铜陵矿集区是长江中下游成矿带内最重要的铜金多金属矿集区之一,区内产出典型的矽卡岩型-斑岩型复合型矿床。铜陵矿集区北部的繁昌火山岩盆地内发育白垩系火山岩,火山岩覆盖区找矿一直是成矿带找矿的重要方向。铜陵矿集区和繁昌火山岩盆地已经取得丰富的矿床学研究成果,在铜陵-繁昌过渡区中已经发现的姚家岭大型铅锌多金属,相关研究较为深入;但区内桂花冲矿床研究集中于地球化学特征、流体包裹体等方面,对成矿条件方面研究相对不足,影响了该区下一步的找矿勘查。因此,开展桂花冲矿床详细研究,对于阐明铜陵-繁昌过渡区域的成矿规律,建立成矿模式和找矿模型研究尤为重要。铜陵-繁昌过渡区经历了特殊的地质演化过程,成矿后的火山岩和逆冲推覆体使得过渡区的矿床地质特征更为复杂,找矿难度大大增加。因此,本文选取桂花冲矿床作为研究对象,在前人工作的基础上,重点对该矿床进行了详细的钻孔观察和系统的岩相学、矿相学工作,结合地球化学分析以及矿物能谱分析,查明了矿床的成矿期次和蚀变特征,对该矿床的成矿条件与姚家岭矿床进行详细对比研究,为铜陵-繁昌过渡区下一步找矿方向提供理论参考。通过以上的研究工作,取得了以下成果:研究区内桂山岩体形成时代为138.2±1.4 Ma,青山岩体的形成时代为140.4±1.4Ma,二者均形成于早白垩世;地球化学特征显示两者均为准铝质高钾钙碱性岩体,具有富集Rb、Sr、Ce等大离子亲石元素,Nb、Ta等高场强元素相对亏损,轻稀土富集而重稀土亏损,具有较弱的负铕异常,具有壳幔混合岩浆来源。地质与地球化学特征及年代学结果指示桂山岩体的桂花冲矿床成矿岩体,青山岩体为成矿前岩体。桂山岩体与姚家岭矿床成矿岩体的形成时代一致,它们在深部可能相连,为同一个隐伏岩体。桂花冲矿床主要成矿部位为桂山岩体与三叠系南陵湖组碳酸盐地层接触带,成矿期可以分为无水矽卡岩-硅酸盐阶段、含水矽卡岩-氧化物阶段、石英-硫化物-碳酸盐等三个阶段。石英-硫化物-碳酸盐阶段是主要成矿阶段,形成黄铜矿、闪锌矿、黄铁矿、方铅矿等硫化物和硫砷钴矿、碲银矿等关键金属矿物。靠近岩体位置的接触带主要发育铜、锌、金矿化,而远离接触带主要发育铅、锌矿化。远离接触带的矿石中闪锌矿相对于接触带矿石闪锌矿更富集镉、镓,贫铟等微量金属元素,表明温度决定了成矿元素的空间分布。闪锌矿Ga/In元素比值分布图与黄铁矿Co-Ni元素分布图判别表明两类矿石均属于岩浆热液成因。通过地层、构造、岩浆岩等控矿条件分析及其与姚家岭矿床的对比,认为桂花冲矿床的构造位置和围岩条件是造成该矿床与姚家岭矿床矿化差异的主要原因,桂山岩体与碳酸盐地层接触带、褶皱层间滑脱带、地层层间裂隙等位置有利于成矿。综合分析桂花冲与姚家岭矿床的地层、构造、岩浆岩等成矿条件,进一步提出了铜陵-繁昌过渡区具有“多层位”铜金铅锌的找矿潜力。在铜陵-南陵深断裂附近,形成时代为138 Ma左右、岩性为石英二长斑岩的岩体与黄龙组、船山组、栖霞组、孤峰组、大隆组以及南陵湖组的碳酸盐地层接触带,层间裂隙位置,地层岩性显著变化位置以及褶皱滑脱位置等区域具有较好的的找矿潜力。