滇中地区铁-铜-金-稀土矿床研究历史悠久，然矿床成因尚未理清(Zhou et al., 2002; Zhao et al., 2010; Deng et al., 2010a; Wang et al., 2010a, b)，主要观点有“顺层交代说”、“沉积-变质说”、“火山沉积-变质说”、“火山块状硫化物矿床”和“喷流沉积矿床”(杨时蕙，1982；杨应选等，1988；杨耀民，2003)。前人对滇中地区稀矿山铁铜矿床和大红山铁铜矿床流体包裹体研究认为具有以下特点(李志群, 1996a, b；吴孔文等，2008)：包裹体多为含盐子晶多相包裹体，且数量多，呈群体聚集和带状分布；成矿温度大多介于200~500℃之间，盐度30%NaCleqv左右，密度1.0~2.0g/cm³左右；来源具有多源性。武定迤纳厂铁-铜-金-稀土矿床在该区非常典型，杨时蕙(1982)进行了磁铁矿单矿物形态学研究；杨耀民(2003)、杨耀民等(2004，2005a, b)得到矿石Sm-Nd全岩等时线年龄1621±110Ma，并对矿床的矿质尤其是REE元素的来源和富集规律以及成矿的地质构造背景进行了较为系统的研究；侯林等(2013a)对矿区出露的岩浆角砾岩进行锆石ICP-MS U-Pb测年，测定侵入年龄为1739±13Ma，属于早中元古代，从时间上建立了岩浆角砾岩与成矿的关系。前人的工作多侧重于矿床地质特征的描述、成岩成矿年代学等方面的研究，然而对矿床成矿流体的研究尚待深入。

国内外对于铁氧化物-铜-金(IOCG型)矿床已进行了广泛研究。自1975年在南澳Olympic Dam发现的大型角砾岩铁氧化物铜金铀稀土矿床以来，这种类型的矿床引起了全球范围的关注(Roberts and Hudson, 1983)。Williams et al.(2005)提出了IOCG矿床的一个经验定义：(1)大量的铁和铜；(2)矿石为热液型，且严格受构造控制；(3)伴生经济的金或稀土；(4)铁氧化物的Fe/Ti比值高于火成岩；(5)与火成岩没有像斑岩矽卡岩成矿系统那样明显的空间关系。这一定义得到世界地学界的广泛认可，其中着重提到矿石类型为热液型，且严格受构造控制，可见流体包裹体对研究该类型矿床成矿机制上起着极其重要的作用。Oreskes and Einaudi (1992)认为有两种不同的流体参与了IOCG矿床的形成：早期岩浆水形成磁铁矿，晚期表生水(封闭的盆地水或地下水)形成赤铁矿与硫化物；Haynes et al.(1995)提出IOCG矿床分为磁铁矿阶段、赤铁矿+硫化物阶段以及石英+萤石阶段，并提出不同性质流体混合是矿质沉淀、矿床形成的主导因素；Bastrakov et al.(2007)认为Olympic Dam矿床前期富氧流体的氧化性导致前期仅有Fe矿沉淀而没有Cu矿沉淀，在混入后期还原热液后，Cu和Au开始沉淀。Oliver et al.(2009)认为Olympic Dam矿床成矿过程中存在一个极快速的浅表热液阶段，这个阶段与VMS型矿床类似，表明该矿床的形成于海底黑烟囱喷发有关。大多数学者在研究世界其他同类型矿床后，总结认为IOCG型矿床成矿流体包括高温-高盐度-中压的H₂O±CO₂岩浆流体和低温-中盐度-低压的H₂O±CO₂表生流体，而两者的混合作用导致流体物理化学性质发生变化，进而促使矿质沉淀，是该类型矿床的主要成矿机制(Pollard, 2000; Kolb et al., 2006; Skirrow et al., 2006; Marshall et al., 2008; Monteiro et al., 2008; Niiranen et al., 2007)。

滇中地区武定迤纳厂是具有铁氧化物-铜-金-稀土矿物组合的矿床，是20世纪70年代被云南地质局第四大队发现并勘探，查明Fe矿石量686.6万吨，Cu金属量68261.8吨，还伴生有大量Au、REE等资源(云南地质局第四大队, 1979^①)。本次拟通过详实的野外地质调查，划分矿床的成矿期次，研究成矿流体的来源与演化过程，探讨矿化蚀变与成矿流体的耦合关系。最后将迤纳厂铁-铜-金-稀土矿成矿流体与IOCG矿床流体进行对比，结合其他地质地球化学特征，研究该矿床成矿类型。研究对于该区铁-铜-金-稀土矿床成因研究提供了参考。

①云南地质局第四大队.1979.云南省武定县迤纳厂铁-铜-金-稀土矿区详勘地质报告(第二期)

矿区位于武定县城西17km。东西长8km，南北宽4km，面积32km²。区内出露地层主要为东川群(过去称下昆阳群)四个组的变质碳酸岩、变质碎屑岩建造，从下到上依次为因民组、落雪组、鹅头厂组和绿枝江组，其中因民组上部和落雪组的变质碎屑岩、白云岩地层为主要的赋矿层位。外围还分布昆阳群(过去称上昆阳群)、震旦系、寒武系以及侏罗系地层。矿区处于因民-大尖山断裂的派生体-核桃箐逆冲断裂西侧，断层下盘为向西倾伏的EW向复式背斜构造。在复式背斜的轴部及断层复合处，常见由复杂成分角砾和岩浆质胶结物组成的岩浆角砾岩体，他们是聚集铁铜矿体的主要部位。矿区最主要的四个岩浆角砾岩体是：东方红岩浆角砾岩、大宝山岩浆角砾岩、下狮子口岩浆角砾岩和大厂岭岩浆角砾岩。区域上岩浆岩分布较为复杂，但岩体规模均较小。除了中元古代岩浆角砾岩外，还有元古宙中酸性斑岩、基性次火山岩、钠长细晶岩脉和晋宁期辉长辉绿岩以及少量的燕山期辉绿岩。

迤纳厂矿区共有八个矿段。其中大宝山、辣椒矿、东部矿三个矿段分布于东部，称东部矿；东方红、下狮子口、八层矿、过水沟、撒卡拉5个矿段分布于西部，称为西部矿(图 1a)。两个矿带总展布长4.5km，宽1~1.7km。矿体均赋存于因民组中上部和落雪组铁白云石碳酸岩地层中，矿体上下盘围岩主要为灰绿色变斑状石榴子石黑云母片岩、石英二云片岩等。矿体与之呈整合接触。矿体产出严格受岩浆角砾岩控制，呈似层状分布(图 1b)。

