹体和水溶液包裹体共生的现象，这种现象通常被认为是流体不混溶的直接证据(Roedder, 1984; 卢焕章等, 2004)。结合流体包裹体和上述C、H、O、S同位素组成研究表明，连城Cu-Mo矿床中成矿流体早中阶段富含CO2和其它挥发分，随着成矿作用的进行，CO2和其它挥发分逸失，到晚阶段成矿流体演化成富含水的流体；伴随着成矿，流体温度逐渐降低，早中阶段流体盐度略有下降，从中阶段到晚阶段则盐度明显降低。成矿过程早阶段发生了强烈的流体沸腾作用，沸腾作用以大量CO2等挥发份逃逸为主要特征，CO2等挥发份大量逃逸，导致成矿体系趋于不稳定，促使Mo、Cu等大量成矿物质沉淀，最终成矿。盆地卤水、下渗的大气降水与富CO2流体的混合，可能也导致了部分成矿物质的沉淀(张锦让等, 2015a)。因此，连城Cu-Mo多金属矿床成矿物质沉淀的主要机制为流体降温沸腾，次要机制为流体的混合。金满矿床成矿过程中主要有两种性质的流体参与：壳源变质流体，以中高温、中低盐度、富含CO2为特征；盆地卤水，以中低温、中高盐度、贫CO2为特征，主要的成矿机制是向上运移的深源变质流体与向下运移的盆地卤水的混合导致成矿物质沉淀成矿。
5 复合成矿机制与深部过程 5.1 复合成矿与元素超常富集三江特提斯造山带新生代贱金属元素爆发式成矿是印度-欧亚大陆碰撞造山过程中引起的壳幔作用和构造体制转换的浅部响应，在区带尺度或矿田尺度具有明显的多期复合成矿特色。业已识别出两期成矿事件：①印度-欧亚大陆主碰撞陆-陆汇聚阶段的Cu-Mo矿化(48~58Ma)，主要发生在兰坪盆地西缘；②印度-欧亚大陆晚碰撞构造转换阶段的Pb-Zn矿化(27~33Ma)，在三江贱金属成矿带内广泛发育。存在三种不同来源流体复合成矿类型：变质流体与盆地卤水或大气降水复合成矿，如金满-连城、白秧坪等；盆地卤水与岩浆流体复合成矿，以拉诺玛为代表；盆地卤水与大气降水复合成矿，如金顶。金顶超大型Pb-Zn多金属矿床是中国目前最大的铅锌矿床，也是世界上铅锌金属储量超过千万吨的十几个超大型矿床之一。目前在整个三江贱金属成矿带上尚未发现第二个类似规模的的矿床。究其原因，研究发现金顶超大型Pb-Zn多金属矿床的成矿金属的来源与区带上其他沉积岩容矿Pb-Zn多金属矿床相同，但其成矿过程存在显著差异。金顶超大型Pb-Zn多金属矿床的形成是一系列成矿有利因素(地质背景、控矿构造、蒸发岩建造、有机质等)耦合的结果，并且有着复杂的成矿演化历史，表现出显著的多期复合成矿特征，成矿特征具有独特性。具体表现如下：
(1) 多期矿化复合成矿
依据矿石矿物的组构特征可将金顶Pb-Zn矿床热液成矿过程分为早、晚成矿阶段。早矿化阶段主要包括产在砂岩型矿石中的微细浸染状矿化和产在灰岩角砾岩型矿石中的块状矿化。砂岩型矿石中的浸染状矿化主要是细粒硫化物交代硅质碎屑之间的碳酸盐胶结物。灰岩角砾岩型矿石中的块状矿化或脉状矿化主要是以闪锌矿为主的硫化物矿化充填在角砾间隙中。早矿化阶段典型矿物组合为闪锌矿+方铅矿+黄铁矿。晚矿化阶段主要包括产在灰岩角砾岩型矿石中的粗结晶的大脉状或团块状方铅矿和少量的胶状闪锌矿等。晚矿化阶段典型矿物组合为方铅矿+闪锌矿+黄铁矿(少)+方解石+重晶石。常见晚阶段方铅矿-方解石脉穿切早阶段块状或浸染状Zn矿石(图 10a, d)。
