柿竹园钨锡多金属矿的成矿动力来自千里山花岗岩体的多期次侵位。千里山岩体是一个燕山期复式岩体,从早到晚依次侵位了似斑状黑云母花岗岩(约 152Ma)、等粒黑云母花岗岩(约 136~137Ma)、花岗斑岩(约 131Ma)和辉绿岩脉。其中,前两期花岗岩与钨锡钼铋多金属矿化有明显的成因联系,而花岗斑岩则与外围的铅锌银矿化密切相关。这种多期次的岩浆活动意味着成矿作用也是多阶段叠加的 。每一期岩浆活动都可能带来新的成矿物质和热液,在前期矿化的基础上进一步叠加富集,最终形成超大型矿床。矿体在空间上严格受花岗岩体与碳酸盐岩接触带的控制,主要分布于千里山岩体南部(岩体侵位前锋)与泥盆系佘田桥组、棋梓桥组灰岩的接触带上。矿田尺度上,千里山岩体由北东深部向南西浅部侵位,岩体南部为侵位前锋,因此较大规模的云英岩矿体和矽卡岩矿体都发育在岩体南部。矿床尺度上,云英岩体的定位受花岗岩 "岩突"(岩体顶面的局部凸起)的控制,在岩突部位,挥发分和成矿流体更容易聚集,形成富矿体。而矿田内的菱形格状断裂构造则控制着岩突的产出位置。
柿竹园矿床的成矿过程可以划分为四个连续演化的阶段:
第一阶段:岩浆晚期阶段(约 152Ma)。在千里山碱长花岗岩岩浆演化的晚期,高度富集挥发分(氟、水、硼)和成矿物质(钨、锡、钼、铋、铍)的残余熔浆在岩体顶部聚集。此时岩浆尚未完全固结,部分形成似伟晶岩壳、块状云英岩矿体以及条带状硅灰石-符山石矽卡岩。这个阶段的矿化以高温、富挥发分为特征,钨、锡、铍等元素开始初步富集。第二阶段:进变质矽卡岩阶段。随着岩浆进一步演化和矽卡岩化反应产生大量二氧化碳,矿区发生了大规模的隐爆作用,地下压力瞬间释放,岩石碎裂形成角砾和裂隙网。富含挥发分的岩浆或浆液过渡态流体沿隐爆形成的碎裂裂隙涌入碳酸盐岩围岩,与石灰岩不断发生反应。在脉体边部形成钾长石化,在更大范围内形成石榴子石-透辉石矽卡岩化。这个阶段是矽卡岩的主要形成期,温度较高(约 400~600℃),以无水硅酸盐矿物(石榴石、辉石)为主,钨等成矿元素开始在矽卡岩中初步富集。第三阶段:退变质氧化物阶段(主成矿阶段)。随着岩浆逐渐冷凝固结,温度和压力持续降低,地下水开始大范围参与成矿,成矿流体逐渐从 "浆液过渡态" 转变为典型的热液性质。在这个阶段,早期形成的高温矽卡岩(石榴石、辉石)被大量交代,形成阳起石、绿帘石、绿泥石、磁铁矿、萤石等低温矿物组合(即退化蚀变岩)。与此同时,大量白钨矿、黑钨矿、辉钼矿、辉铋矿、锡石等金属矿物在此阶段沉淀富集 。这是柿竹园钨、锡、钼、铋的主要成矿期。流体包裹体研究表明,黑钨矿形成温度集中在 350~400℃,白钨矿形成温度约 250~350℃,反映了温度逐渐降低的过程。第四阶段:硫化物阶段。成矿作用的晚期,大量大气降水(地表水)参与成矿,流体温度和盐度进一步降低,在矽卡岩及其外侧的碳酸盐岩中形成铅、锌、银等硫化物矿石。这个阶段的矿物组合以方铅矿、闪锌矿、黄铁矿为主,温度较低(约 150~250℃),代表了成矿系统的 "尾声"。