摘要
万龙山锌锡矿床位于滇东南都龙矿田，是典型的花岗岩相关矽卡岩型矿床。本文开展了系统的矿床地质调查与矽卡岩及金属矿物的成因矿物学研究，并对 13个钻孔 556件组合样进行了原生晕地球化学分析。在此基础上，厘清了矿床的矿物组合演化过程，建立了原生晕分带结构，并构建了深部找矿预测模型。成因矿物学表明，矿床经历干矽卡岩、湿矽卡岩、氧化物-早期硫化物和晚期硫化物4个阶段，其中晚期硫化物阶段铁闪锌矿广泛发育，代表主成矿期。原生晕地球化学揭示出清晰的轴向分带序列：深部及岩体接触带附近发育 W-Bi-Mo高温前缘晕，中部矽卡岩带形成 Zn-Sn-Cu-Ag-As近矿晕，上盘及外围围岩中出现 Pb-Sb-Hg低温尾晕。平面分带整体呈北强南弱特征，与隐伏花岗岩体南倾形态及 F0～F1控矿断裂系统具有良好对应关系。在此基础上，构建了分带指数 k，用于定量表征高温端与低温端原生晕的相对贡献。k高值区主要集中于19～04线附近，指示该区深部可能存在富Sn-Cu的隐伏矿化中心。研究成果可为滇东南及类似矽卡岩型锌锡矿床的深部找矿提供方法学参考。
Abstract
The Wanlongshan Zn-Sn deposit, located in the Dulong orefield of southeastern Yunnan, is a typical granite-related skarn-type deposit. Based on systematic geological investigation, genetic mineralogical studies, and primary halo geochemical analysis of 556 composite samples from 13 drill holes, this study clarifies the evolution of mineralization stages, establishes the primary halo zoning pattern, and proposes a quantitative indicator for deep exploration. Genetic mineralogy indicates that the deposit experienced four stages, including prograde skarn, retrograde skarn, oxide-early sulfide, and late sulfide stages, with marmatite widely developed during the late sulfide stage, representing the main mineralization period. Primary halo geochemistry reveals a distinct axial zoning sequence, characterized by a high-temperature W-Bi-Mo front halo near the concealed intrusion and its contact zone, a Zn-Sn-Cu-Ag-As proximal ore-forming halo in the central skarn zone, and a low-temperature Pb-Sb-Hg tail halo in the hanging wall and peripheral host rocks. Lateral zoning exhibits a pronounced north-strong and south-weak pattern, which is consistent with the south-dipping geometry of the concealed granite body and the F0- F1 ore-controlling fault system. On this basis, a zoning index k is constructed to quantitatively evaluate the relative contributions of high- and low-temperature halos. High k values are mainly concentrated between exploration lines 19 and 04, indicating the potential presence of a concealed Sn-Cu-rich mineralization center at depth. These results provide a practical methodological framework for deep exploration of skarn-type Zn-Sn deposits in southeastern Yunnan and comparable metallogenic belts.
Keywords
