位于北祁连早古生代海相火山带东段的白银厂铜多金属矿田包括我国多个重要的VMS 矿床,如折腰山、火焰山Cu-Zn 矿床和小铁山Pb-Zn-Cu 矿床。矿化以海底热液喷流沉积为主,并叠加同期热液改造。热液成矿期包括石英-赤铁矿、方铅矿-闪锌矿、黄铜矿-黄铁矿、黄铁矿和晚期闪锌矿-方铅矿等阶段。矿田成矿流体以循环海水为主,有岩浆流体加入,属弱酸-弱碱性、偏还原性的H2O-NaCl-CO2-CH4 体系。流体包裹体测温、绿泥石成分温度计和硫同位素平衡温度计结果显示铜(锌)矿化温度介于225-384℃,铅锌矿化为109~240℃。硫化物δ34S 集中在3.5-5.5‰,多来自循环海水对火山岩的萃取,少部分来自海水和岩浆硫。矿石铅主要来自上地幔和下地壳,并有前寒武纪基底上地壳铅的加。受水岩反应和氧同位素交换影响,围岩氧同位素在矿体上部呈U 型分布。 矿田火山岩以富Al2O3、Th 的中晚奥陶世钙碱性岛弧火山岩为主,包括两个喷发旋回:(1)早期喷发旋回(461.8±3.7-467.3±2.9Ma),以流纹英安岩为主,构成火山穹窿主体。VMS 矿化发生在该旋回末期(461.8±3.7-464.6±3.1Ma),略晚于或与石英钠长斑岩侵位(464.9±3.6 Ma)近于同时;(2)后期喷发旋回(455.3±4.5-457.5±3.9Ma),以中基性岩为主,分布在火山穹隆周围和上部。 白银厂-石青硐流纹英安岩多属与VMS 矿化关系密切的过铝质-偏铝质FII 类酸性岩。岩石地球化学、Sr-Nd-Pb 同位素和锆石Lu-Hf 同位素显示,流纹英安岩主要为中浅源、750-1150℃下,源于晚元古代壳幔分异的新生玄武质下地壳或其角闪岩相的低部分熔融产物;高硅石英钠长斑岩来自中奥陶世初生玄武质下地壳的低部分熔融,代表了一次地壳生长和即时再造。高温、富挥发分、偏碱性的FII 类酸性岩浆快速绝热侵位喷发,使其相对富集源区继承的矿化元素。基性岩主要为洋壳俯冲消减引起的亏损地幔部分熔融产物,因壳幔混合而略显富集,演化过程中受斜长石、磁铁矿和尖晶石等矿物分离结晶或残留相的影响;安山岩则为玄武质下地壳或晚元古代基底物质的部分熔融产物对底侵基性岩浆的混染而成。 矿田与矿化有关的蚀变为硅化、绢云母化、绿泥石化、碳酸盐化和黄铁矿化。其中绿泥石以富镁蠕绿泥石为主,反映了偏碱性的蚀变环境。铜(锌)矿化向外,绿泥石和全岩Fe/(Fe+Mg)比值逐渐降低;铅锌矿化则反之,可能与高温铜(锌)矿化中含铁热液对绿泥石镁的置换或有更多富镁海水参与低温铅锌矿化有关。VMS 矿化部位为AI、CCPI、S/Na2O等指数的高值耦合区,CCPI、AI 同步增加的方向代表了趋近矿体的方向。据相关蚀变指数可圈定蚀变范围,确定热液循环路径,定量预测矿化空间变化趋势,火焰山矿床外围和深部有较大的矿化潜力,而小铁山矿床则应侧重于矿床范围内的深部找矿。 白银厂矿化与火山岩间存在着密切的时空联系:VMS 矿化多产于早期喷发旋回末期的FII 类流纹英安质凝灰岩中。源于基性源区部分熔融的流纹英安岩和石英钠长斑岩与浅源基性岩浆共同为矿化提供了Cu、Zn 等金属元素;受前寒武纪基底物质混染的中性岩和沉积物夹层共同为东部铅锌矿化提供了金属元素。断裂和火山机构直接控制着矿田矿化空间分布:NWW 向的同火山断裂控制了主矿体的边界,其与NEE 向断裂的交汇部位多控制着矿体的形态、产状、空间分布和矿化元素的富集规律。有利成矿标志包括与岛弧裂谷有关的张性环境,断裂及其交汇部位和海底洼地等,浅源FII 类酸性岩,爆发相的火山岩和喷口、斜坡等火山机构位置以及硅质岩。据构造背景和火山岩岩石化学组合,北祁连西段郭密寺-白柳沟一带具较强的VMS 矿化潜力,而白银厂外围石青硐、黑石山等地VMS 矿化潜力相对较弱,需进一步勘探验证。