C-O同位素 金顶铅锌矿床方解石δ13C值变化大，δ18O相对集中(图 12)。早矿化阶段脉状方解石中的碳具有多源性，一部分样品沿着海相碳酸盐溶解作用分布，另一部分沿着沉积有机物的氧化作用分布，表明海相碳酸盐岩与沉积有机物是流体中碳的主要来源。而兰坪盆地区域上分布最广泛的上三叠统三合洞组是一套灰黑色、深灰色海相、泻湖相泥灰岩、富碳灰岩，其有机碳含量为0.7‰~3.4‰，这些灰岩的δ13C为-21.8‰~-19.6‰(罗君烈等, 1994)，接近于矿石中沥青的碳同位素组成(-27.7‰~-27.4‰，高永宝等, 2008)。由于海相灰岩的溶解和脱水作用，同时伴随着有机质的热裂解，成矿流体中的碳可能主要来自于海相碳酸盐岩和沉积有机物。这指示了早矿化阶段成矿流体的形成与含有机质丰富的上三叠统三合洞组灰岩有关。晚矿化阶段结核状方解石在图 12上投在海相碳酸盐岩溶解作用线下方，其δ13C变化于-7.0‰~-6.2‰，平均值为-6.6‰，通常这种碳同位素组成表明，流体中的碳来自于深部或者碳酸盐与有机碳的混合作用(Hoefs, 1997; 彭建堂和胡瑞忠, 2001)。而该期方解石δ13C较窄的变化范围，排除了有机物为方解石提供主要碳的可能性。流体包裹体研究表明金顶矿床晚阶段成矿流体温度介于170~230℃之间。据Zheng(1991)的方解石与水处于氧同位素平衡时的分馏方程(1000lna方解石-水=4.01×106/T2-4.66×103/T+1.71)计算，与结核状方解石平衡的流体的δ18O流体介于8.6‰~14.1‰，该值偏离原生水(约5‰~7‰)和岩浆水(约5.5‰~8.5‰, Ohmoto, 1986)，最可能指示了古大气降水。
S同位素组成 前述金顶铅锌矿早、晚成矿阶段硫化物原位微区硫同位素组成的分析(图 13a)表明，金顶矿床早矿化阶段金属硫化物的δ34S值为-42.1‰~-10.2‰，晚矿化阶的δ34S值介于-8.4‰~7.7‰之间，指示早阶段成矿过程中的还原硫主要来自细菌还原硫酸盐作用，晚阶段还原硫主要来自硫酸盐热化学还原反应(Tang et al., 2014)。
有机质与成矿 金顶矿床与矿石伴生的有机质主要有五种存在形式(图 14)：①离散状干酪根、重油等；②裂隙或空洞充填的原油和沥青；③孔洞中生长的晶簇状沥青，与方解石伴生，常被脉状方铅矿及闪锌矿包裹；④裂隙中的脉状沥青，明显受到热蚀变，在沥青中见方解石；⑤与金属硫化物密切伴生的固体沥青。有机地球化学和同位素地球化学研究显示，矿区的有机质主要来自于海相的细菌和藻类，沉积环境为强还原、高盐度环境。与矿石伴生的有机质主要来自上三叠统三合洞组海相碳酸盐岩。与矿石伴生固体沥青中的Zn、Pb、Cd及Tl等元素变化较大，但大部分沥青明显富集这些元素，指示沥青与成矿热液有密切关系。矿石中沥青的硫含量明显低于三叠系地层中沥青的硫含量。结合C、S同位素证据，暗示了成矿所需的还原性硫可能有多种来源，包括有机质热解释放出的硫、硫酸盐热化学还原形成的硫、以及细菌还原作用形成的硫。
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图 14 金顶矿床中的有机质 (a)砂岩型矿石中产出的弥散状重油; (b)沥青与方解石呈晶簇状产于矿石孔洞中; (c)脉状沥青充填裂隙; (d)与金属硫化物密切伴生的沥青; (e)三合洞组灰岩裂隙中的沥青; (f)镜下发现沥青中包裹黄铁矿，并于白云石共生 Fig. 14 Occurrences of organic matter in the Jinding deposit (a) dispersive heavy oil in sandstone ore; (b) bitumen and calcite occur as vug in caves; (c) vein bitumen fills fractures; (d) bitumen accompanied by sulfides; (e) bitumen vein fills fractures in the limestone of the Sanhedong Formation; (f) bitumen includes pyrite that is intergrown with dolomite (under reflected light) |
