内蒙古东部少郎河铅锌银矿田是华北克拉通北缘的大型铅锌银矿集区,矿田内发育多个铅锌矿床、银多金属矿床,备受广大学者关注。但其矿床成因和成矿时代等方面一直存在争议。这些问题直接制约了矿田的勘查和理论研究工作。本次研究在详细的野外工作的基础上,对矿田内的3个典型矿床开展了系统的成岩成矿年代学、岩石地球化学、矿床地质、成矿流体、成矿物质来源等方面的研究,探讨了少郎河铅锌银矿田成矿作用的主要因素,并进一步厘定了成矿期次,最终建立成矿模式。通过矿床地质的研究工作查明矿田内内存在3种矿床类型:矽卡岩铅锌矿、中高温热液脉型铅锌多金属矿和低硫化型浅成低温热液型矿床。矿田岩浆活动从新古代到早、晚古生代再到中生代一直都有活动。新太古代末期西水泉二长花岗岩结晶年龄为2527±25Ma;早古生代岩浆活动主要集中在中奥陶世(468±5.9Ma);晚古生代岩浆活动主要集中在二叠纪,从早二叠世(285.9±3.1Ma和274.2±2.9Ma)到晚二叠世(260.0±8.4Ma)为连续侵入;中生代岩浆活动主要集中在晚侏罗世(157.5±2.4Ma)和早白垩世(127.4±3.3Ma)。岩石地球化学的研究表明,新太古代末期二长花岗岩可能代表了少郎河地区存在前寒武基底;早奥陶世华北克拉通北缘在少郎河地区为活动大陆边缘,白乃庙岛弧带是发育在华北克拉通北侧的陆缘弧;早二叠世华北克拉通北缘是一个活动大陆边缘,古亚洲洋板块向南俯冲到华北地块下部;晚侏罗世,古亚洲洋演化已经结束,少郎河地区处于古太平洋板块西向俯冲的构造环境。矿床的成矿年代学研究表明:矿田内的铅锌矿化大致可以分为两期:中奥陶世的矽卡岩型铅锌矿化(468.2±5.9Ma)和早中二叠世的热液型铅锌矿化(265~268Ma)。其中早奥陶世的矽卡岩化与同时期的花岗岩岩体相关;早中二叠世的热液型铅锌矿化与西水泉花岗岩及其近于同期形成的同源岩体相关。成矿流体研究显示,矽卡岩型铅锌矿床主要发育两种类型的流体包裹体:富液相气液两相包裹体(L型)和富气相气液两相包裹体(V型)。包裹体气体成分主要为水蒸气和少量的CO。早期成矿流体为相对还原的高温低盐度(均一温度320~390°C,盐度1.5~5.5 wt% NaClequiv)H2O-NaCl体系,晚期是中温低盐度(均一温度150~190°C,盐度0.5~2.5 wt% NaClequiv)H2O-NaCl体系。H-O同位素分析工作,显示石英-硫化物阶段流体靠近原生岩浆水,而成矿晚阶段石英-方解石阶段的流体明显靠近大气水附近。C-O同位素组成特征,表明成矿流体为深源流体,可能与岩浆热液相关,成矿晚期有大气水的混合。中高温热液脉型铅锌多金属矿床同样发育富液相气液两相包裹体(L型)和富气相气液两相包裹体(V型)两种包裹体类型。流体中的气体主要为水蒸气。早期成矿流体为高温低盐度(均一温度280~370°C,盐度1~3.5 wt% NaClequiv)H2O-NaCl体系,晚期是中温低盐度(均一温度210~330°C,盐度0.5~2wt% NaClequiv)H2O-NaCl体系。H-O同位素测试结果显示石英-黄铜矿阶段流体靠近原生岩浆水,随着成矿的进行,流体性质逐渐偏向雨水线,成矿晚阶段流体明显靠近大气水,显示出后期大气水的加入。C-O同位素组成特征表明成矿流体早期为深源流体,可能与岩浆热液相关,成矿晚期有大气水的混合。浅成低温热液型矿床主要发育富液相气液两相包裹体(L型),流体中的气体主要为水蒸气。早期成矿流体为低温低盐度(均一温度190~270°C,盐度1~3 wt% NaClequiv)H2O-NaCl体系,并一直持续到晚期(均一温度190~250°C,盐度0.5~2 wt% NaClequiv)。H-O同位素特征表明早晚两期流体都显示出了岩浆水和大气水混合的特征,成矿晚阶段石英-方解石阶段的流体明显靠近大气水附近。C-O同位素组成特征表明成矿流体为深源流体和大气水的混合。成矿物质来源研究表明,3种类型的铅锌矿床的成矿物质主要来自深源岩浆,部分来自地层。其中地层来源的成矿物质所占比例从矽卡岩型矿床到中高温热液矿床再到浅成低温热液矿床有逐渐增高的趋势。综合各方面的研究,认为少郎河矿田内存在两期铅锌矿化:第一期是早奥陶世(468Ma)的矽卡岩型铅锌矿化。此时的古亚洲洋板块向南俯冲到华北板块之下,在俯冲背景之下形成的含矿花岗质岩浆上升侵位到大约2km处,与元古界碳酸盐围岩发生接触交代作用,并在接触带形成了矽卡岩型铅锌矿化。第二期是早中二叠世(270~265Ma)热液型铅锌矿化。此时古亚洲洋板块向南俯冲到华北克拉通北缘之下,新生下地壳发生部分熔融,形成原始的富矿岩浆。随着岩浆上升侵位,分异出携带大量铅、锌、银等金属元素的高温岩浆成矿热液。成矿热液在运移过程中,不断萃取地层中的金属元素,大气水的加入和同时发生的水岩反应导致热液的物化条件发生改变,铅、锌、银等金属元素在断裂空间中发生沉淀。最终形成热液型铅锌矿化。