金沙江成矿带是三江地区最重要的成矿带之一，目前已发现有羊拉铜矿、鲁春锌多金属矿、南仁铅锌矿以及拖顶铜矿等多个矿床及矿化点，具有巨大的找矿前景。其中，羊拉铜矿床位于滇西北德钦县羊拉乡境内，构造上位于金沙江构造带中部中咱-中甸板块和昌都-思茅板块之间，夹持在南北向的羊拉断裂和金沙江断裂之间，是该成矿带迄今为止发现的规模最大的铜矿床，铜平均品位约为1%，远景储量为1.3×10⁶t~1.5×10⁶t (云南省地矿资源股份有限公司和云南省地质调查院，2004^①)。近年来，已有多位学者对羊拉铜矿床进行了细致的研究，取得了丰硕的成果。但对于羊拉铜矿床的成因仍然存在着一些分歧，主要观点有喷流-沉积成因(何龙清等，1998；战明国等，1998；路远发等, 1998, 1999, 2004)、热水沉积叠加岩浆热液改造成因(潘家永等, 2000a, b，2001；魏君奇等，1997；王彦斌等，2010；朱俊等，2011)以及夕卡岩成因(曲晓明等，2004；朱经经等，2010)。本文从羊拉铜矿床稳定同位素地球化学入手，探讨其成矿流体和成矿物质的来源，确定矿床成矿机制以及成因类型，并为日后的区域找矿勘查提供理论依据。

①云南省地矿资源股份有限公司和云南省地质调查院.2004.云南省德钦县羊拉铜矿地质勘探报告.1-254

“三江”地区古特提斯洋主要由甘孜-理塘洋、金沙江-哀牢山洋和澜沧江-昌宁孟连洋组成(莫宣学等，1993；潘桂棠等, 2002, 2003)。其中，金沙江洋为昌都-思茅微陆块于晚泥盆世或早石炭世裂离于扬子板块所形成的弧后洋盆(孙晓猛等，1994)。金沙江洋在晚泥盆世已具洋壳雏形，在早石炭世强烈扩张，形成初始洋盆，中-晚石炭世至早二叠世早期，洋盆快速扩张形成成熟大洋，于早二叠世末开始向西俯冲，至中二叠世末至早三叠世闭合碰撞。前人(何龙清，1998)提出金沙江构造带的弧后盆地演化模式, 并认为其为金沙江洋弧后盆地消亡、闭合的产物。进入晚三叠世后，金沙江碰撞造山带地壳减薄并强烈伸展，形成了伸展裂陷盆地甚至伸展裂谷盆地，在这种构造背景由挤压环境到伸展环境的转折期形成了羊拉大型铜矿床(王立全等, 1999, 2000, 2001；杨喜安等，2011)。

羊拉铜矿床由里农、路农、江边、贝吾等7个矿段组成，其中，以里农矿段矿体规模最大，是矿区正在开采以及目前研究的重要矿段(图 1)。区内出露地层主要为泥盆系大理岩、变质石英砂岩以及板岩。赋矿地层主要为中-上泥盆统里农组一段(D₂₊₃l¹)角岩化变质石英砂岩夹透辉石、石榴石夕卡岩。围岩蚀变以夕卡岩化为主，其次为硅化、角岩化及绢云母化等。

图 1

Fig. 1

图 1 羊拉矿区地质简图 (a)-羊拉铜矿所在的大地构造位置略图(据莫宣学等，1993修编)；(b)-羊拉铜矿地质图(据曲晓明等，2004修编) Fig. 1 Simplified geological map of the Yangla copper deposit (a)-tectonic map of the Yangla copper deposit (after Mo et al., 1993); (b)-geological map of the Yangla copper deposit (after Qu et al., 2004)

矿区构造活动强烈，断层十分发育。区内除了区域性的金沙江断裂(F1)以外，还发育不同时期、不同性质的断层。南北向的羊拉断裂和金沙江断裂在印支期为俯冲挤压型，到喜马拉雅期时已转变为走滑型，并派生出走向北东倾向北西，长数公里、宽数米的次级断裂带，斜穿里农、路农矿段的北东向断层(F4)，其早期为挤压推覆断层，后期转变为张扭性正断层，并破坏了矿体向南延伸的部分(杨喜安等，2011)。此外还有大量由于构造活动或岩体侵入等影响所形成的层间裂隙及斜交层理裂隙。区内十分发育的断层、破碎带以及裂隙，一方面为含矿流体的运移提供了良好的流动通道；另一方面，这些断层，特别是南北向逆冲断层，为成矿提供了较好的空间，成为主要的容矿构造，造成大量矿体呈近南北走向产于这些逆冲断层中。

