宁镇地区栖霞山大型铅锌矿：成矿作用剖析、成因类型界定与成矿模式构建

宁镇地区栖霞山大型铅锌矿：成矿作用剖析、成因类型界定与成矿模式构建一、引言1.1研究背景与意义栖霞山铅锌矿坐落于江苏省南京市东郊的栖霞镇境内，地处长江中下游成矿带宁镇矿集区，是华东地区最大的铅锌多金属矿床，铅锌金属储量超过200万吨。该矿床的发现与开发历史已逾七十载，1957年正式建矿，历经三次技改扩建，截至2022年，年采选能力达35万吨，属中型有色金属矿山。其在区域矿产资源格局中占据关键地位，不仅是长江中下游成矿带的重要组成部分，也是宁镇多金属成矿亚带的典型代表。从区域地质背景来看，栖霞山铅锌矿所在的宁镇地区经历了复杂的地质演化历程。自元古代至中生代，该区域处于相对稳定的地台环境，沉积了一套多旋回的滨海-浅海相沉积建造，并夹有陆相碎屑岩建造。晚三叠世时期，坳陷带受挤压隆起形成褶皱，燕山期火山活动频繁，中酸性岩浆沿基底构造侵入，为成矿作用提供了重要的物质基础和动力条件。矿区出露地层主要为志留系-白垩系的海相碳酸盐岩及海陆交互相碎屑岩，地层分上下两个构造层，呈高角度不整合接触，这种独特的地层结构为成矿元素的富集提供了有利的空间场所。在成矿理论研究方面，深入剖析栖霞山铅锌矿的成矿作用，有助于揭示长江中下游成矿带的成矿规律。长期以来，对于该矿床的成因存在多种观点，如构造岩溶说、沉积渗流迭生说、沉积-热卤水复成说以及岩浆热液成因说等。不同观点的争论反映了矿床成因的复杂性，也凸显了进一步深入研究的必要性。通过对栖霞山铅锌矿的研究，能够综合运用地质学、地球化学等多学科方法，探讨成矿物质来源、成矿流体运移以及控矿因素等关键科学问题，从而完善区域成矿理论体系，为类似矿床的研究提供重要的参考范例。从找矿实践角度而言，栖霞山铅锌矿的研究具有重要的指导意义。尽管该矿床已历经多年勘查与开发，但仍具有较大的找矿潜力。通过对其成矿机制的深入理解，可以建立更加科学合理的成矿模型，为深部及外围找矿提供理论依据。例如，研究发现矿体主要赋存于中石炭统黄龙组下部的粗晶灰岩段，并受控于纵向断裂F2，以及Si/Ca界面与断裂构造的叠加部位对矿体产出位置的控制作用等，这些认识为在主矿体侧伏深部、纵向断裂F2两侧深部开展找矿工作提供了明确的方向。此外，成矿元素在垂向上的分带特征，以及深部发育的高温矿物，暗示了矿区自上而下存在热液型-矽卡岩型-斑岩型矿床的可能性，为寻找新的矿床类型提供了线索。1.2国内外研究现状自20世纪中叶以来，国内外学者围绕栖霞山铅锌矿开展了多方面的研究，研究成果丰富多样。在成矿作用研究方面，早期主要关注矿体的产出形态与地质构造的关系。20世纪60-70年代，通过对矿区地质构造的详细测绘，揭示了北东向纵断裂F2对矿体的控制作用，认为其不仅是矿体的赋存场所，还为成矿热液的运移提供通道。随着研究的深入，80-90年代开始运用地球化学手段，对成矿流体的性质和来源进行探索。例如，通过对硫同位素的分析，发现硫元素来源具有多样性，包括地壳深部与地幔的含矿热液、赋矿地层中有机流体裂解产生的S²⁻以及黄铁矿等。同时，对铅同位素模式年龄的研究表明，矿石铅主要来源于前寒武纪基底岩石，如埤城-孟河凸起部位出露的千枚岩震旦系嘉山组，其铅同位素与矿区铅同位素模式年龄相似，暗示了该地层可能是矿源层。在成因类型研究领域，长期存在多种观点的争论。早期的构造岩溶说认为，岩溶作用形成的溶蚀空间为成矿提供了场所，矿体主要受岩溶构造控制；沉积渗流迭生说则强调沉积作用是成矿物质初始富集的基础，后期热液改造作用较弱；沉积-热卤水复成说主张成矿物质源于沉积地层，在热卤水的作用下发生迁移和再富集；岩浆热液成因说则认为成矿物质主要来自岩浆，岩浆热液在运移过程中与围岩发生相互作用，形成了矿床。近年来，随着对矿区深部勘查的推进，在深部发现了绿帘石、透闪石、透辉石等矽卡岩蚀变矿物，以及与岩浆热液活动相关的地质现象，使得岩浆热液成因说得到了更多的支持。通过对黄铁矿、闪锌矿、方铅矿、黄铜矿中S同位素组成的分析，发现黄铁矿中的硫来源于沉积岩和岩浆，而闪锌矿、方铅矿和黄铜矿中的硫主要来源于岩浆；硫化物中Pb同位素的分布特征指示矿石铅主要来源于上地壳与地幔混合；碳酸盐矿物C、O同位素组成反映成矿流体与岩浆热液的亲缘关系；H、O同位素特征反映成矿流体主要为深部岩浆期后热液，并有大气水的加入，这些同位素地球化学证据进一步支持了岩浆热液成因的观点。在成矿模式构建方面，早期的研究主要基于矿体的产出特征和简单的地质分析，构建了较为简单的层控成矿模式，强调地层对矿体的控制作用。随着对成矿作用和成因类型认识的加深，逐渐发展出更复杂、综合的成矿模式。目前，较为认可的成矿模式认为，在燕山期岩浆活动的背景下，深部岩浆携带成矿物质上升，在有利的构造和地层部位，如纵向断裂F2与石炭-二叠系碳酸盐岩的交汇部位，与地层中的流体和有机质发生相互作用，导致成矿物质沉淀富集，形成了栖霞山铅锌矿。同时，成矿过程中还受到古岩溶构造、地层岩性等多种因素的影响，形成了具有复杂空间分布特征的矿体。尽管国内外学者对栖霞山铅锌矿的研究取得了丰硕成果，但仍存在一些不足之处。在成矿物质来源方面，虽然已确定了多种可能的来源，但对于各来源的贡献比例尚未能精确量化，尤其是在不同成矿阶段各来源的相对重要性仍不明确。在成矿流体运移机制研究中，对于热液在复杂地质构造中的具体运移路径和驱动力，缺乏详细的数值模拟和实验研究，导致对成矿流体的动态演化过程认识不够深入。在成矿模式方面，现有的成矿模式虽然综合考虑了多种因素，但对于一些特殊地质现象的解释仍存在局限性，如矿区内部分矿体的不规则形态和异常的元素分布特征，难以用现有模式进行圆满解释，需要进一步完善和细化成矿模式，以更好地反映矿床的形成过程。