图 1

Fig. 1

图 1 迤纳厂矿区地质概况 1-中元古代东川群因民组；2-中元古代东川群落雪组；3-中元古代东川群鹅头厂组；4-中元古代东川群绿枝江组；5-辉绿岩；6-岩浆角砾岩；7-矿段；8-铁矿体；9-铜矿体；10-整合界线；11-不整合界线；12-推覆构造；13-逆断层；14-平移断层；15-断层；16-勘探线/钻探；17-中元古代因民组；18-中元古代落雪组；19-中元古代鹅头厂组；20-中元古代绿枝江组；21-中元古代大营盘组；22-中元古代美党组；23-震旦系；24-寒武系；25-侏罗系 Fig. 1 Geological situation of the Yinachang deposit 1-Mesoproperotoic Yinmin Fm., Dongchuan Group; 2-Mesoproperotoic Luoxue Fm., Dongchuan Group; 3-Mesoproperotoic E'touchang Fm., Dongchuan Group; 4-Mesoproperotoic Luzhijiang Fm., Dongchuan Group; 5-dolerite dyke; 6-breccia body; 7-ore block; 8-Fe ore body; 9-Cu ore body; 10-conformity boundary; 11-unconformity boundary; 12-nappe structure; 13-trust fault; 14-slip Fault; 15-fault; 16-prospecting line/drilling; 17-Mesoproterozoic Yinmin Fm.; 18-Mesoproterozoic Luoxue Fm.; 19-Mesoproterozoic E'touchang Fm.; 20-Mesoproterozoic Lvzhijiang Fm.; 21-Mesoproterozoic Dayingpan Fm.; 22-Mesoproterozoic Meidang Fm.; 23-Sinian System; 24-Cambrian System; 25-Jurassic System

矿区总共有58个矿体，一般长400~700m，最长>1000m，厚3.93~4.31m，宽200m。平均含铜0.85%~0.97%，含铁41.93%~44.53%。矿体主要呈似层状、透镜状。矿体与围岩呈渐变过渡关系，但沿走向和倾向有时出现有膨缩、分支、复合现象。产于背斜轴部的矿体，两翼产状陡，产于向斜和单斜的矿体。产状平缓。所有矿体的厚度不大，长宽比约为4:1。稀土元素主要富集在铁铜矿石中，沿矿体的走向、倾向和垂直方向含量变化不大。

矿石的主要构造包括块状构造、纹层状构造、浸染状构造、条痕状构造、片状定向构造、透镜状角砾构造以及细脉状构造和眼球状构造等；主要的结构包括粒状变晶结构、包嵌结构和交代结构等。矿石的矿物成分复杂，共计40多种，大部分产于矿石内，部分产于蚀变带。主要的矿物有：磁铁矿、菱铁矿、赤铁矿、镜铁矿、黄铜矿、黄铁矿、辉钼矿、辉铜矿、石英、萤石、方解石、钠长石、黑云母、铁铝榴石、磷灰石、独居石、氟碳铈矿、绿泥石等。

通过对矿区进行详细的地质填图，矿体追索与编录，根据围岩蚀变、矿物组合和矿化特征的差异，将迤纳厂铁-铜-金-稀土矿区的矿化作用划分为矿化前期、主矿化期和矿化后期三个矿化期，其中主矿化期又划分为铁氧化物-稀土矿化阶段和硫化物-金矿化阶段(表 1)。

表 1

Table 1

表 1(Table 1)

表 1 迤纳厂铁-铜-金-稀土矿成矿期次及主要矿物 Table 1 Metallogenic stages and dominate minerals of the Yinachang deposit

表 1 迤纳厂铁-铜-金-稀土矿成矿期次及主要矿物 Table 1 Metallogenic stages and dominate minerals of the Yinachang deposit

Ⅰ矿化前期：本阶段是岩浆侵位，并从深部分离出岩浆热液的阶段，同时也是矿化的准备阶段。岩浆的上涌导致大量的岩浆角砾岩形成，往往以刺穿体形式斜插入东川群因民组变质碎屑岩层，并被上覆落雪组变白云岩层覆盖(图 2a)。岩体为块状、角砾状构造，角砾状结构。成分主要分为两部分：大小不等的角砾(40%)灰绿色胶结物(50%)(图 2b)。角砾成分为磨圆程度低的强硅化-绢云母化-炭化砂板岩、碳酸岩角砾，另含显微粒状石英、少量长石、部分方解石角砾(图 2d)，以次棱角状不均匀分布。胶结物由自形-半自形石英、长石和少量角闪石组成，初步判断其成分为闪长质；岩浆在接近地表的深度表现为含各种成分的角砾岩，在深部则发生不混溶，生成了富含钠质成分的岩浆热液。岩浆热液在岩体附近沿断层和裂隙循环，导致岩浆角砾岩以及远端的碳酸岩强烈钠化(图 2e-g)，并从碳酸岩中萃取铁质。从图 2c可以看出，在钠化的同时，岩浆角砾岩还发生了一定程度的镜铁矿化。角砾发生了重结晶，重结晶产物主要为糖粒状的钠长石(图 2h)。无论是岩浆角砾岩和碳酸岩，其样品上均可见绢云母化、硅化等，表明其受到多期次热液叠加改造影响。

图 2

Fig. 2

图 2 迤纳厂铁-铜-金-稀土矿床矿化前期矿化蚀变特征 (a)-岩浆角砾岩侵入因民组地层；(b)-岩浆角砾岩呈角砾状构造，角砾成分中的砂板岩；(c)-岩体发生钠化和镜铁矿化；(d)-角砾胶结物成分发生钠化，正交偏光；(e)-钠化沿着断层周边分布；(f、g)-围岩发生钠化后呈白色；(h)-钠长石发生重结晶，正交偏光. Bre-角砾岩；Mt-磁铁矿；Ab-长石；Amp-角闪石；Qtz-石英；Ser-绢云母；Cal-方解石 Fig. 2 Mineralization and alteration characteristics of early stage in the Yinachang deposit (a)-magmatic breccia intrusion in Yinmin formation; (b)-brecciated structure of magmatic breccia, sandy slate as clasts; (c)-the intrusion is albitizated and specularited; (d)-cement is albitizated, cross-polarized light; (e)-albitization around faults; (f, g)-wallrock became white after albitization; (h)-albite is recrystallizated, cross-polarized light. Bre-breccia; Mt-magnitute; Ab-albite; Amp-amphibole; Qtz-quartz; Ser-sericite; Cal-calcite

Ⅱ-1主矿化期(铁氧化物-稀土矿化阶段)：主矿化期包括两个阶段，本阶段是铁和稀土矿化的主要阶段。矿石主要以块状、浸染状、条带状分布，具包嵌结构和交代结构。经钠化作用后富含铁质的岩浆热液在运移的过程中，与围岩发生水岩反应，其中与碳酸岩反应形成层状铜铁矿，与泥质岩反应形成矿层顶底板(图 3a-c)。在整个过程中，铁质先以氧化物的形式沉淀下来，出现呈浸染状、条带状的磁铁矿、赤铁矿，而后有部分铁质以硫化物的形式沉淀，主要为细粒状、浸染状的黄铜矿和黄铁矿(图 3d, e)，镜下常可见到先形成的磁铁矿被后形成的黄铜矿和黄铁矿以嵌晶结构充填(图 3f)。脉石矿物主要以浸染状的萤石和石英为主，它们与浸染状的铁氧化物和硫化物紧密共生。这一阶段同时也是稀土成矿的主阶段，镜下可见独居石、氟碳铈矿等稀土矿物，主要存在于铁氧化物内部和周边。围岩蚀变强烈，主要包括黑云母化、石榴子石化和硅化(图 3g, h)。同样，此阶段矿物受后期构造运动改造，岩矿普遍具片状定向结构(图 3i, j)，早期矿物常被绢云母、绿泥石等低温矿物替代。