矿区内岩浆活动活跃，由南向北依次分布有路农、里农、江边以及贝吾等侵入体，主要岩性为花岗闪长岩，并可能具有相同的岩浆源区，四个岩体呈线性分布于金沙江西岸，构成一条北北东向延伸并与区域构造线方向一致的花岗岩带(战明国等，1998；朱经经等，2011)，同时，该岩带显示出由南向北年龄由老到新的侵位序列(年龄分别为路农、里农岩体238~239Ma；江边岩体228Ma；贝吾岩体214Ma)，表明羊拉铜矿床花岗闪长岩体是三叠纪时期的花岗质岩浆多次涌动侵入形成的，岩浆活动持续时间约25Ma (王彦斌等，2010)。其中，位于矿区中部的里农岩体，南北长约2km，东西宽约1.5km，呈椭圆状岩株产出，出露面积约2.6km²，是羊拉矿区最重要的岩体，产于其与围岩外接触带上的里农铜矿体，主要呈层状、似层状产出，且明显受层间破碎带和滑脱带控制(曲晓明等，2004)，是本次研究的对象。此外，矿区还分布少量的英安斑岩、花岗斑岩以及花岗细晶岩等。

里农矿段2~5号矿体，呈层状、似层状(图 2a)产出于一系列呈叠瓦状、舒缓波状分布的逆冲断层内，矿体总体走向近南北，倾向西，浅部倾角20°~40°，深部约50°；6~15号矿体赋存于陡倾的断层内(图 2b)，矿体倾向北西，倾角60°~80°(杨喜安，2011)。矿体顶、底板为大理岩、变质石英砂岩及绢云板岩等(图 3a-c)。

图 2

Fig. 2

图 2 里农矿段勘探线剖面图(据杨喜安等，2011修编) 1-爆破角砾岩；2-变质石英砂岩；3-大理岩；4-花岗闪长岩；5-矿体及编号；6-钻孔及编号；7-坑道及编号 Fig. 2 Profile map of prospecting lines from Linong ore block (after Yang et al., 2011) 1-explosive breccia; 2-metamorphic quartz sandstone; 3-marble; 4-granodiotite; 5-ore body and numbers; 6-drilling and numbers; 7-tunnel and numbers

图 3

Fig. 3

图 3 羊拉铜矿床矿体、矿石特征 (a)-夕卡岩矿体中包含变质石英砂岩透镜体；(b、c)-夕卡岩矿体与大理岩围岩接触关系清楚；(d)-石榴石呈自形堆积特征；(e、f)-黄铜矿沿石榴石环带交代石榴石，(e)-单偏光，(f)-透射光；(g)-磁黄铁矿交代钙铁辉石，单偏光；(h)-磁铁矿交代石榴子石，形成骸晶结构，单偏光；(i)-黄铜矿交代磁黄铁矿，形成包含结构，单偏光；(j)-自形-半自形黄铁矿，单偏光；(k)-黄铜矿、黄铁矿、闪锌矿和方铅矿共存，单偏光；(l)-部分黄铜矿呈乳滴状分布于闪锌矿中，单偏光.矿物代号：Mgt-磁铁矿；Ccp-黄铜矿；Py-黄铁矿；Grt-石榴石；Hd-钙铁辉石；Po-磁黄铁矿；Gn-方铅矿；Sp-闪锌矿 Fig. 3 Characteristics of ore body and ore from the Yangla copper deposit (a)-skarn ore body contains lens of metamorphic quartz sandstone; (b, c)-clearly contact relationship of skarn ore body and marble; (d)-euhedral accumulation stucture of garnet; (e, f)-chalcopyrite metasomatiled garnet al.ong its zoning, (e)-plain light, (f)-transmitted light; (g)-pyrrhotite metasomatiled hedenbergite, plain light; (h)-magnetite metasomatiled garnet and formated skeleton crystal texture, plain light; (i)-chalcopyrite metasomatiled pyrrhotite and fomate including texture, plain light; (j)-euhedral-subhedral granular Pyrite, plain light; (k)-coexistence of chalcopyrite, pyrite, sphalerite and galena, plain light; (l)-droplet-like chalcopyrite in sphalerite. Mgt-magnetite; Ccp-chalcopyrite; Py-pyrite; Grt-garnet; Hd-hedenbergite; Po-pyrrhotite; Gn-galena; Sp-sphalerite

