云南茂租铅锌矿床成矿流体的C、O同位素约束
doi: 10.20008/j.kckc.202502006
坚润堂1 ， 孙玉海2 ， 王崇军2 ， 田章武1 ， 沈忠义2 ， 段鹏2
1. 百色学院，广西 百色 533000
2. 中国有色金属工业昆明勘察设计研究院有限公司，云南 昆明 650051
基金项目: 本文受中铝国际昆明勘察设计研究院科技计划项目（2019YN09）资助
The ore-forming fluid of Maozu lead-zinc deposit in Yunnan Province: Constraints from C and O isotope
JIAN Runtang1 ， SUN Yuhai2 ， WANG Chongjun2 ， TIAN Zhangwu1 ， SHEN Zhongyi2 ， DUAN Peng2
1. Baise University, Baise 533000 , Guangxi, China
2. Kunming Prospecting Design Institute of China Nonferrous Metals Industry Co., Ltd., Kunming 650051 , Yunnan, China
摘要
云南茂租大型铅锌矿床规模大、品位高，伴生有用元素多，找矿潜力大，但在成矿物质来源和成矿流体性质等方面还存在分歧。本文系统分析了该矿床与铅锌矿共生的蚀变白云岩、方解石和近矿围岩上震旦统灯影组白云岩的C、O同位素组成，结果表明，蚀变白云岩和热液方解石的C、O同位素组成相对均一，除裂隙矿外，不同类型矿体的C、O同位素组成不具明显差别，近矿围岩灯影组白云岩的δ13CV-PCD =-7.38‰~-1.40‰（均值-4.23‰）、δ18OV-SMOW =20.18‰~23.87‰（均值 21.93‰），蚀变白云岩的 δ13CV-PCD =-1.30‰~ 3.50‰（均值1.13‰）、δ18OV-SMOW =17.90‰~18.50‰（均值18.27‰），热液方解石的δ13CV-PCD =-6.80‰~-1.95‰ （均值-3.25‰）、δ18OV-SMOW =13.80‰~17.50‰（均值15.26‰）。在δ13CV-PCD-δ18OV-SMOW 图上，近矿围岩灯影组白云岩的C、O同位素值多数落入正常沉积的海相碳酸盐岩范围及其附近，层矿状中蚀变白云岩和热液方解石的C、O同位素值落入岩浆碳酸岩与海相碳酸盐岩之间狭小范围内，裂隙矿中热液方解石的C、O同位素值反映沉积有机物氧化特征。结合矿床球化学研究成果表明：茂租铅锌矿床的成矿流体为壳-幔“多来源混合”流体，其中壳源组分可能主要由矿区（或区域）碳酸盐岩地层提供，幔源组分可能与峨眉山玄武岩浆活动的去气作用有关。
Abstract
The Maozu large Pb-Zn deposit is characterized by its big scale, high contents of Pb+Zn and multiple concomitant elements, which shows that its has great potential for mineral exploration. This paper analyzes the carbon and oxygen isotopic compositions of eroded dolomite, hydrothermal calcite occurring as gangue mineral in ores and in carbonate strata that host the ores. The results show that the carbon and oxygen isotopic compositions of the eroded dolomite and hydrothermal calcite are relatively homogeneous, and the carbon and oxygen isotopic compositions of the calcite that appear in different ore bodies, have different occurrences and the same ore body with varied occurrences are not obviously different from one another except for fractured ores. The values of δ13CV-PCD and δ18OV-SMOW of Dengying formation dolomite range respectively from -7.38‰- -1.40‰ (the average value is -4.23‰) and 20.18‰-23.87‰ (the average value is 21.93‰), the eroded dolomite range respectively from -1.30‰-3.50‰ (the average value is 1.13‰) and 17.90‰-18.50‰ (the average value is 18.27‰), the calcite range respectively from -6.80‰- -1.95‰ (the average value is -3.25‰) and 13.80‰-17.50‰ (the average value is 15.26‰). In the δ13CV-PCD-δ18OV-SMOW diagram, the samples of host rocks mostly fall within the range of normal sedimentary marine carbonate rocks and their vicinity, the eroded dolomite, hydrothermal calcite are plotted in a small field between carbonatite and marine carbonate. Based on the research results of ore deposit geochemistry, it is shown that the ore-forming fluids are of the crustal-mantle “multi source mixing” type, with the crustal compositions being mainly originated from the carbonate strata in the orefield, and the mantle compositions being related to the degassing process of the Emeishan basalt magmatism.
