金沙江-红河富碱侵入岩带北起唐古拉山，经玉树、巴塘、芒康，向南至滇西北呈南北向沿金沙江邻近分布，然后经南涧向北西沿哀牢山断裂及两侧延伸，至金平可与越南黄连山相连，构成了长约2000km，宽5~80km的一条散布在青藏高原东南缘的巨型构造-岩浆-成矿带(侯增谦等，2004)，是印度-欧亚板块在60~45Ma发生碰撞在滇西地区的响应(Mo et al., 2008)。该巨型构造-岩浆-成矿带是我国重要的铜(钼)、金(铅锌) 成矿带。目前在该带上已陆续发现了一批与富碱斑岩有关的金、铜、钼、铅锌矿床，如玉龙超大型铜矿床、甭哥铜金矿床、西范坪铜金矿床、马厂箐(金厂箐) 铜钼金矿床、姚安金铜铅锌矿床等。

北衙金多金属矿田即处于该带的中南段。该金矿资源丰富，成矿条件复杂多样，自20世纪90年代以来，众多地质工作者在该区开展地质研究，发表了很多有关北衙地区富碱斑岩特征和金多金属矿成矿条件等方面的研究成果(蔡新平，1993；马德云和韩润生，2001；杨世瑜和王瑞雪，2002；葛良胜等，2002；晏建国等，2003；刘建云，2003，2004；刘显凡等，2004；张继荣等，2004；郭远生等，2005；徐兴旺等，2006，2007；徐受民等，2006；Xu et al., 2007a，b，c；薛传东等，2008)，加深了对成矿作用的认识。虽然前人对该矿床已做过大量的研究工作，但过去的研究主要集中于浅部(标高1700m之上)，近年来随着勘探工作的深入先后揭露出一些新的热液矿床(特别是原生硫化物) 矿床，找矿取得重大突破。目前已累计探明金超过100t，并有大量的铁，铜，铅，银、铅锌产出。本文基于野外地质调研的基础上，结合前人研究资料，对北衙多金属矿田地质特征，矿床成因类型及成矿作用条件和控矿因素进行了综合，在此基础之上，对金属矿床(特别是Fe矿) 的形成条件与机制进行了探讨。

北衙金多金属矿田位于德格-中甸陆块、巴彦喀拉-扬子陆块与兰坪-思茅陆块三个I级构造单元结合部东侧，扬子陆块西缘丽江-盐源中生代坳陷的南西端，被夹持在金沙江-红河断裂、宾川-程海断裂和丽江-木里断裂之间(图 1)。矿田南北长约40余千米，东西宽约20千米。大致以北衙向斜轴部为界分为东西两个矿带：东带包括桅杆坡、笔架山、锅盖山矿段，西带包括万硐山、红泥塘、金沟坝矿段。此外在矿田北部还分布有的炉坪、炭窑、羊俊、白脸石矿段和西部的马头湾、南大坪等矿段。

图 1

Fig. 1

图 1 北衙金多金属矿田地质图(据Wang et al., 2001; 云南黄金矿业集团，2011①修改) Fig. 1 Geological map of the Beiya gold-polymetallic ore field (modified after Wang et al., 2001)

①云南黄金矿业集团股份有限公司.2011.云南省鹤庆县北衙金矿区万硐山矿段详查报告

矿区出露的地层主要为上二叠统峨眉山组(P₂β) 玄武岩、三叠系下统(T₁q) 黄绿色、灰绿色、灰黑色砂泥岩及含玄武质火山碎屑岩的砂砾岩：中统北衙组(T₂b) 白云岩、白云质灰岩、铁质灰岩、蠕虫状生物碎屑灰岩及泥质灰岩，该组为矿区的主要赋矿地层和岩(矿) 围岩；第四系(Q) 更新统与全新统的紫红色，黄褐色残坡积砂砾石及粘土。

在万硐山矿段出露的一套紫红色、黄褐色含褐铁矿复成分的砾石与粘土岩。以往一直把这套以灰岩角砾岩和杂色含砂砾粘土为主的地层划归为古近系始新统丽江组(E₂l)，其时代划分，一直存在争议。薛传东等(2008)对比邻近7个新生代盆地的新生界后，认为该岩系上部灰色角砾岩构造推覆体，下部杂色复成分含金褐铁矿粘土主要为冲洪积及湖泊沉积的第四纪中新世。灰岩角砾岩碳酸盐胶结物ERS测年结果为1.5~1.165Ma之间(徐兴旺等，2006)，表明其处于第四纪更新世。陈家庄-红泥塘一线与笔架山一带北衙组五段的分布范围和厚度对比来看，北衙组五段在北衙向斜东西两翼的分布是不对称的，西翼T₂b⁵的体积明显减少或缺失；而中岭铁矿-吴家庄-大丽公路一线T₁l出现，表明锅厂河-豹子箐断裂北盘抬升后，北衙组地层已经缺失。丽江组(E₂l) 的出现，与以上北衙组地层的减少或缺失形成一种互补关系。由此判断，北衙地区分布的丽江组(E₂l) 与北衙富碱斑岩晚期侵入活动有关，应属于第四系更新统斑岩侵入活动引发的推覆体。