按含矿岩石可以将矿石类型分为：夕卡岩型(图 3d)、构造角砾岩型、角岩型、二长花岗岩型、花岗闪长岩型等铜矿石，其中，夕卡岩型矿石分布最广。矿石中金属矿物主要有磁铁矿、黄铜矿、黄铁矿、磁黄铁矿等，方铅矿、斑铜矿、闪锌矿、辉钼矿等次之；非金属矿物主要有石榴石、透辉石、绿帘石、阳起石、绿泥石、石英、方解石、角闪石、云母、长石等；次生氧化矿物有孔雀石、蓝铜矿、褐铁矿等。矿石主要有自形-半自形粒状、他形粒状、交代残余、骸晶、共结边、压碎等结构；以及块状、团块状、浸染状、脉状-网脉状、条带状、角砾状等构造。

羊拉铜矿床的夕卡岩型矿石中矿物共生组合关系显示其成矿作用具有明显的多阶段特征，具体来说可以划分为4个阶段：Ⅰ-干夕卡岩阶段，代表矿物为石榴石、辉石，石榴石多为黑褐色，主要为钙铁榴石，是夕卡岩中分布最多的矿物，多呈菱形十二面体或四角三八面体的自形-半自形粒状结构，粒径一般小于5mm，少部分可达10mm以上，并常具环带结构(图 3e, f)；辉石主要为透辉石-钙铁辉石，是夕卡岩中次发育的矿物，其自形程度明显低于石榴石，主要以他形粒状形式产出。石榴石和辉石普遍被后期矿物交代，显示各种交代结构(图 3e-g)；Ⅱ-湿夕卡岩-磁铁矿阶段，代表矿物为绿帘石和磁铁矿，绿帘石为浅绿色，多呈他形充填于Ⅰ阶段矿物颗粒间或裂隙中，磁铁矿则多呈自形-半自形粒状结构，以致密块状或浸染状产出，粒径一般小于0.2mm，部分可达1mm以上，镜下可见磁铁矿交代Ⅰ阶段石榴石呈骸晶结构(图 3h)，也可见其被后期金属硫化物所交代；Ⅲ-石英-硫化物阶段，是羊拉铜矿床最重要的成矿阶段，主要矿物为黄铜矿、黄铁矿、磁黄铁矿，次为闪锌矿、方铅矿、斑铜矿和辉钼矿等。磁黄铁矿是矿石中分布最多的金属矿物，常常构成硫化物的主体，多呈他形粒状，在硫化物中结晶最早，常被其他硫化物交代(图 3i)。黄铁矿分布较广，呈自形-半自形-他形粒状(图 3j)，并常以浸染状或脉状产出，粒径一般小于1mm，部分可达3mm以上。黄铜矿作为铜的最主要的载体，多呈半自形-他形粒状并以浸染状或斑点状产出，常交代磁黄铁矿、黄铁矿，说明其形成相对较晚。闪锌矿与方铅矿多以浸染状产出，粒径极小(图 3k, l)。Ⅳ-方解石-硫化物阶段，方解石与硫化物多呈脉状充填于矿体或围岩的裂隙中，硫化物主要为黄铁矿、闪锌矿及方铅矿，代表了晚期的热液作用。

本文中用于同位素分析的样品主要采自羊拉铜矿床里农矿段2号、4号以及5号矿体坑道内，部分采自岩芯，采样时尽量选取了不同成矿阶段的代表性样品并兼顾了空间上的变化。

氧、氢、碳同位素分析在中国地质科学院矿产资源研究所稳定同位素实验室完成，所用仪器为Finnigan MAT253型质谱仪。包裹体水的氢同位素分析采用爆裂法取水、锌法制氢，爆裂温度为550℃；矿物的氧同位素分析采用BrF₅法(Clayton and Mayeda, 1963)。

