自然界存在的地球化学省乃至更大范围的地球化学分布模式,实际是地球化学块体在地表的反映。区域高背景地层、岩体的侵入、地幔物质的加入、成矿作用及后期的风化分散作用都能引起自然界地球化学分布模式的形成。长江中下游地区是我国铜、铁、金等矿产资源的重要产地。本文以该地区区域化探全国扫面计划水系沉积物地球化学数据和全国地球化学基准计划岩石地球化学数据为基础,对铜地球化学块体的空间分布及成因展开研究。借助LA-ICP-MS锆石U-Pb定年技术,对铜地球化学块体的时间属性进行厘定。主要取得以下认识:(1)通过对水系沉积物21种元素进行因子分析,共提取出3个因子。因子1(Nb、Zr、Th、La、Pb、Y、Zn、Ag、Hg、Ti、Sn)代表了区内与中酸性岩浆岩活动有关的地质过程,因子2(Cr、Ni、V、Co、Cu、Ti)代表了研究区与基性-超基性岩有关的岩浆活动、火山沉积建造和Cu、Fe成矿作用,因子3(As、W、Bi、Sb、Sn)代表了区内与中-高温热液成矿作用有关的地质过程。Au的分布与Au成矿作用密切相关。(2)利用区域化探全国扫面计划1OkmX 1Okm水系沉积物地球化学组合数据,以铜含量大于32ppm圈定出6个铜地球化学块体:大冶-九江块体(Cu1)、安庆-铜陵块体(Cu2)、马鞍山-南京块体(Cu3)、东至-绩溪-宁国-开化块体(Cu4)、修水-武宁块体(Cu5)和德兴块体(Cu6)。在碎屑锆石样品中识别出4个年龄峰值,分别对应古元古代、新元古代、早古生代和中生代,表明地球化学块体是跨时代存在的,物质来源于多期地质事件。新元古代的构造-岩浆事件对研究区铜地球化学块体的形成具有重要影响,中生代是研究区铜地球化学块体形成的又一个重要时期。(3)研究区各构造单元水系沉积物中Cu的中位值随岩石的高低变化而变化,表明水系沉积物中Cu元素的含量受到背景岩石的制约。各铜地球化学块体之间水系沉积物中Cu的中位值不随岩石的变化而变化,各块体范围内岩石中Cu的中位值也未随异常浓度的增加而升高。说明各块体内水系沉积物的Cu含量不受背景岩石的严格制约。(4)Cu1、Cu2和Cu3范围内的铜异常与地层无关,主要由成矿作用及后期的风化分散作用引起;Cu4范围内的铜异常主要由高背景地层引起;Cu5和Cu6范围内的铜异常由高背景地层和成矿作用及后期的风化分散作用共同引起。地幔上隆区控制了与大型矿床/矿集区有关的铜地球化学块体的分布,铜地球化学块体严格受断裂构造的控制,而与非成矿中酸性侵入岩关系不大。将地球化学块体范围内的水系沉积物与岩石地球化学元素进行对比,有助于甄别异常的成因,并有效识别成矿作用的存在。(5)研究区所有已发现的铜矿集区都位于铜地球化学块体范围内,已发现的10个大型、25个中型和43个小型铜矿床中,分别有8个大型(80%)、18个中型(72%)和32个小型(74%)铜矿床产于铜地球化学块体内部。用低密度勘查地球化学数据圈定的地球化学块体能够有效追踪矿集区以及大型矿床的产出位置。研究区存在规模巨大的铜地球化学块体,能够为长江中下游地区提供巨量的成矿物质,是形成大型铜矿床/矿集区的重要条件。(6)水系沉积物样品中存在大量新元古代碎屑锆石,且扬子克拉通新元古代地层相对富Cu(平均值27.37ppm,中位值25.15ppm),表明研究区新元古代的构造-岩浆事件对铜地球化学块体的形成具有重要影响。新元古代幔源基性物质的加入使Cu发生了一定程度的富集。燕山期是铜地球化学块体中Cu发生聚集的一个重要时期,这些巨量的Cu主要来源于富集岩石圈地幔,并有地壳物质的贡献。