长江中下游成矿带是中国东部重要的多金属成矿带,对其地质条件、成矿规律和成矿规模的研究较为深入,取得了公认的理论研究成果。长江中下游地区长期的构造、岩浆和成矿作用形成了多个断垄区和断凹区,发育有玢岩型、斑岩-矽卡岩型、热液脉型铜铁金多金属矿床。庐枞中生代陆相火山岩盆地位于长江中下游断凹区,地处扬子板块的北缘,郯庐断裂带的南段,具有丰富的金属矿产如玢岩型铁矿床、热液脉型铜铅锌矿床和非金属矿产资源如明矾石矿床等,其中,位于盆地西北部最大的矾山明矾石矿床构成了该盆地内典型的酸性蚀变岩帽,该巨型酸性蚀变岩帽的成因及其与盆地内金属矿床之间的关系亟待进行研究解决。因此,本文主要选取庐枞盆地矾山酸性蚀变岩帽为研究对象,在充分收集、整理前人研究成果的基础上,通过大量的野外地质调查、样品采集和室内分析测试工作,综合运用蚀变岩石学、矿物学、同位素年代学、流体包裹体地球化学、同位素地球化学、矿物原位高精度微区元素分析等方法,对矾山酸性蚀变岩帽开展系统的地质、地球化学、成因及找矿指示研究。矾山酸性蚀变岩帽主要由砖桥组火山岩蚀变而成,通过短波红外光谱分析、扫描电镜、X-射线衍射分析发现,从大矾山明矾石矿区向西南和南部砖桥镇附近蚀变具有水平分带特征,依次发育硅化、黄铁矿化、高级泥化、泥化蚀变,其中,硅化主要以多孔状和块状石英为主,多孔状石英分布在大矾山矿区,块状石英主要分布在牛头山地区;黄铁矿化以含铁矿物为主,如黄铁矿、赤铁矿、针铁矿等,在大矾山矿区分布较广;高级泥化蚀变主要以明矾石、石英、高岭石、地开石、叶腊石、珍珠陶土等矿物为主,亦分布在大矾山矿区;泥化蚀变以石英、高岭石、伊利石/蒙脱石、伊利石、黄钾铁矾的矿物组合为特征,主要在远离大矾山矿区的东南地区较为发育。基于详细的岩石学和矿物学观察,该区形成酸性蚀变岩帽的流体可分为热液早阶段、热液晚阶段及表生期三个阶段,明矾石在每个期次或阶段均有存在。热液早阶段产于安山岩中的IA1型明矾石和产于凝灰岩中浸染状IA2型明矾石广泛分布在大矾山明矾石矿区的地表及深部,是流体交代围岩中长英质矿物的产物;热液晚阶段充填在开放空间的ⅠB型明矾石分布在大矾山矿区;而表生期由氧化作用形成的Ⅱ型明矾石在地表零散广泛分布。根据明矾石矿物含量和全岩地球化学特征,将酸性蚀变岩帽中的蚀变岩分为硅质蚀变岩、明矾石蚀变岩、粘土蚀变岩三种,分别对应牛头山地区和大矾山矿区的硅化、大矾山矿区的高级泥化、外围的泥化蚀变。三种岩性中元素含量变化特征逐渐不明显,代表了水岩反应程度逐渐减弱,流体的酸性逐渐被围岩中和。对明矾石和黄铁矿开展的稳定同位素分析结果表明,矾山酸性蚀变岩帽中热液明矾石主要形成于180～220℃的岩浆热液环境下,流体主要来自于混有少量大气水的岩浆水。IA型明矾石40Ar-39Ar定年厘定了热液明矾石形成于131Ma,亦即矾山酸性蚀变岩帽的形成时代,并在33Ma时(金红石原位LA-ICP MS U-Pb定年)有表生氧化作用的叠加。矾山酸性蚀变岩帽形成于岩石圈减薄、伸展的构造背景下,是长江中下游成矿带第二期岩浆热液成矿作用的产物。通过明矾石的电子探针分析和激光等离子质谱分析,热液期由早到晚明矾石中Na、Ca、Sr、Ba含量逐渐降低,表明围岩和温度均是影响因素,而温度起到关键作用。LREE、U含量的逐渐降低和p XRF分析中Cl含量的逐渐升高,表明在蚀变过程中流体虽相对富氯,但元素却逐渐亏损。结合不同热液阶段流体中元素含量逐渐减少的化学特征和流体包裹体结果显示的蚀变流体即为原始流体的特征,表明形成矾山酸性蚀变岩帽的热液蚀变流体活动方式较为单一。由深部岩浆分异而来的热液流体在上升过程中发生SO2歧化反应,于浅部形成多孔状石英和明矾石,整个阶段流体从弱酸、高温经过强氧化性、强酸、温度降低到低温和中性环境的方向演化。蚀变过程中,较低的温度条件不利于金属元素溶解于络合物中,成矿物质于深部沉淀,潜在矿床位于酸性蚀变岩帽的底部。通过矿物组合、流体环境、硫同位素特征等方面的详细对比表明,庐枞矾山酸性蚀变岩帽与盆地内的玢岩铁矿成矿系统无关。矾山酸性蚀变岩帽与国内外典型的富矿酸性蚀变岩帽,如福建紫金山高硫型铜金矿床、菲律宾Lepanto高硫型矿床-Far Southeast斑岩矿床等,在大地构造背景、地质特征、矿物地球化学特征、流体特征等方面具有众多的相似性,表明庐枞盆地可能存在高硫型浅成低温热液成矿系统,与矾山酸性蚀变岩帽有关的岩浆岩具有较大的成矿潜力。矾山酸性蚀变岩帽中明矾石短波红外光谱1480nm峰值、全岩地球化学特征、明矾石地球化学特征等,在空间上对热液蚀变中心或矿化方向具有一定的指示作用。这些特征表明,金银矿化可能位于大矾山明矾石矿床的深部,而铜矿化可能位于大矾山明矾石矿床的东北部。对众多明矾石地球化学数据的详细分析和验证,Ca+Sr+Ba-Na/(Na+K)图解可以用来判断明矾石在酸性蚀变岩帽中所处的空间位置(如流体通道或水平区域位置),或酸性蚀变岩帽是否具有找矿潜力。结合庐枞盆地其他明矾石矿床的地质特征、矿物学特征,初步为在庐枞盆地的巴家滩-雾顶山-井边-磨盘山-石门庵、矾母山和钱铺一带寻找斑岩-浅成低温热液矿床提供了方向。