1.3研究内容与方法本研究聚焦于栖霞山大型铅锌矿，开展了一系列全面且深入的研究，具体内容涵盖以下几个关键方面：地质特征详细剖析：对栖霞山铅锌矿的地层、构造、岩浆岩等地质条件进行全方位的详细调查。精确绘制地层剖面图，深入研究地层的岩性组合、沉积序列以及地层间的接触关系，如志留系-侏罗系地层中上下两个构造层的特征与不整合接触关系。细致分析构造特征，包括断裂构造的产状、规模、力学性质以及对矿体的控制作用，尤其是北东向纵断裂F2对矿体的赋存和运移通道的关键影响，以及横向断裂与纵向断裂交会部位对矿体膨大的作用。同时，对矿区内可能存在的岩浆岩进行研究，包括岩浆岩的类型、分布范围以及与成矿作用的时空联系。成矿物质来源精准示踪：运用先进的同位素地球化学分析技术，对碳、氧、硫、铅等多种同位素进行精确测定。通过分析这些同位素的组成和变化特征，深入探究成矿物质的来源。例如，通过硫同位素分析，明确硫元素是否来源于地壳深部与地幔的含矿热液、赋矿地层中有机流体裂解以及黄铁矿等；利用铅同位素模式年龄分析，确定矿石铅是否主要来源于前寒武纪基底岩石，如千枚岩震旦系嘉山组。结合多种同位素的综合分析结果，全面揭示成矿物质的来源及其在成矿过程中的贡献。成矿流体性质与演化深入研究：通过对流体包裹体的系统研究，获取成矿流体的温度、压力、成分等关键参数。运用显微测温技术测定流体包裹体的均一温度和冰点温度，从而确定成矿温度和盐度；采用显微激光拉曼分析技术，分析包裹体中的气相和液相成分。研究成矿流体在不同成矿阶段的性质变化，揭示成矿流体的演化过程，包括成矿流体的来源、运移路径以及与围岩的相互作用。控矿因素综合解析：全面分析构造、地层、岩性等因素对成矿的控制作用。研究构造活动如何为成矿热液的运移提供通道和沉淀场所，地层岩性如何影响成矿元素的富集和矿体的产出形态。例如，分析石炭-二叠系碳酸盐岩地层对矿体赋存的控制作用，以及断裂构造与地层岩性的叠加部位对矿体形成的影响。综合考虑各种控矿因素，建立多因素耦合的控矿模型，深入理解成矿作用的发生机制。成因类型与成矿模式构建：基于上述多方面的研究成果，综合判断栖霞山铅锌矿的成因类型。通过对比不同成因观点的证据和合理性，结合地质、地球化学等多方面的实际资料，确定该矿床的成因类型。在成因类型确定的基础上，构建详细的成矿模式，包括成矿的物理化学条件、成矿过程的阶段性、成矿物质的迁移和沉淀机制等，以全面反映矿床的形成过程和演化历史。在研究方法上，本研究综合运用了多种先进的技术手段和研究方法：野外地质调查：进行全面系统的野外地质调查，包括地质填图、地质剖面测量、构造观测等。通过地质填图，精确绘制矿区的地质图，详细标注地层、构造、岩浆岩等地质体的分布范围和相互关系；地质剖面测量则获取地层和矿体的垂直分布信息，为研究地质结构和矿体赋存状态提供基础资料。对矿区内的断裂构造、褶皱构造等进行详细观测，记录其产状、规模、力学性质等参数，分析构造对成矿的控制作用。室内测试分析：采用先进的实验室测试技术，对采集的样品进行多方面的分析。利用电子探针分析技术，精确测定矿石矿物和脉石矿物的化学成分，了解矿物的组成和结构；运用电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）分析技术，测定样品中的微量元素和稀土元素含量，研究元素的地球化学特征和演化规律。通过同位素分析技术，如稳定同位素分析（硫、碳、氧、氢等）和放射性同位素分析（铅等），确定成矿物质来源、成矿流体性质以及成矿时代。地球物理与地球化学勘查：运用地球物理勘查方法，如重力测量、磁力测量等，探测地下地质结构和潜在的矿体分布。重力测量可以识别地下地质体的密度差异，磁力测量则可以检测磁性矿物的分布，从而推断隐伏岩体和矿体的位置。结合地球化学勘查方法，如土壤地球化学测量、岩石地球化学测量等，分析元素的分布特征和异常情况，圈定成矿有利区域，为找矿提供线索。数值模拟与实验研究：利用数值模拟方法，对成矿流体的运移、成矿物质的沉淀等过程进行模拟研究。通过建立数学模型，输入地质、地球化学等参数，模拟成矿过程中的物理化学变化，预测矿体的分布和规模。开展实验研究，如高温高压实验、流体-岩石相互作用实验等，模拟成矿的物理化学条件，验证和完善成矿理论，深入理解成矿机制。二、栖霞山铅锌矿地质背景2.1区域地质概况宁镇地区位于扬子陆块区-下扬子陆块分区-下扬子（苏皖）前陆盆地的中部，其大地构造位置独特，北西临秦祁昆造山系，南东接武夷-云开-台湾造山系。该区域在漫长的地质历史时期中，经历了多期次的构造运动和岩浆活动，这些复杂的地质过程对栖霞山铅锌矿的形成和分布产生了深远的影响。从地层发育情况来看，宁镇地区地层较为齐全，自震旦系至第四系均有出露。震旦系-三叠系主要为一套海相碳酸盐岩及海陆交互相沉积，这一时期的沉积环境相对稳定，为成矿元素的初步富集提供了物质基础。上侏罗统为陆相火山岩，其形成与燕山期强烈的火山活动密切相关，火山喷发带来了大量的热能和矿物质，进一步改变了区域的地质环境。白垩系、第三系以内陆盆地沉积为主，间夹有少量火山岩，这些沉积岩系在后期的地质作用中，与成矿热液发生相互作用，对成矿过程产生了重要影响。第四系以冲积、坡积物为主，覆盖在地表，对矿区的地质勘查和矿体开采具有一定的影响。在构造方面，印支运动奠定了宁镇地区的基本构造骨架，使得震旦系和古生界构造层产生了强烈的褶皱和断裂。燕山运动则继承并发展了印支运动的构造格局，进一步加剧了区域的构造变形。区内褶皱呈现出三背两斜的特征，分别为龙潭—仓头背斜、范家塘向斜、宝华山—巢凤山背斜、华墅—亭子向斜和汤山—仑山背斜。这些褶皱构造控制了地层的展布和岩相古地理，同时也为成矿热液的运移和矿体的赋存提供了有利的空间场所。区内断裂构造主要有长江大断裂、北北东向断裂及北西向断裂带。