摘要
沙河厂矽卡岩型铜多金属矿床位于保山地块中部，是近年来在北部核桃坪矿集区和南部芦子园矿集区之间发现的一个具有代表性的矽卡岩型矿床。本次研究在详细的野外地质调查基础上，对沙河厂矿床开展了矽卡岩矿物电子探针分析，流体包裹体激光拉曼和显微测温，以及硫同位素研究，揭示沙河厂铜多金属矿床的硫等成矿物质主要来源于隐伏的花岗质岩浆活动，且有少量地层硫的混入。成矿流体也起源于岩浆热液，演化过程中有大气降水持续混入。低温、低盐度的大气降水混入导致成矿流体温度降低可能是沙河厂矿床金属沉淀成矿的关键控制因素。沙河厂矿床矿成矿期次、成矿物质和成矿流体来源等方面所获得的研究成果对于深入理解保山地块区域成矿规律，指导区域下一步找矿勘查工作具有重要意义。
Abstract
The Shahechang skarn copper polymetallic deposit, located in the middle part of the Baoshan block, is a representative skarn deposit discovered in recent years between the northern Hetaoping ore concentration area and the southern Luziyuan ore concentration area. Based on detailed field investigation, this study carried out electron probe analysis of skarn minerals, laser Raman and microscopic temperature measurement of fluid inclusions, and sulfur isotope studies on the Shahechang deposit, revealing that the ore-forming sulfur in the Shahechang copper polymetallic deposit mainly originated from Concealed granitic magmatic activities, with a small amount of stratigraphic sulfur mixed in. The ore-forming fluid also originated from magmatic hydrothermal fluids, and meteoric water continuously mix in during the evolution processes. The temperature decrease of ore-forming fluids caused by the mixture of low-temperature and low-salinity meteoric water is probably the critical controlling factor of metal precipitation and mineralization in Shahechang deposit. The research results are important for the understanding of regional metallogenic law of the Baoshan block and guiding the further exploration in this region.
0 引言