矿田总体上受南无山复式背斜东翼的NNE向次级向斜构造控制，地形上表现为被第四系冲击层所覆盖的SN向山间盆地。东西两个矿段就分布于该盆地的两侧。区内还分布有NNE向，EW向和NW向断裂构造，其中EW向断裂是洱海-北衙-永仁区域隐伏断裂构造的一部分，控制着区内富碱斑岩的岩浆活动(葛良胜等，2002)。

区内分布有近30个斑岩体，最大的铺台山岩体面积15km²。北衙矿区出露8个斑岩，出露总面积约0.34km²，但岩体规模较小。斑岩体绝大部分呈近南北走向，倾向西，倾角21°~70°不等。平面上呈脉状，剖面上呈钟状、脉状，局部透镜状。在东矿带，斑岩体规模较小，主要为岩脉、岩墙和岩床。岩石类型包括正长斑岩、石英正长斑岩、黑云母正长斑岩。徐兴旺等(2006)报导在万硐山矿段深部钻孔中有石英钠长斑岩产出。

北衙矿田是金、铁、铜、铅、锌、银复合的多金属矿集区，金属矿种多，矿床成因类型随成矿作用空间分布与成矿作用时代不同而变化。前人对矿区内的矿床类型进行了大量研究，提出矿集区的Cu、Au矿是一种与富碱斑岩有关的斑岩型和夕卡岩型矿床，而Cu、Au矿化可能与铁质热液或铁矿浆有关(徐兴旺等，2007)；而徐受民(2007)、肖晓牛(2009)将北衙矿床分为内生成矿(斑岩成矿) 与外(表) 生成矿两个系列，其中内生成矿系列又进一步分为斑岩型Cu、Au矿床、夕卡岩型Fe、Au矿床、爆破角砾岩型Au矿床和热液脉型Fe、Au矿床。近年来该矿田矿产勘查工作取得较大突破，在万硐山矿段1700m标高下发现大量夕卡岩型Au、Fe、Cu共生矿体；在于家坡矿段发现了热液型的Pb、Ag、Au、Fe矿化。新的勘察工作成果进一步表明：北衙金多金属矿集区的成矿系列可能包括如下几个成因类型和成矿阶段：

(1) 岩浆成矿作用及斑岩型矿床

该斑岩型矿床主要发育于万峒山矿段的斑岩体内，矿化主要发育在内接触带附近及岩体内裂隙与节理。以KT50号矿体为代表，在60ZK16钻孔中可见典型的斑岩型矿化，矿体产状与岩体产状相同，目前尚未圈出有规模的矿体。在万峒山深部钻孔中发现含矿石英钠长斑岩的时代为65.56Ma (Xu et al., 2007a) 是本区最早的与富碱斑岩有关的矿化。

(2) 接触交代成矿作用及夕卡岩型金、铁、铜、银矿床

这是北衙矿床中最为重要的矿化类型，现已发现的铁、金、铜、铅、锌主要是这种类型。主要分布在万硐山矿段，其中KT52矿体是北衙矿区(田) 最大最为典型的夕卡岩矿体(图 2)。矿体严格受万硐山岩体接触带构造控制，矿体产状随接触带产状变化，矿体环绕岩体接触带分布，接触带以东矿体延入北衙组层间破碎带中。其含矿岩石主要为褐(磁) 铁矿化石英正长斑岩、夕卡岩及灰岩矿体控制长1360余米，地表出露标高1838.7米，最低标高1320米，严格受岩体接触带构造控制，总体为倾角变化较大的缓倾斜矿体。金矿体呈不规则的似层状、透镜状。矿体连续性较好，在剖面及中断中有分枝、复合等特征。矿石主要具粒状、假象、包含、自形晶、交代残余结构，蜂巢状、土状、粉末状、块状、多孔状、星点状构造等。矿体探获资源量金矿达到特大型矿床规模，共生铜、铁矿均达到大中型规模。

