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庐枞盆地是长江中下游成矿带的重要组成部分,庐枞盆地作为断拗区的典型代表,成岩成矿作用显著,矿床类型复杂多样。庐枞盆地火山岩和侵入岩研究程度较高,相比而言对盆地内的热液脉型铜矿床缺乏系统而详尽的研究。天头山-拔茅山地区位于庐枞盆地西南部,该地区对于热液铜矿床缺乏系统的研究,找矿勘探尚无重大突破。 本文以2016年度安徽省公益性地质工作项目“安徽省枞阳县天头山-拔茅山一带金铜矿调查评价”为依托,在大量收集研究区基本地质资料的基础上,通过详细而系统的野外地质工作和室内的实验分析研究,并且结合前人研究成果,综合利用岩石学、矿床学、和地球化学相关研究,系统的总结天头山-拔茅山地区铜矿床的区域地质背景、矿床地质特征、岩石地球化学特征、年代学特征以及同位素地球化学特征,借此探讨天头山-拔茅山地区铜矿床矿床成因,论文主要取得了一下认识: 天头山-拔茅山地区发育有火山热液相关的天头山铜矿床、朱家洼铜矿床、杀虎台铜矿床、和尚桥铜矿床、王庄铜矿床、拔茅山铜矿、牛头山铜矿床。研究区内铜矿床的矿石的构造主要是脉状构造、网脉状构造、浸染状构造和角砾状构造;矿石的结构主要是半自形-它形粒状结构、交代残余结构等;矿化类型主要是黄铜矿化、黄铁矿化、斑铜矿化等;发育有绿泥石化、绿帘石化、硅化、绢云母化、碳酸盐化等围岩蚀变,具有火山热液铜矿床特点。同时以王庄铜矿床作为典型矿床,进行更深层次的研究,根据王庄铜矿床矿化特征以及蚀变特征,将成矿作用划分为热液期和表生期,其中热液期进一步划分为石英硫化物阶段、石英碳酸盐硫化物阶段和碳酸盐阶段。 通过与成矿作用有关的侵入岩体采用LA-ICP-MS锆石U-Pb定年,获得的天头山铜矿床正长岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为131.0±2.7Ma,拔茅山铜矿床正长斑岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为133.2±2.5Ma,王庄铜矿床石英正长岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为127.5±1.7Ma,均形成于早白垩世。 岩石地球化学特征显示:赋矿岩浆岩均具有相似的稀土元素配分特征,具有右倾的轻稀土富集特征,显示了同源岩浆演化的特点,并且稀土元素球粒陨石标准化分布型式图呈现负Eu异常,表明岩浆在演化过程中可能存在斜长石的分离结晶作用。微量元素原始地幔标准化蛛网图显示赋矿岩浆岩样品均具有一致的富集、亏损特征。 H-O同位素研究表明天头山-拔茅山铜矿床成矿流体主要来源于岩浆水和大气降水。S同位素研究表明铜矿床成矿物质主要来源于岩浆岩,但是在上升运移的过程中可能有部分成矿物质来自于围岩。同时对朱家洼铜矿床主成矿阶段的石英硫化物阶段的石英做流体包裹体测试分析,研究表明朱家洼铜矿床流体包裹体以气液两相为主,显微测温数据表明成矿流体以中低温、中低盐度为特征。 根据对研究区内的天头山铜矿床、朱家洼铜矿床、杀虎台铜矿床、和尚桥铜矿床、王庄铜矿床、拔茅山铜矿、牛头山铜矿床的对比研究,把天头山-拔茅山地区与火山热液有关的铜矿床主要控矿因素可以归纳为地层、控矿构造、构造背景、岩浆岩等方面,这些是寻找铜矿化有利的线索。因此应将盆地内的火山机构及其深部存在的次火山岩或碱性侵入岩作为重点找矿目标。