彩霞山铅锌矿是近年来东天山地区发现的唯一超大型铅锌矿床。在区域位置上位于塔里木板块北缘中天山地块内,铅锌成矿地质背景及矿床成因受到广泛关注。本文在野外矿床地质特征观测的基础上,通过开展矿相学、岩石及矿床地球化学、成岩、成矿年代学等工作,试图了解彩霞山铅锌矿床成因,为东天山地区铅锌找矿提供有益参考。矿区铅锌矿体赋存于青白口系卡瓦布拉克组第一岩性段白云石大理岩中,受断裂构造控制,主要呈似层状、透镜状产出。硫化矿物主要为方铅矿、闪锌矿、黄铁矿和磁黄铁矿,矿石组构主要为粒状变晶、自行-半自行粒状等结构,网脉状、角砾状、脉状等构造,表现出明显的热液充填-交代成矿特征。矿石硫化物δ34S介于-22.9‰～19.1‰,硫主要来源于卡瓦布拉克组海相硫酸盐在石炭纪岩浆热动力影响下还原的产物,可能有岩浆硫的贡献。矿石硫化物206Pb/204Pb=17.04～17.25、207Pb/204Pb=15.42～15.54、208Pb/204Pb=36.69～37.071,矿石铅与岩浆岩铅的演化趋势相似,与矿区地层不同,表明成矿物质与矿区岩浆岩关系密切,具有壳幔混合特征。成矿流体中水的δDSMOW值为-82‰～-72‰,δ18OSMOW值为5‰～8.3 8‰,成矿流体以岩浆热液为主。矿区闪长岩、石英闪长岩具有相同的岩浆源区、准铝质、钙碱性系列以及典型大陆弧岩浆的特征,岩浆主要源于南天山洋向北俯冲于中天山地块之下时,受俯冲流体交代的地幔楔的部分熔融,在上升侵位过程中遭受到地壳物质的明显混染。锆石LA-ICP-MS年代学研究显示闪长岩年龄为348.2±3.7Ma,石英闪长岩年龄为351.9±3.5Ma。彩霞山铅锌矿区岩浆岩是南天山洋向中天山地块之下俯冲形成的岛弧岩浆岩。共生矿物组合方铅矿、闪锌矿、磁黄铁矿Rb-Sr等时线年龄为337±5.5Ma,指示铅锌成矿作用也发生于南天山洋俯冲的岛弧背景。石炭纪,在南天山洋向北俯冲于中天山地块之下过程中,岛弧岩浆活动强烈,从岩浆中分异出来的热液流体携带来自深部的成矿物质,在运移过程中,由岩浆水和变质水组成的热液强烈循环,不断萃取白云石大理岩地层中的Pb、Zn、Ag等有用组分,进一步富集成矿物质,最终于构造有利位置充填交代成矿。彩霞山铅锌矿床属于岩浆热液型铅锌矿床。