长江大断裂是印支运动前形成的基底断裂，它对栖霞山矿区和宁镇地区的地质构造、岩浆活动以及矿床的展布起到重要的控制作用。北北东向断裂和北西向断裂带相互交错，构成了复杂的断裂网络，这些断裂不仅是成矿热液运移的通道，还控制了矿体的分布和形态。例如，栖霞山铅锌矿的矿体主要赋存于北东向纵断裂F2上，该断裂不仅对主矿体形成了很好的控制，而且还为矿体的形成提供了通道，促进了含矿热液的不断运移。燕山期是宁镇地区岩浆活动最为频繁的时期，从晚侏罗世开始至晚白垩世结束，历经约80Ma（145-64Ma）。岩浆活动具有多期次多旋回的特点，侵入岩的时代可分为早、晚两期。燕山早期形成辉长岩、橄榄辉长岩、辉石岩、闪长岩、角闪岩等，年龄为145Ma。燕山晚期有三次侵入活动，第一次形成（石英）闪长玢岩；第二次形成花岗闪长岩、二长花岗岩及石英闪长岩，年龄为123-92Ma；第三次形成碱长花岗（斑）岩、辉绿岩、流纹斑岩，年龄在88-64Ma之间。岩浆活动对成矿作用具有重要影响。一方面，岩浆的侵入为成矿提供了热源，使地层中的成矿物质发生活化迁移；另一方面，岩浆本身携带了大量的成矿物质，这些成矿物质在岩浆演化过程中，通过与围岩的相互作用，逐渐富集形成矿体。例如，在栖霞山铅锌矿的成矿过程中，岩浆热液携带的铅、锌等成矿物质，在有利的构造和地层部位，与地层中的流体和有机质发生相互作用，导致成矿物质沉淀富集，形成了矿床。此外，岩浆活动还导致了围岩蚀变，形成了各种蚀变矿物，如硅化、绢云母化、绿帘石化等，这些蚀变矿物不仅是成矿作用的产物，也是找矿的重要标志。2.2矿区地质特征2.2.1地层栖霞山铅锌矿区出露地层主要为志留系-白垩系，这些地层记录了区域地质演化的关键信息，对成矿作用产生了重要影响。地层可分为上、下两个构造层，二者呈高角度不整合接触，这种独特的地层结构为成矿提供了有利的条件。下构造层由志留系至三叠系的海相、陆相及其过渡环境的碳酸盐岩和碎屑岩层组成。志留系高家边组为一套灰绿色泥岩、粉砂岩夹砂岩，厚度较大，其沉积环境为浅海相，富含丰富的有机质，为成矿元素的初始富集提供了物质基础。泥盆系五通组主要岩性为灰白色石英砂岩、粉砂岩，底部常含砾石，与下伏志留系呈假整合接触。该组砂岩的孔隙度和渗透性较好，有利于成矿流体的运移和扩散，在成矿过程中起到了通道和储集层的作用。石炭系高骊山组为紫红色粉砂岩、泥岩夹砂岩，局部含赤铁矿结核，反映了其沉积环境为滨海相。该组地层中的铁质成分在成矿过程中可能与铅锌等成矿元素发生化学反应，影响矿体的形成和分布。石炭系黄龙组为灰白色厚层灰岩、白云质灰岩，富含生物碎屑，是矿区最重要的赋矿层位。其岩性致密，化学性质稳定，在成矿热液的作用下，容易发生交代作用，形成铅锌矿体。二叠系船山组为灰白色厚层灰岩，夹燧石结核及条带，沉积环境为浅海相。该组地层与黄龙组在岩性和沉积环境上有一定的相似性，也可能参与了成矿作用。二叠系栖霞组为深灰色灰岩、生物灰岩，含大量珊瑚、腕足类化石，沉积环境为浅海相。该组地层中的生物化石为成矿提供了有机物质，促进了成矿元素的富集。三叠系青龙组为灰色、黄绿色页岩、泥灰岩夹灰岩，沉积环境为浅海相。该组地层中的页岩和泥灰岩具有较好的隔水性，对成矿流体的运移起到了一定的阻挡作用。上构造层为侏罗系象山群，主要由陆相碎屑岩和火山碎屑岩组成。象山群下段为灰白色石英砂岩、粉砂岩夹页岩，上段为紫红色粉砂岩、泥岩夹砂岩。其沉积环境为河流相、湖泊相，与下构造层的海相沉积环境有明显差异。象山群的碎屑岩粒度较粗，孔隙度较大，有利于成矿流体的运移，但由于其形成时代较晚，对成矿作用的直接影响相对较小。在象山群砂岩与下构造层之间的不整合面，常发育断裂破碎带，这些破碎带为成矿热液的运移提供了通道，同时也是矿体的重要赋存部位。地层与成矿的关系密切。中石炭统黄龙组碳酸相地层是最主要的赋矿层位，其岩性、岩相特征对矿体的形成和分布起到了关键控制作用。黄龙组下部的粗晶灰岩段，岩石结构疏松，孔隙度大，有利于成矿热液的渗透和交代作用的发生，因此矿体主要赋存于此。地层中的岩性组合和沉积旋回也对成矿产生影响。例如，在海相沉积向陆相沉积过渡的地层中，常出现沉积间断和不整合面，这些部位往往是成矿热液的汇聚和沉淀场所。此外，地层中的有机质含量也与成矿密切相关。有机质可以提供还原环境，促进金属离子的沉淀和富集，同时还可以与成矿元素形成络合物，增强成矿元素的迁移能力。2.2.2构造栖霞山铅锌矿区构造发育，经历了多期构造运动，这些构造运动塑造了矿区的地质构造格局，对矿体的控制作用显著。褶皱构造方面，下构造层褶皱强烈，栖霞山—甘家巷复式背斜是其主要褶皱构造，是背斜的西延再现部分。该复式背斜自北到南由甘家巷背斜、五亩山向斜、大凹山背斜、钱家渡向斜等次级褶皱组成。这些褶皱的轴向主要为北东-南西向，与区域构造线方向一致。褶皱的形态和规模对矿体的分布有一定影响。在背斜的轴部和翼部，由于岩石受力变形，裂隙发育，为成矿热液的运移和矿体的赋存提供了有利空间。例如，在甘家巷背斜的轴部，矿体较为富集，品位较高。上构造层由象山群砂页岩组成开阔的背斜褶皱，其褶皱幅度相对较小，对矿体的控制作用不如下构造层明显。断裂构造在矿区十分发育，主要有纵向断裂、横向断裂以及沿象山群砂岩与下构造层之间不整合面发生的断裂破碎带等。纵向断裂以F2为代表，是矿区的重要容矿构造之一。F2发育于栖霞山—甘家巷复背斜的南翼（倒转翼），断层面与地层层面大致平行或小角度相交，层间错动，略有逆冲，使浅部的五通组砂岩、下石炭统高丽山组粉砂岩逆冲到石炭、二叠系灰岩之上。其走向北东—西南，纵贯全区，断续长5000m以上，属压性、压扭性构造，具“先压后张”特征。F2不仅控制了矿体的分布，还为成矿热液的运移提供了通道。矿体主要赋存于F2断裂带上，其产状和形态受F2断裂的控制。