0 引言
扬子地块西南缘川滇黔矿集区是中国重要的铅、锌、锗、银产地之一，该区地质环境复杂，成矿条件优越（Han et al.，2014a，2014b; 张长青等，2023），已相继发现500多个铅锌矿床（点）（崔广申等， 2022；姜永果等，2023），矿石储量超过2亿t（张长青等，2023），铅锌金属储量1000多万吨（陈大和吴林峰，2012）。矿床赋存在震旦系—三叠系碳酸盐岩地层中（武俊婷等，2019），以上震旦统灯影组白云岩中的铅锌矿床最为著名（李才先，2005；张长青等，2005；贺胜辉等，2006；张志斌等，2006；Luo et al.，2019）。茂租铅锌矿床位于云南省巧家县城7° 方向，平距约48 km处，地理坐标：东经102°57'38″～103°00'27″，北纬27°19'60″～27°21'55″，是产于上震旦统灯影组中一个典型矿床，累计探明铅锌金属量超过200万t，Pb+Zn平均品位4.98%~14.43%，最高达68.93%，并伴生Ga、Ge、In、Cd等重要战略性关键金属。近年来，大量研究人员针对该矿床的成矿条件（贺胜辉等，2006；刘文周，2009；高航校等，2011； 刘洪滔和张映旭，2013；金灿海等，2015；彭一和吴云辉，2019；柴旺等，2022）、成矿流体性质和物质来源（赵准，1995；柳贺昌，1996；刘文周，2009；周家喜等，2012；魏杰等，2017；杨清等，2017；张荣伟等， 2017；孔志岗等，2018；张玙等，2018；吴永涛和韩润生，2019；坚润堂等，2023）、矿床成因和成矿模式 （廖文，1984；柳贺昌和林文达，1999；陈启良，2002； 贺胜辉等，2006；张荣伟等，2013，2017；刘文周， 2009；周家喜等，2012；包广萍等，2013；蔺吉庆等， 2017；明添学等，2017；韩润生等，2019；蒋斌斌等， 2022）、成矿时代（武俊婷等，2019）和找矿预测（高航校等，2011；刘洪滔和张映旭，2013；张伟等， 2023）等开展了较系统的研究，并取得丰硕成果，但在成矿流体性质方面还存在不同看法，主要有：（1） 同期海相硫酸盐的热化学还原（刘文周，2009；吴永涛和韩润生，2019）；（2）盆地卤水、大气降水、变质水以及有机质流体“多来源混合”（周家喜等，2012； 郑荣华等，2015；魏杰等，2017；杨清等，2017；张玙等，2018）两种观点。但这些看法多基于少量、单一的同位素数据进行分析，较少考虑矿床地质特征、围岩条件以及成矿地质背景等影响成矿作用的关键因素，可能引起研究结果的多解性以及与地质事实的矛盾性，一定程度上制约了对矿床形成过程和成矿机制的深刻理解。
近年来，笔者参与开展了茂租铅锌矿床深部找矿工作，取得较大找矿突破并揭露出较多的矿化信息。在此基础上，结合区域地质、矿床地质、矿床地球化学等方面已有研究成果，在详细的野外调研基础上，对矿区不同类型矿体及近矿围岩的碳、氧同位素组成进行了测试分析，较为系统地探讨了成矿流体来源，为深入理解茂租铅锌矿床成矿过程提供理论依据。
1 区域地质背景
