铜山口铜矿床位于长江中下游晚中生代大冶铁铜矿集区西南部。前人对本区进行过大量研究,包括矿床成因类型、矿床形成年代、矿床大地构造背景、成矿物质来源等等,但对矿床的矿物学特征的研究还相对欠缺。本论文在前人研究基础上,以铜山口铜矿床为研究对象,开展以下研究:1、矿床地质特征和蚀变矿化特征;2、岩浆黑云母和热液黑云母的化学组成对比及其成因意义;3、黄铁矿中铜的含量、分布、赋存形式及其对铜矿化机制的指示意义;4、矿床成因分析。铜山口矿床从岩体中心向外主要有钾化带、绢云母和硅化带、青盘岩化带和高岭石化带,青盘岩化带和高岭石化带不明显,除钾化带外,其他各蚀变带均环绕岩体中心呈环带状分布,而且蚀变带向外宽度变大。接触带附近的蚀变程度最高,向两侧减弱,可能与此处构造活动和热液作用频繁有关。早期蚀变主要发生在内接触带和紧靠岩体的外接触带,而晚期蚀变则有向外转移的趋势。矿区主要矿体位于花岗闪长斑岩体及内接触带,矿体分布严格受花岗闪长斑岩岩株控制,矿体的空间分布和形态产状表明接触带是最重要的控矿构造和成矿部位。矿区矿物种类繁多,包括金属矿物、非金属矿物和副矿物。矿化类型、矿石成分和结构构造在空间上呈有规律的分布。根据矿物生成先后关系和矿脉切割关系可以将斑岩型铜矿化分为4个阶段:黑云母-钾长石阶段、钾长石-石英阶段、石英硫化物阶段和石英碳酸盐阶段。黑云母是主要的造岩矿物之一,也是与铜矿化关系密切的热液蚀变矿物之一。铜山口矿区黑云母有两种类型,一种是斑岩体结晶过程中形成的岩浆黑云母,一种是蚀变过程中形成的热液黑云母。斑状黑云母的裂隙、解理面充填有或包裹有硫化物黄铜矿或黄铁矿,代表花岗闪长岩岩浆富铜富硫,并且早期局部饱和的特征,这可能与早期磁铁矿的分离结晶有关,磁铁矿分离结晶使岩浆具还原性,金属阳离子得以与低价硫离子结合局部形成黄铜矿、黄铁矿等硫化物包裹在造岩矿物中。矿区黑云母的电子探针数据显示本区黑云母为富镁黑云母,归于磁铁矿系列,说明当时岩浆热液的高氧逸度环境。两类黑云母的成分与I型花岗岩的黑云母一致。不同成因的黑云母F、Cl含量有明显差异:热液黑云母的F含量高于岩浆黑云母,而Cl含量则低于岩浆黑云母。铜山口矿区花岗闪长斑岩中的副矿物磷灰石F、Cl的含量也较高,说明岩浆热液富含挥发分的特点,这与斑岩型铜矿床成矿岩体中往往富含F、Cl的特征是一致的。黑云母的化学组成特征不仅可以指示矿物形成的物理化学条件,还可以反映流体的性质。两种成因类型黑云母的微量元素组成也存在一定差异,岩浆黑云母的BaO、TiO2、Na2O和MnO明显高于热液黑云母的,但是热液黑云母的Al2O3、SiO2 、CaO稍高于岩浆黑云母;CuO在两种黑云母中的含量差别不大。热液黑云母与岩浆黑云母的微量元素组成差异反映了岩浆演化过程中元素的迁移规律:Ba、Ti、Na、Mn从岩浆中逐渐流失,Al、Si、Ca有加入流体的趋势,进而表明岩浆热液流体的元素富集状况。岩浆黑云母与热液黑云母的微量元素组成是黑云母成因分类的重要依据。黄铁矿是本矿区内最常见的硫化物之一,基本贯穿于整个矿化阶段,不同矿化时期的黄铁矿表现为不同的结构和地球化学特征。铜山口斑岩型铜矿床中存在三期黄铁矿:第一期黄铁矿主要呈浸染状分布在花岗闪长斑岩中、钾化带或矿体外围,自形程度较高,颗粒大,这期黄铁矿中微量元素含量很低;石英脉中的黄铁矿又可分为早晚两个阶段,早阶段的黄铁矿颗粒较大,主要呈细脉浸染状分布,内部有大小不等的孔洞构造和黄铜矿包裹体。晚阶段的黄铁矿大多数以浸染状—细脉浸染状出现,它形、细粒,叠加在早期形成的黄铁矿之上或裂缝中,微量元素种类丰富且含量高。对黄铁矿的显微结构和化学组成分析表明,铜山口斑岩铜矿床中,除黄铜矿和斑铜矿等矿石矿物外,黄铁矿也是Cu的重要载体矿物。铜山口铜矿床的黄铁矿中Cu的含量普遍较高,最高含量可达14.38 wt%,平均含量为0.469 wt%。黄铁矿中Cu的赋存形式主要有两种:一种是显微-次显微包裹体的形式,一种是纳米级固溶体的形式,纳米级固溶体形式的Cu的形成与后期热液的充填交代作用相关。黄铁矿中Cu含量高的位置S含量低,而S与As又有较好的负相关性,推测Cu的含量高低与As可能存在某种相关关系。综合其他斑岩铜矿的黄铁矿特征表明,黄铁矿不仅是斑岩铜矿床的重要载体矿物或矿石矿物,其微量元素组成可以作为斑岩铜矿的重要找矿标志。