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矿石及含矿岩系的稀土元素、微量元素、稳定同位素、流体包裹体以及同位素年代学等地球化学研究表明，桦树沟（铁）铜矿床形成于近大陆边缘的海底裂谷环境，成矿物质主要来自元古宙基性火山岩，硫、碳主要来自海水。火山-沉积岩系经深循环水-热系统的作用，成矿物质被浸出和搬运，并经海底喷溢作用沉淀于海盆洼地中形成含矿层，后期变质作用使成矿物质话化、转物和富集。矿床成因为喷气（流）沉积-变质改造型（铁）铜矿床。