在我国滇西兰坪盆地的西缘,发育了一条重要的脉状铜矿带。对于这套矿床,过去开展了大量研究,但成矿过程中的流体演化不清楚,成矿流体来源存在争议,矿床成因仍处于探讨之中。茅草坪铜矿是近年来在该铜矿带南段新发现一个脉状铜矿,与该区其他脉状铜矿不同,它发育大量与矿化相关的热液电气石。电气石的出现,为研究滇西脉状铜矿的成矿流体提供了一个新的角度。本文对茅草坪热液电气石的发育特征、化学成分和B–H–O同位素以及矿区花岗岩内的电气石(Tourmaline-G)的化学成分和B同位素进行研究,以此探讨热液电气石生长和成分的控制因素以及富CO₂成矿流体的演化过程和来源,结合区域对比,探讨滇西脉状铜矿床的成因。茅草坪矿床发育在侏罗纪发生变质的碎屑岩和碳酸盐岩建造中,矿体由石英—碳酸盐—含铜硫化物脉(V1脉和V2脉)及伴生的热液蚀变晕组成。热液电气石从早到晚可分为三类:热液蚀变晕电气石(Tourmaline-A)、V1脉中的电气石(Tourmaline-V1)和V2脉中的电气石(Tourmaline-V2)。Tourmaline-A与石英共生,出现在片岩(Tourmaline-A-S)和大理岩(Tourmaline-A-M)中,矿物强烈定向生长,长轴平行于围岩的剪切面理,颗粒相对细小,此阶段无含铜硫化物生成;Tourmaline-V1和黄铜矿共生,呈弱定向生长,矿物长轴多与围岩的剪切面理斜交,矿物颗粒相对粗大;Tourmaline-V2和黄铜矿共生,呈不定向生长或呈梳状对壁生长,矿物颗粒相对细小。由此反映在矿床热液矿化过程中,控制热液矿物生长的构造应力由强剪切到弱剪切及剪切停止的趋势变化。热液电气石均属于碱性族,主体为镁电气石。Tourmaline-A、Tourmaline-V1和Tourmaline-V2的δ¹¹B值分别为–3.9‰^–1.1‰、–2.8‰⁺0.5‰和–6.3‰^–3.9‰。Tourmaline-G属于碱性族,为黑电气石,δ¹¹B值为–14.7‰^–12.2‰。Tourmaline-A-S、Tourmaline-A-M和Tourmaline-V1之间具有相似的化学成分,表明热液电气石的化学组成主要受流体成分控制,围岩成分对其影响小。热液电气石之间相似的化学成分,以及单个电气石颗粒内缺乏系统的δ¹¹B值变化,表明矿化过程中可能没有外来流体加入。相对于Tourmaline-A,Tourmaline-V1的δ¹¹B值升高,可能和电气石在封闭的流体系统中连续沉淀有关。相对于Tourmaline-A和Tourmaline-V1,Tourmaline-V2富Fe、贫Al,并且δ¹¹B值降低,指示V2脉在形成过程当中,流体发生相分离,并且随后发生了气相逃逸。最早形成的Tourmaline-A记录了成矿流体的初始地球化学特征。通过计算,和Tourmaline-A平衡的成矿流体的δ¹¹B、δ¹⁸O和δD值在280–320°C的温度下分别为–0.3‰⁺3.0‰、+10.7‰⁺11.8‰和–110‰^–84‰。Tourmaline-A和Tourmaline-G的化学成分和δ¹¹B值截然不同,暗示成矿流体不可能直接来自过铝质花岗岩岩浆水。较高的δ¹⁸O值(+10.7‰⁺11.8‰)以及成矿流体富CO₂的特点,表明成矿流体也不可能直接来自大气降水或盆地卤水,但可以直接来自变质流体。然而,成矿流体较低的δD值(–110‰^–84‰),不是典型的变质水特征。因此,对于成矿流体来源,最简单的解释为来自有有机成分(例如CH₄,H₂S)参与的变质流体。或者,成矿流体可能为变质水和盆地卤水、大气降水或经历过脱气作用的岩浆水的混合。总之,兰坪盆地西缘的脉状铜矿床的形成不太可能是单一岩浆或盆地流体活动的结果,它需要变质流体/过程的参与。热液电气石从早期到晚期Fe³⁺含量升高,表明矿床成矿流体从早期到晚期可能是一个氧逸度升高的过程。结合区域脉状铜矿流体特征、金属组合、围岩和蚀变特征,推测茅草坪矿床及滇西脉状铜矿床迁移Cu的流体可能是CO₂缓冲pH值的还原性流体,流体沸腾和与氧化地层的水岩相互作用很可能是含铜硫化物沉淀最重要的机制。硫和铅同位素对比表明,滇西脉状铜矿床的铜、硫可能来自下伏的晚二叠世至早三叠世弧火山岩中的火山成因块状硫化物型(VMS)铜矿化。