0 引言
矽卡岩型矿床是全球最重要的多金属矿床类型之一，约占全球钨资源量的50%、锡资源量的20% 和锌资源量的 15%（Chang et al.，2019）。这类矿床通常形成于花岗质岩浆岩与碳酸盐岩的接触带，经历复杂的流体演化和多阶段矿化过程，其金属分带特征与热液温度、氧逸度及流体成分密切相关（Mao et al.，2013）。中国是全球矽卡岩型矿床最为集中的地区之一，华南地区发育南岭、武夷山和滇东南等多个世界级多金属成矿带（Chen et al.，2015；Peng et al.，2021），在全球W-Sn-Zn资源格局中占据重要地位。滇东南成矿带位于扬子陆块与越北古陆的拼贴结合部位，经历了加里东期、印支期和燕山期多期构造-岩浆事件，形成了都龙、个旧等一系列大型—超大型锡多金属矿床，是中国最重要的锡锌成矿区之一（Cheng et al.，2012；Yang et al.，2025）。随着浅部资源的持续开采，传统以地表蚀变、可见矿体及简单地球物理异常为基础的找矿手段已难以满足深部勘查需求，如何在复杂构造-岩浆背景下有效约束盲矿体的空间位置，成为滇东南成矿带矿产勘查面临的核心科学问题（Yang et al.，2019）。
原生晕地球化学方法是预测隐伏矿体和深部矿化的重要技术手段，在斑岩铜、矽卡岩W-Sn及沉积改造型Pb-Zn等多种矿床中均取得了良好应用效果（韩润生等，2003；刘崇民等，2010；贾润幸等，2025）。经典原生晕模型多建立在构造相对简单、成矿阶段较少的矿床基础上，通常假设元素晕体围绕矿体或成矿中心呈同心环状或规则轴向分带分布（胡利芳等，2023；张霄旭等，2025）。然而，在多期成矿叠加、岩体隐伏深、断裂活动强烈的复杂矿床中，原生晕几何形态往往受到岩体形态、构造格架以及后期改造的共同影响，其适用性及局限性尚缺乏系统评估，尤其是在矽卡岩型锌锡矿床中的应用研究仍相对薄弱。
万龙山锌锡矿床是滇东南都龙矿田的重要组成部分，已探明锌资源量128万 t、锡资源量3.6万 t，属大型矽卡岩型锌锡矿床。矿床位于老君山花岗岩体西南侧外接触带，矿体呈似层状、透镜状产于寒武系田蓬组片岩与大理岩界面的矽卡岩中，受层间破碎带和隐伏花岗岩体形态的共同控制（叶霖等，2017）。前人针对区域构造演化、成岩成矿年代学及岩体成因等方面开展了大量研究，初步厘清了都龙矿田的成矿地质背景和成矿系列（Mao et al.， 2013；郭耀文等，2018；刘仕玉等，2021）。然而，关于万龙山矿床成矿流体演化过程、矽卡岩及金属矿物的成因矿物学特征，以及原生晕分带规律及其对深部找矿的约束等方面的研究仍相对不足，特别是缺乏基于综合地球化学约束对传统原生晕模型在该类复杂矿床中适用性和局限性的深入剖析。
本文在系统研究矿床地质的基础上，综合利用原生晕地球化学等多种手段，对滇东南万龙山矽卡岩型锌锡矿床的成矿作用和原生晕分带规律进行系统研究。通过对4条勘探线13个钻孔556件岩石样品（12种指示元素）的原生晕地球化学分析，结合成矿流体演化与矿物组合特征，本研究旨在厘清万龙山矿床成矿阶段划分演化特征，建立原生晕的轴向与平面分带序列，并构建深部找矿预测模型。
1 区域地质背景
万龙山锌锡矿床位于扬子陆块西南缘与北越地块被动陆缘的结合部位，大地构造上属都龙变质核杂岩南段，是滇东南成矿带中典型的花岗岩-碳酸盐岩接触带成矿系统之一（杨光树等，2020）。该区先后经历加里东期地槽沉积及强烈褶皱变质 （450~400 Ma）、华力西期弧后盆地演化（360~270 Ma）、印支期强烈褶皱断裂（250~200 Ma）以及燕山期大规模岩浆侵位与成矿作用（150~80 Ma）等多期构造-岩浆事件，形成了“地层-构造-岩浆”高度耦合的成矿地质背景（Mao et al.，2013；Wang et al.， 2013；Yang et al.，2019）。
区内出露地层以中寒武统田蓬组最为重要，田蓬组为一套浅海相类复理石建造，岩性以云母片岩、白云石大理岩互层为特征，厚度可达 2000 m 以上。其中田蓬组第二段（Є2t2）既是区域主要矿源层，又是本区最重要的赋矿层位（杨光树等，2015）。地球化学数据显示，该段 Sn、W、Zn、Cu 含量分别为 27.8×10-6、8.2×10-6、189×10-6 和 57.2×10-6，分别为地壳克拉克值的 7.18 倍、3.90 倍、2.19 倍和 1.39 倍，显示显著的成矿物质富集特征（艾金彪等，2018）。加里东—印支期区域变质作用使田蓬组达到绿片岩相-角闪岩相变质程度，在片岩与大理岩界面形成早期简单矽卡岩，为后期矽卡岩型锌锡矿床的形成提供了有利的物质基础。
区域构造以近南北向老君山复式背斜为骨架构造，背斜长约30 km、宽8~15 km，核部由寒武系田蓬组组成。燕山期老君山花岗岩体侵位于背斜核部，两翼地层不对称，西翼（万龙山—曼家寨矿区所在部位）倾角较缓（8°~20°），发育铜街—曼家寨、万龙山等次级背斜及其两翼的层间破碎带，这些构造为后期含矿热液提供了主要的通道和容矿空间（王礼兵和艾金彪，2018）。北西向文山—麻栗坡断裂 （F0）和马关—都龙断裂（F1）为区域性深大断裂，两者在矿田附近交汇，对隐伏花岗岩体侵位和成矿流体运移具有重要控制作用（图1）。
图1滇东南万龙山锌锡矿床及其周围主要矿床分布图