膏盐与成矿 系统的岩-矿相学结合地球化学研究显示，金顶矿床存在三期膏盐(图 15)：①成矿前的硬石膏、石膏、天青石(膏盐矿的主体)；②成矿期重晶石；③表生期石膏、天青石和重晶石。成矿前的硬石膏和石膏具有和晚三叠世海水近于一致的S(δ34S：14.2‰~16.8‰，平均15.2‰)和Sr同位素(87Sr/86Sr：0.7082~0.7097，平均0.7087)组成，表明它们是晚三叠世海水蒸发的产物，膏盐裹挟大量的上三叠统三合洞组灰岩角砾暗示它们很可能属于三合洞组蒸发岩，经历了强烈的构造变形和溶蚀坍塌从而变成现在见到的孤立产出的盐丘、盐枕、岩穿刺等式样。成矿前的天青石具有明显的层控性，主要产在上三叠统三合洞组灰岩中，其δ34S值变化于2.6‰~15.3‰(平均9.6‰)，显著偏离晚三叠世海水的S同位素组成(15‰)，87Sr/86Sr比值(0.7101~0.7124，平均0.7109)也大于成矿前石膏-硬石膏，指示天青石可能是晚三叠世热水沉积的产物。研究表明，成矿前的石膏、天青石和重晶石被金属硫化物广泛交代(图 15g-i)，结合金属硫化物的S同位素组成(δ34S值集中在-25‰~-10‰)，认为这些膏盐通过细菌还原作用为铅锌金属沉淀提供了充足的还原硫。此外，膏盐的溶解、变形和迁移对于成矿流体形成、运移和矿体定位等具有重要意义。在热液成矿晚阶段发现与方铅矿共生的重晶石(图 15d)，指示成矿流体具有较强的氧化性，很可能与大气降水加入有关。表生期石膏呈纤维状、集束状或晶洞透石膏，富集Pb和Zn，δ34S值多为负值，表明它们是次生氧化的产物。
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图 15 金顶矿床发育的不同类型膏盐 (a)成矿前纹层状硬石膏岩，发育韵律结构; (b)成矿前硬石膏胶结灰岩角砾; (c)成矿前天青石集合体，可见细脉状天青石侵入方解石; (d)成矿期重晶石-方铅矿细脉(晚阶段)穿切早阶段闪锌矿; (e)成矿后晶簇状石膏; (f)成矿后梳状石膏; (g)方解石交代天青石并保留天青石假像; (h)方解石和方铅矿交代石膏，具有交代残余结构; (i)黄铁矿交代天青石保留假像结构，方铅矿包裹天青石 Fig. 15 Occurrences of evaporite and gypsum in the Jinding deposit (a) pre-ore laminar anhydrite; (b) pre-ore anhydrite cements limestone breccias; (c) pre-ore celestine collection, locally with veinlets intruding calcite; (d) ore-stage barite-galena vein cutting earlier sphalerite; (e) post-ore vug gypsum; (f) post-ore comb gypsum; (g) calcite replaced columnar celestine and remain pseudomorphic crystals; (h) gypsum was replaced by calcite and galena with metasomatic relict textures; (i) pseudomorphic pyrite replacing celestine, which were included or altered by later galena |