图 3

Fig. 3

图 3 迤纳厂铁-铜-金-稀土矿床主矿化期铁氧化物-稀土矿化阶段蚀变矿化特征 (a)-矿层与上下顶底板；(b)-矿层与顶底板间还存在蚀变带；(c)-蚀变带；(d)-磁铁矿中穿插黄铜矿条带；(e)-磁铁-赤铁-黄铜矿石；(f)-变晶状磁铁矿包嵌黄铜矿、黄铁矿；(g)-蚀变主要为石榴子石化、黑云母化、硅化和黄铜矿化；(h)-蚀变带内石英与铁铝榴石；(i、j)-铁铝榴石与黑云母、石英呈片状定向构造. Mt-磁铁矿；Hem-赤铁矿；Cp-黄铜矿；Py-黄铁矿；Ald-铁铝榴石；Bi-黑云母；Qtz-石英 Fig. 3 Mineralization and alteration characteristics of iron oxide-REE substage of main stage in the Yinachang deposit (a)-layered ore with its roof and baseboard; (b, c)-alteration zone; (d)-chalcopyrite veins in magnitute; (e)-magnitute-hematite-chalcopyrite ore; (f)-poikilitic chalcopyrite and pyrite in blastic magnitute; (g)-alteration mineral is garnet, biotite, quartz and chalcopyrite; (h)-quartz and almandine in alteration zone; (i, j)-flake directional structure of almandine, biotite and quartz. Mt-magnitute; Hem-hemitate; Cp-chalcopyrite; Py-pyrite; Ald-almandine; Bi-biotite; Qtz-quartz

Ⅱ-2主矿化期(硫化物-金矿化阶段)：本阶段同样属于主矿化期，是铜和金矿化的主要阶段。矿石的主要构造为脉状、块状和网脉状构造(图 4a-c)，结构包括嵌晶结构和自形晶结构(图 4f-h)。矿石矿物主要以黄铜矿和黄铁矿的形式存在，其次还有辉铜矿(图 4d)、辉钴矿、辉钼矿(图 4e, f)等相对高温硫化物，另含少量的低温硫化物如方铅矿、闪锌矿。金在黄铜矿和辉钼矿中含量最高，主要以裂隙金与粒间金的形式赋存与矿物晶格和裂隙中(图 4g, h)。脉石矿物包括脉状的萤石、石英和方解石。与上一阶段不同，此阶段的硫化物颗粒较大，与脉石矿物严格共生(图 4a-c)，从穿插关系中也可看出，这一阶段的硫化物以脉状形式穿插上一阶段矿物(图 4b)，说明两者为截然不同的先后两个矿化阶段。蚀变主要以硅化、绢云母化、绿泥石化等中低温蚀变为主。

图 4

Fig. 4

图 4 迤纳厂铁-铜-金-稀土矿床主矿化期硫化物-金矿化阶段蚀变矿化特征 (a)-白云岩中穿插黄铜矿脉；(b)-磁铁矿石中穿插富含硫化物的方解石脉；(c、d)-硫化物与脉石矿物紧密共生；(e)-黄铜矿化、辉钼矿化石英-方解石脉；(f)-黄铜矿、辉钼矿共生；(g、h)-黄铜矿裂隙中的自然金.Dol-白云石；Cp-黄铜矿；Cal-方解石；Cc-辉铜矿；Qtz-石英；Mol-辉钼矿；Ng-自然金 Fig. 4 Mineralization and alteration characteristics of sulfide-gold substage of main stage in the Yinachang deposit (a)-chalcopyrite vein in dolomite; (b)-chalcopyrite-chalcocite-calcite vein in magnitute; (c, d)-sulfide closely symbiosis with gangue minerals; (e)-chalcopyrite-Molybdenum-quartz-calcite vein; (f)-chalcopyrite symbiosis with molybdenum; (g, h)-natural gold in fractures of chalcopyrite. Dol-dolomite; Cp-chalcopyrite; Cal-calcite; Cc-chalcocite; Qtz-quartz; Mol-molybdenum; Ng-natural gold

Ⅲ矿化后期：本期石英和方解石网脉普遍发育，在早期形成的矿物裂隙中充填不含矿或含少量矿的方解石大脉和石英网脉(图 5a-d)，方解石晶形大而完好，与石英紧密伴生(图 5e, f)。本期几乎不含矿石矿物，并对矿体发生穿插、错动和破碎。

图 5

Fig. 5

图 5 迤纳厂铁-铜-金-稀土矿床矿化后期蚀变矿化特征 (a~d)-矿化后期石英脉穿插主矿化期矿石；(e、f)-方解石与石英紧密共生，穿插绢英岩.Py-黄铁矿；Qtz-石英；Cal-方解石；Ser-绢云母 Fig. 5 Mineralization and alteration characteristics of post stage in the Yinachang deposit (a~d)-post-mineralization stage unmineralized quartz vein cut through ore of main stage; (e, f)-sericite-quartz schist cut by symbiosis calcite and quartz. Py-pyrite; Qtz-quartz; Cal-calcite; Ser-sericite

本次研究在明确划分该矿床成矿期次的基础上，对各个期次的矿化蚀变样品进行系统采集，分别为：矿化前期(Ⅰ)采取岩浆角砾岩样品；主矿化期铁氧化物-稀土阶段(Ⅱ-1)采取层状铁氧化物矿石中的浸染状萤石和石英样品以及蚀变带中的石榴子石样品；主矿化期硫化物-金阶段(Ⅱ-2)采取脉状硫化物矿石中的含矿石英脉和方解石脉样品；矿化后期(Ⅲ)采取不含矿石英脉和方解石样品。挑取其中具有代表性的样品磨制包体片，并分别对各期次样品挑取萤石(Ⅱ-1)、石英(Ⅱ-2)、方解石(Ⅲ)单矿物10g以上，以备测试分析所用。

流体包裹体的岩相学和显微测温研究实验在中国地质大学(北京)流体包裹体实验室完成。所使用的仪器包括：德国ZEISS公司生产的Axioskop40型正交偏反光显微镜，放大倍数为100~800倍；Linkarn MDS 600冷热台，测试精度30℃以下时为±0.1℃，30℃以上时为±1℃。流体包裹体研究方法及盐度换算参照卢焕章等(2004)，由于部分包裹体中还含有其他盐类组分(KCl, CaCl₂)等，实验所获得值仅代表流体的最小盐度值。

群体包裹体成分分析在中国地质调查局宜昌地质调查中心进行，分别对代表主矿化期铁氧化物-稀土阶段的萤石、代表主矿化期硫化物-金阶段的石英和代表矿化后期的方解石单矿物进行，方法为热爆-超波提取法。测试仪器：液相成分K⁺、Na⁺、Ca²⁺、Mg²⁺采用原子吸收光谱法(日立180-80AAS)，F^-、Cl^-、SO₄^2-采用光度分析法(日立220A紫外/可见分光光度计)，气相成分分析采用气相色谱仪(SP-3420气相色谱仪)，仪器灵敏度：K⁺，Na⁺(0.01mg/L)；F^-，Cl^-，SO₄^2-(0.01mg/L)；以水的重量换算公式1mL=1g，将所测得的离子量(10^-6)计算为mg/L。