氢、氧同位素分析精度分别为±2‰和±0.2‰，分析结果均以SMOW为标准。碳酸盐的碳、氧同位素组成通过测定CO₂得到。在真空系统中，将样品与100%的磷酸在25℃恒温条件下反应4h以上，用冷冻法分离生成的水，即可收集到纯净的CO₂气体。测定结果分别以V-PDB和V-SMOW为标准，分析精度优于±0.2‰。

硫同位素分析在核工业北京地质研究院分析测试研究中心完成。硫同位素样品是将样品(硫化物单矿物)与氧化亚铜按一定比例研磨、混合均匀后，进行氧化反应，生成SO₂并用冷冻法收集，然后用MAT251气体同位素质谱仪分析硫同位素组成，测量结果以V-CDT为标准，分析精度优于±0.2‰。

矿区主成矿期热液矿物石英的氢、氧同位素组成见表 1，石英中δ¹⁸O_H2O是根据公式1000lnα_石英-水=3.42×10⁶/T²-2.86(张理刚，1985)计算得出的。矿区6件石英样品中包裹体水的δD值变化范围为-112‰~-77‰，平均-91.67‰，极差35‰；计算得出与石英平衡的包裹体水的δ¹⁸O_H2O值变化范围为-2.42‰~4.85‰，平均1.27‰，极差7.27‰。

表 1

Table 1

表 1(Table 1)

表 1 羊拉铜矿床石英氢、氧同位素组成 Table 1 Hydrogen and oxygen isotopic composition of quartz from the Yangla copper deposit 序号 样品号 样品 名称 δDSMOW (‰) δ18OSMOW (‰) δ18OH2O (‰) 测温 (℃) 1 YL3275-27 石英 -89 11.1 -2.42 184 2 YL3275-07 -95 12.3 2.66 250 3 YL3275-05 -89 11.8 2.58 259 4 YL3275-26 -88 12.2 2.01 239 5 YL3275-28 -112 12.5 2.36 240 6 YL3275-21 -77 11.0 4.85 343 注：数据序号对应图中编号，温度数据为本次实测，下同

表 1 羊拉铜矿床石英氢、氧同位素组成 Table 1 Hydrogen and oxygen isotopic composition of quartz from the Yangla copper deposit

从石英的氢氧同位素δD-δO_H2O图解(图 4)中可以看出，6号样品投点非常接近正常岩浆水(δD_H2O：-80‰~-40‰；δ¹⁸O_H2O：5.5‰~9.0‰；Taylor，1974)的范围，显示出正常岩

浆水的特征。2、3、4、5号样品位于正常岩浆水左下方，其δD、δ¹⁸O_H2O值均低于正常岩浆水，靠近张理刚(1985)所提出的初始混合岩浆水，表明此时成矿流体可能混入了低δD、δ¹⁸O_H2O值的大气降水，使其δD、δ¹⁸O_H2O值降低。1号样品δ¹⁸O_H2O值较其他样品更低，接近大气降水线，很可能是大气降水大量加入的产物。

图 4

Fig. 4

图 4 羊拉铜矿床石英的δD-δ18O图解 Fig. 4 δD versus δ18O diagram of quartzes from the Yangla copper deposit

由于不同来源的流体具有不同的氢氧同位素组成特征(张理刚，1985)，因此可根据热液矿物流体包裹体中水的氢氧同位素组成来判别成矿热液体系中水的来源(郑永飞等，2000)。从表 1和图 4可以看出，羊拉铜矿床主成矿期成矿流体为岩浆水和大气降水的混合溶液，早期成矿流体以岩浆水为主，石英的氢氧同位素组成非常接近正常岩浆水的范围；随着成矿作用的进行，大气降水不断加入，石英的氢氧同位素组成δD、δ¹⁸O_H2O也不断降低，δ¹⁸O_H2O有较明显的向大气降水线“漂移”的趋势。

矿区1件石榴石氧同位素，四件热液方解石和三件大理岩的碳、氧同位素组成见表 2。

表 2

Table 2

表 2(Table 2)

