铜井金(铜)矿位于江苏省南京市境内,大地构造位置位于扬子板块北侧,宁芜盆地内,属于长江中下游铁铜成矿带内典型的金(铜)矿床。矿区构造有断裂构造和古火山口构造-娘娘山古火山口,断裂构造以NW和NNW向为主。矿区内发育大量的碱性系列岩石,地层主要是早白垩世大王山组安山质、粗面质火山岩,主要分布在火山机构的四周,娘娘山组以碱性火山杂岩为主,下段岩性为粗面质火山碎屑岩,中段以粗安质凝灰岩和假白榴石响岩为主,上段为蓝方石响岩和粗面岩,分布在古火山口附近;本次研究测得大王山组安山岩和娘娘山组蓝方石响岩锆石U-Pb年龄分别为134±1Ma和128±1Ma。岩浆岩主要有粗面斑岩、粗安斑岩、正长斑岩、闪长玢岩和石英二长岩,其中粗面斑岩与矿体空间关系密切。矿体主要赋存在娘娘山组碱性火山杂岩中,少量赋存在大王山组安山质、粗面质火山岩中,明显受断裂构造和古火山口构造控制。矿区范围内共圈出5个矿段,矿体形态以脉状和透镜状为主,走向集中在310°~350°之间,在-220m标高以上倾向NE,-220m标高以下倾向SW,倾角75°~90°。矿石矿物主要为黄铁矿、自然金、银金矿、黄铜矿,并含少量的斑铜矿、镜铁矿、方铅矿、闪锌矿、褐铁矿等矿物。矿石结构主要为自形及它形结构、交代结构、固溶体分离及骸晶结构等;矿石构造主要为脉状构造、块状构造、浸染状构造及角砾状构造。围岩蚀变主要为硅化、重晶石化、绢云母化、高岭土化、冰长石化和碳酸盐化,局部发育绿泥石化,其中冰长石为本次研究新发现的蚀变矿物。金(铜)矿化与硅化、冰长石化和菱铁矿化关系密切。成矿期主要有热液成矿期和表生氧化期,其中热液期可分成3个矿化阶段:即Ⅰ.石英-黄铁矿阶段、Ⅱ.石英-菱铁矿-金铜多金属硫化物阶段和Ⅲ.石英-方解石阶段,其中第Ⅱ阶段为主要成矿阶段。矿区内见菱铁矿细脉切穿重晶石颗粒,说明重晶石早于菱铁矿形成,反映成矿早阶段为酸性流体,主成矿阶段演化为近中性流体,金铜矿化与硅化、冰长石化和菱铁矿化关系极为密切,为典型的低硫化型浅成低温热液蚀变组合。流体包裹体研究结果表明,主成矿阶段流体具有低温(154~182℃)、低盐度(4.2~7.7 wt%NaCl)、低密度(0.82~0.94g/cm~3)的特点,估算成矿压力为13~26MPa,成矿深度为1.3~2.6km,属浅成低温环境。硫同位素研究显示成矿物质主要来源于地幔,并有少量地层硫的混染。碳、氢、氧同位素研究表明成矿流体以循环的大气降水为主,并有少量的幔源初生水。岩石地球化学特征显示这些碱性火山岩原始岩浆起源于俯冲流体交代的富集岩石圈地幔。矿体严格受断裂构造控制,主要富集在断裂走向偏NNW、倾向上倾角变陡的局部引张部位,显示控矿断裂为右旋正断性质。粗面斑岩与矿体空间关系密切,矿区范围内呈断续的环形分布在矿体附近,分析认为粗面斑岩为成矿提供了热源和部分成矿流体。本次研究测得与成矿有关的粗面斑岩锆石U-Pb年龄为126±1Ma,形成于早白垩世,由此限定了成矿年龄的上限为126±1Ma。综上确定铜井金(铜)矿床成因类型为低硫化型浅成低温热液金铜矿床。分析认为,铜井金铜矿床和大量碱性火山杂岩的形成与早白垩世洋脊俯冲机制存在内在的联系。由于年轻的、热的洋脊俯冲,导致在洋脊的位置板片撕裂拉开形成板片窗构造。在这种洋脊俯冲的背景下,发生强烈的伸展作用下,导致岩石圈减薄,软流圈物质上涌,加热上覆富集岩石圈地幔,洋壳发生减压部分熔融,形成富Au、Cu的初始岩浆,富Au、Cu的岩浆上侵至娘娘山古火山口附近形成大量碱性火山杂岩和热液脉型金铜矿床。