花牛山铅锌银矿位于甘肃省北山花牛山地区,为典型的干旱荒漠戈壁景观,由于受运积物的影响,传统化探方法很难获取覆盖层下方矿化信息。本文在矿区开展穿透性地球化学方法试验,验证地气测量对深部矿体的指示效果,探讨异常来源及物质形式。矿床地球化研究为穿透性地球化学测量提供异常解释依据,故本文研究包括矿床矿物学特征、矿床成因浅析及穿透性地球化学试验三个部分。花牛山铅锌银矿主要金属矿物有黄铁矿、磁黄铁矿、方铅矿、闪锌矿等。矿石元素分析表明,Pb、Zn、Ag占主要地位,伴生有Au、Sb、Cd、Bi等元素。矿区银分为可见银和不可见银两种形式,可见银为两种含锑的独立银矿物,黝锑银矿和硫锑铜银矿,不可见银主要以类质同象的形式赋存在方铅矿、黄铜矿等矿物中,少量赋存在毒砂、黄铁矿中。矿床成因浅析通过测试矿石中五种单矿物S、Pb同位素探讨成矿物质来源,结合前人研究资料分析矿床成因。硫同位素呈现双峰式分布,矿石硫均一化程度较低,表明矿石中硫有多种来源,既有岩浆热液的贡献,也有地层硫的混入。铅同位素组成表明岩浆作用对成矿的重要影响,矿石铅来源既有上地壳铅,也有深部幔源铅。综合分析认为蓟县纪海底喷流沉积作用造成地层中成矿物质的初始富集,三叠纪岩浆作用带来深部成矿物质,并使地层中成矿元素载活化,最终在成矿有利部位成矿。地气测量试验结果表明成矿元素异常衬度均在3左右,并且地气和土壤异常同源。主成矿元素Pb、Zn的地气异常明显,异常与隐伏矿体对应较好。地气异常元素组合Pb-Zn-Fe-Cu-Sb-Cd-Ni-Ti,可作为干旱荒戈壁覆盖区隐伏铅锌矿体指示元素。地气、矿石和围岩的化学组成分析表明,地气与矿石稀土元素配分特征一致,地气异常元素组合与矿区成矿元素组合一致,说明地气异常与深部矿体存在继承关系。观测地气、土壤、矿石三种不同介质中微粒形貌特征,元素组合一致,进一步证明地气中的异常源于隐伏矿体。纳米金属微粒是地气异常物质形式,地气测量能够捕集并检测出纳米金属微粒,达到预测深部矿化体的目的。