基于矿床地质调查,并通过岩矿石地球化学和锆石U-Pb测年研究,探讨了二道河子铅锌矿床成因。该矿床赋存于中侏罗统塔木兰沟组中,受北西向断裂-裂隙构造控制,矿体多呈脉状,围岩以火山岩为主,夹有砾岩。据常量、微量、稀土元素和Pb、Sr、Nd同位素测试结果:火山熔岩中SiO2质量分数为48.01%～56.44%,岩屑晶屑凝灰岩中为69.09%～71.73%。前者稀土总量高于后者,两者稀土配分型式相似,均显弱负铕异常;而前者Pb、Zn、Cu等成矿元素的含量却远低于后者。火山岩富集Rb、U、Th等大离子亲石元素,Sr普遍亏损,相对亏损Nb、Ta以及Ti等高场强元素。火山岩ISr=0.704 925～0.706 632,εNd(t)=0.5～2.0,εSr(t)=8.5～32.8,tDM=619～730Ma。火山岩和矿石的Pb同位素组成十分接近,206Pb/204Pb=18.130～18.475,207Pb/204Pb=15.526～15.567,208 Pb/204 Pb=38.078～38.286,μ值为9.32～9.40。矿床主要围岩岩屑晶屑凝灰岩的SHRIMP锆石U-Pb年龄为(164.2±2.3)Ma,这表明火山岩为混有壳源物质的幔源岩浆形成。火山活动分为2期:早期表现为中(基)性火山喷发;晚期岩浆活动发生于中侏罗世晚期,形成酸性火山碎屑岩。成矿物质由与火山岩有关的岩浆系统提供,富集于晚期岩浆中。与成矿有关的侵入岩可能是晚期岩浆作用形成的次火山岩。矿床可能是岩浆分异的含矿热液沿火山岩中的断裂、裂隙充填交代形成,成矿时代为中侏罗世晚期—晚侏罗世。