横向断裂亦十分发育，可归纳为两级共40余条。一级横断裂规模较大的有甘家巷—钱家渡和栖霞—长林断裂，切割深，是导矿构造。二级横断裂部分与F2纵断裂配套，在成矿前发生，在交叉部位矿体往往膨大。例如，甘家巷—钱家渡横断裂与纵向断裂F2的交会处，矿体规模较大，品位较高。这些横断裂与纵断裂相互交错，构成了复杂的断裂网络，控制了成矿热液的流动路径和矿体的分布范围。沿象山群砂岩与下构造层之间不整合面发生的断裂破碎带，常被后期矿液充填交代，也是重要容矿构造。此外，古岩溶构造等也对矿体的形成和分布有一定影响，它们常被后期矿液充填，形成不规则的矿体。构造对矿体的控制作用主要体现在以下几个方面。构造为成矿热液的运移提供了通道，使成矿热液能够在有利的构造部位富集沉淀形成矿体。断裂构造的性质、产状和规模决定了矿体的形态、产状和规模。例如，F2断裂的压扭性特征使得矿体呈脉状、似层状产出，且矿体的走向与断裂走向一致。褶皱构造的轴部和翼部，由于岩石破碎，裂隙发育，有利于成矿热液的渗透和矿体的形成。构造活动还可以改变地层的物理化学性质，促进成矿元素的活化、迁移和富集。在构造应力的作用下，地层中的矿物发生变形、破裂，释放出成矿元素，使其在热液中发生迁移，在有利的构造部位沉淀成矿。2.2.3岩浆岩栖霞山铅锌矿区内浅部及附近未见大规模岩浆岩分布，仅在甘家巷地表、钻孔中见闪长玢岩脉。虽然岩浆岩出露较少，但通过航磁资料显示，栖霞山象山群砂岩分布区存在低缓磁异常，推测下部可能存在隐伏岩体。从区域地质背景来看，宁镇地区燕山期岩浆活动频繁，从晚侏罗世开始至晚白垩世结束，历经约80Ma（145-64Ma）。岩浆活动具有多期次多旋回的特点，侵入岩的时代可分为早、晚两期。燕山早期形成辉长岩、橄榄辉长岩、辉石岩、闪长岩、角闪岩等，年龄为145Ma。燕山晚期有三次侵入活动，第一次形成（石英）闪长玢岩；第二次形成花岗闪长岩、二长花岗岩及石英闪长岩，年龄为123-92Ma；第三次形成碱长花岗（斑）岩、辉绿岩、流纹斑岩，年龄在88-64Ma之间。栖霞山铅锌矿的形成可能与燕山期岩浆活动密切相关。岩浆岩与成矿的时空关系表现为，岩浆活动为成矿提供了热源和物质来源。岩浆侵入过程中，携带了大量的热能，使地层中的成矿物质发生活化迁移。同时，岩浆本身也携带了铅、锌、铜等成矿物质，这些成矿物质在岩浆演化过程中，通过与围岩的相互作用，逐渐富集形成矿体。从时间上看，成矿作用可能发生在岩浆活动的晚期阶段，此时岩浆热液中的成矿物质浓度较高，且随着岩浆热液的运移，在有利的构造和地层部位沉淀成矿。岩浆岩对成矿的作用机制主要包括以下几个方面。岩浆岩的侵入为成矿提供了热动力条件，促使成矿热液的循环和运移。岩浆热液在上升过程中，与围岩发生化学反应，将围岩中的成矿元素溶解出来，形成含矿热液。含矿热液在构造通道中运移，遇到合适的物理化学条件时，成矿物质沉淀析出，形成矿体。岩浆岩与围岩的接触带，由于岩石性质的差异，容易形成裂隙和孔隙，为成矿热液的聚集和矿体的形成提供了有利空间。在接触带附近，常发生矽卡岩化等蚀变作用，这些蚀变矿物与矿体的形成密切相关。例如，在一些矽卡岩型矿床中，矽卡岩矿物的形成是成矿作用的重要标志。三、栖霞山铅锌矿成矿作用3.1成矿元素地球化学特征栖霞山铅锌矿中，铅、锌、银等成矿元素呈现出独特的地球化学特征，这些特征对于揭示矿床的形成机制和演化过程具有重要意义。从含量方面来看，矿区内铅、锌含量较高，是主要的成矿元素。其中，铅主要以方铅矿（PbS）的形式存在，锌则主要赋存于闪锌矿（ZnS）中。根据对矿石样品的分析，铅的含量在不同矿体和矿石类型中有所差异，一般在5%-15%之间，最高可达20%以上；锌的含量通常在8%-18%之间，部分矿体中锌含量超过20%。银作为重要的伴生元素，虽然含量相对较低，但具有较高的经济价值。银的含量一般在100-500g/t之间，在一些富银矿体中，银含量可超过1000g/t。此外，矿石中还伴生有铜、金、硒、铟等有益元素，以及砷、碳等有害元素。铜主要以黄铜矿（CuFeS₂）的形式存在，含量在0.1%-1%之间；金含量较低，一般在0.5-3g/t之间；硒、铟等微量元素虽然含量极微，但在矿石中也有一定的富集。成矿元素的赋存状态复杂多样。铅主要以独立矿物方铅矿的形式存在，少量铅可能以类质同象的形式存在于其他矿物中，如闪锌矿、黄铁矿等。方铅矿晶体结构稳定，其晶格中的铅离子与硫离子通过离子键结合，形成立方晶系的晶体结构。锌在闪锌矿中占据主要晶格位置，闪锌矿的晶体结构为等轴晶系，锌离子与硫离子通过共价键和离子键的混合键型结合。银的赋存状态较为复杂，一部分银以独立矿物的形式存在，如银黝铜矿、辉银矿等；另一部分银则以类质同象的形式存在于方铅矿和闪锌矿中。银黝铜矿晶体结构中，银离子与铜、铁、锌等金属离子共同占据晶格位置，形成复杂的硫化物矿物；辉银矿则是一种简单的硫化银矿物，银离子与硫离子通过离子键结合。在方铅矿和闪锌矿中，银离子可能通过替代铅离子或锌离子的位置，以类质同象的形式存在，这种替代作用与银、铅、锌离子的半径和化学性质有关。从地球化学行为角度分析，铅、锌、银等成矿元素在成矿过程中表现出不同的迁移和富集规律。在热液成矿阶段，铅、锌、银等元素以离子或络合物的形式存在于成矿热液中。热液中的铅离子可能与氯、硫等配位体形成络合物，如PbCl⁺、PbS₂²⁻等，这些络合物在热液中具有较高的溶解度，能够随着热液的运移而迁移。锌离子在热液中也能与氯、硫等形成络合物，如ZnCl⁺、ZnS₂²⁻等。银离子则更容易与硫形成络合物，如AgS⁻等。当热液运移到有利的构造和地层部位时，由于物理化学条件的改变，如温度降低、压力减小、pH值和Eh值变化等，导致络合物的稳定性降低，成矿元素发生沉淀富集。