茂租铅锌矿床位于扬子板块西南缘会理—昆明断陷带东侧之SN向小江断裂、NW向彝良—水城断裂和NE向弥勒—师宗—水城断裂所围成的三角形坳陷盆地北端（图1a），是扬子准地台（Ⅰ级）之滇东台褶带（Ⅱ级）的组成部分。该区地层组合具有 “双底双盖”性质，结晶基底为太古宙康定群，由斜长片麻岩、混合片麻岩、麻粒岩等深变质岩组成（王奖臻等，2001）。褶皱基底为中元古代昆阳群，是一套浅海相类复理石碎屑岩夹火山岩-碳酸盐岩建造。震旦系—二叠系构成海相盖层，以滨—浅海相碎屑岩和碳酸盐岩交替出现为特色，其中二叠系地层中夹有厚层状峨眉山玄武岩（张长青等，2005）。中生代以来进入陆相沉积发展阶段，形成以砂岩、砾岩为主的陆相沉积盖层（吴越，2013）。区内构造系统极为发育，由多条NS向深大断裂、NE和NW向次级断裂以及EW向的隐伏断裂共同交织形成复杂的断裂网络系统（张志斌等，2006；高建国等， 2011），其中NS向断裂控制了大地构造单元的发育和发展，NE向及NW向断裂控制了次级构造单元的发育，不同方向断裂的交会部位控制了铅锌（银）多金属矿床（点）、矿化点的展布（图1b），褶皱和断裂的复合部位或构造破碎带往往是良好的容矿空间 （张长青等，2023）。岩浆岩主要为印支期峨眉山玄武岩（韩润生等，2006）（图1a），另有少量中元古代和中生代的花岗岩、石英斑岩和流纹岩沿南北向的小江断裂带及其附近出露。
2 矿区地质概况
茂租矿区出露地层由老至新依次为上震旦统灯影组二段，下寒武统筇竹寺组、沧浪铺组、龙王庙组，中寒武统和上二叠统峨眉山组（图2、图3）。上震旦统灯影组二段是主要赋矿地层，广泛分布于矿区，分上、下2个亚段，上亚段（Z2dn22）上部灰—深灰色中厚层状中—粗晶白云岩，闪锌矿、方铅矿呈散点状、团斑状及细脉状嵌布其中，构成上层矿矿体，局部夹粉砂质泥岩，偶见萤石化（图4c）；下部为灰—浅灰色中厚层细—中晶白云岩，发育雪花（鸟眼）状萤石白云石和波纹状萤石白云石条带，偶见浸染状闪锌矿、方铅矿和黄铁矿团斑（图4d）。层厚 15~30 m。下亚段（Z2dn21）上部为灰白、深灰色、瓷白色薄—中厚层状细粒硅质白云岩，局部夹灰色、深灰色细粒不规则状灰岩透镜体，沿层分布燧石扁豆和燧石条带（图4a）。闪锌矿、方铅矿呈散点状、斑点状及脉状分布其中，局部发育石英晶洞，大小2~3 cm，可见少许铅锌散点嵌布于石英晶洞旁侧，为下层矿的赋矿层位；下部为灰白色中厚层状硅质白云岩、细晶白云岩及少量燧石条带，沿背斜轴部及其附近破碎带可见细脉状铅锌矿化，局部富集成工业矿体，形成裂隙矿矿体（图4b）。该层厚度55~127 m。下寒武统筇竹寺组为灰—灰黑色泥质粉砂岩、粉砂质页岩，底部有0.2~5.3 m的含磷层，偶见细脉状铅锌矿化，与下伏灯影组地层整合接触。厚度 150～260 m。下寒武统沧浪铺组为灰白—灰绿色薄—中层状砂岩、泥质粉砂岩与页岩互层，厚140~179 m。下寒武统龙王庙组为灰色中厚层状灰岩及白云岩，厚度235~300 m。中寒武统出露范围很小，以粉砂岩为主。峨眉山组为玄武岩夹凝灰岩，顶部有喷发间断的页状沉积物，厚度>300 m。
