西湾铅锌矿床处于庐枞火山盆地的北缘,自安徽省勘查技术院在研究区开展工作以来,经过多年矿产勘查至今已取得较大突破,但是对矿床地球化学特征及矿床成因仍缺乏系统研究。本文以西湾铅锌矿床为研究对象,在详细收集及整理前人资料基础上,通过野外地质调查及系统的样品采集工作,再结合室内光(薄)片鉴定、电子探针分析、硫同位素及碳氧同位素测试分析、流体包裹体成分分析等现代分析测试技术,对西湾铅锌矿床的地质概况、矿物学特征、硫同位素及碳氧同位素地球化学特征、流体包裹体成分特征进行了研究并取得了以下成果:(1)根据西湾铅锌矿床矿体空间展布特征、矿石类型、矿石结构及矿物的相互穿插关系,将成矿过程划分为沉积成岩期、热液成矿期和表生期。其中热液成矿期是矿床的主成矿期,该时期热液活动导致大量的金属得以迁移并且沉淀。热液成矿期又划分为前硫化物阶段、碳酸盐-硫化物阶段和硫化物阶段。(2)闪锌矿、方铅矿以及黄铁矿的电子探针数据分析可知:闪锌矿的Zn/Cd比值为56.18—371.86,均值为209.013,Zn/Fe比值为36.15—913.25,平均为235.572,表明闪锌矿形成于中-低温热液成矿作用;方铅矿Pb/S原子个数比在0.98到1.04之间,平均为1.015,显示成矿流体在运移和沉淀过程中硫逸度发生了不同程度的变化,但成矿环境的硫逸度保持相对稳定。前硫化物阶段黄铁矿Fe/(S+As)值平均为0.869,碳酸盐-硫化物阶段黄铁矿Fe/(S+As)值平均为0.885,表明黄铁矿形成于中-浅成环境,前者到后者深度逐渐变浅;两个阶段黄铁矿所含的Co、Ni值及其比值、As-Co-Ni图解及δFe-δS图解可以判断本矿床主要为中-低温热液矿床。(3)方解石、灰岩的δ¹³C值分布在-0.1‰—3.9‰之间,其碳来源表现为海相碳酸盐岩地层特征。通过δ¹⁸O_SMOW-δ¹³C_PDB图解对比可以看出成矿流体中的碳氧主要来源于碳酸盐溶解作用。(4)该矿床硫化物的δ³⁴S值集中在4‰—6‰,根据ΣPinckney法图解得出的δ³⁴S_∑S值为4.5‰左右,说明该矿床硫源相对复杂,可能主要来自围岩中的浸染状硫化物。(5)该矿床流体包裹体气相成分表现为富H₂O和CO₂的特征,且有少量的H₂、CO、CH₄等还原性气体。流体包裹体液相阴阳离子成分特征表明成矿流体主要为Ca²⁺-Na⁺-SO₄^2--Cl^-型流体。(6)在西湾地区,火山活动频繁,多期多阶段形成的断裂构造为成矿流体迁移提供了外驱动力,火山热液沿断裂构造向上运移,此过程中对围岩中的成矿元素和矿化剂元素进行萃取,随着温度压力降低或者与大气降水发生流体混合作用使铅锌等成矿物质沉淀成矿。本矿床可能为一个中-低温的火山热液矿床。