矽卡岩型矿床为典型的热液矿床，多为岩浆热液向碳酸盐岩围岩迁移并交代围岩成矿（Meinert et al.，2005；赵一鸣等，2012）。在中国，矽卡岩型矿床产出了87%的锡，71%的钨，32%的铜，25%的铅锌，17%的钼，11%的金，10%的银和9%的铁，资源潜力巨大（Chang et al.，2019）。根据矽卡岩型矿床产出位置与成矿岩体的距离，可将矽卡岩型矿床分为近端矽卡岩型矿床和远端矽卡岩型矿床。当矿体发育于中酸性岩浆岩与围岩地层的接触带及其附近，则为近端矽卡岩型矿床，其成矿金属多为Fe、 Cu、Sn、Mo等；当矿体产出于距离岩体较远（可达 10km）的部位，则为远端矽卡岩型矿床，成矿金属多为Zn、Pb、Ag 等（Einaudi et al.，1981；袁见齐等， 1985；Meinert et al.，2003，2005）。
滇西保山地块是中国西南三江特提斯成矿省内重要的Pb-Zn-Fe-Cu多金属富集区，区内经历了古生代—中生代特提斯增生造山作用及新生代印度—欧亚陆陆碰撞造山作用两大演化阶段（Deng et al.，2014；Chen et al.，2017）。独特的大地构造位置、复杂的地质构造环境以及多期岩浆活动导致保山地块发育了丰富的矿产资源，包括矽卡岩型Pb-Zn-Cu-Fe矿床（Chen et al.，2017，2020），岩浆型Cu-Ni 矿床（Wang et al.，2018），热液脉型Au矿床（Chen et al.，2018），浅成低温热液型Pb-Zn矿床（Xiao and Li，2019）和云英岩型Sn-W矿床（Wang et al.，2024； Jia et al.，2025）。其中，矽卡岩型Pb-Zn-Cu-Fe矿床是保山地块内最重要的矿床类型，已探明铁矿石量大于6亿 t，铅锌金属量大于500万 t，铜金属量大于 50万 t。然而，由于保山地块内的矽卡岩型矿床均为远端矽卡岩型矿床，矿区内未发现成矿相关岩体，因此，对于这些矽卡岩型矿床的成矿物质来源和成矿过程一直存在争议，导致无法对区域成矿规律取得更深入认识，严重制约了保山地块内下一步找矿勘查工作。
沙河厂矽卡岩型铜多金属矿床位于保山地块中部，是近年来在北部核桃坪矿集区和南部芦子园矿集区之间发现的一个具有代表性的矽卡岩型铜矿床。对沙河厂矿床开展矿化蚀变分带、成矿期次、成矿物质和成矿流体来源等方面的研究，揭示其成矿过程和成矿机理，对于深入理解保山地块区域成矿规律具有重要意义。鉴于此，本文以沙河厂矽卡岩型铜多金属矿床为研究对象，结合详细的野外地质调查和室内综合分析研究，深入分析该矿床在不同成矿阶段中石英和方解石包裹体的特征。通过硫同位素示踪，进一步探讨了成矿的物质来源及流体起源和演化历程，以期阐明该矿床成因，指导区域找矿勘查工作。
1 区域地质
保山地块整体呈楔形镶嵌于西南三江特提斯域南段（图1a），其东侧接壤兰坪—思茅盆地、澜沧江断裂及崇山变质岩群，南部边界则通过昌连—孟宁缝合带相连，西侧则与腾冲、瑞丽地块以及高黎贡—怒江断裂带相邻，而北部处于怒江和澜沧江两大断裂系统的交界处（图1b，邓军等，2020）。地块内地层出露较齐全，震旦系—古近系均有出露。新元古代到中寒武世期间形成的公养河群构成了该地块的变质基底（张传昱等，2022），岩性主要由类复理石砂岩、夹有板岩层的杂砂岩以及页岩构成，是一个活动性较强的过渡型沉积。从晚寒武世到二叠纪时期，这里逐渐形成了一套相对稳定的浅海碎屑岩和碳酸盐岩沉积序列。进入中生代后，该地区出现了以碳酸盐岩、碎屑岩和基性火山岩为主体的地层组合，并在其上覆盖着磨拉石沉积。本地区的构造特征主要是南北向延伸的结构，但也存在一些沿北东方向分布的断裂和褶皱，这些构造特性对于区域内岩石地层分布、地质构造发展以及岩浆活动具有显著影响。