(2) 金顶超大型Zn-Pb矿床成矿的独特性
前已述及金顶矿床成矿物质来源与区带上的Pb-Zn多金属矿床具有很多相似性，盆地基底作为重要的物质基础为成矿提供了金属来源。通过与区内众多的Pb-Zn-Ag-Cu贱金属矿床的对比分析认为，金顶矿床在控矿构造和成矿流体上存在独特性，体现在：
穹隆构造 新生代强烈的挤压推覆和盐丘底辟综合作用导致金顶穹隆构造的形成(Leach et al., 2017)。金顶矿床就产在穹隆中，并且矿化作用随着穹隆翼部地层产状的陡缓变化而变化，在产状较缓的部位，矿体较厚，产状陡的部位，矿体较薄，体现了穹隆褶皱过程中在侧压力作用下，随翼部地层产生滑动，平缓地段即为引张地带，因而矿体较厚，陡倾地段即为挤压地段，因而矿体变薄、变贫。由此可见，穹隆构造对金顶铅锌矿化具有至关重要的作用。穹窿顶部的虚脱部位是理想的压力释放区，这对于从深部而来的含矿盆地卤水是良好的储集空间。同时，在穹窿形成过程中产生的层间滑脱带为成矿流体运移提供了通道，对于层间滑脱带的平缓地段，是矿质沉淀的有利场所。
成矿流体性质 金顶矿床成矿阶段方解石的C同位素组成变化很大，O同位素组成非常集中，与沉积岩的O同位素组成类似(图 12)。早、晚阶段方解石的C-O同位素组成存在显著差别，早阶段成矿流体中的C主要来源于晚三叠世富含有机质的海相碳酸盐岩的溶解，C为碳酸盐岩和有机碳的混合；晚阶段流体中的C为大气降水成因(Tang et al., 2017b)。相比之下，兰坪盆地西缘Cu矿床的C-O组成(δ13C=-7.4‰~-1.5‰，δ18O=10.3‰~17.4‰)显示了地幔-岩浆碳和沉积碳酸盐碳的混合，以地幔-岩浆碳为主。白秧坪和拉诺玛等Pb-Zn多金属矿床的方解石的δ13C变化于-5‰~3‰，δ18O变化范围很大(6‰~24‰)，主要是盆地流体与围岩发生水岩反应的结果(陈开旭等, 2000)，或者，是深部构造-岩浆热液与地层中海相碳酸盐岩溶解作用形成的流体的混合(陶琰等, 2011)。金顶矿床的金属硫化物的S同位素组成具有双峰式分布特征(图 13a)，尤其是早阶段以显著富集轻S同位素为特征，表明金属硫化物沉淀所需的硫主要为细菌成因硫。在成矿晚阶段，硫酸盐的热化学还原作用可能发挥了重要作用(Tang et al., 2014)。而区内的其它Pb-Zn多金属矿床的S同位素组成明显偏重(图 13b)，指示硫主要为地层硫酸盐热化学还原作用的产物(李志明等，2005；邹志超，2013)。金满、连城的S同位素组成类似于Pb-Zn多金属矿床(图 13c)，硫主要来源于地层硫酸盐的热化学还原作用，在成矿早期有少量的细菌成因S的参与(Wang et al., 2018b)。由此可见，细菌成因硫对金顶超大型矿床的形成具有至关重要的作用。
对比研究认为，金顶超大型Pb-Zn多金属矿床是一系列成矿有利因素(如：地质背景、控矿构造、有机质、膏盐等)耦合的结果，具有显著的多期复合成矿的特征。金顶矿床早期发育以Zn为主的矿化作用，这在区带内的其它矿床中没有发现或表现很弱。
