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芦子园—水头山地区位于三江特提斯南段的保山地块内,区内构造活动强烈,成矿地质背景良好,已发现十余处Fe-Cu-Pb-Zn多金属矿床(点),其中,芦子园矿床是整个保山地块规模最大的Fe(-Cu)-Pb-Zn多金属矿床,显示出该区巨大的找矿潜力。然而,目前对于研究区区域成矿作用方面的研究仍较为薄弱,对于区内Fe-Cu-Pb-Zn多金属矿床是否同属于一个成矿系统等科学问题尚不明确,一定程度上制约了对区域成矿作用和找矿方向的深入认识。鉴于此,本文在详细的野外调研基础上,以区内芦子园Fe(-Cu)-Pb-Zn矿床、水头山Pb-Zn矿床、嗡空Pb-Zn矿床、放羊山Cu-Pb-Zn矿床和阿面根Pb-Zn矿床为研究对象,通过开展岩石学、矿物学、矿物主微量元素地球化学、流体包裹体、C-O-S-Pb-Sr同位素地球化学及闪锌矿Rb-Sr同位素年代学等研究,深入剖析了5个典型矿床的矿床地质特征、成矿时代、成矿流体来源和演化、成矿物质来源及金属沉淀机制,结合隐伏岩体特征研究,探讨了典型矿床的成因及其与隐伏岩体的联系,建立了芦子园—水头山地区Fe-Cu-Pb-Zn多金属成矿系统和区域找矿模型,指出了区域找矿方向。主要取得了如下新认识:提出芦子园—水头山地区的Fe-Cu-Pb-Zn多金属矿床是与早白垩世岩浆侵入活动相关的岩浆-流体-构造系统的产物。将区内Fe-Cu-Pb-Zn多金属矿床的成因类型划分为矽卡岩型和热液脉型两大类,并总结提出了芦子园—水头山地区早白垩世Fe-Cu-Pb-Zn多金属成矿模式。获得成矿系统中产于远端的热液脉型(Cu-)Pb-Zn矿化(水头山矿床)的闪锌矿Rb-Sr等时线年龄为135.8±4.2Ma,该年龄稍晚于靠近成矿作用中心的矽卡岩型Fe-(Cu-)Pb-Zn矿化时间(141.9±2.6Ma,芦子园矿床),从成矿年代学角度给出了两类型矿化属于同一个成矿系统的证据。磁铁矿和闪锌矿的LA-ICP-MS原位微区微量元素组成均显示区内典型矿床为岩浆热液成因。其中,芦子园矿床中浸染状磁铁矿和闪锌矿的微量元素特征与矽卡岩型矿床相似,而从芦子园矿床下部的浸染状闪锌矿、上部的脉状闪锌矿到水头山、嗡空、放羊山、阿面根矿床中的脉状闪锌矿,微量元素成分特征呈现出由矽卡岩型闪锌矿逐渐向与岩浆有关的热液脉型闪锌矿变化的趋势,与上述矿床地质特征相吻合,也指示了成矿系统中两种矿化类型在成因上的关联性。对各典型矿床的C、O、S、Pb、Sr同位素特征进行了详细的对比研究,发现它们具有较强的相似性和同一岩浆-流体演化的规律性。提出成矿系统中C主要来自于岩浆热液,晚期部分来自海相碳酸盐岩;O主要来自于岩浆热液,后期逐渐有大气降水加入的贡献;S同位素组成显示岩浆硫和海水硫的混合来源;Pb主要来源于上地壳,并有少量幔源物质的贡献;Sr具有壳幔混合来源。因此,本成矿系统中矿质和流体主要来自于深部隐伏花岗岩体,成矿过程中逐渐有围岩物质和大气降水的加入。成矿系统具有明显的矿化和蚀变分带特征。距离隐伏花岗岩体由近及远,依次发育矽卡岩型Fe(-Cu)矿化→矽卡岩型(Cu-)Pb-Zn矿化→热液脉型(Cu-)Pb-Zn矿化,主要蚀变类型依次为石榴子石-黑柱石矽卡岩化→阳起石矽卡岩化→大理岩化,对应的成矿热液温度逐渐降低。表明成矿系统中矿化和蚀变的分带主要受到与隐伏岩体的空间距离和成矿热液温度的控制。成矿系统的初始成矿流体为高温(371~443°C)、高盐度(11.2~16.8wt%Na Cleqv.)、高氧逸度的岩浆热液;随着成矿作用的进行,成矿流体的温度(273~368°C)、盐度(5.6~12.3wt%Na Cleqv.)、氧逸度逐渐降低,引发了磁铁矿的大量沉淀;大气降水的加入使成矿流体的温度和盐度进一步降低至240~368°C和1.9~10.7wt%Na Cleqv.,流体的p H值明显增大,还原性逐渐增强,在芦子园矿床中部形成广泛的矽卡岩型(Cu-)Pb-Zn矿化;此后,更多的大气降水混入成矿体系,使成矿流体逐渐转变为中-低温(178~322°C)、中-低盐度(1.0~7.7wt.%Na Cleqv.)、弱还原性的岩浆水与大气降水混合流体,在成矿系统的中-远端形成大量热液脉型(Cu-)Pb-Zn矿化;成矿作用的最后阶段,矿质已基本全部沉淀,成矿流体演化为低温(108~225°C)、低盐度(0.5~4.62wt%Na Cleqv.)的以大气降水为主的流体。成矿系统中流体运移的动力主要为流体体系的温度梯度差和密度梯度差;流体的冷却和沸腾作用是诱发早期矽卡岩型矿化过程中金属大量沉淀的主要原因,而流体的冷却和岩浆水与大气降水的混合是晚期脉型矿化过程中金属沉淀的主要机制。在典型矿床和成矿系统特征研究的基础上,构建了芦子园—水头山地区Fe-Cu-Pb-Zn多金属成系统模型,结合地球物理、勘查地球化学及遥感地质、重砂异常等信息,总结了区域找矿标志,建立了区域找矿模型,指出仁和地区和尖山地区的深部具有较大的找矿潜力,提出罗家寨地区和枇杷水-草坝寨地区为区内最具潜力的找矿远景区。