西南三江特提斯区域经历了从晚古生代至中生代的特提斯增生造山阶段，以及新生代由于大陆板块碰撞导致的复合型造山演化。发育了多期次多类型岩浆活动，并伴随多幕式大规模成矿作用 （邓军等，2012，2014）。位于三江南段的保山地块内就发育了加里东期、印支期和燕山期等多期次中酸性岩浆活动。其中，加里东期岩浆活动以平河花岗岩体为代表 （502~466 Ma，董美玲等，2012）；印支期岩浆活动以木厂碱性花岗岩体（266 Ma，Ye et al.， 2010）和耿马S型花岗岩体（232~230 Ma，聂飞等， 2012）为代表；燕山期岩浆活动则以燕山早期的志本山岩体（127 Ma，陶琰等，2010）和燕山晚期的漕涧、柯街（85~67 Ma，廖世勇等，2013；禹丽等，2014） 等小岩体为代表。另外，保山地区还普遍出现了晚石炭世到早二叠世的卧牛寺组的基性—超基性岩浆活动（310~280 Ma，Liu et al.，2020）。
原—古—中—新特提斯洋在三江地区依次开启—闭合的构造演化过程及相关的岩浆活动导致保山地块发育了多种期次多种类型的成矿作用。在该地区，著名的矿床包括晚石炭世时期形成的大雪山岩浆型铜镍矿床（Wang et al.，2018），以及早白垩世期间出现的核桃坪、金厂河和芦子园等矽卡岩型铅锌多金属矿床和黄家地、黑牛凹热液脉型Au矿床（陶琰等，2010；黄华等，2014；Chen et al.，2017，2018），以及晚白垩世—新生代的石缸河、云龙、乌木兰等云英岩型Sn-W矿床（Wang et al.，2024；Jia et al.，2025）。
2 矿床地质
沙河厂铜多金属矿床位于西南三江成矿省保山地块中部双麦地—沙河厂背斜北西翼倾伏端，在保山地块的矽卡岩型矿床中，具有一定的代表性。矿区出露的岩浆岩主要为辉绿岩脉，辉绿岩多切穿矿体和矽卡岩，局部岩脉侵入使围岩产生小范围的蚀变，主要表现为绿泥石化、大理岩化和硅化等。区内出露地层较为简单，仅见上寒武统沙河厂组和保山组。其中，保山组主要为黄色、灰绿色粉砂质页岩、薄层状砂岩夹青灰色灰岩，页岩中含丰富的三叶虫化石和腕足类化石，厚度大于1000 m，与下伏地层呈断层接触。沙河厂组主要分布于双脉地背斜周围李家寺、王家山、沙河厂一带，根据岩性差异可分为3段（图2a）：上段由灰色—灰绿色的粉砂质钙质页岩组成，并且夹杂有泥质条带灰岩和灰色的灰岩和下伏地层呈整合接触关系，厚度大于211 m。中段由鲕状灰岩、灰色的中厚层状灰岩、泥质灰岩和泥质条带灰岩构成，间或伴有浅灰色的板岩和粉砂岩，厚度约为499 m。下段部分成分较为多样，包括粉砂岩和黄灰绿色的砂质泥岩组成，局部区域还可见碳质泥岩呈深灰黑色的中—薄层状，含泥质条纹条带灰岩透镜体。铜矿体主要发育于上寒武统沙河厂组下段砂板岩与灰岩两种岩相过渡层（图2b、c）。
在矿区内，蚀变和矿化主要是沿着沙河厂背斜的核心部位（也就是轴向破裂带）以及近南北向的断裂的方向进行发育的，主要表现为矽卡岩化和金属矿化发育于断裂破碎带和层间断裂带。为铜矿 （化）体的生成创造了必要的条件和环境的是背斜北翼的转折点上形成的层间滑动面（或破碎带）。这是矿区内主要的导矿及容纳矿的构造。
沙河厂铜多金属矿床的矿体群大约50 m宽， 300 m长，总共发现13个工业矿体和1个低品位矿体。铜最低品位0.42%，最高品位8.45%，矿床平均品位0.91%。矿体主要呈脉状、透镜状和似层状与地层产状大致平行产出（图2b、c）。此外，多数情况下表现出尖灭再现的特点，形态上多呈现似层状 （为主）、囊状或透镜状特征。其构造则涵盖了斑点状构造、土状构造、胶状构造、条带状构造、浸染状构造、细脉状构造及块状构造等多种形式。构成矿石的主要结构类型包括压碎结构、胶状结构、他形粒状变晶结构、环状结构以及交代结构等。矿石类型主要为矽卡岩型矿石，少量含黄铁矿硅化灰岩矿石及含铜石英脉矿石。按氧化率可分为氧化矿、混合矿及硫化矿，其中以硫化矿为主，约占全区矿石的80%。