在与围岩发生交代作用时，成矿元素会与围岩中的矿物发生化学反应，置换出其中的某些离子，形成新的矿石矿物。方铅矿可能与围岩中的碳酸盐矿物发生交代作用，铅离子置换碳酸盐矿物中的钙离子，形成含铅的碳酸盐矿物，随着交代作用的进行，最终形成方铅矿。这种地球化学行为受到成矿热液的成分、温度、压力、酸碱度以及围岩性质等多种因素的综合控制。3.2成矿流体特征3.2.1流体包裹体研究流体包裹体是成矿流体被捕获在矿物晶格缺陷或晶穴中形成的微小包裹体，它们记录了成矿流体的温度、压力、成分等重要信息，是研究成矿作用的关键手段之一。对栖霞山铅锌矿的流体包裹体进行岩相学和显微测温等分析，能深入了解成矿流体的特征。在岩相学研究中，通过显微镜观察发现，栖霞山铅锌矿的流体包裹体类型主要为气液两相包裹体和纯液相包裹体。气液两相包裹体较为常见，其中气相体积占比一般在5%-30%之间，表明成矿流体具有一定的挥发分含量。纯液相包裹体则相对较少，主要出现在某些特定的矿物中，如石英和方解石等。这些包裹体的形态多样，常见的有椭圆形、圆形、不规则形等，其大小也存在差异，一般在5-30μm之间。包裹体的分布具有一定的规律性，在矿石矿物中，包裹体主要沿矿物的生长环带或裂隙分布；在脉石矿物中，包裹体则多分布于矿物的内部。这种分布特征与矿物的结晶过程和后期热液作用密切相关，反映了成矿流体在不同阶段的活动情况。利用显微测温技术对流体包裹体进行分析，获取了成矿流体的温度和盐度数据。主成矿期第一阶段磁铁矿-石英阶段的包裹体均一温度集中在280-380℃之间。这一温度范围表明，在该阶段成矿流体处于较高的温度状态，有利于成矿元素的溶解和迁移。较高的温度使得成矿元素能够以离子或络合物的形式稳定存在于成矿热液中，随着热液的运移，为后续的成矿作用提供了物质基础。该阶段包裹体的盐度变化于4.24%-9.86%NaCleqv之间。盐度的存在会影响成矿流体的物理化学性质，如密度、黏度等，进而影响成矿元素的迁移和沉淀。较高的盐度可能增强了成矿流体对成矿元素的溶解能力，促进了成矿元素在热液中的迁移。第二阶段石英-硫化物阶段的包裹体均一温度集中在180-320℃之间，与第一阶段相比，温度有所降低。这可能是由于成矿过程中热液与围岩发生了热交换，导致温度下降；也可能是热液在运移过程中，压力逐渐降低，引起温度的变化。温度的降低使得成矿流体的物理化学性质发生改变，导致成矿元素的溶解度降低，从而发生沉淀。该阶段包裹体的盐度变化于1.74%-8.00%NaCleqv之间，盐度也有所下降。盐度的降低可能是由于热液与低盐度的流体发生了混合，或者是成矿过程中某些矿物的沉淀导致盐度的变化。第三阶段石英-碳酸盐岩阶段的包裹体均一温度变化于80-160℃之间，温度进一步降低。此时成矿流体的温度已接近常温，成矿作用逐渐减弱。该阶段包裹体的盐度变化于0.53%-6.74%NaCleqv之间，盐度也处于较低水平。在这一阶段，成矿流体中的成矿元素已基本沉淀完毕，剩余的流体主要参与了石英和碳酸盐岩等脉石矿物的形成。从第一阶段到第三阶段，均一温度和盐度均呈现降低的趋势。这种趋势显示了流体混合的特征，可能是矿质沉淀的重要机制。在成矿过程中，不同来源或不同性质的流体发生混合，导致成矿流体的物理化学条件发生改变，从而使成矿元素沉淀析出。热液与围岩中的地下水发生混合，会改变热液的温度、盐度和酸碱度等，使得成矿元素的溶解度降低，最终沉淀形成矿体。此外，流体混合还可能引发化学反应，促进成矿元素的沉淀。不同流体中的化学成分相互作用，形成新的化合物，导致成矿元素的沉淀。3.2.2氢氧同位素分析氢氧同位素分析是研究成矿流体来源和演化的重要方法。通过对栖霞山铅锌矿相关矿物的氢氧同位素组成进行分析，可以揭示成矿流体的来源和演化过程。对矿区内主要脉石矿物石英和碳酸盐矿物进行氢氧同位素测试。石英的δD值为-80.3‰-69.9‰，δ18OH₂O值为-1.9‰-5.5‰。这些数据表明，成矿流体中的氢氧同位素组成具有一定的特征。δD值反映了成矿流体中氢同位素的相对含量，而δ18OH₂O值则反映了氧同位素的相对含量。在自然界中，不同来源的水具有不同的氢氧同位素组成。岩浆水的δD值一般在-80‰-40‰之间，δ18OH₂O值在5‰-10‰之间；大气降水的δD值变化范围较大，一般在-150‰-50‰之间，δ18OH₂O值在-20‰-10‰之间；海水的δD值为0‰左右，δ18OH₂O值为0‰-1‰之间。将栖霞山铅锌矿的氢氧同位素数据与不同来源水的氢氧同位素组成范围进行对比。结果显示，成矿流体的氢氧同位素组成与岩浆水和大气降水的氢氧同位素组成存在一定的重叠。这表明成矿流体主要为岩浆流体，后期有大气降水的加入。在成矿早期，岩浆活动强烈，岩浆热液携带大量的成矿物质上升到地壳浅部。这些岩浆热液具有较高的温度和压力，其中的氢氧同位素组成与岩浆水相似。随着成矿过程的进行，大气降水通过地表裂隙等通道渗入地下，与岩浆热液发生混合。大气降水的加入改变了成矿流体的氢氧同位素组成，使其逐渐向大气降水的氢氧同位素组成靠近。成矿流体中大气降水的加入对成矿作用产生了重要影响。大气降水的加入会改变成矿流体的温度、盐度和酸碱度等物理化学性质。大气降水的温度较低，加入到岩浆热液中会导致成矿流体的温度降低。温度的降低会影响成矿元素的溶解度和化学反应速率，促使成矿元素沉淀析出。大气降水的盐度较低，加入后会降低成矿流体的盐度，改变成矿流体的离子强度和化学平衡，进而影响成矿元素的迁移和沉淀。大气降水的酸碱度与岩浆热液也可能不同，其加入会改变成矿流体的酸碱度，影响成矿元素的存在形式和化学反应过程。在酸性条件下，成矿元素可能以离子形式存在，而在碱性条件下，成矿元素可能形成络合物或沉淀。大气降水的加入还可能带来新的化学成分，与岩浆热液中的成分发生化学反应，促进成矿作用的进行。