本文对内蒙古林西县水泉沟铜多金属矿成因进行了探讨。水泉沟铜多金属矿床位于大兴安岭中南段成矿带。赋矿地层为下二叠统哲斯组,岩性主要为钙质砂岩,灰黑色板岩。控矿构造主要为由哲斯组地层组成的复式背斜及叠加在其上的NE向的压扭性断层。矿区存在两种不同的矿化类型:一种为顺层产出的纹层状矿化,表现为硫化物富集的微细纹层;一种为切层产出的脉状矿化,表现为具有角砾状构造的脉状矿体。矿石的主要构造为:角砾状、细脉浸染状、纹层状。典型的矿石矿物组合为:黄铜矿-方铅矿-闪锌矿-黄铁矿。围岩蚀变包括褪色化、硅化、矽卡岩化、绿泥石化、黄铁矿化、碳酸盐化等。水泉沟矿床石英中流体包裹体类型简单,为典型的富液两相包裹体。早期贫硫化物石英阶段的流体包裹体均一温度300℃~350℃,盐度13~15wt%NaCl.eqv,主成矿阶段的流体包裹体均一温度260℃~290℃,盐度9~11 wt%NaCl.eqv,晚期石英-碳酸盐阶段流体包裹体均一温度140℃~220℃,盐度6~9 wt%NaCl.eqv。成矿流体为中温中盐度的NaCl-H2O体系。流体演化从早期贫硫化物石英阶段到晚期石英-碳酸盐阶段,包裹体均一温度逐渐降低,盐度可能因为有大气降水的加入而逐渐降低。
矿床地球化学研究结果显示,矿床内黄铜矿,方铅矿,黄铁矿的硫同位素δ34S值主要集中在-2.1‰~18.2‰之间,与海水硫大体一致,明显不同于接近于零的陨石硫。结合二叠系的海相沉积环境,推断硫的初始来源主要为海水硫,后期的热液叠加改造使得δ34S值发生一定程度的均一化。铅同位素特征:206Pb/204Pb=17.501~20.42,平均值为18.350;207Pb/204Pb=15.347~15.608,平均值为15.553;208Pb/204Pb=37.799~38.531,平均值为38.217,铅同位素组成的构造模式图解表明铅主要来自造山带。综上所述,水泉沟铜多金属矿床的成矿过程可以分为二叠纪的喷流沉积初始矿化期和燕山期热液叠加改造期,该矿床是一个海底喷流沉积-热液叠加改造型铜多金属矿床。