兰坪盆地是中国西南部重要的Pb-Zn-Cu-Ag多金属矿集区。前人对盆地内部的铅锌矿床(金顶、白秧坪)已积累了丰富的地质与地球化学研究,但由于兰坪盆地在新生代以来经历了非常复杂的造山演化过程,这些矿床的成矿物质来源和成矿过程仍然存在许多争议。论文选择盆地内部的李子坪-富隆厂铅锌银多金属矿床和盆地北部边缘的上怒洛-百济铅锌锑矿床作为研究对象,围绕物质组成、成矿物理化学条件、成矿物质来源、成矿流体来源、成矿时代以及成矿作用与区域岩浆活动的关系等问题,开展了详细的矿物学和矿物化学、流体包裹体地球化学、稳定同位素地球化学(C、O、S)、闪锌矿微量元素地球化学、Hg同位素地球化学、同位素(U-Pb、Re-Os)年代学的研究。具体的研究结果和取得的主要认识如下: (1)矿物学研究表明,李子坪矿床的硫化物/硫盐矿物主要有闪锌矿、细硫砷铅锌、方铅矿、含砷黄铁矿,脉石矿物主要有硬石膏、石膏、重晶石以及少量方解石和白云石;富隆厂矿床的硫化物/硫盐矿物主要有闪锌矿、方铅矿、灰硫砷铅锌、黄铁矿,脉石矿物主要为方解石和白云石,以及少量重晶石;上怒洛矿床硫化物/硫盐矿物以闪锌矿、硫锑铅矿、脆硫锑铅矿、方铅矿为主,脉石矿物主要是石英;百济矿点早期矿物组合为黄铁矿-辉钼矿-石英,晚期矿物组合为黄铁矿-闪锌矿-方铅矿-辉锑铅矿-辉锑矿-石英-方解石。总体上来讲,李子坪-富隆厂矿床硫化物以富含As的矿物为特征,上怒洛-百济矿床硫化物以富含Sb的矿物为特征。 (2)闪锌矿的原位LA-ICP-MS微量元素特征研究表明,李子坪-富隆厂和上怒洛-百济两类矿床闪锌矿的微量元素特征(较低的Mn、Fe、Co、In、Sn含量和较高的Cd、Hg含量)整体上与中-低温热液矿床(MVT和金顶矿床)闪锌矿相似。李子坪矿床中的结晶闪锌矿深色条带以富集Cu、Ga、As、Sb等元素为特征,浅色条带以富集Mn、Fe、Cd为特征。李子坪和富隆厂矿床中的闪锌矿以Fe2+(←→)Zn2+的替代为主,上怒洛矿床的闪锌矿则以(Fe2+,Cd2+)(←→)2Zn2+替代为主,百济矿床的闪锌矿则以(Fe2+,Hg2+)(←→)2Zn2+替代为主。李子坪和富隆厂矿床闪锌矿以相对富集Ga、Ge、As、Ag、Sb、T1、Hg、Pb为特征,而上怒洛和百济铅锌锑矿床闪锌矿则相对富集Mn、Fe、Co、Cd。 (3)流体包裹体的研究表明,上怒洛矿床的成矿流体以中-低温(121.1~299.6℃,均值约280℃)、低盐度(1.2~10.6wt%NaCleqv.,均值为3.2wt%NaCleqv.)、极富CO2为特征;百济早期流体以中-高温(140~450℃,均值约310℃)、高盐度(30.7~39.8wt%NaCleqv.,均值为34.2wt%NaCleqv.)、富CO2为特征,晚期流体则具有与上怒洛矿床相似的性质,中-低温度(185~310℃,均值约220℃)、低盐度(0.35~14.5wt%NaCleqv.,均值约6.9wt%)、富CO2。上怒洛-百济Pb-Zn-Sb成矿阶段的流体性质明显不同于具有盆地卤水性质的李子坪和富隆厂铅锌矿床。包裹体的岩相学和显微测温学观察结果显示,上怒洛和百济矿床成矿流体经历了流体不混溶/流体沸腾作用、流体混合冷却作用。上怒洛矿床石英中单个流体包裹体成分LA-ICP-MS分析表明,富CO2三相包裹体中主要富集As(126~1029μg/g,均值为158μg/g)、Sr(2.16~126μg/g,均值为22.9μg/g)、Sb(22.2~3980μg/g,均值为376μg/g),说明在流体不混溶过程中,As和Sb元素并未完全沉淀,残余的富气相流体中还存在丰富的As和Sb元素。 (4)成矿期碳酸盐矿物的C、O同位素组成表明,两类铅锌矿床的成矿流体中的碳和氧主要来自地层碳酸盐的溶解。李子坪和富隆厂矿床硫化物/硫盐的硫同位素组成均为正值且较为集中,共生硫酸盐的δ34S值介于14.2~16.2‰之间,结合矿区地层中发现的沥青等有机质以及成矿流体的物理化学性质,硫酸盐的热化学作用应该是李子坪和富隆厂铅锌矿床还原硫的主要来源。上怒洛矿床硫化物/硫盐的硫同位素变化范围较大(δ34S=-2.7~-13.0‰),且均为负值,结合赋矿地层中广泛存在的有机质以及其中原生黄铁矿团斑的硫同位素组成(δ34S=-13.0~-6.1‰),推测上怒洛矿床的还原硫可能有多种来源,硫酸盐TSR成因硫和有机质热分解成因硫。百济矿点的硫化物/硫盐的δ34S值介于-1.3~8.2‰之间,其还原硫的来源主要是地层硫酸盐的热化学还原作用。 (5)Hg同位素研究表明,上怒洛Pb-Zn-Sb矿床硫化物/硫盐(特别是闪锌矿)具有变化范围较大的δ202Hg(-0.40~2.71‰),指示成矿过程中发生了Hg0从热液流体中挥发;闪锌矿中THg与δ202Hg的负相关关系指示,蒸气相Hg(低的δ202Hg值、高的THg)与残余溶液相中Hg(高的δ202Hg值、低的THg)的二元混合。李子坪和富隆厂Pb-Zn矿床相对较小的δ202Hg变化范围,说明其在成矿作用中Hg0的挥发非常有限;在这两个矿床中早形成的矿物均具有相对更低的δ202Hg值,可能是由于这些早期硫化物优先沉淀较轻Hg同位素。上怒洛和李子坪-富隆厂矿床硫化物△199Hg的变化范围分别为-0.42~-0.08‰和-0.24~0.01‰,指示Hg可能来自盆地基底。结合前人研究,三江特提斯成矿带中不同类型铅锌矿床硫化物数据在δ34S与δ202Hg图解中有不同的分布,表明S和Hg同位素的联合有助于区分不同类型的Pb-Zn矿床。 (6)上怒洛和百济早成矿阶段中的辉钼矿Re-Os同位素平均模式年龄介于21.4~12.93Ma之间,其中模式年龄较年轻的4件样品的等时线年龄为11.88±0.77Ma。上怒洛和百济矿床周围的花岗闪长岩、花岗斑岩和石英斑岩的锆石U-Pb年龄介于250.8~255.0Ma之间,它们形成于晚二叠世,与Pb-Zn-Sb成矿无直接联系。综合研究表明,李子坪和富隆厂铅锌矿床一种形成于碰撞造山环境下的类MVT铅锌矿床,上怒洛和百济铅锌锑矿床属于变质成因矿床。