小热泉子铜矿床自发现以来,有众多的专家学者对其进行了研究,提出了不同的观点。以陈文明等为代表的学者认为小热泉子铜矿处于哈尔力克-大南湖岛弧带上,出露地层主要为一套滨浅海相的沉凝灰岩、火山碎屑岩夹正常沉积的碎屑岩,并通过对矿石中H、O、S、Si及稀有气体同位素研究,认为小热泉子铜矿早期属火山热液型同生成矿,形成了层状铜锌矿体,后期受多次构造、岩浆热液改造叠加成矿;而以孙立等为代表的学者则通过对矿区内构造特征分析,提出了小热泉子铜矿“立交桥式”成矿模式,矿床成因为中温热液充填-交代型铜(锌)矿床。本文综合分析以往研究成果,结合矿区内赋矿地层、矿体、矿石特征,认为小热泉子铜矿成因类型应是与海相火山活动用关的块状硫化物矿床,即VMS型矿床。本文参考国外对红海发现了巨大型多金属矿及日本、塞浦路斯以及澳大利亚等VMS型块状硫化物矿床的研究成果,结合本次研究区区域成矿背景、矿区地质构造、矿床地质特征等,认为小热泉子铜矿大地构造位置处于塔里木板块与准噶尔板块交合部位的哈尔里克-大南湖岛弧带上,中天山隆起带东北缘早石炭世火山群间沉积盆地中。矿体赋存于下石炭统小热泉子组第一、二岩性段地层中,该段地层中Cu、Pb、Zn、Ni、Ga等元素含量均高出地壳克拉克值10倍以上,说明该段地层为矿源层。从矿床热液改造作用、矿体形态、矿石结构构造分析,认为小热泉子铜矿先后经历4个成矿期。在早石早石炭世,区内由于发生了强烈的拉张活动,形成了北东东向的沉积盆地及小热泉子大断裂。随着海底火山高频率低强度的喷发作用,初步在洼地内堆积了一套与火山岩同源的火山碎屑~沉积岩,即小热泉子组第一、二岩性段,形成了层状、纹层状铜锌矿石以及浸染状构造的黄铜矿矿石,确定为沉积-成岩成矿期;后期随着次火山岩及侵入岩的不断上侵,小热泉子组第一、二岩性段地层也随之上拱,总体形成一个NW~SE向的倒转鼻状背斜,同时次级褶皱也异常发育,这些次级褶皱转折端的虚脱部位成为容矿空间。岩浆热液、次火山岩热液及气水热液不断上涌将“矿源层”内的Cu、Zn元素活化、迁移,进一步富集,沿途不断充填于一些大小张裂隙中,最后汇聚于褶皱转折端的虚脱部位成矿,使铜锌元素进一步富集,该期为热液富集期;第三期为构造改造期,矿区内存在三条NW向宽窄不同的片理化带,在片理化带和绿泥石岩型铜锌矿体交汇地段,黄铜矿在定向压力下沿片理的塑性流动构造十分发育,往往形成稠密浸染状黄铜矿矿石和块状铜矿石,局部可见条带状构造的铜矿石,表明成矿期后,在韧性变形过程中,黄铁矿发生碎裂,而黄铜矿发生塑性流动,进一步集中,形成富矿体。区内矿体形成后,露头遭受了强烈的风化作用,矿体则出现了明显的氧化分带特征,地表以褐铁矿带为主,向下过渡为黄钾铁矾带,笔者将该期成矿确定为风化改造期。据此建立了小热泉子铜矿成矿模型及综合找矿模式,可为区内下一步找矿及该成矿带上开展地质找矿工作提供参考依据。此外,本文依托新疆吐鲁番小热泉子铜矿深部及外围找矿项目,从矿区地层、构造及矿体分布特征、矿石类型等方面入手,采用矿山硐探编录、钻探施工验证、取样分析,并结合以往地、物、化资料对比研究,发现区内铜锌矿体主要赋存于小热泉子组第一岩性段内。其中,Ⅰ号矿段以铜为主,共、伴生有锌、金等成矿元素,矿体赋存于该岩性段下部凝灰岩层中;Ⅲ号矿段以锌为主,共伴生有铜成矿元素,矿体赋存于该岩性段上部凝灰质砂岩、粉砂岩层中,工程控制矿体最大厚度159.71米,该矿段内锌资源量达到中型规模。分析认为,小热泉子铜矿床在横向上自东向西具有明显的铜-铜锌-锌主成矿元素的分带性,垂向上自上而下具有锌-铜锌-铜主成矿元素的分带性特点。通过对该矿床成矿模式、控矿因素及主成矿元素“东铜西锌、上锌下铜”的分带特征研究,提出了研究区下一步找矿方向:一是在Ⅲ号矿段深部可寻找与Ⅰ号矿段相类似的铜矿体;二是在Ⅰ号矿段深部仍有寻找铜矿体的前景;三是在I号和Ⅲ号矿段之间可能存在铜锌隐伏矿体,具有一定的找矿前景。