图 2

Fig. 2

图 2 北衙矿田56号勘探线剖面图(据云南黄金矿业集团，2011) 1-第四系灰岩质角砾岩；2-第四系粘土岩、细砂岩、砂砾岩；3-北衙组五段白云质灰岩、白云岩；4-北衙组四段铁化砂屑灰岩、铁化灰岩；5-北衙组三段泥质灰岩；6-北衙组二段角砾状灰岩；7-北衙组一段灰岩，底部夹粉砂岩；8-青田堡组长石砂岩、粉砂岩；9-石英正长斑岩；10-煌斑岩；11-二叠系玄武岩；12-矿体 Fig. 2 Geological section along No.56 expoloration line of Beiya ore field 1-Quaternary breccia; 2-Quaternary clay-stone, fine sandstone, sandy conglomerate; 3-T2b5 dolomitic limestone, dolomite; 4-T2b4 iron limestone; 5-T2b3 argillaceous limestone; 6-T2b3 conglomeratic limestone; 7-T2b1 limestone, siltstone at the bottom; 8-T1q arkose, siltstone; 9-quartz k-feldspar porphyry; 10-lamprophyre; 11-basalt; 12-orebody

交代作用发生在岩体与碳酸盐岩围岩的接触带附近，除有夕卡岩化之外，还有硅化、绿帘石化、绿泥石化、铁化等蚀变。其中夕卡岩矿物组合以石榴石、透辉石为主，偶尔出现硅灰石、绿帘石等。在交代作用过程中，成矿物质发生沉淀富集，夕卡岩化与铁化强烈地段是金矿体的主要产出部位。铁金矿体形态复杂，既有不规则团块状、瘤状等，也可见脉状矿化。矿石矿物为含金的磁铁矿和/或黄铁矿，其次为赤铁矿、褐铁矿、黄铜矿以及自然银等。矿石构造以致密块状为主，其次为浸染状与条带状。

(3) 热液成矿作用及热液矿床

矿体主要产于岩体外接触带的北衙组围岩中，主要受层间破碎带及北衙组碳酸盐岩与下覆青天堡组碎屑岩接触界面附近的层间滑脱面控制，主要以似层状，脉状充填型矿化以及交代蚀变岩型矿化为特征，其矿化规模仅次于夕卡岩型矿化。在万硐山矿段，红泥塘矿段和于家坡矿段均有产出。

(4) (次) 火山热液成矿作用及隐爆角砾岩型矿化

主要见于红泥塘的火山通道内及其边部。总体而言，这类矿化较弱，目前还没有圈出工业矿体。

各种矿化类型随成矿作用的空间分布不同而变化，不同期次和不同成因类型矿床既可独立出现，也可以相互叠置形成复合型矿床。但无论是独立的矿床，还是复合型矿床，在空间上均呈现出以富碱斑岩为核心的矿化特征，即从岩体→内接触带→围岩，矿化类型与元素组合依次出现岩体内受裂隙或节理控制的细脉状，浸染状斑岩型铜金矿体→斑岩接触带中层状、透镜状夕卡岩型铁金铜矿床→外接触带围岩层间破碎带中的层状热液型金银铅锌矿化矿床等。不同类型矿床的地质特征见表 1。

表 1

Table 1

表 1(Table 1)

表 1 北衙金多金属矿田的矿床类型及特征简表 Table 1 The metallogenic types and their geological characteristics of Beiya gold-polymetallic ore field

表 1 北衙金多金属矿田的矿床类型及特征简表 Table 1 The metallogenic types and their geological characteristics of Beiya gold-polymetallic ore field

本次对与成矿作用密切相关的石英正长斑岩进行了主量元素与锆石LA-ICP-MS U-Pb年代学的测试。主量元素测试样品自万硐山矿段，红泥塘矿段的深部钻孔中以及马头湾矿段和南大坪矿段的新鲜露头；锆石样品取自万硐山矿段，红泥塘矿段的深部钻孔中。岩石样品为灰白色，斑状结构，斑晶主要由钾长石，斜长石和石英组成。斑晶含量50%~60%，其中钾长石占斑晶含量的60%以上，呈自形-半自形柱状，常见规则的六边形，粒度多为1~3mm，可见卡氏双晶，大多数已蚀变为微带灰黄色。石英斑晶因熔蚀多呈似圆状、港湾状，粒度在1~3mm，含量5%~10%；偶见斜长石的聚片双晶，常被后期的钾长石所交代，穿插；基质成分主要为长石、石英。

主量元素测试在国土资源部武汉矿产资源监督测试中心完成分析，测试结果见表 2。锆石LA-ICP-MS U-Pb年代学的测试在中国地质大学(武汉) 地质过程与矿产资源国家重点实验室完成。详细的实验方法及流程见参(Liu et al., 2008)。

表 2

Table 2

表 2(Table 2)