表 2 羊拉铜矿床石榴石、大理岩以及方解石的碳、氧同位素组成 Table 2 Carbon and oxygen isotopic composition of garnet, calcite and marble from the Yangla copper deposit 序号 样品号 样品名称 δ13CPDB(‰) δ18OPDB(‰) δ18OSMOW(‰) 测温(℃) 标高(m) 1 YL3075-21-1 方解石 -5.2 -10.6 20.0 155 - 2 YL3075-23 方解石 -4.2 -10.5 20.1 144 - 3 YL3275-06 方解石 -1.7 -17.6 12.7 165 - 4 YL3075-21-2 方解石 -5.0 -10.6 20.0 155 - 5 ZK2-2-1 大理岩 3.6 -9.4 21.2 - 3013 6 ZK2-2-2 大理岩 4.8 -7.4 23.2 - 3030 7 ZK2-2-3 大理岩 5.0 -5.4 25.4 - 3160 8 YLKD-05 石榴石 - - 6.7 - - 注：“-”表示未测试；大理岩样采自3075中段矿体上部

表 2 羊拉铜矿床石榴石、大理岩以及方解石的碳、氧同位素组成 Table 2 Carbon and oxygen isotopic composition of garnet, calcite and marble from the Yangla copper deposit

石榴石夕卡岩型矿石是矿区最主要的矿石类型，由于石榴石是稳定性最好、氧扩散速率最慢的造岩矿物之一，其氧同位素组成很难被正常的热液蚀变所改变(吴元保等，2005)，因此可以有效地指示其结晶介质的氧同位素组成(王守旭等，2008)。由表 2可知，石榴石的氧同位素组成δ¹⁸O_SMOW为6.7‰，符合正常花岗岩的氧同位素组成范围(δ¹⁸O_SMOW：6.0‰~10.0‰，郑永飞和陈江峰，2000)，暗示了矿区夕卡岩可能直接继承了酸性岩体(花岗闪长岩)的氧同位素组成。

3件大理岩样品采自同一钻孔并按其与矿体由近到远编号为5、6、7，其δ¹³C_PDB值为3.6‰~5.0‰，平均4.5‰；δ¹⁸O_SMOW值为21.2‰~25.4‰，平均23.3‰，基本符合典型海相碳酸盐碳、氧同位素组成(δ¹³C=0±4‰，δ¹⁸O=20‰~24‰，Veizer and Hoefs, 1976；Hoefs，1997)。说明大理岩是由海相碳酸盐经重结晶作用形成的，并且在形成过程中，其碳、氧同位素组成没有发生明显改变。从各类天然碳储库的δ¹⁸O-δ¹³C关系图解中(图 5)可以看出，随着大理岩与矿体距离的减小(图中为序号7→6→5)，大理岩的δ¹³C、δ¹⁸O值都有不断降低的趋势，δ¹⁸O的变化较δ¹³C更为明显。该特征表明，在成矿流体交代大理岩围岩的过程中，低δ¹³C、δ¹⁸O值的流体不断与大理岩发生同位素交换，从而使大理岩的δ¹³C、δ¹⁸O值降低，且距离矿体越近，同位素交换越强烈。

图 5

Fig. 5

图 5 羊拉铜矿床大理岩、方解石的δ18O-δ13C图解(据刘建明和刘家军，1997) Fig. 5 δ18O versus δ13C diagram of marble, calcite from the Yangla copper deposit (after Liu and Liu, 1997)

通常，热液矿床中碳酸盐矿物的碳、氧同位素组成，可以反映其在结晶沉淀时的物理化学条件下，成矿流体中CO₂的碳同位素组成和H₂O的氧同位素组成(刘建明等，2003)。一般认为成矿热液中碳的来源主要有3种：①地幔射气或岩浆来源，此来源的碳同位素组成δ¹³C_PDB值为-5‰~-2‰或-9‰~-3‰(Taylor，1986)；②有机碳来源，各类岩石中有机碳δ¹³C_PDB值组成较低，为-30‰~-15‰，平均-22‰(Hoef，1997)；③海相碳酸盐来源，其δ¹³C_PDB值大多在零值附近，为0±4‰(Veizer and Hoefs, 1976)。从表 2、图 5可以看出，四件方解石样品的δ¹³C_PDB值变化范围较窄，为-5.2‰~-1.7‰，可排除有机质为方解石提供主要碳的可能性，碳可能来自于地幔或岩浆或者碳酸盐的溶解作用。另根据Bottinga (1968)提出的方解石-CO₂体系的碳同位素分馏方程：1000lnα_{CO2-方解石}=δ¹³C_CO2-δ¹³C_CaCO3=-2.4612+(7.6663×10³/T)-(2.9880×10⁶/T²)，计算得出成矿流体中CO₂的δ¹³C值为-5.28‰~-1.77‰(平均-4.10‰)。因矿区碳酸盐矿物主要为方解石，且并未见石墨与其共生，所以可近似地将其看作是成矿流体的δ¹³C_∑C值。由此可见，矿区碳是岩浆碳与碳酸盐围岩碳的混合碳，其可能为携带深源碳的高温流体与碳酸盐围岩发生接触交代作用并与其发生了同位素交换，大理岩的碳同位素组成特征同样印证了这点，但大理岩的δ¹³C变化不大(表 2、图 5)，说明大理岩可能不是矿区碳的主要提供者，矿区碳可能主要为岩浆碳。