矿区褶皱、断裂构造较为发育。褶皱构造有长坡倒转背斜、干树林不对称向斜、洪发硐不对称背斜和白卡向斜（图2，图3），背、向斜轴向NE40°~20°，向北收缩紧闭，向南散开倾没。断裂构造以NE 向为主，近SN向次之，主要有茂租逆断层、长坡逆断裂和大岩硐正断层等。茂租逆断层倾向100°~145°，倾角50°~60°，断面波状起伏，垂直断距约 4000 m，断层内发育强烈硅化，但无明显的矿化蚀变现象；长坡逆断层倾向110°~140°，倾角50°~75°，垂直断距约130 m，水平断距100~200 m，断层上盘局部有轻微硅化、萤石化及铅锌矿化；大岩硐正断层倾向82°，倾角73°，水平断距40~70 m，断层面上见少量铅锌矿脉。矿区内共圈定14个铅锌矿体，矿体主要在矿区北部地表出露，向南埋深增大逐渐隐没。根据矿体产出层位和特征分为上层矿、下层矿和裂隙矿。上层矿：稳定赋存于灯影组二段上亚段 （Z2dn22）上部灰—灰白色中—粗晶白云岩内，矿体呈层状、似层状产出，局部见细脉状矿体穿插于震旦系筇竹寺组页岩、砂岩层内。单个矿体长440~930 m，厚1.60~5.64 m。Pb平均品位1.34%，Zn平均品位 5.94%；下层矿：产于灯影组二段下亚段（Z2dn21）上部深灰色粗晶白云岩及硅质白云岩内，矿体形态比较规则，似层状产出，厚度较小，单个矿体长243~612 m，延深45~129 m。Pb平均品位1.67%，Zn平均品位 6.07%；裂隙矿：仅在洪发硐背斜及其东翼的羽状裂隙中揭露，矿体陡倾，倾角达70°～85°，复合脉状产出，形态复杂，穿层现象明显。Pb平均品位1.88%， Zn平均品位5.31%。
图1滇东北大型矿集区大地构造位置（a）和铅锌（银）矿床分布图（b，据张伟等，2023修改）
图2茂租矿区地质构造简图（据张伟等，2023修改）
矿石矿物主要为闪锌矿和方铅矿。闪锌矿为浅棕色、黄棕色、褐红色半透明细粒状、球粒状和不规则状。粒径10~80 μm，呈浸染状、稠密浸染状分布于白云岩中。方铅矿为铅灰色、钢灰色半自形粒状、他形粒状，粒径30~200 μm，解理明显，常与闪锌矿相互交错或呈相互包裹状嵌布于白云石、方解石中。脉石矿物主要有白云石、方解石、萤石、石英和黄铁矿，其次为褐铁矿、磷灰石及少量黏土矿物。矿石中普遍发育块状、斑点状、浸染状构造（图4b、 c、d），矿石结构主要有粒状结构（图4e）、胶结粒状结构、交代残余结构（图4f）和斑状结构。围岩蚀变以白云石化、方解石化、硅化、黄铁矿化为主，次为萤石化和重晶石化。
通过详细的野外地质调查和室内镜下鉴定，依据矿物的生成世代、交生关系及围岩蚀变与矿化之间的关系，茂租铅锌矿床的成矿作用可划分为热液成矿期和表生期。其中热液成矿期又可划分为3个成矿阶段：黄铁矿-方铅矿-白云石阶段（Ⅰ）、方铅矿-闪锌矿-方解石-萤石阶段（Ⅱ）和闪锌矿-方解石阶段（Ⅲ）。反映出矿物组合生成顺序大致为黄铁矿→方铅矿→闪锌矿。这种矿物组合分带是成矿金属元素在沉淀过程中的共生分异造成的（张艳等，2015），也是滇东北地区热液型铅锌矿床的共性，引起铅锌共生分异的主要原因是成矿流体的物理化学条件发生了改变（张荣伟等，2017）。
3 C、O同位素特征
3.1 样品采集及测试方法