燕山期老君山花岗岩体是区内最重要的成矿母岩，岩体面积约 153 km²，3个亚期分别为，第一亚期（γ53a，118.03～106.86 Ma）为含斑中粗粒二云母花岗岩，第二亚期（γ53b，92.9±1.9 Ma）为中细粒二云母白云母花岗岩，第三亚期（γ53c，86.9±1.4 Ma）为花岗斑岩脉（Sun et al.，2025）。岩体属铝过饱和S型花岗岩，具有高硅（SiO2 71.5%~72.6%）、富碱（K2O>Na2O）、高分异（DI>85）、低 Zr/Hf比值（<25）、明显负 Eu 异常（δEu=0.35~0.52）以及富含 W、Sn、Bi 等成矿元素的特征（Sn 60×10⁻⁶~180×10⁻⁶，W 25×10⁻⁶~60× 10⁻⁶），指示其为壳源重熔型含矿花岗岩（何显川等， 2021）。第二亚期花岗岩（93 Ma）与矿床主成矿期 （80 Ma，锡石 U-Pb年龄）间隔约 13 Ma，表明成矿作用发生在岩浆期后热液阶段。隐伏岩体顶部形态对矿体分布具有明显控制，在岩体突起部位（200~500 m范围）往往形成富厚的锡锌矿体，向两侧矿体变薄尖灭，这种空间耦合关系是深部找矿预测的重要依据（杨莉等，2025）。
重力异常和钻探资料显示，老君山花岗岩体在都龙—万龙山一带整体呈南北向脊状隐伏，北部曼家寨矿区岩体顶部埋深 100~500 m，向南在万龙山矿区加深至>800 m，形成自北向南倾伏的“岩体脊”。矿体多沿岩体脊上方 200~500 m 范围内的接触带和层间破碎带集中，呈现典型的“顶上带”成矿格局，对深部找矿具有重要指示意义（蓝江波等， 2016）。
2 矿床地质特征
2.1 矿区地质
万龙山矿区位于老君山复式背斜西翼、老君山花岗岩体西南外接触带，整体为向西缓倾的单斜构造，局部叠加次级褶皱和纵向断裂。地表仅出露中寒武统田蓬组，但岩性组合复杂，可划分为5个岩性段（图2a）。其中田蓬组第二段（Є2t2）是最重要的含矿层位，控制了全区80%以上的资源量。Є2t2 可进一步分为2个亚段。第一亚段（Є2t2-1）以云母片岩为主，夹大理岩及矽卡岩透镜体，真厚217.45~290.39 m；其上部岩性层（真厚72.94~83.41 m）为主要赋矿层位，由浅灰绿色石英二云片岩、矽卡岩化片岩、矽卡岩与薄层白云石大理岩频繁互层组成，矿体呈群状、带状集中分布。第二亚段（Є2t2-2）以厚层白云石大理岩为主，真厚大于210.25 m，矽卡岩化程度相对较弱，含矿性明显低于第一亚段。整体来看，片岩-大理岩互层为后期矽卡岩化提供了丰富的化学反应界面，其中薄层大理岩比厚层大理岩更有利于矽卡岩化和金属富集（图2b，艾金彪等，2018）。
矿区构造以万龙山次级小背斜和 F0、F1断裂为主，万龙山小背斜轴向近南北，位于 F1断裂下盘，为浅层变形构造（主要在+800 m标高以上），背斜东翼向东倾（21°~59°），西翼向西倾（20°~73°）。背斜核部及两翼的层间破碎带是最重要的容矿空间，曼家寨13号矿体、万龙山WL5等主矿体均赋存于此。F0 断裂为区域性深大断裂，近南北向，倾向西（平均倾向约 257°），倾角 34°~75°，破碎带宽度超过 30 m，具多期活动特征，是重要的导矿构造。F1断裂纵贯矿区南北，长度大于 1100 m，具有明显的多期演化特征，早期表现为层间破碎带，中期（成矿期）为导矿容矿构造，晚期局部切割错断矿体。其产状由浅部陡倾（70°~85°）向深部缓倾（30°~45°）过渡，反映了多期构造叠加的特征。矿区广泛发育与层面近于平行的层间破碎带，呈南北向叠瓦状分布，多位于大理岩与片岩接触界面，宽度从数厘米至十余米，由片岩角砾和碎裂岩组成，为热液运移和矿体充填提供了主要空间（Sun et al.，2025）（图3）。
隐伏花岗岩体在矿区下伏埋深>800 m，由北向南逐渐加深，在曼家寨矿区已被钻孔揭露（埋深 100~500 m），岩性为灰白色细—中细粒白云母花岗岩，属燕山期第二亚期岩体（92.9±1.9） Ma。岩体顶部的脊状突起与背斜核部和层间破碎带空间上高度吻合，对矿体的展布具有明显的几何控制作用。早期接触交代作用形成以石榴子石、透辉石为主的简单矽卡岩，主要分布于深部及岩体近接触带，对应高温（500~600℃）阶段，矿化以 W、Mo为主，金属品位总体偏低。晚期较低温、富水热液在前人矽卡岩基础上进一步交代改造，形成绿泥石、阳起石、透辉石等组成的复杂（湿）矽卡岩，主要分布于浅—中部，是本区最重要的赋矿岩石。垂向上矽卡岩明显分带，上部（浅—中部）以绿泥石-阳起石-透辉石矽卡岩为主，对应 Zn-Cu-Sn强矿化；下部（深部）以石榴子石-透辉石矽卡岩为主，对应 Sn-Mo-W 弱矿化 （杨光树等，2015；王礼兵和艾金彪，2018）。
2.2 矿体特征
矿区共圈定矿体 121个（工业矿体 113个，低品位矿体 8 个），矿体呈层状、似层状、透镜状顺层产出，层控特征明显。按规模可分为 3 类，其中Ⅰ类 （大型）1 个（WL5，长 960 m，延深 613 m）、Ⅱ类（中型）55个（长160~800 m）、Ⅲ类（小型）65个。按有用组分可分为：独立锌矿体 70个（占 57.85%）、独立铜矿体 9 个、独立锡矿体 21 个、锌铜共生矿体 9 个、锌锡共生矿体 6个、锌锡铜共生矿体 4个、锡铜共生矿体2个（图4）。
