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怀溪铜金矿床位于浙东南凹陷区的平阳县山门火山洼地内,是典型的热液脉状充填（交代）型铜多金属矿床。区域内分布有中生代晚侏罗统至早白垩统的火山岩,其中赋矿地层主要为早白垩统朝川组火山岩。发育燕山晚期石英闪长岩、钾长花岗斑岩、花岗斑岩等27个火山侵入岩体,它们均受北东向基底构造控制。区内火山机构和断裂构造发育,火山机构的交接部位以及火山机构被后期区域断裂交切部位控制了矿床（点）的分布;北西向的断裂构造则控制了矿体的定位。区内矿产资源丰富,矿产地37处,主要有金（银）、铜、铅锌、黄铁矿、明矾石、叶蜡石等11个矿种。矿区出露早白垩统朝川组第一岩性段（K1c1）和第二岩性段第一亚段(K1c2-1)火山岩,岩性为陆相中酸性、酸性熔岩、火山碎屑岩夹沉积层。构造以北西向断裂为主,其次为北东向、北北东向、北北西向和南北向断裂。侵入岩以石英闪长岩、钾长花岗斑岩为主,次为斑状碱长花岗岩、辉绿（玢）岩等脉岩。矿体呈脉状产于北西向断裂构造中,产状与断裂一致,且“上金下铜”的矿化分带现象明显。矿石矿物以黄铜矿、方铅矿、闪锌矿为主,其次为自然金,还可见脆硫锑铅矿、砷铜矿及辉铜矿等。脉石矿物以石英、黄铁矿为主,次为方解石、绿帘石、绿泥石和绢云母等。矿石结构主要有它形粒状-自形晶结构、交代结构、固溶体分离结构、镶边结构,构造以块状构造、斑杂状构造和浸染状构造为主。围岩蚀变包括硅化、绿泥石化、绿帘石化、绢云母化和粘土化。该矿床可以划分为内生期和表生期两个成矿期及四个成矿阶段。石英闪长岩具有准铝质高钾钙碱性的地球化学特征,CIPW标准矿物中透辉石（2.62～2.83%）和磁铁矿（2.41～4.34%）含量高,为同熔型花岗岩,富集Rb、Th、U、Pb和LREE,亏损Nb、Ta、Ti等高场强元素和HREE,具有同碰撞花岗岩的性质,形成于挤压构造环境。钾长花岗斑岩为弱过铝-强过铝质高钾钙碱性花岗岩,化学成分贫Ca和Mg,高Na、K,富集Th、Ta和Hf等高场强元素,显示为A2型花岗岩,形成于后碰撞拉张环境。相似的微量元素、稀土元素配分特征和一致的Pb同位素组成,显示两者为同源岩浆不同演化阶段的产物。矿体中脉石矿物石英流体包裹体的均一温度集中分布于380～410℃、320～360℃和230～300℃三个区间,冰点为-6.8～-8.2℃,盐度为10.2～11.9ω（NaCl）%。闪锌矿流体包裹体的均一温度为230～271℃,冰点为-8.3～-8.9℃,盐度为12.0～12.7ω（NaCl）%,显示成矿流体为中低盐度。经估算,成矿流体密度为0.68～0.91g/cm3,深度为0.51～1.67km,为浅成条件。石英稀土元素的LREE/HREE由2.96增大至10.39,轻重稀土分馏程度增强,且其流体包裹体的H-O同位素组成δDH2O为-53.60‰～-68.50‰,δ18OH2O为-6.88‰～-8.55‰,位于岩浆水与浙东南中生代大气降水（δD=-65‰,δ8O=-9.4‰）之间,显示成矿流体为岩浆水与大气降水的混合来源。8件黄铁矿的S同位素δ34S值变化于-2.14‰～+4.14‰之间,极差为6.28‰,平均值为+1.67‰,方铅矿的δ34S值为2.3‰,闪锌矿的δ34S值为2.2‰,与陨石硫和花岗岩硫同位素一致,表明硫主要来源于深源岩浆。5件石英流体包裹体初始锶比值ISr为0.70938,萤石和方解石的ISr分别为0.70971和0.70927,远大于上地幔值（0.702～0.706）,接近大陆地壳值（0.710）;硫化物铅和侵入岩全岩铅组成特征相似,沿上地壳和造山带铅演化线分布,成矿与侵入岩的关系密切,且成岩成矿物质主体来源于地壳,有部分幔源物质的参与。流体包裹体液相成分中阳离子以Ca2+、Na+、K+为主,Mg2+微量;阴离子以HCO3为主,Cl-和SO42-次之,F微量,流体pH值为弱酸性至近中性。成矿流体中铜以氯化物络合物为主,金以硫化物络合物为主。成矿流体受到了大气降水的混合,流体被冷却、Cl-浓度降低,是Cu沉淀的主要机理;含矿流体沿破碎带迁移过程中,发生水岩反应和成矿流体中Fe2+、Zn2+、Pb2+等沉淀,pH、fO2和硫的总浓度降低,引起金硫络合物平衡的破坏,导致金沉淀。矿区内石英闪长岩的成岩年代为110Ma,钾长花岗斑岩的LA-ICPMS锆石U-Pb年代为（101.57±0.86）Ma（MSDW=1.3）;5个石英流体包裹体Rb-Sr样品构成一条很好的石英流体包裹体等时线,斜率所得成矿年龄为（101±1）Ma(Isr=0.70938±0.00001),成岩成矿年代相近,进一步佐证了成岩成矿的成因联系。结合前人资料,怀溪铜金矿区的成岩成矿构造背景与太平洋板块向亚洲大陆俯冲挤压作用有关:110-100Ma时（主应力方向为近南北向略偏西）,形成东南沿海同碰撞花岗岩类侵入岩,同时形成北东向和北西向的压扭性断裂;100Ma±,构造应力场向伸展转变,形成了曹门钾长花岗斑岩等A型花岗岩体。侵入岩的侵位为成矿提供了成矿流体和成矿物质,并充填于北西向的断裂构造中成矿。综合分析矿体地质特征、成矿机制及控矿因素,建立了怀溪地区脉状铜金矿床的成矿模式及矿体空间产状模型。根据矿区地球物理找矿信息、岩石裂隙地球化学信息、原生晕分带及其统计特征信息、黄铁矿的粒度、热电性及其微量元素化学成分等方面的宏、微观矿化信息,经综合分析和优化筛选,在矿区内共圈定了6个预测靶区。