三江特提斯位于青藏高原的北缘和东缘,包括藏北、藏东-川西以及滇西地区在内的,由北向南分布的金沙江-澜沧江-怒江缝合带所限制的区域。三江特提斯成矿带绵延千余公里,属于东特提斯成矿带的一部分,历经了原特提斯、古特提斯、中特提斯以及新特提斯的演化,发育有多期多阶段的岩浆-构造活动。复杂的岩浆-构造活动史使三江特提斯发育了包括斑岩型、矽卡岩型、造山型、MVT型以及热泉相关在内的众多类型的Au、Cu、Mo、Pb、Zn、W、Sn、Sb、Ge等矿床。三江特提斯地区由北向南分布有沱沱河盆地、玉树盆地、昌都盆地以及兰坪盆地,盆地内发育有包括金顶铅锌矿床在内的众多沉积岩容矿的铅锌矿床,是重要的铅锌成矿带。已有研究表明,这些矿床的形成和分布与新生代碰撞造山构造活动密切相关,成矿作用表现出多期和多阶段成矿,分别发育于碰撞造山过程的不同演化阶段。其成矿特征不同于典型的岩浆热液系统成矿特征和世界已知的各类以沉积岩容矿的贱金属矿床(如SST、MVT、SEDEX型矿床)成矿特征,显示出成矿的复杂性。本次博士论文的研究工作以三江特提斯昌都盆地内的拉诺玛Pb-Zn-Sb矿床为研究对象,在全面整理、总结分析前人工作的基础上,以详细的野外地质工作和矿物学工作为切入点,以包括LA-ICP-MS、LA-MC-ICP-MS及NANO-SIMS等在内的原位分析方法为技术支撑,精细研究了拉诺玛矿床矿物组合与矿化阶段以及不同矿化阶段矿物的微量元素和S-C-O-Sr同位素等的地球化学组成,揭示了拉诺玛矿床的成矿物质来源、反演了成矿流体演化特征、探讨了成矿年代学与成矿动力学背景,提出了拉诺玛矿床的成矿机制及其与区域上沉积岩容矿的铅锌矿床的成因联系。主要研究成果包括以下几个方面: (1)拉诺玛矿床存在Zn和Sb-Pb两阶段矿化。矿物学研究表明拉诺玛矿床硫化物主要存在黄棕色和黄白色两类闪锌矿以及草莓状、多孔筛状和半自形-自形三类黄铁矿。该矿床的矿物组合研究表明早阶段主要为Zn矿化,矿物组合以黄棕色闪锌矿+多孔筛状黄铁矿为主,存在少量方解石;而晚矿化阶段则以Sb-Pb矿化为主,矿物组合主要表现为S-Sb-Pb矿物+黄白色闪锌矿+半自形-自形黄铁矿+方解石。晚矿化阶段还发育有雌黄和雄黄。草莓状黄铁矿形成于Zn矿化之前,被后期的Zn和Sb-Pb矿化所交代。 (2)拉诺玛Sb-Pb矿化出现于中新世(~20Ma),形成于青藏高原后碰撞造山阶段。与拉诺玛Pb-Zn-Sb矿床晚阶段Sb-Pb矿化共生的方解石原位U-Pb年代学揭示Sb-Pb矿化出现在19.6±1.6Ma,揭示了三江特提斯地区中新世新的矿化事件。综合矿床成因特点以及区域的岩浆-构造活动时空分布特征,Sb-Pb矿化可能与三江特提斯地区同时代的淡色花岗岩为代表的长英质岩浆作用及其相关的剪切-走滑构造活动有关,形成于青藏高原后碰撞造山阶段(25~0Ma),属于青藏高原晚碰撞转换成矿作用的一部分。 (3)拉诺玛Pb-Zn-Sb矿床S-C-O-Sr组成指示岩浆作用深部过程和以硫酸盐、碳酸盐溶解作用为代表的浅部过程共同提供了成矿物质。深部岩浆来源硫主导了矿床成矿阶段硫化物和S-Sb-Pb矿物的形成。晚矿化阶段除了深部岩浆硫外,还存在浅部硫酸盐通过热化学还原作用形成的硫参与矿化。早期Zn矿化阶段和晚期Sb-Pb矿化阶段的方解石有着相似的C-O-Sr同位素组成,为深部岩浆与浅部碳酸盐岩溶解的多来源成因。 (4)温度和络阴离子控制着拉诺玛Pb-Zn-Sb矿床成矿流体的演化,温度是控制金属沉淀的重要因素。早矿化阶段的成矿流体相对富集Se、Fe、Mn等高温元素以及轻稀土元素;晚成矿阶段的成矿流体相对富集Cd等低温元素,同时富集中稀土元素;而成矿期后的流体则相对富集重稀土元素。综合分析成矿流体的温度、盐度、pH、氧逸度以及源区等的影响,温度和络阴离子共同控制着稀土元素REE在成矿流体中的演化,而温度是控制金属沉淀、硫化物形成的重要因素。 (5)拉诺玛Pb-Zn-Sb矿床成矿机制为流体混合成因的复合成矿过程。深部的岩浆活动一方面提供了包括硫等成矿物质在内的成矿流体;一方面作为热源,触发了含金属的盆地卤水的形成,并作为驱动力之一促使流体迁移。不同来源的成矿流体沿着逆冲推覆、剪切走滑等构造迁移、混合,发生矿化。而浅部的硫酸盐通过细菌和热化学还原作用以及碳酸盐岩溶解作用也提供了矿床所需的部分成矿物质(如硫等)。