矿体长40~960 m，真厚0.68~24.23 m，单工程平均品位 Zn 0.01%~21.66%、Sn 0.01%~2.41%、Cu 0.01%~5.47%；工业矿石平均品位 Zn 4.69%、Sn 0.62%、Cu 0.78%，属需选贫矿石。矿体具有明显的垂向分带特征，浅部带（900 m 标高以上）以锌矿体为主，矿体规模大、品位富（Zn平均 4.5%~6.5%），赋矿矽卡岩为绿泥石、阳起石、透辉石矽卡岩；中部带 （700~900 m 标高）锌、铜、锡矿体混合分布；深部带 （700 m标高以下）以锡、铜矿体为主。侧向上，沿走向呈现北段（4~11 线）矿体密集，Zn 品位高（平均 4.5%~6.5%），靠近F0断裂；中段（12~28线）矿体分布较均匀；南段（32~44 线）矿体相对稀疏。与隐伏岩体距离关系统计显示，0~200 m 主要为锡、铜矿体 （高温）；200~500 m 为主成矿带，矿体规模大、品位富；500~800 m以锌矿体为主（中低温）；>800 m矿化减弱（艾金彪等，2018）。
图2滇东南老君山地区区域地质及万龙山矿区地质简图
a—老君山花岗岩体及其周缘区域地质；b—万龙山—曼家寨矿区地质图
图3万龙山矿区主要断裂及层间破碎带的野外露头
a—F1断层陡倾断层面，位于田蓬组第二段第一亚段石英二云片岩与第二亚段白云质大理岩界面；b—F0区域性深大断裂露头，切割斑状花岗岩与中—粗粒片麻岩（石英绢云片岩）；c—F6断层面及其断层泥和破碎带，产于田蓬组第二段；d—大理岩与片岩之间南北向层间破碎带及其中赋存的透镜状锌锡矿体；e—发育矿质细脉充填的剪节理
图4万龙山矿区0°剖面矽卡岩、大理岩及矿体空间展布图
2.3 矿石特征
矿石矿物以铁闪锌矿为主（含量40%~70%），次为锡石（5%~15%）、黄铜矿（3%~10%），少量方铅矿、磁黄铁矿、黄铁矿、毒砂、磁铁矿、白钨矿。电子探针分析显示，铁闪锌矿 FeS含量 12.5%~18.2%（平均 15.3%），属高铁闪锌矿，含微量 Cd（0.15%~0.35%）、 Mn（0.08%~0.18%）、In（15~45 μg/g）；锡石 SnO2含量 97.5%~99.2%，含微量Nb、Ta、Fe、W。脉石矿物以透辉石、绿泥石、石榴子石为主，次为阳起石、绿帘石、透闪石，少量石英、方解石、萤石。
表1万龙山矿区矿物生成顺序
矿物生成顺序为：石榴子石→透辉石→符山石 →硅灰石→阳起石→透闪石→绿帘石→绿泥石→ 磁铁矿→白钨矿→锡石→辉钼矿→毒砂→黄铁矿 （早）→磁黄铁矿→黄铜矿→铁闪锌矿→黄铁矿 （晚）→方铅矿→方解石。矿石结构以自形—半自形晶结构为主，次为他形晶结构、交代结构、乳浊状结构（指示成矿温度 420~550℃）（表1）。矿石构造以浸染状—稀疏浸染状构造为主，次为团块状、斑杂状构造。物相分析（196件样品）表明锌矿石为原生硫化矿石，硫化物占91.1%~98.5%；锡矿石为原生锡石矿；铜矿石为硫化矿石。按赋矿岩性可分为矽卡岩型（占99.85%）和碳酸盐型（占0.15%）。
3 原生晕地球化学特征
3.1 样品采集与分析方法
为消除量纲差异并突出相对变化，在聚类分析前对元素含量进行 Z-score 标准化（以样品均值为 0、标准差为 1）。以 Pearson 相关系数表征元素间相似性，并采用距离度量d=1−r构建距离矩阵，在此基础上应用层次聚类的 Ward 最小方差法进行聚类。聚类结果以热图形式展示，颜色表示标准化后的相对富集程度。上述流程保证了方法的可重复性与结果的稳健性。
为系统揭示万龙山矽卡岩型锌锡矿床的原生晕结构，本研究沿矿区19、04、28和44这4条勘探线布置了垂向地球化学剖面，优先选择穿越主矿体及其上下盘围岩的钻孔。共选取 13 个钻孔的 1620 个原始岩芯样品，经岩性和矿化特征综合划分为 556 件组合样（表2）。各剖面采样深度总体覆盖 +350~+950 m 标高范围，既包括隐伏花岗岩体上方的深部接触带，也包括远离岩体的外围围岩区，可较全面反映矿床三维地球化学场。针对矽卡岩型锌锡矿床成矿作用及其找矿指示的需要，选取 Cu、 Pb、Zn、Co、W、Mo、As、Sb、Bi、Hg、Sn和 Ag共 12种指示元素进行分析。样品在实验室经粉碎、四分和酸溶解后，采用 ICP-MS 与 ICP-OES 联合技术测试元素含量，分析过程中插入国家标准物质、空白样和重复样进行质量监控，各元素相对标准偏差普遍＜ 5%，满足研究精度要求。除 Hg含量单位为 10-9 外，其余元素含量单位均为10-6。为了定量刻画原生晕异常强度与空间分带特征，采用迭代法计算各元素的背景值和标准差，以“背景值+2S”确定异常下限（Ca），并进一步划分中等异常（2Ca）和强异常（4Ca） 3 个层级。轴向分带分析在典型剖面上采用 Grigoryan 轴向分带指数法，与主要成矿元素垂向含量变化和矿体分布特征进行综合对比；平面分带则通过在不同勘探线之间插值建立元素异常等值线图，以揭示原生晕的侧向变化规律。
表2万龙山矿区原生晕采样及分析情况
注：所有元素分析采用 ICP-MS/ICP-OES 联合技术；Hg 含量单位 10-9，其余元素10-6。分析项目：Cu、Pb、Zn、Co、W、Mo、As、Sb、Bi、Hg、Sn、Ag。
