哈尔达坂铅锌矿床位于西天山赛里木湖铅锌成矿带,是近年来新发现的一处大型铅锌矿矿床。本论文围绕哈尔达坂铅锌矿床硫化物结构、微量元素与同位素组成及其所记录的成矿过程这一科学主题,通过开展矿物结构精细解析以及微区微量元素与同位素多元示踪的研究,查明哈尔达坂各阶段硫化物微量元素组成及变化规律,示踪成矿物质来源;结合矿床地质特征与以往研究成果,阐明哈尔达坂铅锌矿成矿过程,厘定矿床成因类型。哈尔达坂铅锌矿体主要赋存于中元古界长城系哈尔达坂群上亚群(Chhr^b)中,赋矿围岩为白云岩、白云质灰岩、含炭质微晶灰岩、细晶灰岩等。哈尔达坂铅锌矿床的矿物组合比较简单,金属矿物主要为闪锌矿、方铅矿、黄铁矿和少量的黄铜矿、磁黄铁矿,非金属矿物主要为白云石、方解石和少量的重晶石。矿床中的闪锌矿根据其与方铅矿的共生关系可分为两种,Fe的含量为0.28-7.06%,颜色可从深褐色变至浅黄色,较低的Cd含量和较高的Zn/Cd比值,反映闪锌矿形成于中温环境。根据与黄铁矿和磁黄铁矿共生的闪锌矿中FeS的分子占比,估计该矿床中闪锌矿的形成温度为250²60℃和150¹75℃。该矿床中的黄铁矿发育多种结构,根据LA-ICP-MS研究,可识别出三期黄铁矿,分别代表了哈尔达坂铅锌矿床形成的三个阶段:同生沉积期、成岩变质期和热液成矿期。哈尔达坂铅锌矿床闪锌矿的δ³⁴S值为8.4‰¹8.3‰,平均值为15.0‰,反映了成矿阶段的还原硫主要是由海水硫酸盐经过热化学还原反应形成。早期同生沉积时期形成的黄铁矿(Py1)其δ³⁴S值为3.9⁸.1‰,反映本期次黄铁矿中的还原硫来自于岩浆热液。形成矿床的金属元素来自于围岩地层。闪锌矿Rb-Sr等时线年龄为432±45Ma,为早古生代矿床。哈尔达坂铅锌矿床不同于典型的SEDEX铅锌矿床,其海底喷流沉积过程为矿床的形成提供矿源层,主成矿过程为同生沉积阶段之后的热液交代成矿过程,成矿物质来源于热液流体对深部矿源层的循环萃取。结合矿床的地质特点、矿床的形成时代以及成矿物质来源,厘定哈尔达坂铅锌矿床为同生沉积(SEDEX)—热液交代型矿床。