进入21世纪以来,中国的经济进入高速发展阶段,国民经济生产和建设的提高对金属矿产特别是贵金属的需求量持续增多。四川省是我国著名的多金属成矿大省,马头山铜金矿床是四川省西南部新发现的一处中型铜金矿床,其所处大地构造位置特殊,位于扬子地台西缘,康滇地轴的北部,处于多级断裂构造的交接部位,矿区内褶皱、断裂、节理等均发育,为金属元素的富集和矿质的沉淀提供了有利的条件。区域内的多期岩浆活动为矿床的形成提供了充足的成矿物质和成矿动力。本文在详细野外地质调查与系统采样的基础上,运用肉眼观察及镜下观察、流体包裹体显微测温、现代地球化学分析等技术,对马头山铜金矿床的矿床地质特征、成矿流体特征、成矿物质来源进行了分析研究,探讨了成矿背景、成矿过程和成矿机制,厘定了矿床成因类型,为矿床后续的理论研究和实际勘查与采矿工作提供理论依据,取得的主要成果和认识如下:(1)马头山矿床矿体赋存在泥盆系的碎屑岩和碳酸盐岩、二叠系泥质板岩、结晶灰岩、变质砂岩与板岩、玄武岩,三叠系片岩、板岩中,矿床自北向南划分为三个矿段,共圈出工业矿化体六个,主要的金属元素为金、铜和少量的银,矿体皆以脉状产出,走向与构造线走向一致,严格受NNE向断裂构造控制,但热液活动的脉动性和围岩岩性的差异造成了矿化分布的不均匀性。(2)马头山铜金矿床主要的金属矿物有自然金、黄铜矿、斑铜矿、辉铜矿、黝铜矿、黄铁矿,少量的氯铜矿与铜蓝。矿石类型分为三种,分别为碳酸盐石英脉型矿石、变质岩型矿石、钠长石岩型矿石。矿石的结构有变晶结构、交代结构、变余结构与变形结构,固溶体分解结构及碎裂结构也比较发育,矿石的构造主要有浸染状、脉状、网脉状、块状、片状、板状等。矿床围岩蚀变普遍发育,以黄铁矿化、碳酸盐化、硅化、绿泥石化、绢云母化为主,局部可见钠长石化和重晶石化。(3)根据矿物生成顺序、矿体中矿物的共生组合、脉体穿插关系和交代填充,将马头山铜金矿床分为两个成矿期五个成矿阶段,即热液成矿期和表生期,其中,热液成矿期划分为S1石英-中粗粒黄铁矿阶段、S2石英-细脉状黄铁矿阶段、S3石英-多金属硫化物阶段、S4碳酸盐阶段,表生期划分为S5表生氧化阶段。(4)流体包裹体岩相学显示,马头山矿床流体包裹体主要存在两种类型:即水溶液型包裹体(L型)和含CO₂包裹体(C型),包裹体显微测温数据表明,S3主成矿阶段的流体包裹体的均一温度均值为206.9℃,盐度平均值为11.3%Na Cl_evq,密度平均值为0.89 g/cm³,成矿流体的性质为中低温、中低盐度、低密度,且富含CO₂。在整体的成矿过程中,马头山矿床流体包裹体具有温度从上升到下降,盐度与密度持续下降的特点,成矿早期到主成矿期的流体演进过程为酸性氧化流体转变为碱性还原流体。(5)稳定同位素地球化学特征显示,马头山矿床的成矿流体以岩浆水为主,有四川盆地卤水和大气降水加入,成矿物质主要来源于幔源岩浆,区域内的二叠系玄武岩、变质板岩与海水硫酸盐地层也提供了部分成矿物质。(6)成矿背景和成矿机制表明,马头山铜金矿床是喜山期新构造运动的产物,在该时期,扬子地块呈楔形体插入龙门山地壳中,造成其上岩片和中下部地壳分别逆冲和俯冲,形成幔源碱性岩浆活动,携带成矿物质的岩浆在上涌的过程中不断萃取地层中的成矿物质和矿化剂,因流体不混溶和流体沸腾导致铜金矿质沉淀,最终形成大规模的成矿作用。结合矿床地质特征、流体包裹体特征及同位素地球化学特征,可将马头山矿床厘定为中低温-热液脉型铜金矿床。