3.2 元素背景值、异常阈值与统计特征
3.2.1 背景值与异常阈值
基于 556件组合样数据，采用迭代法获得 12种元素的背景值、标准差以及异常分带阈值（表3）。总体上，Zn和 Sn的背景值明显高于其他元素，分别为 213×10-6 和 195×10-6，显示研究区具有良好的锌锡成矿物质基础。Cu、Pb、As背景值处于中等水平，而 W、Mo、Sb、Bi 等元素背景含量较低，表现出典型的“低背景-高异常”特征，适合用来圈定深部或局部高温异常带。各元素异常阈值随异常级别（Ca、 2Ca、4Ca）的提高呈指数式增长，如Zn的3个阈值分别为 363×10-6、726×10-6 和 1452×10-6；Sn 的 3 个阈值为 474×10-6、947×10-6 和 1895×10-6 （图5）。这种“阈值跳跃”反映了成矿过程中金属在局部空间的快速富集特性，为后文划分不同强度异常带提供了定量依据（Cheng et al.，2013）。
3.2.2 元素统计分布与相关性
从频率分布特征来看，各元素总体上表现出明显的非正态特征。Zn和Sn的含量分布多为右偏型，高值尾部拉长，说明在绝大多数样品中含量接近背景，仅在局部区段出现强烈富集的异常样品，反映出矿体接触带和强蚀变带对这两种元素具有显著的集中作用。Cu、Pb、As、Sb 等元素的分布则多为弱偏态或多峰型，这在一定程度上记录了不同岩性、不同矿化阶段和不同空间部位的叠加效应。Hg 以低含量为主，高值样品数量较少，但异常倍数大，其在统计分布上的“长尾”特征表明，该元素虽然整体背景低，却能在某些特定部位形成强烈的局部异常。
表3万龙山矿区化学元素异常分带参数（10-6）
注：Hg 含量单位 10-9，其余元素为 10-6；样品总数 556 个；异常阈值采用 “背景值+2倍标准差”确定。
图5万龙山矿区主要成矿元素异常分带阈值示意图内容
在此基础上，对 Cu、Pb、Zn、Co、W、Mo、As、Sb、 Bi、Hg、Sn和Ag共12种元素计算Pearson相关系数，并构建相关系数矩阵（图6），可以更直观地识别不同元素之间的协变关系。矩阵显示，Zn、Hg与Ag之间呈显著的强正相关，相关系数普遍在 0.70 以上，这种高度一致的变化趋势表明三者在同一成矿环境中常常同步富集，在空间上具有高度重叠的异常带。Pb 与 Sb 的相关系数最高，接近 0.72，说明这两种元素在样品中几乎以同幅度变化，常共同组成中低温异常组合。W与Mo的相关系数约为0.43，表明二者在高值样品中具有稳定的共生关系，虽然异常带范围相对有限，但在出现时往往同时增强。另外，Co与As、Bi与Sn之间也表现出中等程度的正相关，这些组合在统计上虽不及前几组显著，却在特定标高或特定空间部位呈现出比较稳定的一致变化，可作为识别过渡阶段矿化或锡矿化增强区的重要补充信息。综合频率分布与相关性分析结果，可以看出万龙山矿床的原生晕体系由若干具有指示意义的元素组合共同构成：W-Mo 主要出现在靠近岩体的高温带，是刻画高温前缘晕的关键组合；Zn-Sn-Cu-Ag 以及与之紧密相关的 Hg、As 在主矿体附近形成连续异常，是标志主成矿带的主控组合；Pb-Sb-Hg则多见于矿床浅部和外围，构成低温尾晕。
图6万龙山矿区 12 种指示元素的相关系数矩阵图
（图示为Cu、Pb、Zn、Co、W、Mo、As、Sb、Bi、Hg、Sn与Ag共12种元素的Pearson 相关系数矩阵。颜色越趋近黄色表示正相关越强，颜色越趋近紫色表示负相关或弱相关。）
3.3 原生晕分带特征
本研究基于 556 件组合样的 12 种元素数据进行了层次聚类与相关性分析，结果如图7所示。聚类热图清晰显示出元素之间的分群特征，即W-Mo-Bi 在同一高温簇中，指示矽卡岩早期高温交代阶段；Zn-Sn-Cu-Ag-As组成了中温主成矿簇，对应硫化物主沉淀期；Pb-Sb-Hg 则形成低温挥发分尾晕簇。这一三分组结构为随后的空间分带奠定了地球化学基础，也验证了原生晕在万龙山矿床中具有明确的高温-中温-低温成因序列。
图7万龙山矿床原生晕元素地球化学聚类分析热图
注：以12种主要成矿指示元素为对象，展示元素间相关性与成因分群。红色表示该样品中该元素含量高于平均值（正Z分值），蓝色表示低于平均值（负Z分值）。上方树状图展示了元素在高温前缘晕（W-Mo-Bi）、中温近矿晕（Zn-Sn-Cu）和低温外围尾晕（Pb-Sb-Hg）3组间的聚类特征。
3.3.1 轴向分带
结合聚类热图所揭示的元素成因分组，以及钻孔中矽卡岩矿物组合的垂向变化，可在矿体-围岩体系中建立较为稳定的原生晕轴向序列（林成贵等，2020）。总体来看，围绕隐伏花岗岩体由内向外、由深向浅依次出现高温前缘晕、中温近矿晕和低温外围尾晕3类地球化学带。岩体接触带附近发育石榴子石-透辉石等高温矽卡岩，对应 W、Mo、Bi 及局部Sn的高含量异常，是热液初始交代作用的记录。进一步向外进入复杂（湿）矽卡岩带，Zn、Sn、Cu 和 Ag 显著增强，与工业矿体集中段高度吻合，代表主成矿阶段的近矿晕。最外侧及上盘围岩中 Pb、 Sb、Hg异常增强，而高温元素迅速衰减，形成宽缓低温尾晕，反映热液在冷却及混合作用下的末期富集行为。该轴向序列清晰记录了热液系统从高温向低温演化的过程，与聚类热图所示的元素三分组成因完全一致。