大气降水中可能含有溶解的氧气、二氧化碳等气体，这些气体与岩浆热液中的成分反应，会改变成矿流体的氧化还原条件，影响成矿元素的沉淀和矿物的形成。3.3成矿作用过程根据地质特征和地球化学数据推断，栖霞山铅锌矿的成矿作用发生于燕山期，该时期强烈的构造运动和岩浆活动为成矿提供了关键条件。构造运动导致地层褶皱和断裂，形成了大量的构造空间，为成矿热液的运移和沉淀提供了通道和场所；岩浆活动不仅提供了热源，促使成矿元素活化迁移，还直接提供了部分成矿物质。成矿物理化学条件方面，温度、压力、酸碱度（pH值）和氧化还原电位（Eh值）等因素对成矿过程产生重要影响。通过流体包裹体研究可知，主成矿期第一阶段磁铁矿-石英阶段的包裹体均一温度集中在280-380℃之间，表明该阶段成矿流体处于较高温度状态。高温有利于成矿元素的溶解和迁移，使成矿元素能够以离子或络合物的形式稳定存在于成矿热液中。随着成矿过程的进行，第二阶段石英-硫化物阶段的包裹体均一温度集中在180-320℃之间，温度有所降低。温度的降低使得成矿流体的物理化学性质发生改变，导致成矿元素的溶解度降低，从而发生沉淀。第三阶段石英-碳酸盐岩阶段的包裹体均一温度变化于80-160℃之间，温度进一步降低，此时成矿作用逐渐减弱。成矿压力与成矿深度密切相关，随着成矿深度的增加，成矿压力逐渐增大。构造运动、岩浆活动等地质作用也会导致成矿压力的变化。在栖霞山铅锌矿的成矿过程中，构造运动形成的断裂和褶皱为成矿热液的运移提供了通道，同时也改变了地层的压力环境。岩浆活动产生的热液在上升过程中，会对周围地层产生压力，促使成矿热液在构造空间中运移和沉淀。酸碱度（pH值）和氧化还原电位（Eh值）对成矿元素的存在形式和迁移能力有重要影响。在酸性条件下，成矿元素可能以离子形式存在，而在碱性条件下，成矿元素可能形成络合物或沉淀。氧化还原电位的变化会影响成矿元素的价态，从而影响其溶解度和迁移能力。在栖霞山铅锌矿的成矿过程中，成矿热液的酸碱度和氧化还原电位可能随着成矿阶段的不同而发生变化。在早期高温阶段，成矿热液可能呈酸性，有利于成矿元素的溶解和迁移；随着温度降低，成矿热液的酸碱度和氧化还原电位可能发生改变，导致成矿元素沉淀。根据矿物共生组合和包裹体特征等，可将栖霞山铅锌矿的成矿过程划分为三个主要阶段：磁铁矿-石英阶段：在这一阶段，成矿流体温度较高，处于280-380℃之间，盐度变化于4.24%-9.86%NaCleqv之间。成矿流体中富含铁、硅等元素，在合适的物理化学条件下，磁铁矿和石英首先结晶沉淀。磁铁矿的形成与成矿流体中的铁离子在氧化还原条件变化时的沉淀有关，而石英则是由于硅离子在热液中的过饱和而结晶。此阶段形成的磁铁矿和石英构成了矿床的早期矿物组合，为后续成矿作用奠定了基础。石英-硫化物阶段：随着成矿过程的推进，成矿流体温度降低至180-320℃，盐度变化于1.74%-8.00%NaCleqv之间。此时，成矿流体中的铅、锌、银等成矿元素与硫结合，形成方铅矿、闪锌矿、银黝铜矿等硫化物矿物。这些硫化物矿物与石英共生，构成了矿床的主要矿石矿物组合。在这一阶段，成矿流体中的硫主要来源于地壳深部与地幔的含矿热液、赋矿地层中有机流体裂解以及黄铁矿等。成矿元素与硫的结合是由于成矿流体的物理化学条件改变，导致硫离子与成矿元素的络合物稳定性降低，从而使成矿元素以硫化物的形式沉淀析出。石英-碳酸盐岩阶段：成矿晚期，成矿流体温度进一步降低至80-160℃，盐度变化于0.53%-6.74%NaCleqv之间。此时，成矿流体中的钙、镁等元素与碳酸根离子结合，形成方解石、白云石等碳酸盐矿物。这些碳酸盐矿物与石英共生，构成了矿床的晚期矿物组合。在这一阶段，成矿作用逐渐减弱，剩余的成矿流体主要参与了石英和碳酸盐岩等脉石矿物的形成。成矿流体中的碳酸根离子可能来源于大气降水或地层中的有机质分解，与钙、镁等元素结合形成碳酸盐矿物沉淀。四、栖霞山铅锌矿成因类型4.1主要成因观点综述关于栖霞山铅锌矿的成因，学界长期存在多种观点，这些观点从不同角度对矿床的形成机制进行了解释，各有其依据和局限性。岩浆期后中低温热液矿床观点认为，成矿作用与区域燕山期岩浆活动密切相关。在燕山期，强烈的岩浆活动导致岩浆侵入地壳浅部，岩浆热液携带大量的成矿物质，如铅、锌、银等。这些成矿物质在岩浆热液的运移过程中，与围岩发生相互作用，随着物理化学条件的改变，如温度降低、压力减小、酸碱度和氧化还原电位变化等，成矿物质逐渐沉淀富集，形成了铅锌矿体。支持这一观点的证据包括硫同位素分析，研究发现黄铁矿中的硫来源于沉积岩和岩浆，而闪锌矿、方铅矿和黄铜矿中的硫主要来源于岩浆，表明岩浆为成矿提供了重要的物质来源。铅同位素的分布特征指示矿石铅主要来源于上地壳与地幔混合，进一步说明岩浆活动在成矿过程中的重要作用。此外，碳酸盐矿物C、O同位素组成反映成矿流体与岩浆热液的亲缘关系，H、O同位素特征反映成矿流体主要为深部岩浆期后热液，并有大气水的加入，这些同位素地球化学证据都支持了岩浆期后中低温热液矿床的观点。沉积改造矿床观点主张，矿床形成以石炭纪同生沉积为主。在石炭纪时期，区域处于相对稳定的沉积环境，海相沉积作用使得铅、锌等成矿元素在特定的地层中初步富集。这些地层中的成矿元素可能来自陆源碎屑、生物碎屑以及化学沉淀等。在后期的地质演化过程中，燕山期热液对前期沉积的成矿物质进行了叠加改造。热液的作用使得成矿元素发生迁移和再富集，从而形成了现今所见的铅锌矿体。支持这一观点的依据在于矿区内矿体的层状、似层状产出特征，与沉积地层的产状具有一定的一致性。矿体主要赋存于中石炭统黄龙组下部的粗晶灰岩段，该地层的岩性、岩相特征对矿体的形成和分布起到了重要的控制作用，显示出沉积作用对成矿的重要影响。