矿区方解石样品的δ¹⁸O_SMOW值变化相对较大，为12.7‰~20.1‰。根据O’Neil et al.(1969)的方解石-水体系平衡分馏方程：1000lnα_{方解石-水}=2.78×10⁶/T²-3.39可求得所对应的成矿流体δ¹⁸O_SMOW值为1.53‰~8.21‰。该值与正常岩浆水(约5.5‰~9.0‰，郑永飞和陈江峰，2000)基本吻合，而远高于该地区中生代的大气降水。结合本文氢氧同位素数据，认为方解石-硫化物阶段成矿流体可能为岩浆水与大气降水的混合溶液。

本次测试分析了矿区7件矿石硫化物的硫同位素，其中有一件采于方解石脉中的黄铜矿样品，其硫同位素组成δ³⁴S值为-28.5‰，它很有可能是后期受到了地层硫的影响，富集³²S，不能反映成矿流体的硫同位素组成。现将本次测试分析的数据与收集的文献中报道的数据列于表 3。

表 3

Table 3

表 3(Table 3)

表 3 羊拉铜矿床矿石硫化物的硫同位素组成 Table 3 Sulfur isotopic composition of ore sulfides from the Yangla copper deposit 样品号 测试矿物 δ34SV-CDT(‰) 数据来源 YL3275-06 黄铜矿 -28.5 本文 YL3075-24 黄铜矿 -1.6 YLV-04 黄铁矿 -1.0 YLTK-12 黄铁矿 0.9 YL3275-19 磁黄铁矿 0.5 YL3275-23 磁黄铁矿 -6.9 YL3075-12 磁黄铁矿 -0.4 KQ20042621 黄铁矿 -1.9 李石磊等 (2008) KQ20042622 磁黄铁矿 -1.9 KQ20042623 黄铁矿 -1.0 KQ20042624 黄铜矿 -0.8 KQ20042625 黄铁矿 1.0 KQ20042626 方铅矿 0.3 KQ20042627 黄铜矿 1.2 KQ20042629 黄铁矿 -1.9 KQ20042630 黄铜矿 -2.6 L33 黄铁矿 1.2 战明国等 (1998) 黄铜矿 0.97 L81 磁黄铁矿 0.08 黄铜矿 -0.69 L128 黄铜矿 0.03 L135 黄铜矿 -0.82 L184 黄铁矿 -0.60 L203 磁黄铁矿 -0.42 黄铁矿 0.12 L266 黄铁矿 2.46 L57 黄铜矿 -3.15 L280 黄铁矿 -1.61 YL-13 磁黄铁矿 -0.9 杨喜安等 (2012) YL-34 磁黄铁矿 -1.7 YL-35 磁黄铁矿 -2.6 YL-36 磁黄铁矿 -2.0 YL-45 磁黄铁矿 -2.6 YL-49 磁黄铁矿 -1.2 YL-50 黄铜矿 -4.2 YL-53 黄铜矿 -2.7

表 3 羊拉铜矿床矿石硫化物的硫同位素组成 Table 3 Sulfur isotopic composition of ore sulfides from the Yangla copper deposit

11件黄铜矿的δ³⁴S值为-4.2‰~1.2‰，平均值为-1.3‰；11件黄铁矿的δ³⁴S值为-1.9‰~2.5‰，平均值为-0.2‰；12件磁黄铁矿的δ³⁴S值为-6.9‰~0.5‰，平均值为-1.7‰；1件方铅矿的δ³⁴S值为0.3‰。