3.3.2 平面分带
依托聚类结果和轴向分带特征，结合 4 条勘探线556件样品的X-Y坐标与Zn、Sn等关键元素的异常等级，可识别出明显的南北向原生晕平面分带结构。在平面上，根据 4 条勘探线 556 件样品的 X-Y 坐标和元素异常等级，对主要成矿元素进行插值和分级，可以清晰识别出原生晕在南北向上的分带特征。Zn 和 Sn 的异常带沿矿区走向延伸，其中北段 19 线和 04 线附近异常强度最高，Ca-4Ca 级异常集中成带，并与已探明的主矿体群以及F0、F1等深大断裂的交汇部位空间上高度吻合；这一带可以视为整个矿床的“近矿晕中心”，代表成矿最强烈的区域。向南至 28 线，Zn、Sn 异常仍然连续，但强度有所减弱、宽度变窄，高值区呈条带状分布，与规模中等的矿体群相对应。再向南到 44线一带，Zn、Sn高等级异常明显减少，多以零散高值斑块的形式出现，整体呈现“北部异常强于南部”的平面分带格局。与此相比，Pb、Sb、Hg等低温元素的异常则更多分布在矿体外围及矿区边部，围绕 Zn-Sn 主异常带形成不完全环状或半环状分布，构成典型的尾晕。这些平面分带特征表明，原生晕在走向上不仅记录了成矿强度由北向南的衰减趋势，也受控于F0、F1等主要断裂和隐伏花岗岩体脊状形态的联合影响，即高温前缘晕和近矿晕主要受岩体顶面及其上方矽卡岩带控制，而尾晕则受控于断裂延伸方向及围岩渗透条件。大部分工业矿体位于Zn、Sn 2Ca-4Ca中强异常之内或边缘，高温元素W、Mo、Bi异常则略偏向岩体一侧，低温 Pb-Sb-H 异常围绕其外，为构建“岩体-构造-原生晕”空间耦合模型和圈定平面靶区提供了重要依据。
3.3.3 分带指数k的空间变化
为了对前述原生晕的高温-低温成分进行定量刻画，本研究基于高温前缘晕元素W、Bi、Mo与低温尾晕元素Pb、Sb、Hg构建了分带指数k。
(1)
式（1）中，W-Bi-Mo 代表高温前缘晕端元，Pb-Sb-Hg代表低温尾晕端元。
上述元素的选取依据在于：它们在聚类分析中分别稳定归属于高温与低温成因簇，且具有明确的成矿温度指示意义。为检验指标的稳健性，在保持端元属性不变的前提下，对候选元素进行替换或删减不会改变 k 值的整体空间趋势，表明该指数对单元素波动不敏感。需要指出的是，分带指数 k 的构建是一种方法框架，在不同岩性组合或构造部位应用时，应首先通过聚类分析重新确定本地的高、低温端元元素，以保证指标的适用性。以此作为衡量单点样品在原生晕体系中所处“高温端-低温端”相对位置的指标。由于缺乏统一标高，本研究采用X-Y 坐标对 k 值进行平面插值，其空间变化主要反映成矿系统在平面上高温端与低温端贡献的差异，而不涉及绝对深度的变化。平面 k 等值线图（图8）显示，k 的高值区集中于矿区北段的 19 线与 04 线之间，尤其靠近 F0深大断裂与 F1控矿断层的交汇位置。在这些区域，高温指示元素显著富集，表明此处保留了最完整的高温前缘晕与主成矿近矿晕叠置的格局，指示可能存在隐伏的深部锡铜矿化中心。向南过渡至28线，k值整体下降为中等水平，仅局部仍展示出条带状高值，反映该段矿体具有一定延深潜力。进一步南移至44线附近，k值普遍偏低，高温成分贡献减弱，而低温Pb-Sb-Hg 组合占主导，这与矿床在南段规模减小、成矿强度下降的总体趋势一致。总体而言，k 指数在平面上呈现出由北向南逐渐衰减的特征，与隐伏岩体脊部的空间展布及控矿断裂体系表现出良好的对应关系。k高值区可作为识别深部高温富 Sn-Cu 矿化中心的关键标志，为深部靶区优选提供了一个定量化、易实施的地球化学指标。
图8万龙山矿床原生晕分带指数（k）平面等值线图
4 讨论
4.1 万龙山原生晕分带特征与典型矽卡岩型矿床的对比
万龙山锌锡矿床发育清晰的原生晕轴向分带结构，自深部至浅部依次表现为 W-Mo-Sn 组合、 Zn-Sn-Cu 组合及 Pb-Zn-Ag 组合。该“高温 Sn-W →中高温 Zn-Cu-Sn→中低温 Pb-Zn-Ag”的空间演化序列，与华南成矿带典型 W-Sn 矽卡岩矿床高度一致，反映了成矿热液沿温度梯度和化学势梯度逐步演化、分带沉淀的普遍规律，与老君山、黄沙坪及大厂等矿床的元素分带特征具有良好的可比性 （Yao et al.，2023；He et al.，2024）。经典矽卡岩成矿模型认为，靠近岩体的高温接触交代环境有利于 W、Sn、Mo等高温亲石元素富集，而随着流体向外迁移及温度、pH和氧逸度条件变化，Zn、Pb、Ag等中低温硫化物元素逐渐在系统外围或浅部沉淀（Zhao et al.，2002）。万龙山矿床的地球化学特征对这一模式提供了直接印证：W、Mo、Sn 异常主要局限于深部及岩体接触带附近，呈现典型的“低背景-高阈值” 特征，而 Zn、Cu、Pb 和 Ag 则在中浅部形成宽缓而连续的异常带。这种分带结构既体现了矽卡岩型矿床的共性特征，也叠加了燕山期花岗岩多阶段岩浆-热液演化的区域性影响（Mao et al.，2013；Sun et al.，2025）。