表 2 北衙石英正长斑岩锆石U-Pb同位素数据表 Table 2 Zircon U-Pb isotopic data of the quartz syenite porphyry of Beiya 测点号 含量(×10-6) Th/U 206Pb/238U 207Pb/235U 207Pb/206Pb 206Pb/238U 207Pb/235U 207Pb/206Pb Pb U Th 比率 1σ 比率 1σ 比率 1σ 年龄 (Ma) 1σ 年龄 (Ma) 1σ 年龄 (Ma) 1σ WDS-1-01 4.77 596 819 1.38 0.0055 0.0001 0.0556 0.0037 0.0767 0.0057 35.5 0.9 55 4 1113 88 WDS-1-02 175.5 1635 1435 0.88 0.0801 0.0007 0.7085 0.0144 0.0633 0.0013 497 4 544 9 717 24 WDS-1-03 4.33 639 205 0.32 0.0054 0.0001 0.0450 0.0043 0.0605 0.0059 35 1 45 4 621 219 WDS-1-04 7.07 1069 376 0.35 0.0056 0.0001 0.0417 0.0023 0.0548 0.0032 36 1 41 2 404 88 WDS-1-05 10.60 1519 856 0.56 0.0054 0.0001 0.0395 0.0022 0.0534 0.0032 35 1 39 2 347 96 WDS-1-06 18.29 1398 864 0.62 0.0118 0.0007 0.0982 0.0065 0.0630 0.0032 76 4 95 6 707 25 WDS-1-07 5.95 917 296 0.32 0.0054 0.0001 0.0428 0.0030 0.0590 0.0039 35 1 43 3 565 116 WDS-1-08 7.44 841 489 0.58 0.0056 0.0001 0.0856 0.0377 0.1110 0.0489 36 1 83 35 1816 1029 WDS-1-09 13.01 470 146 0.31 0.0229 0.0007 0.1720 0.0126 0.0582 0.0028 146 4 161 11 536 99 WDS-1-10 5.42 789 242 0.31 0.0057 0.0001 0.0409 0.0038 0.0573 0.0037 36 1 41 4 505 159 WDS-1-11 9.52 1276 1154 0.90 0.0051 0.0001 0.0424 0.0039 0.0653 0.0040 33 1 42 4 784 157 WDS-1-13 7.22 787 626 0.80 0.0056 0.0001 0.0586 0.0096 0.0760 0.0125 36 1 58 9 1096 356 WDS-1-14 11.46 1449 1398 0.96 0.0053 0.0001 0.0394 0.0029 0.0546 0.0037 34 1 39 3 396 137 WDS-1-18 8.73 1227 532 0.43 0.0055 0.0001 0.0370 0.0019 0.0492 0.0027 36 1 37 2 159 83 WDS-1-19 6.65 942 441 0.47 0.0054 0.0001 0.0414 0.0024 0.0557 0.0035 35 1 41 2 441 94 WDS-1-20 9.05 1240 715 0.58 0.0055 0.0001 0.0394 0.0020 0.0527 0.0028 35 1 39 2 317 81 HNT-1-01 10.16 1463 696 0.48 0.0056 0.0001 0.0424 0.0021 0.0564 0.0030 36 1 42 2 466 78 HNT-1-02 27.20 349 92.1 0.26 0.0720 0.0017 0.6704 0.0274 0.0677 0.0023 448 10 521 17 859 35 HNT-1-03 11.23 1269 1609 1.27 0.0059 0.0001 0.0432 0.0021 0.0537 0.0027 38 1 43 2 357 76 HNT-1-04 5.27 739 237 0.32 0.0058 0.0001 0.0434 0.0028 0.0554 0.0037 37 1 43 3 430 107 HNT-1-05 6.11 908 333 0.37 0.0055 0.0001 0.0426 0.0024 0.0586 0.0035 35 1 42 2 552 90 HNT-1-06 31.0 179 142 0.79 0.1246 0.0015 1.2168 0.0431 0.0704 0.0025 757 9 808 20 940 49 HNT-1-07 10.40 1444 827 0.57 0.0055 0.0001 0.0388 0.0020 0.0514 0.0028 35.5 0.5 39 2 258 88 HNT-1-08 7.58 1101 432 0.39 0.0056 0.0001 0.0389 0.0024 0.0527 0.0035 35.8 0.6 39 2 316 102 HNT-1-09 4.29 661 175 0.26 0.0054 0.0001 0.0382 0.0034 0.0514 0.0047 34.7 0.7 38 3 259 209 HNT-1-10 4.67 696 180 0.26 0.0055 0.0001 0.0379 0.0031 0.0496 0.0042 35.6 0.7 38 3 176 190 HNT-1-11 9.28 1052 969 0.92 0.0057 0.0001 0.0401 0.0047 0.0514 0.0061 36.4 0.7 40 5 260 266 HNT-1-12 6.73 949 223 0.23 0.0058 0.0001 0.0437 0.0047 0.0549 0.0060 37.1 0.6 43 5 406 248 HNT-1-13 5.68 820 371 0.45 0.0057 0.0001 0.0421 0.0024 0.0560 0.0035 36.3 0.7 42 2 452 88 HNT-1-14 6.82 834 324 0.39 0.0056 0.0001 0.0358 0.0025 0.0461 0.0032 36.2 0.5 36 2 155