鉴于前人已开展过矿石C、O同位素测试，为深入了解上震旦统灯影组碳酸盐岩与矿体之间的成因联系，本次在茂租铅锌矿区24线以南1350 m中段、1500 m中段和木瓜树主巷中分别采集了上层矿和下层矿近矿围岩上震旦统灯影组白云岩样品。所分析岩石样品均利用打块取样法采集，装进干净样袋以避免发生混染。C、O同位素分析工作在青岛斯八达分析测试有限公司完成，首先用玛瑙研钵将适量含有白云石颗粒研磨至200目，加蒸馏水将粉末样白云石放入试管内，再用烘箱蒸干样品。将蒸干后的样品放入管中并真空封盖。用酸针向样品管中加过量的100%的H3PO4，在25℃时H3PO4 与样品中的白云石反应产生CO2 气体，用高纯氦气将生成的CO2 气体带入MAT-253质谱仪中，测试白云石的C、O同位素组成。测试结果δ13C以V-PDB为标准，δ18O 以 V-SMOW 为标准，分析精度为±0.2‰ （2σ）。
图3巧家茂租铅锌矿区A-A’剖面示意图
1—峨眉山玄武岩（P2β）；2—上震旦统灯影组二段上亚段（Z2dn22）；3—上震旦统灯影组二段gh 亚段（Z2dn21）；4—筇竹寺组（ϵ1q）；5—沧浪铺组 （ϵ1c）；6—龙王庙组（ϵ1l）；7—铅锌矿体；8—断层
3.2 测试结果
由于C、O同位素在不同地球化学端元间易分馏，因而常被用来示踪成矿物质来源（袁波等， 2014）。本文选取了矿区内上层矿及下层矿近矿围岩上震旦统灯影组白云岩、热液成矿期的蚀变白云岩和方解石为研究对象，对其进行C、O同位素测定以示踪该矿床的碳源，分析结果见表1。
（1）上层矿近矿围岩灯影组白云岩的δ13CV-PDB变化范围为-4.33‰~-1.40‰（均值-2.53‰）、 δ18OV-SMOW 变化范围为 20.94‰~23.00‰（均值 21.76‰）；蚀变白云岩δ13CV-PDB变化范围为-1.30‰~3.50‰（均值 1.13‰）、δ18OV-SMOW 变化范围为 17.90‰~18.50‰（均值18.27‰）；层状矿中热液方解石的δ13CV-PDB变化范围为-4.00‰~-1.95‰（均值为-2.98‰）、δ18OV-SMOW 变化范围为13.80‰~17.50‰（均值为13.83‰）。下层矿近矿围岩灯影组白云岩的 δ13CV-PDB变化范围为-7.38‰~-7.12‰（均值-7.22‰）、δ18OV-SMOW 变化范围为20.18‰~23.87‰（均值22.21‰）；层状矿中热液方解石δ13CV-PDB变化范围为-6.80‰~-5.70‰（均值为-6.25‰）、δ18OV-SMOW 变化范围为14.70‰~15.0‰（均值14.85‰）。裂隙矿中热液方解石δ13CV-PDB值为-28.90‰，δ18OV-SMOW 值为 17.60‰。
（2）热液方解石、蚀变白云岩和近矿围岩三者相比，δ13CV-PDB值变化总体不大（裂隙矿除外）， δ18OV-SMOW 值从近矿围岩（18.50‰~23.87‰）、蚀变白云岩（17.90‰~18.50‰）到层状矿中热液方解石 （13.80‰~17.50‰）连续降低，并且矿体顶板的 δ13CV-PDB值和 δ18OV-SMOW 值和底板的 δ13CV-PDB值和 δ18OV-SMOW 值相比均略有降低。