与区域内其他矽卡岩型矿床相比，万龙山矿床表现出相对突出的富挥发分地球化学特征。统计结果显示，Zn 与 Hg、Ag 之间具有显著正相关性（r>0.70），且Hg、Sb等低温挥发性元素在浅部发育规模较大的尾晕。类似的Zn-Hg-Ag伴生关系亦见于富 In的锡锌矿床中，表明成矿流体中可能富含F、Cl等挥发组分。这些挥发分通过降低流体固相线温度并增强络合能力，促进了金属元素在相对低温条件下的迁移与再分配，从而在矿床中浅部形成具有代表性的中低温元素富集带（Sun et al.，2025；Xu et al.，2025）。
从矿集区尺度看，万龙山矿床的原生晕分带特征与老君山矿集区内的曼家寨矿床具有高度一致性。两者均受隐伏花岗岩体及层间破碎带的联合控制，发育 W-Mo（±Bi）高温前缘晕、Zn-Sn-Cu主成矿晕及 Pb-Sb-Hg低温尾晕的完整分带序列。相较而言，万龙山矿床因岩体埋深较大，高温前缘晕整体向深部偏移，但分带组合及其空间演化规律保持一致。这种一致性表明，原生晕分带结构主要受岩体-热液系统演化控制，而矿体规模及埋深差异更多反映岩体顶部形态和构造通道条件的不同。相应地，分带指数 k 在万龙山与曼家寨矿床中均表现出与岩体脊部位置良好对应的变化特征，说明该指标具有矿集区尺度上的适用性，可为老君山地区深部找矿靶区优选提供量化约束。
4.2 岩体-构造-原生晕的空间耦合机制与控制因素
原生晕的空间几何形态并非孤立存在，而是隐伏岩体形态、热动力背景与控矿构造格架三者相互作用的直接产物。04 线剖面的原生晕精细结构表明，万龙山矿床的地球化学分带具有显著的岩体-构造耦合控制特征。
高温Sn-W异常带的空间位置严格受控于老君山隐伏花岗岩体的侵位形态，高值区紧密围绕岩体脊部突起分布，证实了岩浆热场是驱动成矿元素活化与分带的根本动力（Mao et al.，2019）。岩体不仅提供了成矿物质来源，其几何形态还决定了热液流体流动的初始势能面，导致高温异常呈现以岩体为中心的“热穹隆”状分布。与此同时，F1断裂及次级褶皱构造对原生晕的最终形态起到了关键的改造与再分配作用。作为矿区主要的导矿与容矿构造， F1断裂系统不仅为中温 Zn-Sn-Cu 流体的上升提供了优势通道，导致该组合在断裂带两侧及层间破碎带中呈透镜状展布，其成矿期的多次活动还造成了原生晕的剪切与拉伸变形（He et al.，2024）。
这种构造活动导致了明显的地球化学分带“望远镜化（telescoping）”现象，即不同温度阶段形成的元素异常在空间上发生叠加、错位或重复分布（Sun et al.，2025）。例如，在断层活动强烈的区段，原生晕分带往往发生形态偏移，局部甚至出现分带的缺失或重复。已有年代学和矿物化学研究表明，万龙山 Zn-Sn多金属矿床的成矿与燕山期花岗质岩浆事件时空上高度一致，矽卡岩及其上覆硫化物矿体形成于同一岩浆-热液系统的不同演化阶段（Meng et al.， 2025；Sun et al.，2025）。类似的岩体-断裂耦合控制型矽卡岩成矿模式在大厂、老君山及南岭多金属成矿带的多个矿床中亦有报道（He et al.，2024；Fan et al.，2025）。
综合 04线原生晕轴向分带与前述 19～44线平面分带特征，万龙山矿床原生晕的空间结构可归纳为“岩体决定位置、构造决定形态”的耦合模式，岩体几何形态与热力场决定了高温Sn-W带的空间位置；岩体接触带及其外围矽卡岩带对应中温Zn-Sn-Cu主矿化带；断裂及次级构造通道则控制了中低温 Pb-Zn-Ag 异常的迁移方向和富集部位。这一认识不仅为在复杂构造区利用原生晕反演深部隐伏岩体提供了重要的地质依据，也为将原生晕信息、岩体形态与构造格局综合纳入同一找矿预测模型奠定了地质基础。
4.3 原生晕与成矿阶段演化的约束
矿床地球化学分带在本质上是多期热液活动在空间上的叠加与投影。万龙山矿床的元素组合特征清晰地记录了“高温矽卡岩→中温硫化物→低温热液”的完整演化序列。万龙山锌锡矿床成因矿物学所识别的干矽卡岩、湿矽卡岩、氧化物-早期硫化物和晚期硫化物 4 个阶段，与原生晕地球化学所揭示的高温前缘晕、中温近矿晕和低温尾晕之间存在明确但非简单的一一对应关系。干矽卡岩阶段形成于岩体侵位后的高温交代环境，对应原生晕中以W-Mo-Bi为特征的高温前缘晕；湿矽卡化岩阶段及其后的氧化物-早期硫化物阶段代表成矿流体温度下降并富水化的过程，在原生晕中表现为高温元素异常衰减与 Zn-Sn-Cu 异常显著增强的过渡带，共同构成中温近矿晕的主体；晚期硫化物阶段则对应 Pb-Sb-Hg 为标志的低温尾晕，主要分布于矿体上盘及外围围岩中。由于多阶段成矿作用叠加及构造活动的影响，原生晕分带与成矿阶段之间并非严格的一一对应关系，而常表现为局部重叠和错位，即“望远镜化（telescoping）”现象。
依据元素阈值与共生组合的相关性分析，成矿过程可划分为 3 个具有显著地球化学标志的阶段。第一阶段为高温矽卡岩化期，以W、Mo、Sn在岩体接触带的局部高值异常为特征，对应于早期流体与碳酸盐岩发生交代反应形成干矽卡岩的过程。这一阶段的地球化学表现与Mt. Lindsay和黄沙坪等典型 W-Sn 矽卡岩矿床的高温端元特征一致（Sun et al.， 2025）。第二阶段为主成矿期，流体温度下降诱发了 Zn-Sn-Cu 组合的大规模沉淀。该阶段元素间相关性中等偏强，主要赋存于中段矽卡岩带中，反映了湿矽卡岩化阶段硫化物爆发式沉淀的特征，其流体性质与大厂矿田的 Zn-Cu-Sn 主矿化期具有可比性（He et al.，2024）。第三阶段为中低温热液叠加期，以Pb-Ag-Sb-Hg组合向系统外围及上盘迁移为标志。Pb-Sb 的高正相关性（r 等于 0.7217）以及 Ag 与 Zn、Hg的强相关性说明，晚期富挥发分低温热液对原有矿化体系进行了显著的叠加改造（Jiang et al.，2023）。这种晚期流体往往涉及大气降水的混入，沿构造裂隙向系统远端渗透，形成了广泛的外围低温晕。类似从元素分带约束成矿阶段的工作也见于 Mt. Lindsay、Baba Ali 以及 Geyer 等矽卡岩型或近矽卡岩型矿床（杨光树等，2015；王礼兵和艾金彪，2018）。