围岩蚀变类型主要包括矽卡岩化、大理岩化和硅化。其中，矽卡岩化现象是最为普遍的，并且矿化与矽卡岩化关系密切。矽卡岩主要分布在强烈的构造褶皱区，呈似层状、透镜状和脉状分布于层间剥离带中。在该地区发现的主要矿石矿物有黄铜矿、闪锌矿、方铅矿以及磁铁矿。而脉石矿物则主要包括石榴子石、辉石、绿帘石、阳起石、符山石、绿泥石、黑柱石、石英以及方解石等。
3 成矿阶段与矿物共生组合
通过对矿区进行详细的地质调查和精细的镜下显微镜观察，依据脉体的穿切关系以及矿物的共生组合特征，可以将沙河厂矿床的矽卡岩化和矿化过程划分为4个不同的阶段（图3）。包括：（Ⅰ）干矽卡岩阶段，主要矿物包括辉石、石榴子石以及少量的符山石。（Ⅱ）湿矽卡岩阶段，这一阶段的矿物组合主要是磁铁矿、黑柱石、绿帘石、阳起石、绿泥石和石英。（Ⅲ）石英-硫化物阶段，矿物组合主要由黄铜矿、黄铁矿、磁黄铁矿、方铅矿和闪锌矿等硫化物，以及方解石、石英和绿泥石等矿物构成。（IV）石英-碳酸盐岩阶段主要表现为不含矿的石英-方解石脉。
图2沙河厂铜多金属矿床地质图（a）和30号与32号勘探线剖面图（b，c）
干矽卡岩阶段：主要的特点是形成不含水的石榴子石和辉石等矽卡岩矿物。在这个阶段，石榴子石常呈现黄棕色，粒度为中间粒（<3 mm），并呈自形或半自形状态，通常以块状集合体的形式出现。而且，石榴子石与辉石常常是共生的，且会被后来的脉体所切割石英-硫化物脉（图4a）。背散射图像显示出石榴子石颗粒的成分存在明显的环带变化（图5a），这可能暗示了其结晶过程中的成矿流体的物理和化学性质发生了变化。与石榴子石相比，沙河厂矿床内的辉石数量相对较少，主要呈现墨绿色，结构上多为中粗粒（<8 mm），并且以自形或半自形的短柱状或放射状方式存在（图4b、图5b）。辉石一般和石榴子石共生，形成一种矿物集合体（图5c）。在一些样品之中，可以看到辉石被后期热液蚀变成为角闪石（图5b），以及辉石和石榴子石集合体被磁铁矿-石英脉（图4b），以及黑柱石-石英脉（图4c）所交代。在这个阶段，基本上没有磁铁矿和硫化物的形成，暗示成矿作用还未开始。
湿矽卡岩阶段：此阶段特征在于出现了大量的含水钙铁硅酸盐矿物，例如黑柱石、角闪石和绿帘石等。此外，这一阶段还伴随着明显的以磁铁矿为主铁矿化现象。而黑柱石则被看作是一种典型含水分的富铁硅酸盐矿物。是沙河厂矿床中最为常见的脉石矿物之一，多呈自形的柱状（图5d），并常交代或穿切石榴子石、辉石等早期矿物（图4c）。角闪石是一种在这个阶段非常普遍的脉石矿物，主要成分是铁阳起石，通常以毛发状或放射状的集合体形式出现（图5e）。在矿区内，常会发现角闪石替代了早期的辉石和石榴子石（图5f），也发现角闪石环绕黑柱石或磁铁矿颗粒发育的情况（图5g），或者以脉状形式切入黑柱石集合体（图4d）。这表明角闪石的形成时间不仅晚于干期矽卡岩阶段的石榴子石和辉石，而且也晚于本阶段的黑柱石和磁铁矿。磁铁矿是晚矽卡岩阶段最重要的矿石矿物，大多数以细粒浸染状、呈半自形或他形颗粒致密块状或脉状产出发育（图4b、图5h）。磁铁矿与黑柱石紧密共生，可以观察到，磁铁矿-石英脉切穿了黑柱石（图5d），这表明磁铁矿的形成时间晚于黑柱石。同时，磁铁矿和黑柱石的集合体也被阳起石、绿帘石、硫化物、石英以及方解石等矿物穿切或交代。
图3沙河厂铜多金属矿床成矿阶段划分
图4沙河厂铜多金属矿床矿石手标本照片
a—干矽卡岩阶段石榴子石–辉石集合体被晚期石英-硫化物脉穿切；b—湿矽卡岩阶段石英-磁铁矿集合体交代早期辉石；c—湿矽卡岩阶段黑柱石和石英交代早期石榴子石和辉石集合体；d—晚期阳起石脉和石英-方解石脉穿切早期黑柱石集合体；e—石英-硫化物阶段黄铜矿交代早期辉石-阳起石矽卡岩；f—石英-硫化物阶段共生的黄铜矿和石英；g—石英硫化物阶段共生的黄铜矿、斑铜矿、石英和方解石；h—石英-硫化物阶段共生的黄铜矿-黄铁矿交代早期的黑柱石和阳起石
图5沙河厂铜多金属矿床矿物显微照片