关于矿床中硫源的讨论，必须根据硫化物沉淀期间热液中的总硫同位素组成(δ³⁴S_∑S)来判断。研究表明羊拉铜矿床不含硫酸盐矿物且含硫矿物组合简单，硫化物以磁黄铁矿、黄铜矿及黄铁矿等为主，硫的溶解类型主要以H₂S为主，成矿流体为还原性，其pH＞6。这些特征表明硫化物的δ³⁴S平均值，特别是黄铁矿的δ³⁴S值可以大致代表热液中的总硫同位素组成δ³⁴S_∑S(Ohmoto，1972)。

矿区矿石硫化物的δ³⁴S值分布比较集中，为-6.9‰~2.5‰，极差9.4‰，平均值为-1.0‰。从硫同位素组成直方图中(图 6)可以看出，δ³⁴S值主要分布在零值附近，峰值分布在-2.0‰~1.0‰之间，具有塔式分布的特征，反映了岩浆硫的特点(Ohmoto and Rye, 1979)。

图 6

Fig. 6

图 6 羊拉铜矿床矿石硫化物硫同位素组成频率直方图 Fig. 6 Frequency histogram of δ34S for ore sulfides from the Yangla copper deposit

目前，对于羊拉铜矿床的成因仍然存在着一些分歧，主要观点有喷流-沉积成因、热水沉积叠加岩浆热液改造成因以及夕卡岩成因。作者通过对羊拉铜矿床的野外地质勘查和室内实验分析，认为羊拉铜矿床是一个典型的夕卡岩型矿床。

前人(路远发等，1998)认为羊拉铜矿床层状、似层状产出的矿体与其下部网脉状产出的矿体在空间组合上符合喷流-沉积型矿床典型的“上层下脉”沉积模式。作者认为矿区矿体虽然多呈层状、似层状产出，但矿体明显受层间破碎带和滑脱带控制，围岩构造裂隙发育的破碎带往往是矿体发育部位，有时矿体相对围岩更为破碎，矿体中也常包含有围岩(大理岩、变质石英砂岩等)透镜体(图 3a)。矿体的产出并非受地层控制，产于一定的层位中，而是受岩体-构造-围岩“三位一体”控制。矿体顶、底板围岩明显不一致，围岩也没有固定的岩性，可以为大理岩、变质石英砂岩或板岩等，并且矿体与围岩接触关系通常比较清楚(图 3b, c)。显然，羊拉铜矿床上述矿体特征并不符合喷流-沉积型矿床的特点。

矿区矿石类型多种多样，基本上各种岩石都能构成矿石，而且每一个矿体都由两种或两种以上的矿石类型组成，它们与围岩既有相似性也有差异性(曲晓明等，2004)，显然，成矿作用是在矿区各类岩石形成以后叠加上去的。同时，也并未发现前人(战明国等，1998；潘家永等，2001)提出的同生沉积矿化类型。石榴石夕卡岩型矿石是矿区最主要的矿石类型，主要分布在里农矿段，构成层状、似层状夕卡岩主矿体，作者发现其中一些浸染状石榴石夕卡岩型矿石中，石榴石具有明显的自形堆积特征，并且石榴石晶形好、粒径大(图 3d)，说明石榴石是在自由空间中生长，且在重力作用和岩浆对流作用下运移和堆积。石榴石氧同位素组成δ¹⁸O_SMOW为6.7‰，符合正常花岗岩的氧同位素组成范围，暗示夕卡岩可能直接继承了酸性岩体(花岗闪长岩)的氧同位素组成。矿区赋矿夕卡岩与酸性岩浆密切的关系，表明夕卡岩是酸性岩浆与碳酸盐围岩反应所形成的，而非喷流-沉积形成。又如上文所述，矿相学研究(图 3e-h)显示铜矿化应晚于夕卡岩化，这也充分说明成矿作用发生于酸性岩体侵入(230.0±2.0Ma，朱经经等，2011)以后。

矿区稳定同位素地球化学特征也显示了成矿作用与酸性岩浆密切的关系：石榴石氧同位素组成特征暗示了夕卡岩可能直接继承了酸性岩体的氧同位素组成；主成矿阶段石英的氢、氧同位素组成特征表明，成矿流体主要为岩浆水与大气降水的混合溶液，且早期以岩浆水为主，并随成矿作用的进行，大气降水含量不断增加；成矿晚期的热液方解石的碳可能主要为岩浆碳，部分来源于大理岩；矿石硫化物硫同位素组成δ³⁴S值主要分布在零值附近，具有塔式分布的特征，反映了硫可能来源于岩浆。

