洋灰洞子铜矿位于黑龙江省东部东宁县境内,地处兴凯-延边岩浆构造带北部的太平岭隆起北东端。该矿床是上个世纪80年代发现的一座产于花岗闪长斑岩体内及岩体与二叠纪黄松群阎王殿组浅变质岩系接触带内带的铜矿床。有关成矿作用和矿床成因一直存在较大争议,本文通过成岩成矿年代学、岩石地球化学、流体包裹体和同位素地球化学的系统研究,认为洋灰洞子铜矿为斑岩型铜矿。区内侵入岩较为发育,主要为印支晚期-燕山早期花岗闪长岩、花岗闪长斑岩以及煌斑岩等;主要发育阎王殿复式背斜和NE向断裂,二者交汇部位为含矿花岗闪长斑岩体的定位部位。洋灰洞子铜矿由16条矿体组成,多赋存在花岗闪长斑岩内及岩体与黄松群阎王殿组浅变质系之间的接触带内,呈透镜状和脉状产出。金属矿物主要是黄铜矿、黄铁矿和磁黄铁矿,其次为毒砂、辉钼矿、闪锌矿、方铅矿等;脉石矿物主要有石英、黑云母、斜长石、绢(白)云母和碳酸盐矿物等。围岩蚀变主要是黑云母化、绢云母化、硅化、绿泥石化、绿帘石化及碳酸盐化;蚀变分带特征明显,以斑岩体为中心向外依次发育钾硅酸盐化带、绢英岩化带和青磐岩化带。成矿过程可初步划分为四个阶段,从早到晚依次为(Ⅰ)石英-黄铁矿-毒砂阶段、(Ⅱ)石英-磁黄铁矿-辉钼矿阶段、(Ⅲ)石英-多金属硫化物阶段和(Ⅳ)石英-碳酸盐阶段。通过对区内大面积出露的花岗闪长岩和与成矿密切相关的花岗闪长斑岩的锆石LA-ICP-MS U-Pb测年可知,二者的形成年龄分别为193.5±1.6Ma(n=16,MSWD=2.7)和196.2±1.7Ma(n=22,MSWD=3.9),表明二者侵位于早侏罗世早期。矿区内黄铜矿绢英岩化蚀变岩白云母的坪年龄为195.0±1.3Ma,与花岗闪长斑岩的侵位年龄一致,可代表矿床的形成时代。岩石地球化学研究表明,花岗闪长岩属于高钾钙碱性系列;富集大离子亲石元素(Ba、Rb、K、Sr等),相对亏损高场强元素(Zr、Hf、Yb、Y等),显著亏损Nb、Ta、P、Ti;地球化学特征与太平岭花岗岩体一致;花岗闪长斑岩具有高Al2O3(15.43%~17.19%)、高Na2O(1.91%~3.60%)、低MgO(0.92%~0.97%)、δEu=0.95~1.11和高Sr(114.7×10-6~521.0×10-6)低Y(4.5~9.3ppm)的特征,具有俯冲洋壳部分熔融成因埃达克岩的地球化学属性。结合前人对太平岭花岗岩体Sr-Nd同位素和锆石Hf同位素研究结果,认为花岗闪长岩岩浆起源于板块流体交代上覆地幔楔,且岩浆上升演化过程中混有一定比例的中元古代地壳物质;而含矿花岗闪长斑岩岩浆源于俯冲大洋板片部分熔融,且岩浆在上升侵位的过程中与地壳物质作用。综合研究表明,洋灰洞子铜矿的成岩成矿作用发生在早侏罗世早期,形成于古太平洋板块俯冲背景下的挤压环境。洋灰洞子铜矿主要发育富液相(WL)、富气相(WV)、纯液相(L)和纯气相(V)以及含子矿物三相(S)包裹体;其中Ⅰ阶段发育富液相包裹体;Ⅱ阶段发育富液相和含子矿物三相包裹体;Ⅲ阶段发育气液两相、纯液相和纯气相以及少量含子矿物三相包裹体,呈孤立和群体分布;Ⅳ阶段主要是富液相和纯液相包裹体。流体包裹体均一温度分别为380~417℃、304~368℃、171~310℃和116~189℃,与划分的四个成矿阶段相对应。Ⅰ、Ⅱ阶段包裹体盐度分别为4.63~14.52 wt%NaCleqv和5.09~14.63 wt%NaCleqv;Ⅲ阶段包裹体盐度分布在1.73~10.37 wt%NaCleqv和13.44~15.35 wt%NaCleqv两个区间;Ⅳ阶段包裹体盐度为0.87~9.08wt%NaCleqv。早阶段包裹体气相成分主要为H2O,含少量CO2;主成矿阶段以H2O为主,含少量CH4;晚阶段只有H2O;指示伴随着温度降低,成矿过程由含CO2的水盐体系逐渐演化为含CH4的水盐体系。结合与成矿密切相关的花岗闪长斑岩的斑晶石英和各不同成矿阶段硫化物石英脉的石英H-O同位素及矿石矿物Pb同位素特征,认为成矿流体来源于花岗质岩浆作用或是出溶流体,成矿物质来源于深部岩浆。成岩成矿过程经历了花岗质岩浆上升侵位→流体出溶与含矿流体形成→成矿流体沸腾作用→成矿流体与大气水混合等过程,并先后形成黄铁矿化为主的蚀变岩、铜为主的多金属硫化物石英脉和石英-碳酸盐脉。通过与典型斑岩型和矽卡岩型铜矿床综合对比研究,初步确定该矿床为斑岩型铜矿。