a—具有明显生长环带的石榴子石颗粒，被含黄铜矿的石英脉穿切；b—辉石被阳起石交代；c—辉石和石榴子石共生；d—黑柱石被含磁铁矿的石英脉穿切；e—放射状阳起石集合体；f—石榴子石被阳起石交代；g—阳起石充填于黑柱石颗粒的裂隙中；h—黄铜矿、闪锌矿和石英充填于磁铁矿的裂隙中；i—黄铜矿与绿泥石和石英共生；j—辉石被黄铜矿交代，并被石英-方解石脉穿切；k—黄铜矿、闪锌矿、方铅矿和石英共生；l— 石英-方解石脉穿切辉石；Ccp—黄铜矿；Qtz—石英；Act—阳起石；Grt—石榴子石；Px—辉石；Mag—磁铁矿；Ilv—黑柱石；Sp—闪锌矿；Chl—绿泥石；Cal—方解石；Gn—方铅矿；Py—黄铁矿
石英-硫化物阶段：沙河厂矿区硫化物主要以黄铜矿为主，通常以块状集合体的形式与闪锌矿、方铅矿、黄铁矿等硫化物一起出现，或者与方解石和石英共生，形成含有硫化物的石英-方解石脉。 （图4a、f、g），并广泛伴生绿泥石等矿物（图5i），常交代或充填氧化物阶段的黑柱石、角闪石、磁铁矿等矿物（图4e、k）。这个阶段的特点是广泛发育金属硫化物，如铜、铅、锌和铁，同时还伴随着大量的脉石矿物，比如石英和方解石。主要的金属矿化包括以黄铜矿和斑铜矿为主的铜矿化，以及以闪锌矿和方铅矿为主的锌铅矿化。其中，黄铜矿常交代早期辉石，阳起石等矿物（图4e、图5j）。方铅矿和闪锌矿含量相对较少，常与黄铁矿、黄铜矿和石英等矿物共生，形成不规则的集合体（图5h）。
石英-碳酸盐阶段：此阶段发育不含矿的石英和方解石脉的特点表明，矿石中的矿物基本上已经完全沉淀并且结晶。在这个阶段，常常可以看到不含矿物的石英和方解石脉切穿早期形成的矿物集合体，例如辉石、阳起石和绿泥石等（图5l）。
4 样品采集及分析方法
4.1 样品采集
本次研究系统采集了干矽卡岩阶段的石榴子石、辉石样品进行电子探针分析，对石英-硫化物阶段的黄铜矿、方铅矿、闪锌矿、黄铁矿和围岩中侵染状的黄铁矿等样品进行硫同位素分析，以及对不同成矿阶段的石英以及方解石进行流体包裹体激光拉曼和显微测温分析。
4.2 样品测试方法
将在沙河厂矿区内采集的含有不同矽卡岩矿物的代表性样品磨制成探针片，并在显微镜下对石榴子石、辉石等矿物进行系统的矿物晶体形态和显微结构观察，选取一些典型的矿物颗粒进行电子探针分析，进一步确定矿物成分及种属分析工作是在广州地球化学研究所测试中心进行的，使用的是 JEOL（日本电子） JXA-iSP100型电子探针显微分析仪，工作电压为15 kV，工作电流为20 nA，分析束斑为3~5 μm，所有的测试数据采用ZAF法进行基体校正。主量元素（含量大于1%）的峰值积分时间10~20 s，背景积分时间5~10 s；微量元素（含量大于1%） 的峰值积分时间20~40 s，背景积分时间10~20 s；标准样品采用英国MAC矿物/金属标准和中国国家标准样品GSB，分析误差精度0.01%（Zhao et al.， 2022）。主量元素含量大于5%时分析精度 ≤1%；次要元素含量小于1％时分析精度≤5%。电子探针正常测试主量元素，总量误差在2%以内。
在中国地质大学（北京）稳定同位素实验室完成硫同位素分析。首先将硫化物颗粒破碎成直径 0.2~0.5 mm大小，在双目镜下手工挑选提纯。然后，将提纯的硫化物样品烘干后，使用EA-ISOPRIME100进行硫同位素分析。分析环境的室温为23℃，湿度为20%。分析结果校准标样为 GBW04414 和 GBW04415，分析精度优于 0.2%（Chen et al.，2017）。