在中国地质调查局宜昌地质调查中心对萤石、石英、方解石单矿物进行氢、氧同位素组成分析。氢同位素分析首先在150℃真空条件下去气4h以上，除去矿物中的吸附水；在200~350℃下采用加热爆破法提取包裹体中的H₂O，并在400℃条件下与Zn反应30min制取H₂；最后在MAT-251EM质谱仪上测定同位素比值。δD以SMOW为标准计算, 精度±2%。氧同位素用BrF₅和石英样品在500℃真空中反应提取矿物氧，并与灼热石墨棒燃烧转化成CO₂气体，MAT-253质谱仪上分析氧同位素组成；δ¹⁸O以SMOW为标准计算, 精度为±012‰; 与石英平衡的流体中水的δ¹⁸O_H2O值依据1000lnα_石英-水=3138×10⁶/T² -3.4 (郑永飞和陈江峰，2000)计算(T=350℃，取所测包裹体均一温度的平均值)。

武定迤纳厂铁-铜-金-稀土矿流体包裹体主要见于萤石、石英和方解石中，其中以石英中最多。包裹体以原生为主，个体大小差异大，类型较复杂。包裹体在石英脉中均匀分布或沿结晶学方位定向排列(图 6a)。根据包裹体的成分和在室温下的相态，可区分出包裹体类型如下。

图 6

Fig. 6

图 6 迤纳厂铁-铜-金-稀土矿包裹体特征 V-气相；L-液相；H-石盐；Py-黄铁矿；Hem-赤铁矿 Fig. 6 Photomicrographs of fluid inclusion types in the Yinachang deposit V-vapor; L-liquid; H-halite; Py-pyrite; Hem-hematite

G+W型--溶-流包裹体(图 6b-e)这类包裹体在矿化前期岩浆角砾岩石英和主矿化期铁氧化物-稀土阶段石榴子石中可见，在室温下表现为熔融包裹体与气液两相流体包裹体共存，或在熔融包裹体周围有很多细小的原生水溶液包裹体。加热至500℃左右后，流体包裹体均一至液相，熔融包裹体依然存在。熔融包裹体大小悬殊，长径5~65μm不等，常常成群分布，形状为不规则状，其分布受其生长线及晶体缺陷控制，为原生熔融包裹体。

H型--含子矿物包裹体(图 6f-i)这类包裹体室温下为两相(L_H2O+H_子矿物)或三相(L_H2O+H_子矿物+V_H2O)组成。包裹体大小为3~40μm，在10~20μm范围内集中。气液比变化范围较大，从10%~75%不等，其中以30%~40%居多，富含大量石盐等透明矿物和赤铁矿(图 6h)、黄铁矿(图 6f)等不透明矿物，形态为椭圆形、次圆形、不规则多边形和长条形。这类包裹体在主矿化期两个阶段的萤石、石英以及石榴子石中出现较多，其捕获流体即为成矿的主热液。

W型--盐水溶液包裹体(图 6j)室温下为单相液体(L_H2O)或两相(L_H2O+V_H2O)包裹体，加温后均一呈液相。形态为次圆状、长条状、不规则状，大小2~10μm。此类包裹体主要赋存于矿化后期方解石和石英中。

通过对总共超过600个包裹体进行的详细的均一法、冷冻法测温和数据处理工作，现总结各期次流体特征如表 2。迤纳厂矿床三类包裹体中，G+W型包裹体中熔融包裹体的均一温度均高于600℃，超出流体包裹体冷热台测温范围。包围在熔融包裹体周围的W型包裹体，均一温度在550℃左右；H型包裹体的均一温度较高，集中在230~550℃，平均412℃，冰点温度为-16.7~-1.4℃，平均-11.2℃，子矿物熔化温度320~460℃，平均405℃；W型包裹体均一温度较低，95~220℃不等，平均138℃，冰点温度-8.1~-0.6℃，平均-2.6℃。

表 2

Table 2

表 2(Table 2)

表 2 迤纳厂铁-铜-金-稀土矿成矿流体特征表 Table 2 Characteristics of ore-forming fluid from the Yinachang Fe-Cu-Au-REE deposit Ⅰ矿化 前期 Ⅱ主矿化期 Ⅲ矿化后期 1铁氧化物- 稀土阶段 1铁氧化物- 稀土阶段 包裹体类型 G+W、H G+W、H H、W W 主矿物 石英 萤石、石英、 石榴子石 石英、方解石 方解石 大小(μm) 5~65 3~20 2~20 2~10 充填度(%) 10~75 10~65 10~65 10~45 测次 100+ 300+ 200+ 50+ Tm(ice) (℃) -16.7~ -10.4 -12.9~ -2.7 -14.1~ -0.6 子矿物熔 化温度 (℃) 340~530 340~420 320~460 Th(℃) 500~600+ 170~550 120~360 95~270 盐度 (wt%NaCleqv) 37.4~59.5 14.1~47.5 4.5~42.3 1.0~17.9 密度 (g/cm3) 2.0~3.0 0.89~1.32 0.65~1.40 0.93~0.97 压力(MPa) 150~200 75~155 31~112 26~61 深度(km) 5.6~7.6 3.2~6.6 3.4~6.2 1.2~4.6

表 2 迤纳厂铁-铜-金-稀土矿成矿流体特征表 Table 2 Characteristics of ore-forming fluid from the Yinachang Fe-Cu-Au-REE deposit

G+W型熔流包裹体均一温度高，代表岩浆分异时的岩浆流体(卢焕章, 1990, 2011)，岩浆流体盐度一般均高于30%；对于含石盐子矿物的H型包裹体，用加温的方法，测定NaCl子矿物熔化温度，并采用卢焕章等(2004)的NaCl子矿物消失温度-盐度表，查找对应的盐度处于39.4%~59.50%NaCleqv之间，平均46.00%NaCleqv；根据冷冻法测定的冰点温度范围，利用Hall et al. (1988)的盐度计算公式：W=0.00+1.78Tm_(ice)+0.0442Tm_(ice)²+0.000557Tm_(ice)³, 计算出不含石盐子矿物的H型包裹体和100个W型包裹体的盐度为1.00%~20.20%NaCleqv，其中H型包裹体平均15.2%NaCleqv，W型包裹体平均4.3%NaCleqv。

图 7为迤纳厂铁-铜-金-稀土矿床各成矿期(阶段)包裹体温度直方图(a)和盐度直方图(b)。从图上可以看出，随着成矿作用的进行，迤纳厂铁-铜-金-稀土矿床包裹体均一温度与盐度呈逐渐降低趋势。Ⅰ矿化前期包裹体均一温度高频值在550~600℃左右，盐度高频值在45%~50%NaCleqv左右；Ⅱ-1主矿化期铁氧化物-稀土矿化阶段包裹体均一温度高频值在300~350℃左右，盐度高频值在15%~20%NaCleqv左右，但有少量特高值，这些值与岩浆角砾岩相接近；Ⅱ-2主矿化期硫化物-金矿化阶段均一温度高频值在200~300℃左右，盐度高频值在10%~15%NaCleqv左右；Ⅲ矿化后期均一温度高频值在150~200℃左右，盐度高频值在10%~15%NaCleqv左右。

图 7

Fig. 7

图 7 迤纳厂铁-铜-金-稀土矿床各期次包裹体温度直方图(a)和盐度直方图(b) Fig. 7 Temperature (a) histogram and salinity (b) histogram of fluid inclusions in the Yinachang deposit

