紫金山矿田位于福建省上杭县,是我国著名的大型铜金矿产区之一。现已探明金属储量为:金>400吨,铜>400万吨;此外还有银约6300吨,钼>11万吨。矿化主要受晚中生代大规模构造—岩浆活动的影响,围绕中酸性次火山岩—浅成斑岩侵入体分布,演化形成了一套矿化类型齐全的斑岩—浅成低温热液成矿系统。紫金山斑岩—浅成低温热液成矿系统主要包括:高硫型浅成低温热液系统(紫金山铜金矿床)、低硫型浅成低温热液系统(悦洋银多金属矿床),斑岩系统(罗卜岭铜钼矿床,浸铜湖铜钼矿床,五子骑龙铜矿床);此外还有兼具成因联系的一些过渡类型矿床,例如二庙沟铜金矿、龙江亭铜矿、碧田金矿等。前人对紫金山矿田进行了大量的矿物学、岩石学、矿床学以及地球化学和年代学方面的研究,这些工作对了解矿田内构造—岩浆—成矿系统的演化以及找矿勘探都起了积极作用。但这些研究大多集中于紫金山铜金矿,而对罗卜岭铜钼矿、二庙沟铜金矿等的研究相对薄弱,部分岩体未获得可靠的年代学及岩石地球化学数据,也未开展详尽的矿床地球化学方面的研究。目前研究中亟待解决的问题有:(1)紫金山燕山期大规模岩浆活动与巨量金属成矿的相互关系问题。大规模的岩浆活动分早晚两期,中间存在将近40 Ma的时间间隔;而矿化多与晚期白垩纪岩浆活动密切相关,早期岩浆活动对矿化有什么影响?不同类型的矿化对应的岩浆活动、元素富集组合不同,造成这种差异的因素是什么?岩浆演化与成矿的相互关系以及其内在机制是什么?(2)不同成矿系统的形成时代及成矿物质来源问题。不同成矿系统表现出差异化的元素富集组合,其形成是否为同—岩浆—热液系统演化的结果?形成的时代及主要的成矿物质来源是否存在不同?(3)巨量金属堆积与华夏地块晚中生代的构造岩浆活动的关系。紫金山矿田内如此小的范围内多种元素大规模富集形成一系列超大型、大型矿床的主要控制因素是什么?岩浆演化对应的地球动力学机制是什么?针对上述问题,结合前人工作资料及紫金山矿田及其外围近期重大找矿突破,本文通过详细的野外地质工作,选择紫金山铜金矿床、二庙沟铜金矿床、罗卜岭铜钼矿床作为主要的研究对象,通过详细的岩石学、矿床学、地球化学研究,讨论了与矿化有关的岩体时代、成因及其与矿化的关系,铜金钼矿化的形成时代与成矿物质来源,厘清构造—岩浆—成矿的内在联系及成因机制。取得的主要成果有:(1)紫金山复式岩体形成于晚侏罗世(164Ma～155Ma),属过铝质花岗岩,稀土元素总量偏低,属LREE富集型。Ba,Nb,La,Ce,Sr,P,Ti都表现出较明显的负异常,不同岩体表现出的负异常程度不同,而Rb,Th,U,Pb则呈现正异常。紫金山复式杂岩的初始87Sr/86Sr值变化范围较大,而εNd(t)变化范围在-10.3到-6.8之间,两阶段Nd模式年龄变化范围为1.50～1.78Ga。紫金山复式岩体具有相似的Pb同位素组成,初始铅同位素为(206Pb/204Pb)i=18.388～18.632,(207Pb/204Pb)i=15.640～15.720,(208Pb/204Pb)i=38.670～38.930。锆石的Hf同位素εHf(t=155 Ma)=-19.0～-7.1,两阶段Hf模式年龄(TDM2)为1.62 Ga～2.37Ga。紫金山复式花岗岩体的形成可能与大规模的地壳(包括华夏元古代正变质岩与副变质岩)的部分熔融有关,并经历印支期花岗岩的同化混染。紫金山复式岩体属低温S型花岗岩,主要发生长石、褐帘石和磷灰石的分离结晶作用,其形成的构造环境可能为受古太平洋板块俯冲所导致的活动大陆边缘环境。(2)二庙沟铜金矿与紫金山铜金矿发育有相似的矿化蚀变类型,二者矿化均与英安玢岩以及隐爆角砾岩关系密切。