二十一站铜(金)矿位于大兴安岭北部上黑龙江成矿带东部,近年来一直处于找矿勘查阶段。本文在二十一站铜(金)矿矿床地质特征、二十二站组碎屑锆石U-Pb年代学及其Hf同位素特征、全岩地球化学、钾长石⁴⁰Ar-³⁹Ar年代学、流体包裹体显微测温以及同位素地球化学的研究基础上,厘定矿床成因并提出可能的成矿模式图。取得了以下主要认识:(1)二十二站组的沉积下限为早白垩世早期,物源区构造背景为活动大陆边缘的大陆岛弧环境,其物源主要形成于四个时期:新太古代(2711±10Ma)、中元古代-古元古代(1238~2428Ma)、新元古代(561~921Ma)、中生代-晚古生代(134~540Ma),且显生宙花岗岩质岩浆为二十二站组提供了最为丰富的物源。(2)二十一站铜(金)矿化与早白垩世石英二长斑岩密切相关。其成矿作用过程可划分为三个阶段,即石英-钾长石±多金属硫化物阶段(SⅠ),石英-多金属硫化物阶段(SⅡ),石英-碳酸盐矿物±黄铁矿阶段(SⅢ)。其中SⅠ和SⅡ为主成矿阶段,铜主要富集在含矿斑岩形成的隐爆角砾岩的胶结物中,金则主要富集在含矿斑岩的围岩中。(3)二十一站铜(金)矿床发育钾硅化蚀变、青磐岩化蚀变、长石分解蚀变。PIMA测试结果显示,铜、金矿化与白云石化、伊利石化密切相关;蚀变岩石主微量元素因子分析表明,铜、金矿化具有差异性,金矿化与硅化和长石分解蚀变密切相关,而铜矿化与钼、锌矿化相关,且同时有In、Cd、Co和Sb的带入。(4)二十一站铜(金)矿早期成矿流体来源于含矿斑岩中出溶的高温高盐度流体,并且在成矿早期有流体沸腾作用的发生,随着成矿作用的进行,逐渐有大气降水的加入,直到成矿晚期演变为以大气降水为主的低温低盐度流体。矿床成矿早期成矿压力为100bars~500bars,估算其成矿深度主要为1~5Km。早期的流体沸腾作用是铜的主要沉淀机制,而温度的降低是金的主要沉淀机制。(5)二十一站铜(金)矿中硫同位素为壳幔混源的深源岩浆硫,铅的来源也为壳幔混源,且流体演化过程中萃取了成矿前形成的岩浆岩和围岩地层中的铅,因此成矿物质为多来源,可能既来自于含矿斑岩,又来自于成矿斑岩的各种围岩。早白垩世含矿岩浆中析出的热液流体在运移过程中使围岩中的矿质活化,在岩浆热能作用下地下水循环,并淋滤各种围岩中的矿质,在适当的构造位置沉淀下来。