G+W型熔流包裹体中，熔融包裹体为玻璃质，其密度介于2.0~3.0g/cm³之间；根据均一温度和盐度，应用刘斌和段光贤(1987)，刘斌和沈昆(1999)的经验公式ρ=a+bTh+cTh²(a、b、c均为无量纲参数，均由盐度换算而来)，求得H型和W型包裹体的密度，H型包裹体密度波动在0.65~1.40g/cm³之间，变化范围较大，平均1.23g/cm³；W型包裹体密度范围较为集中，主要在0.91~0.97g/cm³之间，平均0.94g/cm³。

主矿化期铁氧化物-稀土矿化阶段萤石单矿物、主矿化期硫化物-金矿化阶段石英单矿物、矿化后期方解石单矿物群体包裹体气液相成分分析结果见表 3。从表中可以看出，不同期次热液在包裹体成分上存在显著差异。从液相成分上看，主矿化期铁氧化物-稀土矿化阶段热液阳离子成分以Ca²⁺为主，含少量的Na⁺，阴离子成分以F^-为主，含有一定量的SO₄^2-，其流体组合类型为Ca²⁺-Na⁺-F^--SO₄^2-，多称为氟化钙-硫酸钠型；主矿化期硫化物-金矿化阶段热液阳离子成分以Na⁺为主，另含少量的K⁺和Ca²⁺，阴离子以Cl^-为主，伴随少量的SO₄^2-，其流体组合类型为Na⁺-Ca²⁺-Cl^--SO₄^2-，一般称为氯化钠-硫酸钙型；矿化后期热液阳离子成分以Ca²⁺和Mg²⁺为主，阴离子主要是Cl^-，另含少量的SO₄^2-，其流体组合类型Mg²⁺-Ca²⁺-Cl^--SO₄^2-，常称为氯化镁-硫酸钙型。从气相成分上看，成矿热液气相成分表现为H₂O＞CO₂＞CH₄＞H₂＞CO；主要的气相成分为H₂O，其中主矿化期硫化物-金矿化阶段所含气相H₂O含量要明显高于另外两个期次；次要的气相成分为CO₂，这一成分的含量随着矿化的进行逐渐增加，表现出了矿化后期热液＞主矿化期硫化物-金矿化阶段＞主矿化期铁氧化物-稀土矿化阶段的特点；另外，主矿化期铁氧化物-稀土矿化阶段热液和部分矿化后期热液中含有少量的气相CH₄成分；除此之外，CO、H₂含量均低于检出限。

表 3

Table 3

表 3(Table 3)

表 3 迤纳厂铁-铜-金-稀土矿床流体包裹体成分分析结果 Table 3 Composition characteristics of fluid inclusions from the Yinachang Fe-Cu-Au-REE deposit 样品号 期次 矿物 名称 液相成份(g/L) 气相成分(×10-6) 特征比值 K+ Na+ Ca2+ Mg2+ Li+ F- Cl- SO42- Br- H2O CO2 CO CH4 H2 Na+/K+ (K++Na+)/ (Ca2++Mg2+) Ca2+/ Mg2+ Cl-/ F- Cl-/(F-+ SO42-) CO2/ H2O DFH-Q18 Ⅱ-1 萤石 0.76 3.63 25.60 0.03 ≤0.01 66.73 2.99 7.18 ≤0.01 274.0 3.47 ≤0.01 0.08 ≤0.01 4.78 0.17 853.3 0.04 0.04 0.01 DFH-Q19 Ⅱ-1 萤石 0.48 1.24 27.91 ≤0.01 ≤0.01 70.46 ≤0.01 21.26 ≤0.01 368.1 2.67 ≤0.01 ≤0.01 ≤0.01 2.58 0.06 2791 0.00 0.00 0.01 DFH-Q20 Ⅱ-1 萤石 0.70 2.22 30.63 0.03 ≤0.01 76.76 1.98 19.70 ≤0.01 300.6 3.27 ≤0.01 0.05 ≤0.01 3.17 0.10 1021 0.03 0.02 0.01 DFH-Q21 Ⅱ-1 萤石 0.46 0.98 27.01 ≤0.01 ≤0.01 67.39 0.91 17.59 ≤0.01 315.6 2.60 ≤0.01 0.08 ≤0.01 2.13 0.05 2701 0.01 0.01 0.01 DFH-4-YS Ⅱ-1 萤石 0.52 2.01 23.95 0.04 ≤0.01 61.54 1.50 13.67 ≤0.01 349.4 3.00 ≤0.01 ≤0.01 ≤0.01 3.87 0.11 598.8 0.02 0.02 0.01 DFH-Q12-1 Ⅱ-2 石英 4.80 36.54 6.04 ≤0.01 ≤0.01 ≤0.01 69.90 1.58 ≤0.01 1537 7.31 ≤0.01 ≤0.01 ≤0.01 7.61 6.83 604.0 6990 43.96 0.00 DFH-Q12-2 Ⅱ-2 石英 4.78 36.77 6.02 0.06 ≤0.01 ≤0.01 73.69 2.45 ≤0.01 1272 4.47 ≤0.01 ≤0.01 ≤0.01 7.69 6.83 100.3 7369 29.96 0.00 DFH-Q13-1 Ⅱ-2 石英 3.05 19.69 3.52 0.05 ≤0.01 ≤0.01 36.74 2.51 ≤0.01 728.0 3.27 ≤0.01 ≤0.01 ≤0.01 6.46 6.37 70.40 3674 14.58 0.00 DFH-Q13-2 Ⅱ-2 石英 2.23 16.16 3.67 0.08 ≤0.01 ≤0.01 28.00 1.36 ≤0.01 671.8 4.51 ≤0.01 ≤0.01 ≤0.01 7.25 4.90 45.88 2800 20.44 0.01 DFH-Q14 Ⅱ-2 石英 8.38 27.59 3.37 0.09 ≤0.01 ≤0.01 55.24 2.34 ≤0.01 769.2 4.27 ≤0.01 ≤0.01 ≤0.01 3.29 10.40 37.44 5524 23.51 0.01 DFH-Q15 Ⅱ-2 石英 4.01 29.66 4.99 0.08 ≤0.01 ≤0.01 58.01 1.33 ≤0.01 1002 8.11 ≤0.01 ≤0.01 ≤0.01 7.40 6.64 62.38 5801 43.29 0.01 DFH-B11-1 Ⅲ 方解石 0.63 4.53 24.81 29.76 ≤0.01 ≤0.01 4.76 1.44 ≤0.01 353.1 10.75 ≤0.01 0.05 ≤0.01 7.19 0.09 0.83 476.0 3.28 0.03 DFH-B11-2 Ⅲ 方解石 0.61 4.78 19.78 22.88 ≤0.01 ≤0.01 5.03 0.95 ≤0.01 368.1 15.68 ≤0.01 0.05 ≤0.01 7.84 0.13 0.86 503.0 5.24 0.04 DFH-B12-1 Ⅲ 方解石 1.72 8.34 22.65 22.42 0.12 ≤0.01 19.04 1.92 ≤0.01 326.9 7.48 ≤0.01 ≤0.01 ≤0.01 4.85 0.22 1.01 1904 9.87 0.02 DFH-B12-2 Ⅲ 方解石 1.65 7.51 19.29 19.02 0.12 ≤0.01 17.85 1.57 ≤0.01 326.9 7.74 ≤0.01 ≤0.01 ≤0.01 4.55 0.24 1.01 1785 11.30 0.02 DFH-B17-1 Ⅲ 方解石 0.94 12.92 19.56 20.73 ≤0.01 ≤0.01 23.89 2.88 ≤0.01 390.6 9.81 ≤0.01 ≤0.01 ≤0.01 13.74 0.34 0.94 2389 8.27 0.03 DFH-B17-2 Ⅲ 方解石 0.87 11.19 18.35 19.26 ≤0.01 ≤0.01 21.01 2.79 ≤0.01 465.6 10.98 ≤0.01 ≤0.01 ≤0.01 12.86 0.32 0.95 2101 7.50 0.02 注：由中国地质调查局宜昌地质调查中心测试，测试者：张春红