然而，该观点难以解释一些与岩浆活动相关的地质现象，如矿区深部发现的绿帘石、透闪石、透辉石等矽卡岩蚀变矿物，这些矿物的形成通常与岩浆热液活动密切相关。复生后成层控矿床观点强调矿床的后成层控特征。成矿物质具有多源性，不仅来源于沉积地层，还可能来自深部地层、岩浆等。铅锌富集期主要为燕山期，在这一时期，区域构造活动强烈，岩浆活动提供了热动力，促使成矿物质发生活化迁移。构造运动形成的断裂和褶皱为成矿热液的运移提供了通道和沉淀场所，地层中的岩性、岩相差异也对成矿元素的富集和矿体的产出形态产生重要影响。支持这一观点的证据包括铅同位素模式年龄分析，提示其主要为正常铅，基底岩石前寒武纪是该矿床的主要来源，表明成矿物质具有多源性。矿体的产出受地层和构造的双重控制，在石炭-二叠系碳酸盐岩与纵向断裂F2的交会部位，矿体较为富集，品位较高，体现了层控和构造控矿的特点。但该观点在解释成矿流体的具体来源和演化过程时，存在一定的模糊性，对于一些同位素地球化学特征的解释也不够完善。4.2基于地质特征的成因分析从地层角度来看，栖霞山铅锌矿的矿体主要赋存于中石炭统黄龙组下部的粗晶灰岩段，该地层的岩性、岩相特征对矿体的形成和分布起到了关键控制作用。黄龙组下部的粗晶灰岩段岩石结构疏松，孔隙度大，有利于成矿热液的渗透和交代作用的发生，为成矿提供了良好的场所。地层中的有机质含量也与成矿密切相关。黄龙组中的菌藻类生物为成矿流体与矿石成矿过程提供了主要的有机质来源，有机流体在赋矿地层不断裂解，产生的S²⁻为矿质沉淀提供了条件，这表明地层不仅提供了成矿的空间，还参与了成矿物质的来源和化学反应过程。构造对成矿的控制作用显著。北东向纵断裂F2是矿区的重要容矿构造，它不仅对主矿体形成了很好的控制，而且还为矿体的形成提供了通道，促进了含矿热液的不断运移。F2发育于栖霞山—甘家巷复背斜的南翼（倒转翼），断层面与地层层面大致平行或小角度相交，这种构造特征使得成矿热液能够沿着断裂面运移，并在合适的部位沉淀成矿。横向断裂与纵向断裂交会部位矿体往往膨大，如甘家巷—钱家渡横断裂与纵向断裂F2的交会处，矿体规模较大，品位较高。这些横断裂与纵断裂相互交错，构成了复杂的断裂网络，控制了成矿热液的流动路径和矿体的分布范围。此外，古岩溶构造等也对矿体的形成和分布有一定影响，它们常被后期矿液充填，形成不规则的矿体。岩浆岩虽在矿区内出露较少，但对成矿作用具有重要影响。区域燕山期岩浆活动频繁，从晚侏罗世开始至晚白垩世结束，历经约80Ma（145-64Ma）。岩浆活动为成矿提供了热源和物质来源。岩浆侵入过程中，携带了大量的热能，使地层中的成矿物质发生活化迁移。通过硫同位素分析发现，黄铁矿中的硫来源于沉积岩和岩浆，而闪锌矿、方铅矿和黄铜矿中的硫主要来源于岩浆，这表明岩浆为成矿提供了重要的硫源。铅同位素的分布特征指示矿石铅主要来源于上地壳与地幔混合，进一步说明岩浆活动在成矿过程中的重要作用。虽然矿区内仅在甘家巷地表、钻孔中见闪长玢岩脉，但航磁资料显示栖霞山象山群砂岩分布区存在低缓磁异常，推测下部可能存在隐伏岩体，该隐伏岩体可能对成矿起到了重要的作用。4.3基于同位素地球化学的成因判断碳、氧同位素分析为研究栖霞山铅锌矿的成矿物质来源和流体性质提供了关键线索。对矿床内方解石的碳、氧同位素分析显示，中石炭统黄龙组层位灰岩的碳、氧同位素δ13Cv-PDB=-3.6‰--1.3‰，δ18Ov-SMOW=19.8‰-21.6‰，与正常海相灰岩的碳、氧同位素数值（δ13Cv-PDB=-4‰-+4‰，δ18Ov-SMOW=20‰-24‰）相当，这表明赋矿地层中的灰岩具有海相沉积的特征，为成矿提供了一定的物质基础。矿石中脉石矿物方解石的碳同位素组成为δ13Cv-PDB=-4.5‰-3.6‰，其值总体与围岩较为接近，但离散度相对较大。这可能是由于成矿过程中受到多种因素的影响，如成矿流体的混合、围岩的交代作用等。矿石方解石δ18Ov-SMOW值为7.65‰-16.7‰，明显小于赋矿围岩的氧同位素组成。矿石碳、氧同位素数据主要分布在花岗岩区间，少量落入花岗岩与海相碳酸盐岩的过渡区间，而且近于线形形态，反映了成矿流体与地幔或深部流体的亲缘关系。这说明成矿流体可能来源于深部岩浆热液，在上升过程中与围岩发生了相互作用，导致碳、氧同位素组成发生了变化。闪锌矿包裹体中二氧化碳（气相）的碳同位素组成为-9.07‰--7.38‰，呈现较大的负值，显示幔源特征。考虑到矿体赋存在生物碎屑灰岩及沥青质灰岩内，并且野外发现矿区出露岩层内也夹有许多薄层炭质板岩，故不排除有少量有机碳的加入。这进一步表明成矿物质来源具有多源性，不仅有深部岩浆热液的贡献，还可能有地层中有机物质的参与。硫同位素分析对于确定成矿物质来源具有重要意义。前人对矿区硫同位素进行了较多研究，发现黄铁矿中的硫来源于沉积岩和岩浆，而闪锌矿、方铅矿和黄铜矿中的硫主要来源于岩浆。这一结果表明，在成矿过程中，岩浆热液提供了主要的硫源，而沉积岩中的硫也参与了成矿作用。硫元素来源的多样性可能与成矿过程中的物理化学条件变化有关。在热液作用下，地壳深部与地幔部位的含矿热液携带硫元素运移到有利的成矿部位；同时，赋矿地层中有机流体的裂解也产生了S²⁻，为矿质沉淀提供了条件。黄铁矿作为一种常见的硫化物矿物，其硫同位素组成反映了沉积岩和岩浆的混合特征，而闪锌矿、方铅矿和黄铜矿中的硫主要来自岩浆，这可能是由于它们在成矿过程中的沉淀条件和时间不同所致。铅同位素分析可以揭示矿石铅的来源和演化历史。硫化物中铅同位素的分布特征指示矿石铅主要来源于上地壳与地幔混合。通过对该矿床的铅同位素模式年龄分析，提示其主要为正常铅，基底岩石前寒武纪是该矿床的主要来源。