东山铜多金属矿床位于祁漫塔格-都兰Fe-Cu-Pb-Zn-W-Sn-Bi-Au-Mo成矿亚带,区内是寻找矽卡岩型、斑岩型Fe-Cu-Pb-Zn矿床的重要找矿靶区。本论文综合野外矿床地质调查、锆石U-Pb-Hf同位素、硫化物原位微区和硫同位素等方面研究,系统探讨了东山铜多金属矿床的地质特征、物质来源、流体性质与演化及其成因机制。 矿区出露地层主要由晚三叠世鄂拉山组和第四系组成,构造较为简单。岩浆岩以中三叠世的花岗斑岩和花岗闪长岩为主,其中花岗斑岩普遍发育铜矿化。矿体主要赋存于花岗闪长岩与鄂拉山组大理岩的地下接触带、花岗闪长岩的断裂带以及花岗斑岩的蚀变破碎带中。围岩蚀变主要有矽卡岩化、绿帘石化、孔雀石化和硅化等。通过野外地质调查以及室内镜下观察研究,依据脉体中矿石的结构构造、各种矿物的穿插关系以及矿物间共生关系等特征,将成矿期次划分为早矽卡岩-硅酸盐阶段、晚矽卡岩-磁铁矿阶段、石英-硫化物阶段、氧化作用阶段。 东山铜多金属矿床与成矿密切相关的花岗斑岩锆石U-Pb测年结果显示,其形成年龄为239.6±1.6 Ma和235.6±1.2 Ma,即形成于中三叠世。岩石地球化学特征显示,花岗斑岩具有弱过铝质、高钾钙碱性系列I型花岗岩特征,铕负异常(δEu=0.31-0.39),富集大离子亲石元素(LILEs),亏损高场强元素(HFSEs)和重稀土元素(HREEs)。锆石Hf同位素组成显示ε_Hf(t)值范围为-2.71~0.01,对应的二阶段模型年龄(T_DM2)为1265~1437 Ma,结合岩石微量元素特征,表明与成矿相关的花岗斑岩主要源自下地壳部分熔融,并混入了少量幔源组分。 流体包裹体研究显示,主成矿阶段流体包裹体均一温度范围为181.7~336.0℃,盐度为1.5~7.3wt%NaClequiv。激光拉曼光谱分析结果表明成矿流体为中高温、中低盐度的NaCl-H₂O-CO₂±CH₄±N₂体系。晚矽卡岩-磁铁矿阶段富气相包裹体中CO₂富集,而在石英-硫化物阶段包裹体中H₂O显著增加,表明可能存在成矿流体不混溶现象,导致富气相流体分离,从而促进了成矿物质的沉淀。微区硫同位素结果表明,成矿物质硫的来源较为稳定(闪锌矿δ³⁴S=1.25‰~4.75‰,方铅矿δ³⁴S=0.06‰~1.97‰),显示深部岩浆硫或幔源硫的特点。硫化物微区微量元素分析结果表明,矿区闪锌矿的微量元素组成与矽卡岩矿床相似,显著富集Fe、Ag、Mn、Sn、In和Cu,而Cd和Ge的含量偏低。 结合区域地球动力学背景分析,东山铜多金属矿床形成于中三叠世巴颜喀拉地块与东昆仑地块同碰撞构造环境。东山铜多金属矿床形成于同碰撞构造环境下:中三叠世地幔底侵作用引发古老陆壳重熔,形成花岗质岩浆。这期岩浆活动为东山铜多金属矿床带来充足的成矿物质,使其硫同位素组成主要呈现岩浆硫或幔源硫的特点。同时,幔源基性岩浆与壳源岩浆发生混合,并经历了复杂的分异演化。在此过程中,成矿流体发生不混溶作用,以及硫化物中微量元素含量的相应变化,促进了矿物质的沉淀。最终,成矿物质在岩体与碳酸盐岩的侵入接触面及破碎带等构造薄弱部位富集成矿。本研究为东昆仑造山带厚覆盖区的矿产勘探提供了重要的地质依据和理论支撑,对深入揭示该地区矿床成矿机制与规律具有重要意义。