维宝铜铅锌矿床位于我国西北、新疆维吾尔自治区,中心地理坐标为北纬37°07’58"、东经91°07’08",海拔大约5000米。目前查明的矿石资源量约为33Mt,Cu、Pb、Zn、Ag的平均品位分别为0.15%、1.01%、1.22%、9.01g/t,是青藏高原北部、东昆仑祁漫塔格地区典型的矽卡岩矿床之一。本论文详细研究了维宝矿床出露岩体的岩相学、构造、蚀变和矿化特征以及它们之间的时空关系,系统开展了岩体地球化学、年代学、矿物学、流体地球化学等方面的研究,目的在于:(1)厘定维宝矿床岩浆岩时空演化序列;(2)探讨维宝矿床岩浆起源和就位的构造背景;(3)对比维宝矿床成矿岩浆和贫矿岩浆的地球化学特征;(4)限定维宝矿床成矿流体组成和成矿物质来源;(5)阐明维宝矿床热液蚀变分带和金属沉淀机制;(6)建立维宝矿床成矿模型。空间上,维宝矿床自西向东由三个矿段组成,分别为维西、主矿段和维东。赋矿地层主要为中元古界蓟县系狼牙山组碳酸盐岩,其次为玄武质火山岩;主要的侵入体为维西矿段不含矿石英闪长岩和含矿闪长玢岩、维东矿段含矿辉石闪长岩,而辉绿岩脉在维宝矿床也较发育。锆石U-Pb定年结果显示玄武质火山岩年龄为393.0 ± 5.5 Ma～392.0 ±5.0 Ma,为中泥盆世。其他侵入体均形成于晚三叠世:闪长玢岩的年龄为232.0 ±2.0 Ma,是维宝矿床三叠纪岩浆活动开始的标志;含矿石英闪长岩和辉石闪长岩的年龄分别为223.3 ± 1.5 Ma和224.6 ± 2.9 Ma,与祁漫塔格其他热液矿床的成岩年龄基本一致,证明该地区成矿事件主要与三叠纪的岩浆活动有关。辉绿岩脉的年龄为225.2 ± 2.4 Ma,其大量出现是维宝矿床晚三叠世岩浆活动结束的标志。全岩主微量元素地球化学研究结果表明,中泥盆世火山岩富集轻稀土(LREE)、Rb、Ba和K等而亏损Th、U、Nb和Ta,这种特征可能与岩浆上升过程中以角闪石为主导的结晶作用有关。闪长玢岩、石英闪长岩以及辉石闪长岩化学成分总体类似,均属于高钾钙碱性岩石并具弱Eu异常,但石英闪长岩和辉石闪长岩两个含矿岩体较不含矿闪长玢岩具有较高TFe2O3和MgO以及较低的SiO2和K2O。中泥盆世火山岩的εHf(T)值分布于-2.6～+7.5之间,三个闪长岩体的εHf(T)值分布于-4.1～+2.5之间,这种特征指示它们可能均起源于由受俯冲物质混染的亏损地幔源区。此外,结合前人发表数据以及本文获得的全岩地球化学和年代学数据,我们认为维宝矿床火山岩和晚三叠世岩体均形成于后碰撞构造背景。与闪长玢岩相比,维宝矿床两个含矿岩体(石英闪长岩和辉石闪长岩)具有较高的锆石Ce4+/Ce3+比值,这表明成矿岩浆的氧逸度高于不含矿岩浆。三个岩体磷灰石的Ce异常均不明显,但石英闪长岩和辉石闪长岩比闪长玢岩明显低Mn含量,从而亦证明成矿岩浆具有高氧逸度。此外,两个含矿岩体的磷灰石具有较高的Cl含量以及较低的F/C1比值。这些特征共同表明形成维宝矿床含矿岩体的岩浆具有较高的成矿潜力。与世界上典型斑岩型Cu矿床相比,维宝矿床与其他矽卡岩型Cu-Pb-Zn型矿床类似,均低锆石Ce4+/Ce3+和EuN/EuN*比值,磷灰石的Cl含量也低,而F/Cl比值较高。我们认为这些特征反映形成斑岩型Cu矿床的母岩浆与形成矽卡岩型Cu-Pb-Zn矿床的母岩浆具有差异,尽管造成这些差异的原因尚有待于进一步研究。受两个成矿岩体控制,维宝矿床在空间上具有明显的分带现象。近岩体的维西和维东矿段以铜矿化为主,远离成矿岩体的主矿段以铅锌矿化为主。与之对应,三个矿段的矽卡岩矿物组成亦不同:维西和维东矿段矽卡岩以高石榴子石/辉石比值为特征,且石榴子石和辉石成分分别富钙铁榴石分子和透辉石分子,代表了靠近岩体的、高氧逸度环境;主矿段矽卡岩则以低石榴子石/辉石比值为特征,且石榴子石和辉石成分分别富钙铁榴石分子和钙铁辉石分子,代表了远离岩体的、相对还原的形成环境。维宝矿床的成矿过程至少可以分为5个阶段,即早期矽卡岩阶段、晚期矽卡岩阶段、铁铜硫化物阶段、铅锌硫化物阶段和晚期石英-碳酸盐阶段。不同阶段的热液矿物中可见4种类型的流体包裹体,分别为富液相包裹体、富气相包裹体、含CO2三相包裹体和含石盐子晶三相包裹体。早期矽卡岩阶段和晚期矽卡岩阶段发育富液相包裹体、富气相包裹体和含石盐子晶三相包裹体,均一温度分别为440～560℃和430～505℃,盐度分别为16.0～59.8 wt.%NaCl equiv和11.5～42.4 wt.%NaCl equiv;铁铜硫化物阶段发育富液相包裹体和富气相包裹体,均一温度集中于340°～448℃,盐度为2.1～15.0wt.%NaClequiv;铅锌硫化物阶段发育富液相包裹体、富气相包裹体和含CO2三相包裹体,均一温度为288～398℃(集中于320～370℃),盐度为0.4～12.6wt.%NaCl equiv。晚期石英-碳酸盐阶段发育富液相包裹体和含CO2三相包裹体,均一温度下降至300℃以下(大多数<240℃),而盐度主要集中于3～4wt.%NaCl equiv。石英、绿帘石等热液矿物的氢、氧和碳同位素研究表明,维宝矿床成矿流体最初来源于岩浆水,而在石英-碳酸盐阶段则主要由大气水组成;铁铜硫化物阶段和铅锌硫化物阶段的成矿流体虽然亦主要为岩浆水,但受水-岩相互作用等影响,其成分与岩浆水已有明显不同。硫化物硫、铅同位素则证明维宝矿床的硫和成矿物质可能同时来源于三叠纪侵入体和含矿地层。结合前人发表数据,我们认为流体沸腾、温度下降以及水-岩反应是导致维宝矿床矿质沉淀的主要因素。本次研究结果具有两个重要启示:(1)不同类型的矽卡岩可以由同一岩浆-热液系统形成;(2)由于祁漫塔格地区其他矽卡岩型矿床与维宝矿床具有许多相似特征,因此维宝矿床成矿模型可以用来解释其他矽卡岩矿床形成过程并指导本地区的找矿勘查工作。