5.2 深部过程制约三江带沉积岩容矿贱金属矿床显示明显的多期成矿特点，成矿作用从古新世印度-欧亚大陆对接碰撞开始，延续至渐新世晚碰撞挤压向伸展转换期。兰坪盆地西缘Cu-Mo矿床(以金满、连城为代表)主要形成于48~58Ma，成矿流体为中高温、低盐度、富CO2的变质流体与低温高盐的盆地流体的混合(刘家军等, 2000; 王光辉, 2010; Chi and Xue, 2011; 张锦让等, 2012; Zhang et al., 2013)，成矿金属主要来自盆地基底的变质岩系(杨立飞等, 2016; Wang et al., 2018b)。由于Cu-Mo矿床的形成时代对应新生代印度-欧亚大陆主碰撞阶段，此时两大陆之间正发生强烈碰撞俯冲，引起地壳缩短加厚和深熔作用，同时伴随强烈的逆冲推覆和高压变质(侯增谦, 2010)。形成Cu-Mo矿床的关键性流体——深源变质流体，可能正是大陆碰撞俯冲过程中引起的高压变质作用所释放出来的(Jiang et al., 2009; Sun et al., 2009)，同时强烈的构造挤压为变质流体的迁移提供了驱动力。深源变质流体在迁移过程中，从基底岩系和围岩中萃取成矿金属并沿着深断裂上升至浅部逆冲推覆构造中，由于外界条件突变，如：压力下降，流体沸腾等过程，可能导致金属硫化物的沉淀。
区域上的Pb-Zn多金属成矿作用集中在27~33Ma之间，对应的成矿背景为印度-欧亚大陆碰撞晚期的逆冲与走滑构造转换期。始新世以来的区域压扭作用使碰撞前的中生代地层叠覆于第三系前陆盆地之上，形成大型的逆冲推覆构造，这为成矿流体迁移和汇聚提供了条件。强烈的造山隆起可能驱动低温高盐的盆地卤水运移，在此过程中从基底和围岩中萃取成矿金属元素并运移至地壳浅部逆冲推覆带，与富含H2S的流体混合导致金属硫化物快速沉淀。此外，Pb-Zn多金属矿床的形成时间与在兰坪-思茅盆地周缘发现的新生代岩浆侵位时间基本吻合，暗示二者之间可能存在某种成因联系。
兰坪盆地内部莲花山岩体和卓潘岩体的锆石U-Pb定年结果显示岩体侵位时代33~34Ma，这些岩体普遍具有富碱、高K，富集U、Th等大离子亲石元素，亏损Nb、Ta等高场强元素，轻稀土富集等特征；锆石Hf同位素变化较大，莲花山岩体变化于1.4~4.6，卓潘岩体变化于-10.6~-4.3，反映了新生地壳重熔和古老地壳物质深熔作用的产物(刘金宇等, 2017; 杜斌等, 2018)。这些岩体与盆地东侧的扬子西缘钾质岩体群同属金沙江-哀牢山钾质岩浆岩带的组成部分，它们是始新世古特提斯缝合带加厚岩石圈拆沉作用导致的软流圈上涌而诱发。
此外，在兰坪-思茅盆地周边基底变质岩中有大量的新生代花岗岩脉(Wang et al., 2006b; Zhang et al., 2010, 2014; Liu et al., 2015)，这些花岗岩脉为过铝质高钾钙碱性的浅色花岗岩，ZrO2饱和温度为700~800℃，锆石U-Pb年龄分布在16~38Ma(图 16)。研究认为，这些花岗岩脉的形成主要是由于强烈的逆冲推覆作用造成了陆壳物质的重熔作用造成的。据花岗岩脉锆石Hf同位素组成可以从成因上区分出两类花岗岩脉，一类锆石Hf同位素组成为较低的负值(-5~-10)，是中上地壳物质深熔形成的花岗岩脉，另一类锆石Hf同位素组成为5~-2，可能是新生地壳的深熔或壳幔混合来源成因。盆地周边基底变质带中的花岗岩脉反映了三江特提斯构造转换带强烈的挤压、走滑、逆冲推覆导致地壳加厚、糜棱岩化及深熔作用，造成区域中上部地壳广泛的变质变形作用及岩浆活动。