表 3 迤纳厂铁-铜-金-稀土矿床流体包裹体成分分析结果 Table 3 Composition characteristics of fluid inclusions from the Yinachang Fe-Cu-Au-REE deposit

经计算，武定迤纳厂铁-铜-金-稀土矿床主矿化期铁氧化物-稀土矿化阶段萤石单矿物δD_v-SMOW值介于-63.20‰~-80.20‰之间，平均-71.33‰，δ¹⁸O_v-SMOW值介于+9.30‰~+10.80‰之间，平均+10.08‰；主矿化期硫化物-金矿化阶段石英单矿物δD_v-SMOW值介于-47.70‰~-91.20‰之间，平均-74.82‰，δ¹⁸O_v-SMOW值介于15.20‰~18.10‰之间，平均16.32‰；矿化后期方解石单矿物δD_v-SMOW值介于-66.10‰~-98.20‰之间，平均-86.4‰，δ¹⁸O_v-SMOW值介于17.00‰~19.60‰之间，平均18.96‰(表 4)。

表 4

Table 4

表 4(Table 4)

表 4 迤纳厂铁-铜-金-稀土矿床成矿流体氢氧同位素分析结果(‰) Table 4 Hydrogen and oxygen isotope compositions of the Yinachang Fe-Cu-Au-REE deposit (‰) 样品号 期次 矿物 δ18OV-SMOW δDV-SMOW DFH-B18 Ⅱ-1 萤石 +10.70 -64.10 DFH-B19 Ⅱ-1 萤石 +9.60 -63.20 DFH-B20 Ⅱ-1 萤石 +10.00 -77.80 DFH-B21 Ⅱ-1 萤石 +10.10 -77.20 DBS-Z6 Ⅱ-1 萤石 +9.30 -65.50 DFH4-YS Ⅱ-1 萤石 +10.80 -80.20 DFH-B22 Ⅱ-2 石英 +15.20 -82.10 DFH-B23 Ⅱ-2 石英 +15.70 -71.30 DFH-B24 Ⅱ-2 石英 +16.70 -88.80 DFH-B26 Ⅱ-2 石英 +15.60 -47.70 DFH-B27 Ⅱ-2 石英 +16.60 -91.20 DFH-B28 Ⅱ-2 石英 +18.10 -67.80 DFH-B08 Ⅲ 方解石 +19.60 -98.20 DFH-B09 Ⅲ 方解石 +19.40 -90.60 DFH-B10 Ⅲ 方解石 +19.70 -92.60 DFH-B14 Ⅲ 方解石 +19.10 -84.50 DFH-B16 Ⅲ 方解石 +17.00 -66.10 注：同位素值由中国地质调查局宜昌地质调查中心测试，测试者为：张春红

表 4 迤纳厂铁-铜-金-稀土矿床成矿流体氢氧同位素分析结果(‰) Table 4 Hydrogen and oxygen isotope compositions of the Yinachang Fe-Cu-Au-REE deposit (‰)

熔融包裹体中硅酸盐熔体的压缩性极低，压力对捕获温度的影响远小于均一温度测量误差(卢焕章，1990)。因此这类包裹体的压力很难得出。不过，利用与熔融包裹体共存不混熔的流体包裹体，可以和H型和W型包裹体一样，利用邵洁涟(1990)计算流体压力的经验公式P=P₀T_h/T₀(其中P₀=219+26.20w，T₀=374+9.20w)计算出他们的压力值。经计算，与熔融包裹体共存的流体包裹体的捕获压力为150~200MPa，平均169MPa；H包裹体压力位于75~155MPa之间，平均116MPa；W型包裹体压力位于26~61MPa之间，平均36MPa。

流体的成矿深度可以根据流体包裹体捕获压力估算。对于受断裂控制的脉状热液矿床而言，其成矿流体系统可为静岩压力，也可为静水压力，抑或二者交替的临界状态(即断层阀模式，Sibson et al., 1988；祁进平等，2007)。在这种状态下，流体可以以脉动的形式间歇性喷出，导致流体压力不断变化于静岩和静水之间。当断层阀开启时，流体系统处于静水系统下，压力相对较低；当断层阀关闭时，流体系统处于静岩系统下，压力相对较高。本次计算得出的具有截然不同的压力的G+W类包裹体和H、W类包裹体，显然是成矿流体系统压力处于临界状态的标志，因此我们可将高压包裹体解释为静岩压力系统流体，低压包裹体解释为静水压力系统流体，这也对应了在不同阶段下不同的流体类型，岩浆流体处于静岩压力系统下，普通流体处于静水压力下。利用压力与深度关系的通式P=Hρg，当流体处于静岩压力系统下时，取>ρ为大陆平均岩石密度2.7g/cm³，当流体处于静水压力系统下时，取ρ为各类型包裹体当时计算得到的密度，取g为重力加速度0.0981，计算出G+W型包裹体的流体深度处于5.6~7.6km之间，平均6.4km；H型包裹体流体深度处于3.2~6.6km之间，平均4.9km；W型包裹体的流体深度处于1.2~4.6km之间，平均2.8km。