表 2 北衙石英正长斑岩锆石U-Pb同位素数据表 Table 2 Zircon U-Pb isotopic data of the quartz syenite porphyry of Beiya

锆石U-Pb同位素分析测试数据见表 2，阴极发光照片及U-Pb谐和图见图 3。两件样品的锆石多为半自形到自形晶，无色透明，粒径一般在100~200μm间，短柱状，长宽比在2:1之间。锆石的CL阴极发光照片(图 3) 揭示大部分锆石具有清晰的震荡环带，其Th/U比值远大于0.1，显示了典型的岩浆锆石特征。少量锆石内部显示变质重结晶结构或扇形结构，表明少量锆石具有继承锆石。其中WDS-1的2、6、9号和HNT-1的2、6号测点具有异常高的U或Pb不予考虑。WDS-1样品13个测点的²⁰⁶Pb/²³⁸Pb加权平均年龄为34.92±0.66Ma (MSWD=0.65)；HNT-1样品9个测点的²⁰⁶Pb/²³⁸Pb加权平均年龄为36.24±0.63Ma (MSWD=2.9)。

图 3

Fig. 3

图 3 北衙石英正长斑岩锆石U-Pb年龄谐和图(a, b) 及阴极发光图像(c) Fig. 3 Concordia plot of U-Pb zircon results (a, b) and cathodoluminescence images of zircons (c) of the studied felsic rocks

主量测试结果显示(表 3)，石英正长斑岩样品的SiO₂含量在68.78%~70.71%之间，属于硅过饱和。里特曼指数为3.12~3.79，属于碱性岩。Al₂O₃含量较高在15.14%~15.53%之间；A/CNK为1.34~1.44，为过铝质。K₂O+Na₂O含量均大于8%。K₂O/Na₂O比值均大于1，总体属于钾质碱性岩类。MgO均较低，在0.2%~0.51%之间。TiO₂也较低，为0.23%~0.3%。CaO为0.63%~1.81%。在(K₂O+Na₂O)-SiO₂图解中，所测样品均落在碱性系列中。在K₂O-SiO₂图解中，样品投点落入钾玄岩系列(图 4)。

图 4

Fig. 4

图 4 北衙石英正长斑岩岩石系列划分图解(底图据Irvine, 1971; Le Maitre, 2002；Meinert, 1995) (a)-(K2O+Na2O)-SiO2图解; (b)-K2O-SiO2图解.部分数据自邓万明等，1998；徐受民等，2006；徐兴旺等，2006；肖晓牛，2009 Fig. 4 Series diagram of the quartz syenite porphyry in Beiya (after Irvine, 1971; Le Maitre, 2002; Meinert, 1995)

表 3

Table 3

表 3(Table 3)

