栖霞山铅锌银多金属矿床位于长江中下游多金属成矿带宁镇矿集区,是我国华东地区最大的铅锌矿之一。矿床自西向东主要包括棉花地、平头山、虎爪山、北象山、甘家巷、西库等矿段。前人对该矿床进行了大量的勘查与综合研究工作,但是主要集中在矿体浅部(0~625m),至今在成矿物质来源与成矿机制方面还存在争议。本文以江苏栖霞山矿床的两个深部钻孔岩芯(-625m以深)为研究对象,对不同成矿阶段的矿物进行电子探针分析,对岩芯不同位置、不同阶段的样品(微钻取样)进行S-C-O稳定同位素的测定及分析,以揭示成矿物质来源与成矿过程。 矿体主要受断裂带不整合面、北西向横断裂、层间错动和层间裂隙、古岩溶构造等控制呈似层状和不规则状分布。矿石矿物主要有闪锌矿、方铅矿与黄铁矿,脉石矿物则主要有方解石、石英。通过野外工作与镜下鉴定,将成矿作用过程分为磁铁矿-石英阶段(Ⅰ)、黄铁矿-闪锌矿-方铅矿阶段(Ⅱ)、闪锌矿-方铅矿-黄铁矿阶段(Ⅲ)、方解石-石英阶段(Ⅳ)四个阶段,其中第Ⅱ、第Ⅲ阶段为铅锌主成矿阶段。 对栖霞山铅锌银矿床矿石矿物进行电子探针分析:黄铁矿中的Co/Ni值范围为1.03~8.38,且大多数落在1~5的范围内,指示其具有热液成因;砷倾向于低温富集且其含量取决于大气水/岩浆水的比值,栖霞山矿床中黄铁矿砷含量平均值由早期的0.16%增长为晚期的1.88%,表明成矿是一个降温过程,且在此过程中有大气降水的混入;磁铁矿电子探针数据显示栖霞山矿床具有Ag-Pb-Zn热液矿床类型的特征;闪锌矿中铁含量范围从早期5.07%~11.95%变为晚期0.22%~4.40%,也指示了成矿是一个降温过程。 栖霞山矿石硫化物δ34S值为-4.44‰~7.22‰,表明硫主要为岩浆来源,围岩附近或围岩内硫化物δ34S值相比铅锌矿体中的硫化物δ34S值要小,结合地层中存在一定规模的沉积型黄铁矿,推测部分硫来源于地层。不同阶段、类型脉石矿物的碳氧同位素数据表明,成矿期流体主要来源于岩浆,运移过程中与围岩发生水-岩反应;晚期方解石脉碳氧同位素(δ13CV-PDB=-2.2‰~-1.5‰、δ18OSMOW=7.1‰~15.6‰)更接近岩浆范围,表明随着温度降低,热液与围岩的反应强度降低。综上所述,栖霞山铅锌银矿床的成矿物质与成矿流体主要来自深部岩浆热液,矿质的沉淀受到围岩性质、温度等因素的制约。