流体包裹体以及由其延伸出来的流体成矿系统，研究一直以来都是矿床学研究的重要方面(Deng et al., 2001, 2003, 2005, 2009, 2010b, 2011; Wang et al., 2008)。从表 2中可以最直观地看出，矿化前期的熔-流包裹体温度、盐度、密度均最高，岩浆角砾岩中钠长石含量高，说明其属高温富钠质岩浆。其内可见熔融包裹体和流体包裹体共存的现象，这是岩浆不混溶的最直接表现，说明矿化前期的富钠质岩浆和主矿化期的中高温、高盐度成矿流体有着密不可分的成因关系；富钠质岩浆分馏出的富钠岩浆热液，与围岩发生强烈的反应使之钠化，并从中萃取铁质进入岩浆热液；主矿化期铁氧化物-稀土矿化阶段流体温度为中高温，从冰点温度和子矿物熔化温度判断其盐度介于14.1%~59.5%NaCleqv之间。一般认为氟是深源物质的指示剂，主矿化期铁氧化物-稀土矿化阶段成矿热液包裹体中的F含量高，表明成矿流体应属高盐度、中高温的岩浆热液。这一期次的包裹体中常见铁氧化物以子矿物形式存在，说明其富含铁质；随着成矿作用的进行，成矿流体的温度逐渐降低，主矿化期硫化物-金矿化阶段包裹体类型发生变化，由先前的代表岩浆热液的G+W型包裹体和H型包裹体共存变为H型和W型包裹体共存。Roedder (1971)研究认为，流体包裹体液相成分摩尔比值Na⁺/K⁺＜2且Na⁺/(Ca²⁺+Mg²⁺)＞4是典型的岩浆或变质热液，Na⁺/K⁺＞2且Na⁺/(Ca²⁺+Mg²⁺) < 1.5属热卤水。经计算本矿床的主矿化期硫化物-金矿化阶段流体石英包裹体成分Na⁺/K⁺=3.29~7.41，Na⁺/(Ca²⁺+Mg²⁺)值均大于4(4.31~7.97)，表明其既有变质热液的特征，又有地下热卤水的特征；至矿化后期，主要流体转化为单一低温、低盐度、密度相对稳定的低温流体。本期次的流体方解石包裹体成分Na⁺/K⁺远大于2(4.55~13.74)，Na⁺/(Ca²⁺+Mg²⁺)远小于1.5(0.08~0.32)，具有典型地下热卤水特征。从成矿深度看，随着成矿作用的进行，各期次流体深度从地下7.6km到地下1.2km逐渐变浅，支持其温度、盐度、密度、成分方面所表现出来的特点。

同位素地球化学研究是探求流体来源的重要方法。迤纳厂铁-铜-金-稀土矿成矿各阶段流体的δ¹⁸O_v-SMOW值逐渐增高，主矿化期铁氧化物-稀土矿化阶段与花岗岩浆近似，但热液期δ¹⁸O含量逐渐增多，这么高的含量说明其只能来源于岩石建造的变质脱水作用。图 8所表现出来的各类样品的δD_H2O值较为复杂，其中萤石样品则落入岩浆水范围，石英和方解石样品主要介于变质水和高岭土风化线之间，可以看出，随着矿化作用的进行，有一条从岩浆热液向变质热液逐渐靠近，而后又逐渐趋于高岭土化线的同位素值变化轨迹。据Robert (1993)和Taylor (1974)的文献，在年代古老的矿床中(本矿床成矿年龄1.6Ga左右)，由于风化作用，矿物中保留的O同位素发生分馏，从而更为富集重氧，导致在图 8的投点上发生向高岭土线的偏移。

图 8

Fig. 8

图 8 武定迤纳厂铁铜矿床成矿流体的δ18Ov-SMOW对δDv-SMOW投影图 岩浆水、建造水和变质水的范围引自Taylor (1974)，Cornwall花岗岩岩浆水范围引自Sheppard (1977)，雨水线引自Epstein et al.(1965) Fig. 8 δ18Ov-SMOW-δDv-SMOWprojection diagram of metallogenic fluids from the Yinachang Fe-Cu deposit Range of magmatic/ formation hosted/metamorphic fluid after Taylor (1974), Cornwall granite water after Sheppard (1977), rain line after Epstein et al. (1965)

整个流体的演化过程简单化即为：岩浆-岩浆热液-变质热液+大气降水-大气降水。

前文提到，武定迤纳厂铁-铜-金-稀土矿的主成矿期可以分为铁氧化物-稀土阶段和硫化物-金阶段，其中前者主要形成含铁氧化物和稀土矿物，后者主要形成黄铜矿、自然金等铜金矿物。因此，有必要分阶段讨论成矿作用和不同矿质的沉淀机制。

在主矿化期铁氧化物-稀土矿化阶段，成矿流体性质表现为高温、高盐度、富含铁质和挥发分的弱酸性流体。主矿化期铁氧化物-稀土矿化阶段流体成分的X_(H2)/X_(CH4)比值较另一个阶段高，在压力-盐度相图上可见G型包裹体和H型包裹体间存在明显的减压区(见图 9)，且这一阶段广泛发育温度、盐度相似的多相沸腾包裹体群，说明流体上升后发生减压沸腾作用，导致氧逸度值有所降低。逸度的降低使流体与碳酸岩发生了强烈的类似矽卡岩化的水岩交代反应，导致铁质发生氧化从而以磁/赤铁矿的形式赋存下来，留下大量交代副矿物如石榴子石、黑云母等。稀土元素易于受Fe这一类高场强元素影响，在铁质沉淀的同时，稀土元素也同时沉淀。在这个过程中，矿床的另外两个经济元素铜和金由于还以络合物的形式存在，交代作用无法使其从络合物中脱离，因此它们在这一期次并未完全沉淀。

图 9

Fig. 9

图 9 迤纳厂铁-铜-金-稀土矿床主成矿期铁氧化物-稀土阶段流体压力-盐度图解(据Driesner and Heinrich, 2007) Fig. 9 P-X phase diagram of the ore-forming fluid in the iron oxide-REE substage of the Yinachang Fe-Cu deposit (after Driesner and Heinrich, 2007)

主矿化期硫化物-金矿化阶段，流体性质发生了较大的变化。发生交代作用后的含铜含金岩浆流体，由于围岩碳酸岩的脱水作用，其成分变得更类似中温高盐的变质流体。温度盐度图(图 10)表明它与地表的大气降水发生了混合作用，并直接导致了流体的酸性降低，Eh值及氧、硫逸度降低。Eh值的变化与变价金属硫化物的沉淀及体系中还原性气体的浓度升高有关，同时也反映了体系内的氧化-还原状态发生变化。溶液的氧逸度绝对值随成矿作用的进行而下降，反映体系的封闭程度较低，还原性气体的氧化作用消耗了体系中的游离氧，有利于铜的沉淀。不同矿化阶段的硫逸度变化反映了温压降低导致了硫化物沉淀，是铜发生沉淀的有利条件。这一系列的有利条件，直接导致了铜和其他亲硫元素一起，以硫化物的形式沉淀。

图 10

Fig. 10

图 10 迤纳厂铁-铜-金-稀土矿床主成矿期硫化物-金阶段流体温度-盐度图解(据Driesner and Heinrich, 2007) Fig. 10 T-X phase diagram of the ore-forming fluid in the sulfide-gold substage of the Yinachang Fe-Cu-Au-REE deposit (after Driesner and Heinrich, 2007)

金元素在热液中主要以络合物的形式存在，且与成矿流体的物理化学环境密切相关(Hemley et al., 1992; 张德会，1997)。实验证明，Au-S及Au-Cl络合物是金在流体中的主要形式，Au-Cl络合物可稳定于中高温热液，Au-S络合物多稳定于中低温热液(Mooer et al., 2001)。在武定迤纳厂铁-铜-金-稀土矿床的包裹体成分，主矿化期硫化物-金矿化阶段石英中Cl^-含量远高于SO₄^2-含量，而在矿化后期的方解石中Cl^-含量明显降低、SO₄^2-含量有所增高，说明金主要以Au-Cl络合物形式存在于流体中，在主矿化期硫化物-金矿化阶段由于流体混合导致流体物理化学性质改变，使金转变为Au-S络合物与其他硫化物一起沉淀。