流体包裹体显微测温在昆明理工大学国土资源工程学院云南省三江成矿系统与评价实验室完成，以探讨沙河厂矿床成矿流体性质及演化。本次研究主要对沙河厂Cu矿床湿矽卡岩阶段石英，以及石英硫化物阶段和石英-碳酸盐阶段的石英、方解石中流体包裹体开展了显微测温分析。具体测试流程及实验仪器如下：流体包裹体测温采用冷冻法和均一法，实验仪器为Linkam-THMSG600冷热台测定，该设备可测温度范围在-196~600℃。冰点温度的测试误差为±0.1℃，均一温度的测试误差为 ±1℃（Jia et al.，2025）。升温过程温度变化速率一般控制在10~20℃/min，接近相态变化温度时温度变化速率降至1℃之内。包裹体的冰点温度测试流程如下：首先迅速降温使包裹体完全冻结。之后升温观察包裹体内部冰晶的变化。然后以3~5℃/min速率升温至-10℃，继续监测包裹体内冰晶和气泡的变化情况。最终，观察到最后一个小冰晶融化的温度便是冰点温度。若包裹体太小冰晶难以观察，则可通过观察包裹体从明暗相间变得光滑透明的瞬间温度即为冰点温度，仔细观察包裹体，气泡可能会突然冒出、跳动等，而这些现象发生的瞬间温度可以确定为冰点温度。包裹体的均一温度测试过程如下：在常温条件下，将温度升高，观察包裹体的相变化，并记录下气泡完全消失时的温度，就视为均一温度。随后仍需继续升温5~10℃，仔细检查包裹体是否真正均一。
流体包裹体的激光拉曼光谱分析工作是在中国地质大学（北京）资源勘探实验室完成的，使用 Renishaw Invia 型激光拉曼光谱仪对不同阶段的石英中的包裹体进行了成分分析，激光波长为514.5 nm（Deng et al.，2024）
5 分析结果
5.1 矽卡岩矿物主量元素分析结果
本次研究主要对沙河厂矽卡岩型铜多金属矿床中的石榴子石、辉石等矽卡岩矿物进行了电子探针主量元素分析。
电子探针分析结果表明，沙河厂矿床中石榴子石的类型比较单一，均属于钙铁榴石这一系列，成分的变化范围是从Ad61Gr38Pyr1 至Ad99Gr0Pyr1 （表1）。然而，背散射电子图像和电子探针的数据揭示出，许多石榴子石颗粒的成分有显著的环带变化（图5a），核心部分富含铝，而边缘部分则富含铁（表1）。这表明在石榴子石结晶的过程中，从干矽卡岩的早期阶段到晚期，成矿流体的成分发生了明显变化。这种现象在世界其他矽卡岩系统中也被发现 （Chang and Meinert，2008；Shu et al.，2013；Chen et al.，2017）。沙河厂的矽卡岩型铜多金属矿床中的石榴子石成分与全球其他典型的矽卡岩型铜矿床大体一致（图6）。
沙河厂矿区辉石主要是钙铁辉石，其成分在 Hd46Di45Jo9 至 Hd83Di8Jo9 之间变化（表2）。与全球常见的铜矽卡岩型矿床中的辉石相比铁元素更为丰富。而与典型的Fe和Zn矽卡岩型矿床基本一致 （图6），这可能与沙河厂矿床中伴生大量的Fe和Zn 有关。
表1沙河厂铜多金属矿床石榴子石电子探针数据（%）
表2沙河厂铜多金属矿床辉石电子探针数据（%）
5.2 硫同位素分析结果
本次研究选择了沙河厂铜多金属矿床中石英-硫化物阶段的黄铜矿、闪锌矿、方铅矿和黄铁矿，以及钙质板岩围岩中黄铁矿进行硫同位素分析。所有数据如表3所示。石英-硫化物阶段的黄铜矿、闪锌矿、方铅矿和黄铁矿的δ34S值分别为4.39‰~7.43‰，5.16‰~7.85‰，3.26‰~5.46‰和6.35‰~8.12‰，共生硫化物具有δ34S（黄铁矿） >δ34S（闪锌矿）>δ34S（黄铜矿） >δ34S（方铅矿） 的特征，研究表明，在硫化物沉淀和结晶的过程中，硫同位素大致已经达到了分馏平衡状态。然而，钙质板岩围岩中的黄铁矿，其δ34S值的变化范围在11.25‰~14.30‰，这一数值明显高于石英-硫化物阶段的硫化物的δ34S值。
Ad—钙铁榴石；Di—钙镁辉石；Gr—钙铝榴石；Hd—钙铁辉石；Jo— 钙锰辉石；Sp+Al—铝榴石（镁铝榴石+铁铝榴石+锰铝榴石）
表3沙河厂铜多金属矿床S同位素组成
5.3 包裹体分析结果
5.3.1 岩相学
