白乃庙矿床是中亚造山带东南缘的一个大型铜金矿床,由南、北两个矿带组成,矿体主要赋存在花岗闪长斑岩和白乃庙组绿片岩中。本文分析了南、北矿带含矿花岗闪长斑岩的岩石地球化学组成、锆石U-Pb年龄及其微量元素组成,结果表明,南、北矿带含矿花岗闪长斑岩均富集大离子亲石元素(LILE,如U,K,La等)、亏损高场强元素(HFSEs,如Nb,Ta,Ti等),稀土配分模式均呈现明显的右倾型特点;此外,北矿带斑岩较南矿带斑岩更亏损Ba,Sr,P等元素,显示其在形成过程中经历了更高的分离结晶作用。这些岩石地球化学特征,结合区域上出露有前寒武纪基底,表明含矿花岗闪长斑岩形成于陆缘弧环境。白乃庙含矿斑岩具有较低的Mg^#(0.37~0.49),较高的Th/Ta值(15.4~58.7)和较低的Nb/U(1.2~4.63),指示了原始岩浆侵位过程中受到了地壳物质的混染。南、北矿带含矿斑岩锆石微量元素均表现出明显富集重稀土的特征,LREE/HREE平均值分别为0.068和0.064,同时具有中度的负铕异常(δEu平均值分别为0.81和0.64)和强烈的正铈异常(Ce⁴⁺/Ce³⁺平均值分别为31和181),锆石结晶温度平均值分别为807℃和729℃。由于北矿带花岗闪长斑岩具有更高的氧逸度条件,并且更接近斑岩矿化中心,指示其为白乃庙矿床的成矿岩体,而南矿带花岗闪长斑岩是含矿岩体。南、北矿带含矿斑岩锆石LA-ICP-MS U-Pb年龄分别为437.3±2.9 Ma和444.8±3.4 Ma,且与前人获得的辉钼矿Re-Os年龄437Ma和445Ma较为一致,指示白乃庙矿床斑岩矿化的时间约为445~438Ma。矿床的叠加矿化发生在区域变质作用之后,以发育大量未变形的石英-硫化物脉型矿石为特征。白乃庙铜金矿床属斑岩-叠加改造型矿床。