（3）在δ13CV-PDB-δ18OV-SMOW 同位素图解上（图5），茂租铅锌矿床上层矿近矿围岩δ13CV-PDB值和 δ18OV-SMOW 值落入“海相碳酸盐岩”区域内及其附近，与会泽铅锌矿灯影组近矿围岩白云岩的C、O同位素值（δ13CV-PDB=-2.22‰~-0.03‰，δ18OV-SMOW =21.28‰~25.99‰）（刘祥云等，2024）、川滇黔地区灯影组碳酸盐岩地层的C、O同位素值（δ13CV-PDB=-3.2‰~2.1‰， δ18OV-SMOW =+19.8‰~+26.1‰）（仲文斌等，2017）接近，与正常海相碳酸盐岩的C、O同位素组成 （δ13CV-PDB=-4.0‰~4.0‰，δ18OV-SMOW =+20.0‰~+24.0‰） 基本一致（Claypool et al.，1980），与近矿围岩为沉积碳酸盐岩的地质特征相符。层状矿中热液方解石和蚀变白云石C、O同位素组成介于原生碳酸岩和海相碳酸盐岩之间，蚀变白云岩具有略高的δ13CV-PDB值。不同类型矿体中热液方解石的δ18OV-SMOW 值差别不大，但δ13CV-PDB值有较大差异，上层矿中热液方解石相对富13C，裂隙矿中热液方解石显著亏损13C。总体来看，茂租铅锌矿近矿围白云岩、蚀变白云石、热液方解石的C、O同位素组成大致呈离散状态，但同一类型矿体不同样品的C、O同位素值又呈现出近水平的线性分布特征（图5）。
图4茂租铅锌矿床典型岩（矿）石和矿化特征照片
a—Z2dn21含燧石扁豆白云岩；b—Z2dn21硅质白云岩角砾中的裂隙矿；c—Z2dn22含萤石闪锌矿矿石；d—Z2dn22雪花状白云岩中星点状、团斑状铅锌矿化；e—同阶段的黄铁矿和闪锌矿（反射光）；f—方铅矿、闪锌矿和残余黄铁矿（反射光）
Py—黄铁矿；Gn—方铅矿；Sp— 闪锌矿；FI—萤石；Q—石英
4 讨论
热液碳酸盐矿物是众多热液矿床的重要脉石矿物，更是碳酸盐岩型铅锌矿床的主要脉石矿物 （Zhou et al.，2018），方解石、白云石等碳酸盐矿物的碳、氧同位素组成可以有效地示踪成矿流体的来源 （Zheng，1990；Rollinson，1993；Huang et al.，2003；黄智龙等，2004；刘家军等，2004；周家喜等，2012；Zhou et al.，2013a，2013b；赵征等，2018）。成矿流体中的C、O主要有3个源区：（1）海相碳酸盐岩相关流体，其δ13CV-PDB值介于-4‰~+4‰，δ18OV-SMOW 值介于 +20‰~+30‰（Veizer et al.，1980；Hoefs，1997，2009； 周家喜等，2012）；（2）幔源或岩浆流体，其δ13CV-PDB值介于-8.0‰~-3.0‰，δ18OV-SMOW 值介于+5.4‰~+7.0‰（Taylor，1986；刘家军等，2004；李文博等， 2006；Hoefs，1997，2009）；（3）沉积物中的有机成分相关流体，其δ13CV-PDB值介于-30.0‰~-15.0‰， δ18OV-SMOW 值为+24.0‰~+30.0‰（Ohmoto，1972；刘建明和刘家军，1997；周云等，2016；赵征等，2018）。当这3个物源经过不同演化过程产生C时，其同位素组成也会发生相应的变化（刘家军等，2004）。