沙河厂矽卡岩型铜多金属矿床中湿矽卡岩阶段的石英，石英-硫化物阶段的石英和方解石，以及石英-碳酸盐岩阶段的石英和方解石中均发育有大量的流体包裹体。本次研究对不同阶段包裹体包括湿矽卡岩阶段与磁铁矿共生的石英，石英-硫化物成矿阶段与硫化物共生的石英及方解石，最后还有石英-碳酸盐岩阶段的石英和方解石进行岩相学，激光拉曼分析和显微测温，以获取成矿流体性质及其演化信息。根据沙河厂的原生包裹体在室温（25℃）下的相组成特征以及它们在冷冻和加热过程中的相变行为，可以将其分为两种主要类型，即气液两相富液相的L型和气液两相富气相的V 型。其中，湿矽卡岩阶段的石英只发育的L型流体包裹体（图7a）；石英-硫化物阶段和石英-碳酸盐阶段的石英和方解石以发育L型流体包裹体为主（图7b），也常见V型与L型流体包裹体共生（图7c、d）。本次研究只讨论原生包裹体，沿裂隙成群生长的次生包裹体不纳入讨论范围（图7e）。
5.3.2 显微测温结果
根据激光拉曼光谱分析结果，沙河厂铜多金属矿床原生的L型和V型包裹体成分均以H2O为主 （图7f、g）。因此，该矿床的成矿流体应属于NaCl-H2O体系。依据Bodnar（1993）提出的公式计算出不同阶段成矿流体的盐度。各阶段流体包裹体的显微测温结果如表4和图8所示。
湿矽卡岩阶段石英中38个L型流体包裹体的均一温度为193~256℃，冰点温度为-12.5~-6.9℃，对应的盐度为10.4%~16.4% NaCl equiv。
石英-硫化物阶段石英中85个L型流体包裹体的均一温度为175~229℃，冰点温度为-8.4~-3.8℃，对应的盐度为6.2%~12.2% NaCl equiv。5 个V型流体包裹体的均一温度为186~207℃，冰点温度为-0.8~-0.2℃，对应的盐度为0.4%~1.4% NaCl equiv。石英-硫化物阶段方解石中14个L型流体包裹体的均一温度为193~227℃，冰点温度为-7.1~-4.2℃，对应的盐度为6.7%~10.6% NaCl equiv。4个V型流体包裹体的均一温度为192~211℃，冰点温度为-1.1~-0.3℃，对应的盐度为 0.5%~1.9% NaCl equiv。
石英-碳酸盐阶段石英中14个L型流体包裹体的均一温度为118~147℃，冰点温度为-2.6~-0.8℃，对应的盐度为1.4%~4.3% NaCl equiv。3个V型流体包裹体的均一温度为122~131℃，冰点温度为-3.4~-1.4℃，对应的盐度为2.2%~5.6% NaCl equiv。而石英-碳酸盐阶段方解石中L型和V型流体包裹体的均一温度和盐度分别为131~164℃和119~135℃，2.2%~5.6% NaCl equiv和0.7%~1.4% NaCl equiv。
图7沙河厂铜多金属矿床不同阶段石英和方解石中包裹体显微照片及激光拉曼光谱特征
a—湿矽卡岩阶段石英中L型包裹体；b—石英-硫化物阶段石英中L型包裹体；c—石英-硫化物阶段石英中L型与V型包裹体共生；d—石英-碳酸盐阶段方解石中L型与V型包裹体共生；e—石英-硫化物阶段原生包裹体与次生包裹体；f-g—石英-硫化物阶段石英中包裹体的激光拉曼光谱特征
表4沙河厂铜多金属矿床流体包裹体显微测温结果
图8沙河厂铜多金属矿床不同成矿阶段流体包裹体均一温度和盐度
6 讨论
6.1 成矿物质来源
如表3所示，沙河厂矽卡岩型铜多金属矿床石英-硫化物阶段共生硫化物的硫同位素组成具有明显的δ34S（黄铁矿） >δ34S（闪锌矿）>δ34S（黄铜矿）>δ34S（方铅矿） 的特征，且未发现硫酸盐矿物发育，表明硫同位素组成在硫化物沉淀和结晶的过程中，成矿流体中的硫同位素已经达到了分馏平衡。因此，可以认为，硫化物的δ34S 值能够代表成矿流体里的硫同位素组成（Ohmoto， 1991；Liu et al.，2022）。本次研究显示，沙河厂矿床石英-硫化物阶段中硫化物的δ34S值变化范围较小，为3.26‰~8.12‰，平均值为6.23‰（n=14）。除个别样品的δ34S值略微高于典型的岩浆热液相关矿床，沙河厂矿床主成矿期的硫同位素组成与世界上典型的岩浆热液矿床（-3‰~7‰，Ohmoto and Goldhaber，1997；Chen et al.，2017；张亦弛等，2023；关强兵等，2024）基本一致，且与保山地块内典型的岩浆热液成因的金厂河和核桃坪矽卡岩型矿床具有相似的同位素特征（图9），表明该矿床成矿的硫主要来源于岩浆热液。
