本文选取南大西洋中脊15°S(SMAR15°S)热液区为研究对象,对采集到的基底岩石、多金属硫化物样品进行详细的岩相学、矿相学、地球化学和矿物学研究,探讨热液区多金属硫化物的成矿物质来源、热液特征及成矿过程。研究区位于南大西洋15°S,属于慢速扩张洋脊热液硫化物矿床。对所采集的岩石样品进行主、微量元素分析和稀土元素分析,确定岩石样品有两种类型:正常型洋中脊拉斑玄武岩(N-MORB)和富集型洋中脊拉斑玄武岩(E-MORB)。因此推测研究区经历了两期岩浆活动。通过对玄武岩斜长石斑晶熔融包裹体进行扫描电镜-能谱和激光拉曼光谱分析,发现在包裹体熔体部分和气泡壁上均发育有黄铜矿、黄铁矿和磁铁矿等金属子矿物,推测其来源于岩浆的熔离作用和脱气作用,并且这些金属成分能够参与到热液流体中而成矿。但岩浆并不能为矿床中的闪锌矿提供成矿元素,故推测闪锌矿完全来自于热液与基底岩石的水-岩反应。因此,热液区的成矿物质来源可能存在两个方面:岩浆来源和水-岩反应。根据矿物组成和矿物化学分析可将热液活动的演化分为三个阶段。第一个阶段为黄铁矿+闪锌矿阶段,高温流体与海水混合,温度下降,随后由于烟囱壁的形成,与冷海水混合减少,温度趋于稳定。矿物以胶状黄铁矿、麻点黄铁矿为主,含有部分胶状闪锌矿;温度范围在236.31~379.88℃,平均为309℃,为中温热液。第二阶段为闪锌矿+黄铁矿+黄铜矿阶段,热液温度在该阶段上升,随后温度趋于平稳;主要矿物为交代结构闪锌矿,温度平稳后形成自形黄铁矿、自形闪锌矿和半自形黄铜矿;温度范围在294.06~555.76℃,平均为429.46℃,为中高温热液。第三阶段为黄铜矿阶段,因有新的岩浆侵入加热,温度又呈上升趋势,最后趋于平稳;矿物主要为黄铜矿,前期以交代结构为主,后期出现自形粒状结构;温度>500℃,为高温热液。与前人SMAR15°S硫化物样品相比较,在矿物化学成分方面,黄铁矿和黄铜矿没有继承性,而闪锌矿有很强的继承性。