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布敦化铜矿位于大兴安岭中南段,是一个典型的复合型铜矿床,由金鸡岭斑岩型铜矿段和孔雀山热液脉型铜矿段组成。本文在矿床地质特征分析、流体包裹体研究、稳定同位素及锆石U-Pb年代学和Hf同位素分析的基础上,探讨了布敦化铜矿的成矿流体特征、成矿流体和成矿物质来源及其成矿作用,并建立了该矿床的成矿模型,取得的主要认识如下:(1)矿床地质特征上,金鸡岭矿段的矿化受英云闪长斑岩体的形态控制,在其突出与凹陷部位的外接触带矿化较好,尤其是岩体突出部位矿化富集,可分为三个成矿阶段:早阶段(毒砂+黄铁矿±黄铜矿+石英阶段)、中阶段(黄铜矿+磁黄铁矿+石英阶段)、晚阶段(碳酸盐+黄铁矿+石英脉阶段);孔雀山矿段的矿化沿闪长玢岩和安山玢岩岩脉与变质岩接触带间的断裂破碎带分布,也可分为三个成矿阶段:早阶段(石英+毒砂+黄铁矿)、中阶段(石英+黄铜矿+磁黄铁矿+闪锌矿±方铅)、晚阶段(石英+黄铁矿+碳酸盐)。(2)锆石U-Pb测年结果显示,与成矿有关的英云闪长斑岩形成年龄为151.95±0.73Ma。该岩体具“I”型花岗岩特征,岩浆起源于从晚元古代末亏损地幔中新增生的年轻下地壳物质的部分熔融。(3)对布敦化铜矿床两个矿化阶段进行了包裹体显微测试。结果表明,两个矿段阶段流体包裹体的均一温度和盐度变化范围分别为340500℃→260320℃→140220℃和260380℃→220360℃→160220℃;12.2>43.2wt%NaCleqv→6.317.2wt%NaCleqv→0.59.7wt%NaCleqv和0.8621.75wt%NaCleqv→2.2419.45wt%NaCleqV→1.236.01wt%NaCleqv。激光拉曼光谱分析结果表明,流体包裹体中的主要成分有H2O和CH4。成矿流体总体上属于H2O-CH4-NaCl体系。(4)氢、氧同位素组成表明,两个矿段早期成矿流体主要以岩浆水为主,至成矿晚期有大气降水的参与。两矿段的硫同位素组成表明硫主要来源于地球深部,铅同位素组成则表明铅具壳幔混合的特点,其来源与岩浆活动密切相关。(5)布敦化铜矿床的成矿机制为成矿流体沸腾后与围岩中的大气降水发生了交换,导致原始流体物理化学平衡变化并卸载成矿物质,最终沉淀成矿。