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图 16 兰坪-思茅盆地地质构造简图(据Deng et al., 2015b; Lin et al., 2009修改)及周缘新生代花岗岩脉锆石U-Pb年龄 数据来源于Zhang et al. (2010), Liu et al. (2015)和本课题未发表数据 Fig. 16 Simplified geological map of the Lanping-Simao basin and adjacent region (modified after Deng et al., 2015b; Lin et al., 2009) with geochronological data of the Cenozoic leucogranitic veins in metamorphic rocks The data from Zhang et al. (2010), Liu et al. (2015) and our unpublished data |
综上所述，在印度-欧亚大陆晚碰撞构造转换背景下，青藏高原东缘形成大规模的剪切系统、逆冲推覆构造系统，走滑断裂系统及相伴产出的走滑拉分盆地，导致拼合块体大幅旋转、小幅滑移和地壳缩短(Wang et al., 2001b, 2006a; 刘俊来等, 2006; 侯增谦, 2010)，并伴随有强烈的构造岩浆活动(Hou et al., 2006; 侯增谦等, 2006)。在兰坪-思茅盆地及周缘发现的岩浆活动可区分出两种成因类型：①盆地伸展背景下软流圈上侵，发生富集岩石圈地幔或新生下地壳部分熔融，形成的碱性岩、富碱斑岩及钾质碱性火山岩；②与逆冲推覆、剪切走滑有关的中上地壳物质深熔，其代表性产物为过铝质高钾钙碱性的浅色花岗岩脉。分析认为，同期构造岩浆活动可能为中上地壳成矿物质的大规模活化迁移提供了充足的热动力条件，不排除在部分矿床中可能提供部分成矿流体和成矿物质来源。
6 主要认识(1) 三江碰撞造山带沉积岩容矿的Pb、Zn、Ag、Cu贱金属矿床形成于印度-欧亚大陆碰撞环境。Cu-Mo矿床主要形成于48~58Ma，Pb-Zn-Ag成矿作用集中在27~33Ma，分别对应主碰撞陆-陆汇聚阶段和晚碰撞构造转换阶段。
(2) 盆地基底岩石为区内沉积岩容矿Pb-Zn-Ag-Cu贱金属成矿提供了重要的物质来源。
(3) 区内贱金属矿床复合成矿作用普遍发育。矿床成矿流体普遍具有多来源混合的特征，主要存在三种类型：盆地卤水与大气降水复合成矿，以金顶Pb-Zn矿床为代表；盆地卤水和岩浆流体复合成矿，以拉诺玛Pb-Zn-Sb矿床为代表；变质流体与盆地卤水或大气降水复合成矿，以金满-连城Cu矿床为代表。金顶超大型Pb-Zn多金属矿床的形成是一系列成矿有利因素(地质背景、控矿构造、蒸发岩建造、有机质等)耦合的结果，表现出显著的多期复合成矿特征。金顶矿床早期以Zn为主的矿化作用，在区带上的其它矿床中相对较弱或缺失。
(4) 新生代印度-欧亚大陆碰撞造山引起的区域大规模变质和深熔作用为中上地壳成矿物质的大规模活化迁移提供了充足的背景条件，主要为热动力条件，在个别矿床中可能提供部分成矿流体和成矿物质来源。
致谢 本文发表恰逢翟裕生院士九十华诞，先生长期从事矿田构造、矿床地质及成矿规律研究，提出控矿接触带构造体系理论，对成矿系列、成矿模式和成矿系统具有高深的独特见解，为我国矿床学发展做出了杰出的重要贡献。谨以此文向翟先生表达我们的美好祝愿和敬仰之情。野外工作中得到云南省地质矿产勘查开发局、云南金顶锌业有限公司和各矿山工作人员的大力支持和帮助。感谢中国科学院地球化学研究所肖加飞副研究员、盛响元、李娟和刘跃福博士为本文清绘图件和交流数据。此外，感谢两名审稿人对本文认真和细致的评审，他们的意见对本文质量的提高大有裨益。
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