英安玢岩形成于早白垩世(110Ma～106Ma),属弱过铝质岩;富集大离子亲石元素(LILEs),富集轻稀土(LREE),亏损Nb,Ta,P,Ti等高场强元素,无铕异常,轻重稀土分异明显,还具有高Sr/Y、La/Yb的特点,表现出类似于埃达克质岩的特征。岩石的初始87Sr/86Sr值为0.7127～0.7132,εNd(t)值为-6.3～-4.9,锆石的εHf(t)值为-4.5～1.7。罗卜岭斑岩铜钼矿床中与矿化有关的罗卜岭岩体形成于约103Ma,而与矿化无关的中寮岩体则形成于约97Ma。罗卜岭与中寮岩体具有相似的地球化学组成,均属弱过铝质岩。相对富集轻稀土,几乎无Eu异常;所有样品均表现出富集大离子亲石元素(LILEs,e.g.,Rb,Ba,Th,U和Pb),亏损高场强元素(HFSEs,e.g.,Nb,Ta,P及Ti)。高Sr,低Y及HREE含量,较高的Sr/Y以及低YbN比值,也表现出埃达克质岩石的亲缘性。罗卜岭及中寮岩体的初始87Sr/86Sr值为0.7064～0.7068,εNd(t)值为-4.0～-2.6,两阶段Nd模式年龄变化范围为1.11 Ga到1.23 Ga。初始铅(206Pb/204Pb)i值为17.641～18.144,(207Pb/204Pb)i值为15.603～15.634,(208Pb/204Pb)i值为37.990～38.438。锆石样品εHf(t)值为-5.8～0.7,两阶段Hf模式年龄(TDM2)为 1.10 Ga～1.50Ga。微量元素以及同位素特征表明二庙沟英安玢岩主要由富集地幔起源的基性岩浆与下地壳部分熔融形成的酸性岩浆发生岩浆混合作用而形成;罗卜岭与中寮岩体主要为俯冲交代的地幔来源,分离结晶作用控制着岩体的形成。所对应的地球动力学构造背景为受古太平洋板块俯冲、断离、折返影响而形成的伸展构造环境。(3)紫金山—二庙沟铜金矿形成时代为110～106Ma,而罗卜岭斑岩铜钼矿床的形成时代则为105～103Ma。S-Pb同位素特征表明,紫金山铜金矿的成矿物质具有多来源的特征,与紫金山复式岩体、白垩纪次火山岩有密切的关系。与铜金矿化密切相关的英安玢岩具有相对较低初始岩浆温度,指示其浅源特征,壳源物质可能提供了部分成矿物质来源。罗卜岭铜钼矿床中与成矿有关的花岗闪长斑岩为俯冲交代地幔来源,Pb同位素组成表明矿化主要与斑岩体有关,辉钼矿中具有高Re含量,均表明Cu-Mo主要为地幔来源。紫金山铜金矿与罗卜岭铜钼矿应属两个不同的岩浆—热液成矿体系。(4)由于幔源组分的参与,紫金山矿田内与矿化有关的岩浆活动均表现出高氧逸度、富水的特点。中—晚侏罗世时期古太平洋板块的俯冲导致的地壳增厚,基性岩浆底侵下地壳,触发陆壳岩石的熔融并发生同化作用。受板片俯冲的影响,岩浆在陆壳底部集聚并逐渐演化为中酸性岩浆。基性岩浆不断加入及岩浆分异导致挥发分及金属元素聚集。晚侏罗世华夏地块处于古太平洋板块俯冲导致的活动大陆边缘环境,地物质熔融形成紫金山复式岩体的同时,也使上地幔和下地壳保存或堆积了大量的Cu-Au成矿物质。～110Ma时期发生的古太平洋板块的撕裂、断离及后撤,导致紫金山地区处于弧后伸展的构造背景,发育大规模的火山—侵入岩浆活动。俯冲交代地幔来源的基性岩浆上侵到下地壳,并重熔早期形成的含大量亲铜元素的硫化物—熔融物相,有效的提取Cu、Au等成矿元素,形成紫金山铜金矿化。在岩石圈的伸展的构造背景下,软流圈上涌及熔融,导致含矿的幔源基性岩浆经历一系列的分离结晶作用,上侵到地壳浅部,形成含大量Cu、Mo元素的含矿熔体;磁铁矿的分离结晶导致硫化物分离,形成罗卜岭斑岩铜钼矿床。