翠宏山铁铜多金属矿床位于小兴安岭-张广才岭成矿带,是上世纪60年代在中国东北小兴安岭地区发现并勘探出的与中生代岩浆侵位作用有关的大型矽卡岩矿床,该矿床自发现以来吸引了众多学者对其成矿作用以及矿床成因等问题的关注与研究。本文在前人研究的基础上,对该矿床的矿床地质特征、流体地质学、成岩成矿年代学以及同位素地球化学等进行综合分析,研究结果揭示:(1)矿区内出露的侵入体主要有早古生代黑云母花岗岩和正长花岗岩,晚古生代-中生代二长花岗岩与斑状花岗岩,中生代花岗岩闪长岩、石英二长岩等。整体处于NNE-NWW向的两组共轭断裂带上的近NNW向构造带上;矿床由4个矿段组成(翠北、翠南、翠岗、翠中),共发现110条矿体。矿石矿物主要由磁铁矿、辉钼矿、黄铁矿、黄铜矿、闪锌矿、方铅矿等组成。围岩蚀变主要有矽卡岩化、钾长石化、黑云母化、青磐岩化、绢英岩化、硅化等,与成矿关系最为密切的蚀变是矽卡岩化。成矿地质过程可划分为干矽卡岩阶段(Ⅰ)、湿矽卡岩阶段(Ⅱ)、氧化物阶段(Ⅲ)、石英-铜多金属硫化物阶段(Ⅳ)、石英-铅锌硫化物阶段(Ⅴ)和石英-碳酸盐阶段(Ⅵ)六个阶段。(2)翠宏山矿床流体包裹体类型主要分为气液两相包裹体、含子矿物三相包裹体、含CO₂三相包裹体以及纯液相包裹体四种类型,其中气液两相包裹体又分为富液相包裹体和富气相包裹体。各成矿阶段的对应均一温度为342.9~507.6℃、297.8~417.6℃、195.3~366.1℃、192.6~298.3℃、147.8~222.4℃,盐度依次为14.83%~60.80%NaCleqv.、3.85%~42.2%NaCleqv.、1.8%~10.2%NaCleqv.、2.73%~8.27%NaCleqv.、1.05%~5.99%NaCleqv.。激光拉曼光谱揭示,干矽卡岩阶段石榴石中包裹体气相成分为H₂O;湿矽卡岩阶段和氧化物阶段石英中包裹体气相成分为H₂O;石英-铜多金属硫化物阶段石英中包裹体气相成分为H₂O,少量CO₂和CO₂+CH₄;石英-铅锌硫化物阶段萤石中包裹体气相成分为H₂O;石英-碳酸盐阶段方解石中的包裹体气相成分为H₂O。(3)综合激光拉曼分析结果和H-O同位素分析结果表明,翠宏山铁铜多金属矿床的初始成矿流体来源于岩浆出溶,早期成矿流体为高温、高盐度、高氧逸度的NaCl-H₂O-CO₂±CH₄体系;成矿流体演化过程中有大气降水的持续加入,成矿主阶段流体为中高温、中高盐度、具有还原性质的NaCl-H₂O-CO₂±CH₄的含矿流体体系;成矿晚阶段则主要为大气降水,成矿流体演变为H₂O-NaCl体系。S-Pb同位素揭示成矿物质主要来源于岩浆,并混有壳源物质。(4)成岩成矿年代学揭示,二长花岗岩锆石U-Pb定年结果为192.4±1.9Ma,与前人所做的侵入岩成岩时代(192~199Ma)、钙矽卡岩与镁矽卡岩中锡石的锆石U-Pb定年结果(195.4±1.9Ma和191.2±7.5Ma)以及辉钼矿Re-Os等时线定年结果(198.9±3.7Ma)基本吻合;与成矿有关的侵入岩同位素地球化学研究揭示,二长花岗岩具有准铝质高钾钙碱性的特征;稀土元素特征显示出富集轻稀土元素(ΣLREE),亏损重稀土元素(ΣHREE);并显示出Eu负异常的特征。微量元素特征显示二长花岗岩富集Rb、Th、U、K等元素,亏损Ba、Sr以及高场强元素(HFSEs)Nb、Ta、P、Ti等,Sr-Nd-Pb-Hf同位素指示二长花岗岩起源于新生地壳物质与少量中元古代地壳物质混染的地壳物质部分熔融。综合以上研究成果以及区域构造演化背景,揭示翠宏山铁铜多金属矿床适值晚三叠世-早侏罗世古亚洲洋闭合后的伸展环境,区域性的岩石圈伸展造成了大规模软流圈物质的上涌,幔源岩浆的持续底侵作用使早期形成的下地壳发生部分熔融形成初始岩浆房,在这一过程中有少量地幔物质的混入。此后岩浆不断上侵就位,岩浆的熔-流分离作用使得成矿流体富集Fe、Cu、Mo、W等金属元素,含矿流体最终与碳酸盐岩地层发生交代反应,形成翠宏山铁铜多金属矿床。