成矿流体与围岩蚀变的关系一直是学者研究的重点方面(芮宗瑶等，1984；Hedenquist et al., 1998; Heinrich, 2005; Ulrich et al., 2001; 杨志明等，2008)，这些工作对早阶段蚀变(碱交代和硅酸盐化)取得了比较一致的认识：成矿前期富含钠质和挥发分的岩浆流体在上升及冷凝过程中与围岩发生反应形成区域规模的碱质蚀变(主要是钠化)。在武定迤纳厂铁-铜-金-稀土矿区及周边地区围岩发生了大规模的强烈的钠化蚀变，以前对这种蚀变与成矿的关系研究较少。侯林等(2013b)首先通过元素相关性研究确认了该区钠化蚀变与热液的成因关系。从分布上看，钠化蚀变往往分布在成矿较远围岩中，表明其形成是由岩浆流体在上涌受阻后，在远离岩/矿体的周边位置冷凝过程中与围岩发生的反应导致的。主矿化期铁氧化物-稀土矿化阶段大量富含F的矿物如萤石表明成矿流体富含挥发分。通过包裹体激光拉曼和萤石群体包裹体成分分析发现，其流体含有丰富的碱质成分(CaCl₂、NaCl、KCl等)，这充分说明了武定迤纳厂铁-铜-金-稀土矿矿化前期的富钠质挥发分流体在形成似层状铁矿体的同时，也导致了区域范围内强烈的钠化蚀变。在最靠近矿体的部位，蚀变以黑云母化、石榴子石化为主，这些矿物成分以Si、Al、Fe为主，其形成于钠质蚀变之后，流体运移能力降低，形成于最接近矿体的位置。

与成矿阶段相对应，在主矿化期硫化物-金矿化阶段，蚀变类型随成矿作用的改变发生了变化。之前的讨论已说明在该阶段，矿质的沉淀主要是由于变质流体与大气降水发生混合引起，因此，在这样的混合作用下，其围岩蚀变矿物也发生变化，以绢云母、绿泥石等中低温矿物为主。流体包裹体研究显示，在与热液蚀变相关的脉体中，除少量脉体中含有高盐度的多相包裹体以外，大部分脉体以液相包裹体为主，表明该类脉体与流体混合作用关系密切。这种混合作用引起流体物理化学性质改变，是导致绢云母化、碳酸岩化的主要原因(图 11)。

图 11

Fig. 11

图 11 迤纳厂铁-铜-金-稀土矿床流体演化与矿化-蚀变过程图 Fig. 11 Fluid evolution and mineralization-alteration process of the Yinachang Fe-Cu deposit

IOCG矿床的成矿环境，Hitzman et al.(1992)最早概括为克拉通或大陆边缘，多数情况下与伸展构造具有密切的时空关系。这种伸展构造为高分异的岩浆形成的大量岩浆流体向外流动提供了空间，伸展构造带内的断裂为深部岩浆流体向地表流动提供了通道，正断层则有助于大气水的深循环和加热，造成伸展的岩体上部虚脱部位，为两种流体的混合和成矿提供了空间。

总体上讲，IOCG矿床是一种后生矿床，根据矿床形态、岩性和构造特点，可以分为几种类型：脉状、热液角砾岩、钙质矽卡岩、顺层交代层状(mantos)和前几项或部分的复合型(毛景文等，2012)。与其它矿床相比，IOCG矿床的最大特点是广泛发育角砾岩筒型的矿体，主要热液铁氧化物从下到上由磁铁矿到镜铁矿；当与其它类型矿体共存时，便构成了大型矿床。研究早期，Hitzman et al.(1992)提出IOCG矿床的围岩蚀变通常是很强烈的，具体蚀变类型依赖于围岩的性质和矿化蚀变的深度。但是总体上讲，蚀变作用在深部为钠质蚀变，中浅布为钾质蚀变，浅部为绢云母化和硅化。很多矿床的围岩蚀变没有如此明显的分带现象。一般来讲，磁铁矿化伴随钠质蚀变，赤铁矿化伴随钾质蚀变，铜金矿化伴随绢云母化。

目前，对于IOCG矿床的成因，依然存在争论。从流体角度来说，主要的两种观点包括岩浆流体成矿(Hitzman et al., 1992; Pollard, 2000)与受岩体加热的盆地流体成矿(Barton and Johnson, 1996; Hitzman, 2000)。尽管如此，双方均承认岩体的存在与成矿有着密切的关系，只是贡献的程度和方式不同。较新的研究(Oliver et al., 2004; Skirrow et al., 2006)认为，可能存在两种流体共存的形式，而造成矿质沉淀的作用，正是这两种流体的混合。Pollard (2006)总结提出与IOCG矿化有关的岩体可能侵位深度变化在2~15km之间，比典型斑岩铜矿深得多。且斑岩-矽卡岩的成矿流体自始至终属于岩浆流体，而成矿是由于温压变化使流体不混熔而导致矿质沉淀，仅在成矿末期有天水加入(Meinert et al., 2003)。总体而言，绝大多数IOCG矿床都与岩浆活动关系密切，非岩浆模型可能适于解释个别成矿成因或某一矿床的局部现象，是岩浆成矿模型的补充。从岩浆分异出的流体在运移过程中都或多或少与其他来源(盆地流体、大气水、古建造水、变质流体等)的流体混合，有助于形成大型或高品位的贫硫富钠的IOCG矿床。

武定迤纳厂铁-铜-金-稀土矿床，形成于元古代昆阳裂谷的伸展盆地中，以热液角砾岩、类矽卡岩和脉状矿体为主要特征，其矿物组合、包裹体特征、流体演化与成矿过程与上述IOCG矿床的特征完全符合。总结认为，该矿床应属于滇中元古代IOCG矿床的典型代表。

(1)武定迤纳厂铁-铜-金-稀土矿的Fe-REE矿体以似层状、浸染状产出，Cu-Au矿体以脉状和块状产出；矿化期次分为矿化前期、主矿化期、矿化后期三个，其中主矿化期包括铁氧化物-稀土和硫化物-金矿化两个阶段；

(2)成矿流体包裹体分为产于矿化前期和主矿化期铁氧化物-稀土矿化阶段的G+W型(熔流)包裹体、产于主矿化期铁氧化物-稀土矿化阶段和主矿化期硫化物-金矿化阶段的H型(子矿物)包裹体、产于主矿化期硫化物-金矿化阶段和矿化后期的W型(盐水溶液)包裹体；

(3)矿化前期流体为高温高压高盐度的富含碱质和挥发分的高氧化性岩浆，岩浆发生流体不混熔分离出高温高盐钠质岩浆流体, 并与远矿围岩发生反应使之钠化并从中萃取铁质，形成富铁岩浆流体。该流体与围岩碳酸岩发生交代反应导致铁质和稀土沉淀，并使碳酸岩脱水而演化为变质热液(中温、中压、高盐度)。变质热液在主矿化期硫化物-金矿化阶段与大气降水(低温、低压、低盐度)混合作用导致pH、Eh、f_O2、f_S等物理化学条件发生变化，铜、金发生沉淀。矿化后期流体为单一大气降水，成矿过程结束；

(4)迤纳厂铁-铜-金-稀土矿床成矿流体具有与IOCG矿床相同的成矿环境、矿体特征、矿物组合、蚀变特征以及包裹体特征和流体演化成矿过程，将其归类为滇中具有代表性的IOCG型矿床。