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麦卡因矿床是中亚成矿域环巴尔喀什-西准噶尔成矿省波谢库尔-成吉斯-沙尔布提成矿带上的一个超大型火山成因块状硫化物矿床。本文在前人研究基础上,通过野外调查、岩矿手标本观察、火山岩地球化学、流体包裹体、S同位素和H-O同位素等方法,探讨了麦卡因矿床的成矿大地构造背景、成矿物质来源和流体来源,并建立了成矿模式。麦卡因矿床的赋矿围岩主要为上奥陶统麦卡因组的安山岩和玄武岩,围岩中发育石英-绢云母化、石英-绿泥石-绢云母化、绿泥石化等蚀变。矿石以充填构造为主,包括块状、条带状、细脉和网脉状。矿石矿物有黄铁矿、黄铜矿、磁黄铁矿和闪锌矿,其次还有少量的方铅矿、砷黝铜矿和自然金;脉石矿物有石英、重晶石、方解石、绢云母、绿泥石和绿帘石等。通过镜下对矿物组合以及脉体相互穿插关系的观察,将该麦卡因矿床成矿期次划分为三个阶段,即石英-黄铁矿阶段、重晶石-黄铜矿阶段和重晶石-多金属硫化物阶段。麦卡因矿区麦卡因矿床赋矿安山岩Y/Tb值介于20.5~27.2之间,玄武岩Y/Tb值介于38.8~39.1之间。玄武岩Y/Tb值明显高于15,说明玄武岩岩浆主要源于地幔,安山岩Y/Tb值较低,说明有海底沉积物及沉积岩成分加入。麦卡因矿区火山岩Nb、Ta明显的亏损,表明麦卡因矿区的火山岩产出的大地构造环境均为岛弧环境。玄武岩到安山岩,拉斑质成分不断降低,而钙碱质成分不断升高,并且稀土总量持续升高,轻重稀土分异更加明显,结合前人研究结果,推测区内构造环境可能经历了从岛弧未成熟阶段到岛弧成熟期的转变。麦卡因矿区的流体包裹体主要分布于成矿各阶段的石英和重晶石中,主要为气液两相和纯液相包裹体,并含有少量含子晶三相包裹体。流体包裹体研究显示,麦卡因矿床的成矿流体为中低温(144.6~259.8℃)、中盐度(2.18~17.52%)、低密度(0.841~0.967 g/cm3)的流体。根据流体包裹体资料计算得出成矿压力为96.8bar,对应成矿深度为365.8m。矿石中黄铁矿的硫同位素值为-2.2~-1.5‰,重晶石为21.4~23.0‰,根据矿石中矿物比例,估算成矿体系总硫同位素值为5‰,表明麦卡因矿床成矿体系中的硫源主要为幔源硫和海水硫的混合,幔源硫主要是通过岩浆去气作用或是海水对围岩的淋滤加入。重晶石中δD值为-63~-13‰,δ18O值为10~13.6‰,通过计算得出矿床成矿流体的δ18OH2O变化范围为2.48‰-6.06‰,表明流体来源主要是是海水与原生岩浆热液的混合。麦卡因矿床具有黑矿型矿床典型的矿物组成、围岩蚀变类型和成矿构造环境,主成矿期流体包裹体特征、硫同位素和氢氧同位素组成也可与国外典型黑矿型矿床相类比,因此将麦卡因矿床的成因类型定为黑矿型。