红岭铅锌多金属矿床位于大兴安岭南段,是大兴安岭南段黄岗梁-甘珠尔庙成矿带的重要组成部分,也是该区内规模最大的矽卡岩型铅锌矿床之一。矿区矽卡岩型矿体多呈层状、似层状、透镜状产出于二叠系大石寨组大理岩与板岩的接触面之大理岩一侧。除矽卡岩型矿化外,矿区深部还发现有浸染状和石英脉型辉钼矿化,北部可见产于细晶岩或花岗斑岩中的钨锡矿化。前人对该矿床的矿床地质、成矿年代学等进行了一定的工作,但对矿区不同矿化类型之间的成因联系、成矿岩浆性质和成矿物质来源仍存在争议,制约了矿区成矿模型的建立和找矿勘查。本文以红岭铅锌多金属矿床为研究对象,在详细的野外和井下地质调研基础上,开展了系统的地质和地球化学研究,查明了矿区矿化和蚀变的空间分布及控制因素,精确厘定了成矿岩浆性质、岩浆起源、岩浆出溶流体过程和出溶流体特征,揭示了区内岩浆活动与成矿的成因联系,建立了基于构造-岩浆耦合的成矿地质模型,其成果可为指导矿区及区域找矿提供理论依据。 研究结果表明,矿区发育的侵入岩从早到晚分别为黑云母二长花岗岩(140.5±1.0 Ma)、黑云母正长斑岩(136.1±0.7 Ma)、花岗斑岩(133.3±0.9 Ma)和基性脉岩,其均为晚侏罗世-早白垩世岩浆活动产物。其中花岗斑岩中可见密切共生的细晶岩囊团和石英-钾长石晶洞,记录了岩浆-流体转化过程,细晶岩中锡石和黑钨矿的发现表明区内的钨锡矿化与花岗斑岩有关。黑云母正长斑岩呈NW向脉状产出,铅锌矿化受NE向断裂构造及板岩与大理岩的接触带控制,但矿化和蚀变的空间分布与黑云母正长斑岩密切相关,主要发育于脉体上盘,黑云母正长斑岩中可见铅锌矿化及与矿化同期的蚀变。全岩地球化学数据显示,花岗斑岩与黑云母正长斑岩显示了相似的稀土和微量元素配分特征,具有富SiO2、K2O,贫Al2O3的特点,微量元素中相对亏损Ba、Sr、P和Ti元素,相对富集REE(稀土元素)、U、Th和K等亲石元素。在Zr-10000*Ga/Al图解落入A型花岗岩区域。黑云母正长斑岩的全岩(87Sr/86Sr)i值介于 0.7115-0.7120 之间,εNd(t)介于 0.35-0.56 之间,锆石176Hf/177Hf分布于0.282864-0.282978之间,均显示了壳幔混源的特征。 流体包裹体研究结果表明,与钨锡矿化有关的流体具有中-高温(293-442℃)、中-高盐度(1.23-34.68 wt%NaCl eq.)、富CO2的特征。矽卡岩矿化早期的石榴子石中流体包裹体显示了中-高温(330-410℃)、中-高盐度(5.6-35.65 wt%NaCl eq.)的特征,石英-硫化物阶段流体包裹体具有中-高温(326.0-346.1℃)、中等盐度(15.8-17.1 wt%NaCl eq.)的特征。 二叠系大石寨组板岩的岩石学结果显示了火山碎屑岩的特征,其中发育由金属硫化物组成核部压力影,压力影的长轴方向平行岩石片理,核部由黄铜矿、闪锌矿和磁黄铁矿组成。与矿化同期的脉体和蚀变明显切穿片理和压力影构造,表明可能存在古生代与海底火山活动有关的成矿事件,这很好地解释了二叠系中高的Cu、Zn等背景值。压力影核部硫化物的原位硫同位素和微量元素结果表明,其S同位素δ34S(0.5-1.5 ‰)与矿石中硫化物的δ34S相近,受成矿期流体蚀变影响而发生重结晶的磁黄铁矿中Sb(0.02-0.37 ppm)、Bi(0.61-17.5 ppm)、Ag(0.31-2.64 ppm)、Pb(1.33-9.52 ppm)等元素含量明显低于未蚀变的磁黄铁矿中Sb(9.25-153 ppm)、Bi(97.5-515 ppm)、Ag(13.9-48.7 ppm)和Pb(81.1-1094 ppm),表明成矿期流体与围岩反应可以带出部分金属元素,二叠纪火山岩可能为区内的铜、锌多金属成矿提供了部分成矿金属,特别是Cu以及S。 综合矿区构造、蚀变、矿化的空间分布及与黑云母正长斑岩的空间关系,本文建立了矿区的成矿地质模型,并据此提出了矿区未来的找矿方向。主断裂上、下盘存在与主断裂平行的次级断裂,其中的脉状铜、铅锌矿化具有一定的找矿潜力,特别是NW向断裂(黑云母正长斑岩脉)上盘。主矿体深部可能存在构造控制的脉状矿化。另外,除铅锌矿化外,深部可能存在钼、钨、锡矿化,值得进一步工作。