4.4 基于地球化学阈值的深部找矿预测模型
基于原生晕分带理论及本研究通过迭代法确定的定量化阈值（Ca、2Ca、4Ca），本文构建了万龙山矿床的深部找矿预测模型。与已有针对斑岩铜矿、金矿等类型矿床的原生晕阈值划分方法类似（Jiang et al.，2023），本研究通过背景值加 2 倍标准差确定异常下限，再以2Ca、4Ca划分中强异常带，使各元素的异常带具有可比性和层级性。
从原生晕结构特征来看，深部 W-Mo-Sn 异常呈现典型的“富集型上矿晕”特征，即在隐伏岩体上方的接触带部位形成高浓度的异常中心；中段 Zn-Sn-Cu 异常更接近"主矿晕"的地球化学特征；而浅部 Pb-Zn-Ag则表现为典型的“尾晕”或“下矿晕”特征，主要分布在矿化系统的外围及顶部。这种“深部富集高温元素、浅部发散低温元素”的垂向结构与经典原生晕理论的划分具有较高一致性，为深部盲矿预测提供了明确的矢量指标。依据上述模型及分带指数k值的空间变化，本研究圈定了3个具有重大潜力的深部找矿靶区。首要靶区位于4～11线深部 800～1200 m 范围，该区 W-Bi-Mo 前缘晕异常发育且未封闭，且叠加了 4Ca 级的高强度 Sn 异常，预测存在与深部岩体突起直接相关的高温锡铜矿化体。其次是主矿体延深的南部辣子寨区域，该区 Zn-Sn-Cu 异常强度大（2Ca 至 4Ca 级）且连续性好，显示主矿体向深部有稳定的延伸趋势。最后是北部与曼家寨矿区的衔接区，受 F0与 F1深大断裂交汇控制，该区深部具备优越的流体通道条件，Pb-Ag-Sb 异常圈定的中低温外围晕指示深部可能存在尚未揭露的次级矿体。
在此基础上，结合三维地质建模与地球物理异常，可构建“元素阈值-原生晕分带-三维矿体”一体化深部找矿预测模型，实现从定性描述向定量预测的跨越。这一方法论证了将原生晕阈值与三维地质建模相结合是实现老君山矿集区深部找矿突破的有效途径，与当前国际上利用原生晕约束盲矿体勘查的研究趋势是一致的（张斌辉等，2012）。基于 “岩体-构造-原生晕”"耦合控制模型和分带指数 k 的空间变化，本研究圈定了3个深部找矿优选靶区。 Ⅰ号靶区位于 4～11 线深部 800～1200 m 范围，该区W-Bi-Mo前缘晕发育且向深部未封闭，同时叠加 4Ca级高强度 Sn异常，预测存在与深部岩体突起直接相关的高温锡铜矿化体。Ⅱ号靶区位于南部辣子寨区域，Zn-Sn-Cu 异常强度达 2～4 Ca 级且空间连续性好，指示主矿体向深部具有稳定的延伸趋势。Ⅲ号靶区位于北部与曼家寨矿区的衔接地带，受 F0与 F1深大断裂交汇控制，深部具备优越的流体通道条件，Pb-Ag-Sb外围晕的发育特征指示该区可能存在尚未揭露的次级矿体。本研究表明，将原生晕分带指数与岩体几何形态、构造格局进行综合分析，是实现复杂构造-岩浆环境下隐伏矿体深部预测的有效途径，可为滇东南及类似成矿带的深部找矿工作提供方法学借鉴。
5 结论
基于万龙山锌锡矿床 13 个钻孔 556 件组合样的原生晕地球化学数据，结合成因矿物学与矿床地质研究，本文在系统刻画矿床原生晕分带结构的基础上，重点从方法学和找矿预测角度获得以下认识：
（1）万龙山矿床经历了干矽卡岩、湿矽卡岩、氧化物-早期硫化物和晚期硫化物 4 个成矿阶段。其中，干矽卡岩阶段形成于高温交代环境，以石榴子石、透辉石为特征矿物；湿矽卡岩阶段发育绿泥石、阳起石等含水矿物；晚期硫化物阶段为主成矿期，铁闪锌矿（FeS 含量 12.5%～18.2%）广泛发育，并伴生锡石和黄铜矿。成矿过程整体受隐伏花岗岩体形态及F0-F1断裂系统的联合控制。
（2）原生晕地球化学揭示了稳定的高温-中温-低温三分结构，即 W-Bi-Mo 高温前缘晕、Zn-Sn-Cu-Ag-As 中温近矿晕和 Pb-Sb-Hg 温尾晕。该分带序列在空间上分别对应高温矽卡岩化阶段、硫化物主成矿阶段及晚期低温热液叠加阶段，表明原生晕分带能够有效记录成矿系统的阶段性演化过程。
（3）平面分带特征表现为明显的“北强南弱”格局。Zn-Sn 中强异常主要集中于北段 19～04 线附近，与隐伏花岗岩体脊部及F0、F1断裂交汇部位高度吻合；向南异常强度逐渐减弱，与岩体顶面由北向南倾伏的几何形态保持一致，反映了岩体结构对成矿流体运移和金属富集的主控作用。
（4）在此基础上，提出并应用了分带指数 k，用于定量表征样品在原生晕体系中高温端与低温端成分的相对贡献。k高值区稳定分布于北段19～04 线，指示该区深部可能发育高温富 Sn-Cu 的隐伏矿化中心。该指数为复杂矽卡岩型矿床中原生晕信息的综合判别提供了一种简洁、可推广的量化工具。
致谢 感谢匿名审稿人提出的宝贵意见。
