桂山地区位于铜陵矿集区的东部,大地构造上属扬子板块北缘,下扬子坳陷带中部之铜陵隆起与繁昌坳陷的交接地带。近年来在桂山周边地区相继发现了姚家岭特大型锌金多金属矿床和朱家冲铜矿床、桂花冲铜矿床、桂山铜多金属矿床等一批中小型矿床。该区多年的找矿成果表明桂山地区成矿地质条件优越,中深部找矿具有较大潜力。本研究采用地球物理技术(重磁异常信息)与地质研究相结合的技术路线,以1:50000重磁异常信息的解析为先导,结合区域成矿背景条件分析、重点区域高精度重磁(1:10000)异常特征的地质解译和典型矿床剖析及成矿规律研究,对桂山地区内重点区域的中深部成矿靶区进行了预测。首先,通过合肥工业大学自主研制的“重磁数据处理及三维反演平台”软件,对桂山地区已有的1:50000区域重磁数据进行“二次处理”后的异常进行了“二次解译。根据区域地质背景和重磁异常特征解译,确定了铜陵隆起、繁昌盆地、宣南坳陷及戴公山背斜、蝌蚪山背斜、桂集向斜、沙滩脚岩体、戴家汇岩体、狮子形岩体、青山-西牛山岩体以及蝌蚪山破火山口的分布位置,确立了研究区的地质构造格架。在此基础上,在桂山地区内选择约10km~2的重点地区开展1:10000高精度重磁测量,并运用“重磁数据处理及三维反演平台”软件,对所获得的重磁数据进行了处理和解译。根据重磁异常特征,解译出褶皱3个、断层5条、圈定岩浆岩体4个,发现与成矿关系密切的青山岩体具有弱-中磁性、低密度重磁场特征,桂山岩体具有中等磁性、低密度的重磁场特征,西牛山岩体具有强磁、中低密度特征,姚家岭岩体具有弱-中磁性、低密度重磁场特征;控矿地层—石炭系~三叠系灰岩、大理岩具有低磁或无磁、高密度特征。异常分布及特征的地质学涵义表明青山岩体东侧、桂山岩体西侧以及西牛山岩体两侧具备中深部成矿的潜力。通过区域地球化学场和地质剖面元素地球化学研究,分析了地球化学异常与中酸性侵入岩体之间的相互关系。认为岩体中相对富集铜、金等成矿元素,岩体与围岩接触带,尤其是矽卡岩附近成矿元素含量最高,表明岩体与围岩的接触带是成矿的有利部位。矿床同位素年代学和稳定同位素地球化学研究结果显示,桂山地区内与成矿有关的中酸性侵入岩体成岩年龄为141.3±3.6Ma,成矿年龄为136.9±2.2~143.7±2.7Ma,成矿物质主要来源于岩浆。综合分析以上研究成果,认为桂山地区复杂的大地构造背景是成岩成矿的前提;高精度的重磁异常是成矿预测的示踪;中酸性侵入岩体是区内重要的成矿源岩;断裂构造的发育为岩浆及含矿热液的运移提供了重要通道;石炭纪至三叠纪碳酸盐岩地层是重要的控矿围岩;侵入岩体与碳酸盐岩围岩的接触带及蚀变-矿化岩体内是该区深部找矿的重点部位;矽卡岩化、黄铁矿化、碳酸盐化、大理岩化、绢云母化等蚀变是重要的找矿标志。基于上述认识,初步归纳了桂山地区成矿预测要素,构建了该地区多信息耦合成矿预测模型。运用该模型在研究区内圈定3个成矿靶区,为未来找矿工作提供了指导。