滇中楚雄盆地及其邻区是我国著名的中新生代砂岩型铜矿床富集区。前人对楚雄盆地及其邻区著名的砂岩型铜矿床进行了不同侧面的广泛研究,从区域地质背景、盆地演化、矿床地质及矿化分带等方面的研究较为深入。提出了成矿地质背景及盆地的差异性演化认识;从容矿地层岩性及地球化学特征、矿床地质、矿质来源以及与构造的耦合关系等方面的研究,总结提出了滇中地区砂岩型铜矿床的成矿模式。位于楚雄盆地北部桂花地区的铜矿体主要赋存在砂岩、含砾砂岩、砾岩及沉凝灰质泥岩地层中。矿化以泥岩型为主,兼具砂岩型和砾岩型。矿体产出严格受地层层位控制,整体呈面状展布,属于广义上的砂岩型铜矿床。因此,本文以大村铜矿为研究对象,在系统解析矿区含矿岩系地层特征及沉积环境的基础上,首先查明其矿石矿物的晶体结构及成分变化规律,在利用地球化学手段,分析其矿床成因,为深入理解楚雄盆地及类似地区铜矿床的成矿作用提供借鉴。本次研究主要取得了以下认识和成果:1、系统查明了矿区的地层、构造及含矿岩系地层特征并分析了其沉积环境。(1)区内含矿岩系由上白垩统马头山组(K2m)顶部的砂岩、含砾砂岩及砾岩层和江底河组(K2j)底部泥岩层组成。马头山组砂岩为含凝灰质细-中粒岩屑砂岩,江底河组底部泥岩为碳酸盐化含粉砂质条带沉凝灰质泥岩;新发现了区内下白垩统普昌河组(K1p)中有安山岩呈薄-中层状产出,显示在该区含矿岩系沉积之前已有火山活动痕迹。(2)分析了该区含矿岩系的沉积环境。江底河早期,受燕山运动第二幕的影响,并形成了从冲击扇相→曲流河相→三角洲相的沉积相变化。之后随着区域拉张活动的增强,本区快速沉降形成断陷湖盆,超覆沉积了江底河组底部深湖相的沉凝灰质泥岩层。之后沉积了含矿岩系上部蒸发岩建造。2、系统查明了大村铜矿的矿化类型及其地质特征,建立了矿化分带模式。(1)区内铜矿床有砾岩型、含砾砂岩型和泥岩型三种。其中泥岩型矿化是本区铜矿床的主要矿化类型。(2)本区铜矿床在水平方向上未见明显的矿化分带,但在垂向上矿化分带特征明显,即从下到上呈现出辉铜矿+斑铜矿带→斑铜矿带→斑铜矿+黄铜矿带→黄铜矿带的明显分带规律。3、利用XRD粉晶衍射和电子探针成分分析,查明了大村铜矿主要矿石矿物的晶体结构、化学组成特征及其变化规律,并利用C、H、O、S等同位素示踪了流体特征及来源。(1)主要矿石矿物中,辉铜矿、斑铜矿及黄铜矿的晶胞参数大多高于理论值,可能是由于微量元素含量变化造成的。(2)具有贯通性的斑铜矿和黄铜矿,其中的微量元素总量(EME)在剖面上具有从下到上呈逐减趋势。(3)该区矿石矿物的δ34 S值主要分布在-27.1‰~-10.1‰之间,显示生物还原硫为主参与成矿的特点。这与大村地区含矿岩系中多处发现干沥青脉的地质证据吻合。4、综合分析该区铜矿床的成因。区内铜矿床主要是同沉积变形作用的产物。主要分为两个成矿期,即同沉积变形成矿期和表生期。其中,同沉积变形成矿期分两个阶段,即同沉积成矿阶段和后期热液作用成矿阶段。(1)同沉积成矿阶段:含矿岩系沉积过程中,在区内因断陷沉降形成的深水湖盆或三角洲相相对静水环境中,在有机质及细菌等作用下,首先形成大量黄铁矿;随着铁含量的减少,铜质浓度相对增加,于是铜质开始交代黄铁矿形成黄铜矿;最后,由于铁的大量沉淀,铜质浓度相对更高,流体开始交代先期形成的黄铁矿和黄铜矿,形成斑铜矿和辉铜矿。(2)后期热液作用成矿阶段:该阶段受频繁的构造活动影响,在构造应力作用下,局部超压使砂岩液化,同时导致尚未成岩的富水地层中的含矿流体向上运移,充填在构造引起的穿层劈理以及层间晶洞中形成穿层细脉状或层内的脉状和晶洞状构造矿化,以及呈穿层状砂脉中的星点状矿化。(3)表生期:发生在古新世末到始新世前的四川运动,使该区中生代地层发生大规模褶皱、断裂等,含矿层遭受地下水氧化淋滤,形成薄膜状的孔雀石、褐铁矿等表生矿化。