表 3 北衙石英正长斑岩全岩主量元素数据表 Table 3 Bulk-rock major (wt%) elements of the quartz syenite porphyry 样品号 WDS-1 MDW-1 NDP-1 HNT-1 WDS567-11 WDS605 WDS607-16 W90(a) W90(b) YN20 YJ-1 TY-1 采样点 万硐山 马头湾 南大坪 红泥塘 万硐山 万硐山 万硐山 万硐山 万硐山 北衙 羊圈 炭窑 SiO2 68.78 69.83 70.71 70.25 72.82 70.18 70.23 67.17 67.83 68.63 69.59 69.27 TiO2 0.3 0.24 0.24 0.23 0.15 0.19 0.18 0.33 0.22 0.19 0.41 0.28 Al2O3 15.52 15.14 15.53 15.35 13.45 14.93 15.22 15.06 15.88 16.16 15.53 15.47 Fe2O3 0.76 1.04 1.22 0.87 1.71 2.09 1.1 1.08 0.56 1.37 0.9 0.82 FeO 0.65 0.77 0.17 0.63 3.14 1.04 0.35 0.26 2.09 MnO 0.02 0.02 0.01 0.01 0.01 0.02 0.01 0.07 0.04 0.03 0.33 0.91 MgO 0.41 0.51 0.2 0.25 0.32 0.22 0.22 1.03 0.45 0.18 0.19 0.74 CaO 1.81 1.78 0.84 0.63 0.21 0.28 1.06 0.58 0.56 1.14 0.23 0.57 Na2O 3.9 3.88 3.39 3.52 2.56 2.56 4.09 1.68 1.4 4.95 0.62 1.54 K2O 5.07 5.6 6.28 6.64 9.09 7.44 6.16 9.27 11.05 5.81 5.25 3.97 P2O5 0.11 0.14 0.13 0.13 0.02 0.09 0.08 0.02 0.05 0.07 0.08 0.04 LOI 1.67 0.68 0.87 1.04 0.58 1.63 1.29 0.98 0.9 0.81 1.16 0.98 Total 99 99.63 99.59 99.55 99.57 99.64 99.63 100.26 100.13 99.69 94.55 96.68 K2O+Na2O 8.97 9.48 9.67 10.16 11.65 10 10.25 10.95 12.45 10.76 5.87 5.51 K2O/Na2O 1.30 1.44 1.85 1.89 3.55 2.91 1.51 5.52 7.89 1.17 8.47 2.58 σ 3.12 3.35 3.37 3.79 4.55 3.68 3.86 4.96 6.24 4.52 1.30 1.16 A/CNK 1.44 1.34 1.48 1.42 1.13 1.45 1.35 1.31 1.22 1.36 2.55 2.54 Fe2O3/FeO 1.17 1.35 7.18 1.38 0.34 0.54 3.91 3.46 0.39 数据来源 本文 徐受民等，2006 徐兴旺等，2006 邓万明等，1998 肖晓牛，2009

表 3 北衙石英正长斑岩全岩主量元素数据表 Table 3 Bulk-rock major (wt%) elements of the quartz syenite porphyry

北衙矿田内分布有众多富碱斑岩体，研究与探讨富碱斑岩体与成矿作用之关系，不仅对于正确认识矿床成因类型，而且对进一步的勘探工作具有重要意义。有关这个问题前人有过很多研究和讨论，其基本认识可归纳为两个观点：一种称作对流模型：认为流体来源于天水和地下水，成矿物质来自加热的以天水为主的循环流体对围岩的汲取，岩浆作用对于成矿作用来说只是一个热源；另一种观点则成矿流体主要来自岩浆，是由具有深部来源的富碱斑岩岩浆经深部分异作用形成的。本世纪以来，随着对岩浆热液矿床研究的深入，大量研究者认为其成矿作用经历了早期岩浆热液阶段和晚期大气水阶段，有关成矿组分源自岩浆的证据逐渐增多(Rombach and Newberry, 2001；Tarkian et al., 2003；Heinrich, 2005)，正岩浆模型受到多数人的支持(Lowenstern et al., 1991；Canadela, 1997)，Cu和Au主要来源于地幔的认识受到更多人的重视(Sillitoe, 1997; Mungall, 2002)。

前已述及，北衙金多金属矿田是一个以富碱斑岩岩体为中心，多种不同类型的矿床在空间上紧密伴生构成的成矿系列，其中夕卡岩型矿床是矿区的主体。在K₂O-SiO₂图解中，除少数样品落入高钾钙碱系列区域，其余均为钾玄岩系列。这与金沙江-哀牢山富碱斑岩带一致(王建等，2003)。并在图中标绘出了不同类型夕卡岩矿床(Fe, Au, Cu, Zn-Pb, W, Sn和Mo) 的平均值(Meinert, 1995)。可以看出，与不同矿化类型夕卡岩有关的侵入体的主量元素趋向于高钾钙碱性及钾玄岩系列。北衙万硐山石英正长斑岩体所有的样品分布于富Cu，富Fe-Au和Zn-Pb的夕卡岩范围之内，与钾玄岩一致。岩石Fe₂O₃/FeO比值较高(0.34~3.91)，反映岩体形成于相对氧化的环境。这与我国长江中下游地区与含金夕卡岩有关的岩浆岩类似(赵一鸣等，1998)。同时岩体的全岩⁸⁷Sr/⁸⁶Sr初始值为0.706~0.709，稀土配分为轻稀土富集型，Eu异常不明显(徐受民等，2006；徐兴旺等，2006)，显示岩浆主要来源于上地幔，并有部分硅铝质壳源物质混入。而且地幔物质的亲硫元素或亲铜元素含量高于地壳(Taylor and Mclennan, 1985)，因此源于地幔的岩浆岩或有地幔物质参与的岩浆岩比来自地壳的岩浆更利于发生夕卡岩型金铜的矿化(陈衍景等，1997)。