此外，矿区寒武系钙质板岩围岩中浸染状黄铁矿具有较高的δ34S值，为11.25‰~14.30‰（表3），显著高于石英-硫化物阶段（图9）。围岩中这些高δ34S 值的黄铁矿被认为是地层沉积时海水中硫酸盐还原而形成的（Ohmoto，1991；Liu et al.，2022）。因此，沙河厂矿床中少量δ34S值高于典型岩浆硫的硫化物很可能是受到了围岩中硫混入的影响。
综上所述，沙河厂的矽卡岩型铜多金属矿床中的成矿流体中的硫主要是来自岩浆热液，同时也有一部分是从围岩地层中混入的。而矿区东南部约3 km处钻孔揭露的双脉地隐伏岩体进一步为岩浆硫的起源提供了可靠的地质证据（Li et al.，2016）。
6.2 成矿流体性质、演化与成矿过程
前人研究表明，矽卡岩型矿床的成矿流体源于岩浆房里溶解出的中等盐度的超临界流体，这些流体向上移动并和碳酸盐岩围岩发生反应（Meinert et al.，2005；Shu et al.，2013）。沙河厂矿床中大量发育的石榴子石、辉石、黑柱石、阳起石等矽卡岩矿物表明成矿流体与围岩发生了剧烈的水-岩反应。
基于系统的野外地质考察，矿物共生组合观察和流体包裹体研究，沙河厂矿床的成矿流体主要为 H2O-NaCl体系，且经历了干矽卡岩阶段、湿矽卡岩阶段、石英-硫化物阶段和石英碳酸盐阶段共4阶段演化历史。显微测温结果显示，沙河厂矿床湿矽卡岩阶段的石英中的流体包裹体的均一温度为193~256℃，盐度为10.4%~16.4% NaCl equiv，为中—高温，中—高盐度流体。石英-硫化物阶段的石英和方解石中L型流体包裹体的均一温度为175~229℃，盐度为6.2%~12.2% NaCl equiv，为中等温度和中等盐度流体。而石英-碳酸盐阶段的石英和方解石中L型流体包裹体的均一温度为118~164℃，盐度为1.4%~5.6% NaCl equiv，为中—低温度和低盐度流体。从湿矽卡岩阶段至石英-碳酸盐阶段，沙河厂矿床的成矿流体的温度和盐度不断降低（图10）。这种温度和盐度的持续显著降低很可能是由于低温度、低盐度的大气降水混入所导致的（Chen et al.，2017；Deng et al.，2024；李秋金等，2023）。尽管本次岩浆未能测得干矽卡岩阶段成矿流体的温度和盐度，但根据成矿流体的演化趋势推断，干矽卡岩阶段的成矿流体具有比湿矽卡岩阶段更高的温度和盐度。同时，干矽卡岩阶段石榴子石从核部到边部钙铁榴石端元增加，钙铝榴石端元减少的特征很可能揭示了早期成矿流体从低水/岩比值的局部孔隙流体向岩浆热液流体的变化过程（Peng et al.，2015）。
图10沙河厂铜多金属矿床不同成矿阶段L型流体包裹体均一温度比盐度图
实验研究表明，成矿流体温度的降低会显著降低金属在成矿流体中的溶解度，进而导致金属沉淀成矿（Hemley et al.，1992；Fournier，1999）。在沙河厂矿床中，从干矽卡岩阶段至石英-碳酸岩阶段，随着低温低盐度的大气降水混入，成矿流体的温度持续降低，磁铁矿和硫化物依次在湿矽卡岩阶段和石英-硫化物阶段沉淀成矿。同时，大量的矿物沉淀结晶导致成矿流体的盐度持续降低（图8）。因此，大气降水混入成矿流体很可能是导致沙河厂矿床金属沉淀成矿的最关键控制因素。
7 结论
（1）沙河厂铜多金属矿床的硫等成矿物质主要来源于岩浆，同时有少量地层硫的混入。
（2）沙河厂的铜多金属矿床，其成矿的流体来源是岩浆热液。这些流体在演化过程中，持续受到低温和低盐度的大气降水混入的影响。
（3）低温低盐度的大气降水混入导致成矿流体温度降低可能是导致沙河厂矿床金属沉淀成矿的最关键控制因素。