近年来，多位学者对羊拉铜矿床花岗闪长岩体年代学以及矿床成矿时代进行了细致的研究(朱经经等，2011；王彦斌等，2010；杨喜安等，2011)，结果表明成矿作用与花岗闪长岩体关系密切，岩体年龄与成矿时代在误差范围内一致，这也足以说明羊拉铜矿床并非喷流-沉积成因，而是一个典型的夕卡岩矿床。

金沙江洋盆于中-晚三叠世向西俯冲闭合-碰撞造山，在这种碰撞晚期或后碰撞的动力学背景下，底侵幔源基性岩浆及其诱发的中下地壳长英质岩浆在深部岩浆房混合，经一定程度的分离结晶作用形成了矿区里农、路农等酸性岩体(朱经经等，2011)。岩体侵入到上覆泥盆系大理岩、变质石英砂岩、板岩及片岩中。成矿作用早期，酸性岩浆与大理岩发生交代作用，在岩体与大理岩外接触带(里农矿段)形成层状、似层状夕卡岩，使夕卡岩中主要矿物石榴石具自形堆积以及δ¹⁸O_SMOW符合正常花岗岩的氧同位素组成范围的特征。之后少量大气降水加入到成矿流体中，成矿流体因压力的释放发生沸腾，并交代早期形成的夕卡岩矿物，此时SiO₂不再与Ca、Fe、Al等组分结合形成夕卡岩矿物，而是独立地形成石英，成矿作用进入石英-硫化物阶段。与此同时，成矿流体的沸腾作用导致流体中的挥发份，如CO₂、H₂O、H₂S等大量散逸，pH值升高，流体盐度升高，温度降低，破坏了原有体系的物理化学平衡，导致成矿流体中金属硫化物(磁黄铁矿、黄铜矿、黄铁矿等)的沉淀，并在有利的构造环境富集成矿。随着成矿流体中大气降水更多的加入，热液中析出大量方解石以及少量黄铁矿、闪锌矿及方铅矿等金属硫化物，成矿作用基本结束。

(1)根据羊拉铜矿床的矿物共生组合关系，将成矿作用划分为四个阶段，分别为干夕卡岩阶段、湿夕卡岩-磁铁矿阶段、石英-硫化物阶段以及方解石-硫化物阶段。

(2)干夕卡岩阶段形成的石榴石δ¹⁸O_SMOW为6.7‰，符合正常花岗岩的氧同位素组成范围，暗示了夕卡岩可能直接继承了酸性岩体的氧同位素组成；石英-硫化物阶段形成的石英δD值变化范围为-112‰~-77‰，δ¹⁸O_H2O值变化范围为-2.42‰~4.85‰，反映了成矿流体主要为岩浆水，并有大气降水的加入。

(3)矿区大理岩的δ¹³C_PDB值为3.6‰~5.0‰，δ¹⁸O_SMOW值为21.2‰~25.4‰，说明大理岩是由海相碳酸盐岩经重结晶作用形成，并且随着大理岩与矿体距离的减小，其δ¹³C、δ¹⁸O值都有不断降低的趋势，说明在成矿流体交代大理岩围岩的过程中，低δ¹³C、δ¹⁸O值的流体不断与大理岩发生同位素交换，使大理岩的δ¹³C、δ¹⁸O值降低，且距离矿体越近，同位素交换越强烈。方解石-硫化物阶段形成的方解石δ¹³C_PDB值变化范围为-5.2‰~-1.7‰，δ¹⁸O_SMOW值变化范围为12.7‰~20.1‰，表明其碳、氧可能主要为岩浆碳，部分来源于大理岩。

(4)矿区矿石硫化物的δ³⁴S值分布比较集中，为-6.9‰~2.5‰。在硫同位素组成直方图中，δ³⁴S值主要分布在零值附近，具有塔式分布的特征，说明矿床硫主要为岩浆硫。

(5)矿体呈层状、似层状产出于岩体与大理岩外接触带中，受岩体-构造-围岩“三位一体”控制。综上所述，羊拉铜矿床是一个具有典型夕卡岩型矿床特征的大型铜矿床。