清水塘铅锌矿床位于湖南省祁东县城西北38.5km与邵阳县交界处,处于扬子陆块东缘中段,衡阳盆地西北侧,是一个中型铅锌矿床。在野外地质工作的基础上,本文运用岩相学、元素地球化学、流体地球化学、同位素地球化学等方法,通过矿区内周家岭花岗岩显微观察、岩石化学、锆石U-Pb定年、锆石原位Hf同位素分析;矿石矿物显微观察,闪锌矿和含矿石英、方解石、重晶石中的流体包裹体显微观察、显微测温,闪锌矿激光拉曼探针分析;矿石S、Pb同位素分析,含矿石英H-O同位素分析,含矿方解石和地层中灰岩全岩的C-O同位素分析;阐述周家岭花岗岩的岩石化学性质、形成时代和物质来源,清水塘铅锌矿床形成的物理化学条件,以及成矿物质来源等。在以上研究基础上,参照前人研究成果,深入探讨清水塘铅锌矿床的地质特征和形成机制。周家岭花岗岩岩石化学分析显示,岩石以高硅、富碱,轻稀土元素和大离子亲石元素(Rb、Th、U、K)富集,重稀土元素、高场强元素(Nb、Ta、Ti)和Ba、Sr等元素亏损为特征。LA-ICP-MS锆石U-Pb加权平均年龄为203.0±1.4Ma(MSWD=0.49,2σ,N=19),属于印支晚期产物。锆石原位Hf同位素初始比值εHf(t)=-10.69~-6.31,均值为-8.32;Hf同位素二阶段模式年龄TDCM=1.59~1.85Ga,均值为1.71 Ga,表明周家岭花岗岩成岩物质主要来自古元古界下地壳。流体包裹体显微观察表明不同矿物载体中流体包裹体发育程度不一,但以富液相两相水溶液包裹体为主。其中闪锌矿和方解石载体中的流体包裹体比较发育,数量较多;石英载体中包裹体不太发育,数量较少;重晶石载体中流体包裹体则更少。流体包裹体显微测温显示闪锌矿、石英、方解石和重晶石的均一温度分别为 109℃~188℃、122℃~239℃、144℃~326℃ 和 149℃~221℃ 之间,均值分别为 146℃、175℃、216℃和 171℃;盐度分别为 9.47%~20.97%NaCleq.、0.18%~16.62%NaCleq.、0.18%~7.31%NaCleq.和 0.18%~1.57%NaCleq.,均值分别为 16.39%NaCleq.、8.24%NaCleq.、2.71%NaCleq.和 0.79%NaCleq.,其中闪锌矿均一温度和盐度相对比较集中。计算获取闪锌矿、石英、方解石的包裹体的压力分别为 10.6MPa、9.4MPa、11.7MPa,深度分别为和 1.0km、0.9km、1.2km。闪锌矿中富气相两相水溶液包裹体的气相成分主要为水蒸汽。表明清水塘铅锌矿床形成于浅成低温环境下,流体演化相对比较单一,成矿主要以混合作用为主。黄铁矿、方铅矿和闪锌矿硫同位素δ³⁴S介于-7.41‰~2.91‰之间,均值为-1.93‰,重晶石硫同位素δ³⁴S介于11.49‰~12.34‰之间,均值为11.98‰,硫的来源相对比较均一,主要来源于深源岩浆,并受到上部地壳物质的混染。黄铁矿、方铅矿和闪锌矿的Pb同位素总体比值206Pb/204Pb介于17.810~18.710之间,均值为 18.297;207Pb/204Pb 介于 15.497~15.726 之间,均值为 15.618;208Pb/204Pb介于37.858~38.834之间,均值为38.463,其中闪锌矿变化范围略偏大,表明矿石中的铅主要来源于地壳,可能混有少量地幔物质。含矿石英H-O同位素δDSMOW为-98.9‰~79.3‰,均值为-85.3‰,δ18OH2O为-4.00‰~0.63‰,均值为-2.30‰,表明成矿流体以岩浆水为主,晚期有大气降水的混入。矿石中的方解石δ13CPDB介于-5.3‰~-4.6 ‰之间,均值为-5.0‰,δ18 O SMOW 介于 12.30‰~13.48‰之间,均值为12.95‰,说明成矿流体可能来自深源;地层灰岩的δ13CPDB介于0.9‰~2.6‰之间,均值为 1.7‰,δ18 O SMOW 介于 21.86‰~23.39‰之间,均值为22.52‰,表明主要来自于海相碳酸盐岩。在中三叠世末-晚三叠世后期,随着挤压作用减弱,深部压力降低,应力减弱或挤压松弛体制之下,加厚的古元古界下地壳高温熔融形成的岩浆,沿着深大断裂上侵,最终形成周家岭花岗岩体。岩浆结晶晚期形成含有Pb、Zn、Cu、Au等成矿元素的流体,同时在与地层接触过程中,萃取部分寒武系上统和奥陶系下统地层中的成矿元素,在构造减压和大气降水混合作用下,使得流体中的成矿物质在适宜的构造部位富集沉淀形成了清水塘铅锌矿床。