茂租铅锌矿床的碳氧同位素组成测试结果见表1，与铅锌矿共生的蚀变白云岩的碳同位素组成在-1.30‰~3.50‰之间，对应的δ18OV-SMOW =17.90‰~18.50‰；层状矿中热液方解石的δ13CV-PDB=-6.80‰~-1.95‰，δ18OV-SMOW =13.80‰~17.50‰（一个裂隙矿中热液方解石样品的δ13CV-PDB=-28.90‰），二者和正常海相碳酸盐岩的碳同位素组成（δ13CV-PDB=0±4‰）较为接近，可能具有相同的碳源，与围岩白云岩样品 C、O同位素组成则略有差异（δ13CV-PDB=-7.38‰~-1.40‰，δ18OV-SMOW =20.18‰~23.87‰），暗示本区蚀变白云岩及热液方解石不全是碳酸盐地层淋滤的产物（黄智龙等，2004）。蚀变白云岩的δ13CV-PDB值较热液方解石的δ13CV-PDB值高，反映蚀变白云岩的形成时间较热液方解石早（Rey and Ohmoto，1974），也佐证了前述对成矿阶段的划分。
表1茂租铅锌矿顶底板白云岩的碳、氧同位素组成
图5茂租铅锌矿碳氧同位素组成（底图据刘家军等，2004）
图6重要地质储库C同位素特征（a，底图据Clark and Fritz，1997）和O同位素特征（b，底图据Hoefs，1997）
总体上看，茂租铅锌矿床中δ13CV-PDB值为-7.38‰~3.50‰（个别为-28.90‰），相对变化较小，与许多热液矿床主成矿阶段形成的碳酸盐类脉石矿物相似（δ13CV-PDB=-12.00‰~5.00‰）（Rey and Ohmoto，1974），初步推断该矿床的碳源可能来自碳酸盐岩、深部岩浆系统以及与有机质CO2 混合作用碳库（Ohmoto，1979）。将茂租铅锌矿床的碳同位素与其他碳物质的碳同位素进行对比（图6），灯影组白云岩的碳同位素值虽然和不同储库碳同位素组成有所重叠（图6a），但总体落入灰岩与海相碳酸盐岩范围内。蚀变白云岩的碳同位素基本落入海相碳酸盐岩的分布范围，热液方解石的δ13CV-PDB值多数落入海相碳酸盐岩范围，并且自上层矿到下层矿再到裂隙矿逐渐向地幔、岩浆值偏移，暗示成矿流体中的碳除源自正常海相碳酸盐岩外，可能还有地幔或者深部岩浆系统的贡献。裂隙矿中方解石的碳同位素值和大气CO2 值有所重叠，不排除有大气降水循环淋滤碳酸盐岩地层中有机碳混入的可能。另外，茂租铅锌矿各样品的δ18OV-SMOW 值（13.80‰~23.87‰）变化相对较大（表1），由图6b可见，围岩的 δ18OV-SMOW 投点基本落入沉积岩范围内，而蚀变白云岩和方解石的δ18OV-SMOW 投点则落入花岗岩、变质岩及沉积岩的分布范围内，且靠近大气降水。
在δ13CV-PDB-δ18OV-SMOW 图解（图5）中，茂租铅锌矿床上层矿近矿围岩δ13CV-PDB值和δ18OV-SMOW 值落入海相碳酸盐岩范围内，表明其C主要由海水提供，为沉积成因碳酸盐岩，与其地质特征基本一致。下层矿近矿围岩的δ13CV-PDB值和δ18OV-SMOW 值落入海相碳酸盐岩与沉积有机物过渡区域，岩性主要为深灰色碳泥质白云岩，可能受到有机质脱羟基作用的影响 （真允庆和束乾安，2006）。蚀变白云岩与层状矿中热液方解石的C、O同位素组成范围较窄，落在岩浆碳酸岩与海相碳酸盐岩的过渡部位，可用沉积物混染作用或高温分异作用解释（黄智龙等，2004），暗示该矿床中碳可能有地幔源或深部岩浆系统的贡献。裂隙矿中热液方解石的δ13CV-PDB、δ18OV-SMOW 投点落在沉积有机质氧作用演化区域，具有沉积有机物氧化作用特征。