矿床地球化学研究表明，原生矿石中黄铁矿、黄铜矿和方铅矿的硫同位素组δ³⁴S值在-6.6‰~4.5‰范围内，平均为+2.17‰，与区内蚀变斑岩的δ³⁴S值(0.1‰~3.7‰)(刘景虹等，1991) 相近，也与陨石硫(0‰) 相近；矿石的²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb、²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb、²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb比值分别为17.969~18.642、15.226~15.837、37.591~39.543，与富碱斑岩的Pb同位比值基本相似(葛良胜等，2002；刘显凡等，2004；吴开兴，2005，肖晓牛等，2011)。矿区早期脉石矿物方解石的δ¹³C和δ¹⁸O分别为-5.05‰和11.57‰，与幔源碳同位素和岩浆水的氧同位素组成相当(肖晓牛等，2009)。对成矿流体的研究同样表明，成矿物质与成矿流体一样，具有深部岩浆来源，富碱斑岩的岩浆作用不仅为含矿流体的上升提供了动力和热能，而且也为成矿作用提供了丰富的金、铜等成矿物质。

三江富碱斑岩的成因，前人提出过多种模式，如富集地幔部分熔融模式(张玉泉等，2000)、壳幔过渡带部分熔融模式(邓万明等，1998)、大陆板片沿红河断裂带向东俯冲模式(Wang et al., 2001) 和大规模走滑诱发“岛弧型”地幔部分熔融模式(王建等，2003)。无论哪种模式都认为富碱斑岩的形成与幔源或壳/幔混源岩浆活动密切相关。这进一步证实了深部地幔及其岩浆活动为大规模的成矿作用提供了物质基础。地幔物质和壳幔相互作用是聚集存储形成大型-超大型矿床最重要的因素。

此外，本次研究确定万硐山和红泥塘石英正长斑岩的年龄分别34.92±0.66Ma和36.24±0.63Ma，与前人的研究测定的结果基本一致。这一时期也是三江构造带岩浆活动与成矿作用的高峰期(35Ma左右)(侯增谦等，2006)。三江走滑断裂系统在(40~30Ma) 处于压扭与张扭的转换期，应力的松弛导致了岩浆沿大规模走滑断裂的侵位，同时诱发了斑岩岩浆-热液-成矿事件(Hou et al., 2007)。北衙矿田与富碱斑岩有关的热液矿床的形成和整个藏东-三江新生代斑岩带Cu (Au-Mo) 矿床一致，因此也是印-亚大陆碰撞带晚碰撞转换成矿作用的产物。同时对该成矿带其他矿床富碱斑岩成岩年龄和成矿年龄的测定，也进一步证明，成矿作用与成岩作用几乎是同时发生的(梁华英等，2008；和文言等，2011)，成岩与成矿作用存在明显的响应关系。北衙矿区所处的三江地区作为调节和吸纳自65Ma开始的印亚大陆碰撞应力的构造域经历了强烈的碰撞造山作用，其钾质碱性岩及矿床是在碰撞造山走滑构造系统深部壳幔相互作用的产物，这正有利与其矿化的发生，形成碰撞造山走滑构造岩浆-成矿组合。

印度板块与欧亚板块约在65Ma开始碰撞，完成碰撞的时间在40Ma左右，大致从40Ma开始青藏高原进入晚碰撞期(侯增谦等，2006)。始于40Ma的晚碰撞造山作用，发生于印-亚大陆的持续汇聚和南北挤压之下，以陆内逆冲推覆与剪切走滑活动为特征的大陆内部陆块间的相对运动十分发育，用以吸收和调节印-亚大陆强烈的碰撞和变形(侯增谦等，2004)。正是由于金沙江-红河断裂，宾川-程海断裂和丽江-木里断裂等岩石圈深大断裂强烈的大规模走滑拉分作用，和/或印缅地块(印度大陆) 和扬子地块(古亚洲大陆) 斜向碰撞和相向俯冲。同时伴有岩石圈的强烈拉伸及陆壳的增厚和变形(Dewey et al., 1988)。在这样的动力学背景下下地壳或上地幔发生减薄和张裂，深部软流圈物质上涌的热侵蚀，导致壳幔过渡层的部分熔融(钟大赉等，2000；Hou et al., 2003；姜耀辉等，2006；侯增谦等，2004)，并沿着构造有利部位上侵形成富碱斑岩。金沙江-哀牢山富碱斑岩带正是在这样的动力学背景下形成的。处于金沙江-哀牢山富碱斑岩带中段的北衙向斜，为富碱斑岩的上升和侵位提供了良好的空间。在岩浆上升过程中，随着岩浆的不断演化，挥发分不断聚集，当其达到水过饱阶段时，就会发生流体相的出溶作用，并将大量Cu、Au等成矿物质带入流体相参与成矿(Roedder, 1992)。发育于斑岩体内的细脉状、网脉状和浸染状的铜，金矿化就是在这一阶段形成的。在岩浆上侵的力和热源的驱动下，含矿的岩浆流体继续运动并进入岩体与围岩的接触带。由于受北衙组的碳酸盐岩砂岩地层的阻挡，为接触交代作用(夕卡岩化) 提供了充足的空间和时间，于是在接触带形成夕卡岩型矿床。还有一些岩浆流体与围岩中的层间水(大气降水) 混合，继续沿着围岩中的裂隙或层间破碎带运移形成中、低温热液充填型铅金银多金属矿床。因此，北衙金铜多金属矿集区的成矿作用是岩浆作用与热液成矿作用连续作用的结果，为斑岩型-热液型连续成矿系列的典型代表，同时也是对印-亚大陆碰撞的响应。