千枚岩震旦系嘉山组主要出露于埤城-孟河凸起部位，主要分布在宁镇的东部地区，其铅同位素与本矿区铅同位素模式年龄存在非常类似的特点，提示其矿源层主要为千枚岩震旦系。这表明成矿物质不仅来源于深部岩浆和沉积地层，还与前寒武纪基底岩石有关。上地壳与地幔的混合可能是由于岩浆活动，使得地幔物质与上地壳物质发生了混合，从而为成矿提供了丰富的铅源。前寒武纪基底岩石中的铅元素在后期的地质作用中被活化迁移，参与了栖霞山铅锌矿的成矿过程。综合碳、氧、硫、铅同位素分析结果，栖霞山铅锌矿的成矿物质来源具有多源性，既与岩浆活动密切相关，又受到沉积地层和基底岩石的影响。成矿流体主要为深部岩浆期后热液，后期有大气降水的加入。这些同位素地球化学证据支持了岩浆期后中低温热液矿床的观点，同时也表明成矿过程中存在沉积物质的参与和改造。五、栖霞山铅锌矿成矿模式5.1成矿模式的建立综合前文对成矿作用、成因类型的研究成果，建立栖霞山铅锌矿的成矿模式。该模式以燕山期构造-岩浆活动为背景，涵盖了成矿物质来源、运移路径以及沉淀富集等关键过程。在成矿物质来源方面，具有多源性特征。通过铅同位素模式年龄分析可知，矿石铅主要来源于前寒武纪基底岩石，如千枚岩震旦系嘉山组，其铅同位素与矿区铅同位素模式年龄相似，表明该地层可能是重要的矿源层。硫同位素分析显示，黄铁矿中的硫来源于沉积岩和岩浆，而闪锌矿、方铅矿和黄铜矿中的硫主要来源于岩浆。这说明岩浆为成矿提供了重要的硫源，同时沉积岩中的硫也参与了成矿作用。碳、氧同位素分析反映出成矿流体与地幔或深部流体的亲缘关系，矿石碳、氧同位素数据主要分布在花岗岩区间，少量落入花岗岩与海相碳酸盐岩的过渡区间，而且近于线形形态。闪锌矿包裹体中二氧化碳（气相）的碳同位素组成为-9.07‰--7.38‰，呈现较大的负值，显示幔源特征，同时考虑到矿体赋存在生物碎屑灰岩及沥青质灰岩内，并且野外发现矿区出露岩层内也夹有许多薄层炭质板岩，故不排除有少量有机碳的加入，进一步表明成矿物质来源的多源性。成矿流体主要为深部岩浆期后热液，后期有大气降水的加入。氢氧同位素分析显示，石英的δD值为-80.3‰-69.9‰，δ18OH₂O值为-1.9‰-5.5‰，表明成矿流体主要为岩浆流体，后期有大气降水的加入。这种混合的成矿流体在构造运动和岩浆活动的驱动下，沿着断裂和地层孔隙等通道运移。北东向纵断裂F2是矿区的重要控矿构造，它不仅对主矿体形成了很好的控制，而且还为矿体的形成提供了通道，促进了含矿热液的不断运移。横向断裂与纵向断裂交会部位矿体往往膨大，如甘家巷—钱家渡横断裂与纵向断裂F2的交会处，矿体规模较大，品位较高。这些横断裂与纵断裂相互交错，构成了复杂的断裂网络，控制了成矿热液的流动路径。此外，地层中的岩性、岩相差异也对成矿元素的富集和矿体的产出形态产生重要影响。矿体主要赋存于中石炭统黄龙组下部的粗晶灰岩段，该地层岩石结构疏松，孔隙度大，有利于成矿热液的渗透和交代作用的发生。成矿过程可分为三个主要阶段。在磁铁矿-石英阶段，成矿流体温度较高，处于280-380℃之间，盐度变化于4.24%-9.86%NaCleqv之间。成矿流体中富含铁、硅等元素，在合适的物理化学条件下，磁铁矿和石英首先结晶沉淀。随着成矿过程的推进，进入石英-硫化物阶段，成矿流体温度降低至180-320℃，盐度变化于1.74%-8.00%NaCleqv之间。此时，成矿流体中的铅、锌、银等成矿元素与硫结合，形成方铅矿、闪锌矿、银黝铜矿等硫化物矿物。到了石英-碳酸盐岩阶段，成矿晚期，成矿流体温度进一步降低至80-160℃，盐度变化于0.53%-6.74%NaCleqv之间。此时，成矿流体中的钙、镁等元素与碳酸根离子结合，形成方解石、白云石等碳酸盐矿物。5.2成矿模式的特征与意义栖霞山铅锌矿成矿模式具有显著的特征，这些特征使其在区域成矿研究中独树一帜。该模式以燕山期构造-岩浆活动为背景，充分体现了构造运动和岩浆活动对成矿的双重控制作用。构造运动形成的断裂和褶皱为成矿热液的运移提供了通道和沉淀场所，而岩浆活动则提供了热源和部分成矿物质。成矿物质来源的多源性是该模式的重要特征之一。铅同位素分析表明，矿石铅主要来源于前寒武纪基底岩石，如千枚岩震旦系嘉山组；硫同位素分析显示，黄铁矿中的硫来源于沉积岩和岩浆，而闪锌矿、方铅矿和黄铜矿中的硫主要来源于岩浆；碳、氧同位素分析反映出成矿流体与地幔或深部流体的亲缘关系，同时不排除少量有机碳的加入。这种多源性特征使得成矿过程更加复杂，也增加了对矿床形成机制研究的难度。成矿过程的阶段性明显，分为磁铁矿-石英阶段、石英-硫化物阶段和石英-碳酸盐岩阶段。不同阶段的成矿流体温度、盐度和成分等物理化学条件发生了显著变化，导致了不同矿物组合的形成。这种阶段性特征反映了成矿过程的动态演化，为研究成矿作用提供了重要线索。成矿模式对区域找矿和矿产勘查具有重要的指导意义。在区域找矿方面，该模式明确了成矿的有利地质条件。构造上，北东向纵断裂F2及其与横向断裂的交会部位是找矿的重点区域，这些部位为成矿热液的运移和沉淀提供了良好的通道和场所。地层上，中石炭统黄龙组下部的粗晶灰岩段是重要的赋矿层位，其岩石结构疏松，孔隙度大，有利于成矿热液的渗透和交代作用的发生。通过对这些有利地质条件的识别，可以在区域范围内圈定找矿靶区，提高找矿效率。在矿产勘查方面，成矿模式为勘查工作提供了理论依据。根据成矿模式中不同阶段矿物组合和元素分带特征，可以选择合适的勘查方法和技术。在石英-硫化物阶段，铅、锌、银等成矿元素形成硫化物矿物，此时可以采用地球化学勘查方法，分析土壤、岩石中的铅、锌、银等元素含量，圈定地球化学异常区，作为找矿的重要线索。根据成矿流体的运移方向和沉淀规律，可以确定勘查的重点深度和范围。如果成矿流体是从深部向上运移，那么在深部可能存在尚未被发现的矿体，需要加大深部勘查力度。成矿模式还可以帮助勘查人员理解矿