本文的研究区黑牛洞矿段位于四川省九龙县里伍铜矿田内,前人对里伍铜矿床有较多且系统的研究,认为其成矿作用的特点为多期次、多成因,但是对于其成矿时代、成矿期次、成矿阶段和主要控矿因素的认识有较大的差别。在前人研究的基础上,本文试图通过研究里伍铜矿黑牛洞矿段宏观的基本地质特征、结合矿段矿石的组构及矿石典型的矿物组合特征,重点研究镜下光薄片中的不同矿体中典型矿石的矿相学特征,通过矿物之间的接触关系,揭示矿物的先后生成顺序,判断成矿阶段与成矿期次。为黑牛洞矿段铜矿床的成因及成矿期次、成矿阶段和主要控矿因素的确定提供重要参考信息。通过研究分析,了解黑牛洞矿段在大地构造上处于扬子板块西南缘、松潘-甘孜造山带的东南缘,是江浪穹隆的一部分。围绕江浪穹隆发育的环状拆离断裂带是矿区的主要控矿构造,区域内发育的韧性-脆性断裂是矿区主要的容矿和导矿构造,里伍岩群是黑牛洞矿段铜矿床的赋矿地层。通过对黑牛洞矿段矿石矿相学特征的研究,表明黑牛洞矿段内主要的矿石类型有致密块状矿石、脉状矿石、条带状矿石、团块状矿石、浸染状矿石及角砾状矿石6种;矿段中主要的矿石构造为块状构造、浸染状构造及条带状构造,部分矿石发育角砾状构造和脉状构造,共5种。矿段中矿石发育的结构主要为由结晶作用形成的自形晶结构、半自形晶结构、他形晶结构和共边结构;由交代充填作用形成的浸蚀结构、残余结构、反应边结构及似文象结构;由固溶体分离作用形成的定向或杂乱分布乳浊状结构。磁黄铁矿是矿段内含量最多的金属矿物,黄铜矿为矿段主要的炼铜矿物,闪锌矿是锌主要的赋存矿物,除此之外黑牛洞矿段矿石中还发育方铅矿、少量的黄铁矿、钛铁矿及金银矿等;矿石中最常见的矿物组合为磁黄铁矿-黄铜矿-闪锌矿的矿物组合,还有方铅矿-闪锌矿的矿物组合;脉石矿物主要有石英、黑云母、白云母、绿泥石、电气石及石榴子石等。矿石中发育的固溶体分离结构,在闪锌矿作为主矿物时,表明成矿温度在350℃以上;黄铜矿作为主矿物时,表明成矿温度在500℃左右。矿段发育大量的高温矿物磁黄铁矿、电气石及石榴子石,表明成矿温度较高;同时还发育低温矿物组合闪锌矿-方铅矿,表示成矿温度的范围较宽。通过矿石中主、微量元素和稀土元素组成的分析,表明黄铜矿的形成环境为富铁贫硫的环境,闪锌矿富铁;矿段还发育有益伴生元素Au、Ag、S、Co、Pb、As、Mo、Bi、Ge等;结合稀土元素球粒陨石标准化分布型式图表明矿石中稀土元素可能来源于围岩。通过对矿石组构、矿物间的交生关系及矿物共生组合的研究,绘制出了黑牛洞矿段的矿物生成顺序表及矿床成矿期、成矿阶段表,共分为沉积富集期、构造变形期、热液成矿期和表生淋滤期4个期次,其中热液成矿期分为中-高温热液成矿阶段、中-低温热液成矿阶段2个阶段。通过流体包裹体均一温度的测试,成矿温度最低为110.7℃,最高温度在400℃以上,与矿石矿物组合及固溶体分离结构表现出来的温度相吻合。结合矿石中稳定同位素组合,表明硅同位素可能来源于变质岩系,硫同位素可能为地幔和海水两个来源;结合矿石及围岩常量元素、微量元素、稀土元素的分布,表明成矿物质的来源可能为壳源和幔源;而里伍岩群为一套砂泥碎屑岩夹基性火山岩的沉积建造,碎屑物质来源于地壳,因此成矿物质可能来源于地壳。结合氢-氧同位素投图,表明流体来源主要为变质水和岩浆水,并且广泛发育交代充填作用形成的矿石结构,表明矿床的形成与热液作用有关;结合区域内广泛的岩浆侵入与区域变质作用,热液可能为变质和岩浆热液的混合热液。综合里伍铜矿黑牛洞矿段的区域构造特征、矿床地质特征、矿石矿相学特征、成矿物质和成矿流体来源及迁移机制,以及成矿动力和成矿时代的研究,矿床为与区域构造变质作用、变质-岩浆热液有关的中-高温热液充填交代变质矿床。