北衙金多金属矿田中伴生有大量的Fe、Cu、Pb、Zn矿。以往认为矿集区的Fe矿主要产于风化带，属于外生矿床；另一部分铁矿充填于构造裂隙或岩溶洞穴中，可能属于与基性岩有关的热液或熔浆充填型矿床(蔡新平，1993；徐兴旺等，2006，2007)。近年来在万峒山矿段富碱斑岩体接触带中发现了大量的铁矿产出，其储量已达到了中型矿床规模。特别是对铁矿石矿物学的研究发现，在原生的铁矿石中磁铁矿占到了30.08%，菱铁矿占到了24.68%(云南黄金矿业集团股份有限公司，2011)。而且大多数磁铁矿是一种具有赤铁矿的板状晶或聚片双晶假象的穆磁铁矿，其次为八面体晶型的磁铁矿(图 5)。因此，对穆磁磁铁矿和菱铁矿成因的研究，将对解释铁矿的成因机理提供重要信息。

图 5

Fig. 5

图 5 北衙菱铁矿石标本照片和穆磁铁矿的显微照片 (a)-菱铁矿石；(b)-角砾状菱铁矿石；(c、d)-具有板状晶型的磁铁矿 Fig. 5 Photographs showing hematite and micro-textures of mushketovite microphotographs showing the magnetite in the siderite ore

野外观察发现，该区原生的铁矿床主要分布在万峒山矿段的石英正长斑岩两侧接触带中。对夕卡岩矿物形成条件的研究表明(王濮等，1987；徐受民，2007)，大量磁铁矿是在碱性环境中，Fe²⁺、Fe³⁺络离子浓度增高，热液温度降到磁铁矿临界点之下时出现的，主要发生在夕卡岩化作用晚期。而菱铁矿是含碳酸流体交代含铁硅酸盐矿物形成的。其交代反应如下：

(钙铁榴石) Ca₃Fe₂[SiO₄]₃+2H₂S+4CO₂=3CaCO₃+FeCO₃+FeS₂+3SiO₂+2H₂O

(透辉石) Ca (Mg, Fe) Si₂O₆ +2CO₂=Ca (Mg, Fe) CO₃+FeCO₃+2SiO₂

在上述交代过程中，使热液中H⁺的浓度不断增加，热液的酸性度增强，磁铁矿变得不稳定，于是发生Fe₃O₄+CO₂=Fe₂O₃+FeCO₃反应，最终形成菱铁矿，而当氧浓度降低时赤铁又还原为具有板状赤铁矿晶型的穆磁铁矿。因此，穆磁铁矿的出现表明本区成矿流体作用以及夕卡岩化作用持续的时间比较长，而且可能出现流体反复作用的情况，这可能是本区得以形成巨量金属堆积的重要原因之一。

(1) 北衙矿田是一个与富碱斑岩体成岩作用密切相关的矿集区，与成矿有关的石英正长斑岩的年龄分别34.92±0.66Ma和36.24±0.63Ma。其钾质碱性岩及矿床是碰撞造山走滑构造系统深部壳幔相互作用的产物。成矿是一个以斑岩矿床为中心，具有多种成因类型的成矿系列。北衙金多金属矿床的成矿过程中，富碱斑岩岩浆不仅为含矿流体的上升提供了动力和热能，而且还是成矿物质和成矿流体的主要来源。

(2) 富碱斑岩体接触带中发现了大量的铁矿产出，原生的铁矿石中出现菱铁矿与一种具有赤铁矿板状晶或聚片双晶假象的穆磁铁矿共生。对菱铁矿和磁铁矿形成条件的分析表明，本区成矿流体作用以及夕卡岩化作用持续的时间比较长，而且可能出现流体反复作用的情况，这可能是本区得以形成巨量金属堆积的重要原因之一。