同类型矿体近矿围岩、蚀变白云岩和热液方解石的δ13CV-PDB和δ18OV-SMOW 投点呈一定的线性分布特征，反映茂租铅锌矿成矿流体中的C可能是地幔多相体系的沉积岩混染或高温效应与海相碳酸岩溶解共同作用的结果（Zheng，1990；Zheng and Hoefs，1993；郑永飞等，2000；周家喜等，2012）。不同类型矿体样品的C、O同位素值呈离散状态，可能系成矿温度不同所致（真允庆和束乾安，2006）。再结合茂租铅锌矿床不同类型矿床C、O同位素组成（表1）可以看出，从裂隙矿→下层矿→上层矿， δ13CV-PDB值呈逐渐上升趋势，说明上层矿最早沉淀，裂隙矿最晚形成，并且自上层矿到下层矿再到裂隙矿，温度、fO2 均逐渐下降（Rey and Ohmoto，1974）。这与矿床地质特征及前面的分析也十分吻合。
前人在开展茂租铅锌矿床成矿机制研究时，普遍认为该矿床具有成矿物质多来源和不同成矿流体混合的特性（周家喜等，2012；吴永涛和韩润生， 2018，2019；张玙等，2018；坚润堂等，2023）。据此，笔者推测茂租铅锌矿床成矿流体中的CO2 既有幔源、又有壳源，成矿流体是一种既有幔源组分、又有地层组分参与的混合流体，而深部流体可能由区域上大面积分布的峨眉山玄武岩岩浆活动过程中去气作用形成的（Piragno，2000；刘丛强等，2001；黄智龙等，2004）。
5 结论
（1）茂租铅锌矿床近矿围岩的δ13CV-PDB值介于-7.38‰~-1.40‰，δ18OV-SMOW 值介于20.18‰~23.87‰，与正常海相碳酸盐岩基本一致；层状矿中蚀变白云岩的δ13CV-PDB值介于-1.30‰~3.50‰，δ18OV-SMOW 值介于17.90‰~18.50‰；热液方解石的δ13CV-PDB值介于-6.80‰~-1.95‰，δ18OV-SMOW 值介于13.80‰~17.50‰，成矿流体是浅部地层流体与深部岩浆流体的混合； 裂隙矿中热液方解石δ13CV-PDB值出现较大负值 （δ13CV-PDB=-28.90‰），近矿围岩碳质含量较高，随着成矿深度的增加，有机质对成矿作用的贡献增大。
（2）自上层矿到下层矿再到裂隙矿，与矿体共生的碳酸盐岩脉石矿物的δ13CV-PDB值逐渐降低，说明茂租铅锌矿床形成是由上层矿到下层矿再到裂隙矿的顺序发生的，且随着成矿过程的进行，流体温度和氧逸度均呈逐渐降低的变化趋势。
（3）综合矿床地质、地球化学研究，认为茂租铅锌矿床的成矿流体为壳-幔“多来源混合”流体，其中壳源组分可能主要由矿区（区域）碳酸盐岩地层提供，幔源组分可能与峨眉山玄武岩岩浆活动过程中的去气作用有关。
图1滇东北大型矿集区大地构造位置（a）和铅锌（银）矿床分布图（b，据张伟等，2023修改）
图2茂租矿区地质构造简图（据张伟等，2023修改）
图3巧家茂租铅锌矿区A-A’剖面示意图
图4茂租铅锌矿床典型岩（矿）石和矿化特征照片
图5茂租铅锌矿碳氧同位素组成（底图据刘家军等，2004）
图6重要地质储库C同位素特征（a，底图据Clark and Fritz，1997）和O同位素特征（b，底图据Hoefs，1997）
表1茂租铅锌矿顶底板白云岩的碳、氧同位素组成
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