多不杂铜矿床是西藏地勘局地质五队近年来发现的具有超大型规模前景的矿床。本文在已有研究基础上,应用现代分析测试技术和成矿理论,对该矿床的成矿地质背景、矿床地质地球化学和矿床同位素年代学等方面开展系统研究,深入分析了矿床的成因机制,取得如下主要认识:(1)多不杂铜矿床所在大地构造位置隶属于羌塘-三江复合板片、班公湖-怒江结合带及冈底斯-念青唐古拉板片,经历了羌塘地体、拉萨地体之间的大陆裂解、聚合和造陆、造山等演化过程。矿区内构造运动-岩浆活动-流体作用频繁且强烈,既有岩浆侵入活动,又有火山喷发,并具有多旋回、多来源和多样性特点,从华力西期、印支期、直到燕山期都有岩浆活动,具有长期性。多不杂矿区位于东西向F2断裂、北东向F10断裂两条区域断裂的交叉部位,为成矿斑岩体的上升就位提供了通道。这样的条件既有利于地幔流体作用,提供成岩成矿物质,又有利于构筑良好的赋矿环境。(2)花岗闪长斑岩以钙碱性系列为主,LREE富集,HREE亏损,?Eu为正铕异常,相对富集Cs、Rb、Th、K、La、Sr、Hf、Tb等元素,相对亏损Ba、U、Ta、Nb、Ti等元素;这些地球化学性质与典型斑岩铜矿床的含矿斑岩地球化学特征相似,表明其长英质岩浆源自地幔底劈引发的地壳重熔,同时含矿地幔流体伴随岩浆结晶成岩过程交代岩石成矿。花岗闪长斑岩与变质砂岩呈侵入接触关系,在两者岩石的接触带,变质砂岩的矿化随蚀变的加深而增强,与矿化有关的蚀变主要是钾化、绢英岩化、硅化、青磐岩化、粘土化等;斑岩型成矿要求含矿岩石发育一套有一定封闭条件的局部裂隙系统,以有利于成矿热液的渗滤和交代作用,又不会使成矿热液快速散失或逃逸,而区内变质砂岩正好满足这样的条件,有效的促进蚀变交代作用的充分进行和均匀化,从而导致强蚀变区的全岩矿化。花岗闪长斑岩、变质砂岩以及玄武安山岩具有相似的右倾型稀土配分模式,总体上均表现为轻稀土相对富集、ΣREE变化范围较大的特点,由花岗闪长斑岩→变质砂岩→玄武安山岩,ΣREE表现为逐步上升的特点,这说明在成矿过程中伴随有REE元素的带入带出;含矿地幔流体以不均匀混染和交代方式减弱或抵消结晶分异作用形成的负铕异常,并随其比例和强度增大而形成正铕异常,暗示成矿流体性质具有多样性;多不杂铜矿床各种类型岩矿石的稀土元素分布型式具有复杂性,显示其成矿物质的多样性及其成矿过程的复杂性;这种集多样性和复杂性于一体的成矿特征,暗示成矿统一受制于含矿地幔流体作用及由此导致的壳幔混染和多源矿质叠加。花岗闪长斑岩中脉状石英、硬石膏单矿物?eu为负铕异常,是斑岩受到成岩后期氧化淋滤作用的结果;而黑云母单矿物?eu为正铕异常,是含矿地幔流体伴随岩浆结晶成岩过程交代岩石成矿的成因标志。(3)对矿区内岩浆岩进行了la-icp-ms和shrimp锆石u-pb同位素定年,指示多不杂铜矿床内构造-岩浆活动大约发生在120ma左右,期间有多次岩浆侵入活动。辉钼矿re-os同位素年龄代表了成矿年龄,指示成矿作用大约发生在118ma左右;钾化带的形成年龄为119.2±1.1ma,与成矿年龄一致,表明矿化是从钾化阶段开始的;蚀变绢云母ar-ar法测年结果为115.8±1.4ma,代表矿化晚期;热液蚀变年龄和成矿年龄略晚于岩浆侵入,成岩成矿年龄基本一致,成矿伴随成岩大约持续了4ma。成岩成矿作用都集中在燕山期,该时期正是拉萨地块和羌塘地块之间的怒江洋盆的碰撞闭合、伴随大量幔源岩浆活动、花岗闪长斑岩岩浆侵位的时代,说明矿床的形成与该区燕山期的构造-岩浆-流体活动有关。(4)斑岩中s、cu、au的含量有明显的正向相关性,暗示s、cu、au可能为同一来源;矿床中黄铁矿、黄铜矿硫同位素组成显示其具有幔源硫的特点,故认为多不杂铜矿床中cu质及相关的au元素主要来源于深源;pb同位素组成显示其具有地壳与地幔混合的俯冲带铅的特征,暗示地幔流体在参与成矿和交代蚀变作用的同时与地壳物质发生混染;花岗闪长斑岩和黄铁矿样品的sr初始值高于全球幔源镁铁质岩石sr同位素的平均值0.70350,低于壳源硅铝质岩sr同位素平均值0.720±0.005,表明为幔源sr和壳源sr的混合物;铪同位素组成特征指示含矿岩石应经历不同来源岩浆的混合过程,其成岩成矿过程中有多种组分的参与,以地幔来源为主。斑岩的碳氧同位素组成说明成矿流体中的碳主要来源于地幔;氢氧同位素研究表明含矿地幔流体在混染地壳重熔形成的长英质岩浆过程中,混入了一些大气降水而表现出一定程度地漂移现象,从而促进成矿物质的沉淀和聚集;氦氩同位素分析表明成矿流体具有壳幔混染特征,以地幔来源为主;硅氧同位素分析表明成矿流体主要来自原始地幔。综合研究表明,含矿地幔流体参与由地幔底劈引发地壳重熔形成的长英质岩浆并随其结晶成岩过程交代岩石而致花岗闪长斑岩具有壳幔混染甚至成矿特征。(5)矿床成因综合研究初步揭示了地幔流体作用引发壳幔物质混染叠加成矿的成因机制。因羌塘地块与拉萨地块之间怒江洋盆的碰撞闭合,导致了班-怒洋洋壳向南羌塘地块的俯冲作用,使得班公湖-怒江缝合带发育大规模逆冲推覆、走滑断裂以及深部地质作用。随着这一过程的进行,原始地幔逐渐向交代富集地幔转化并发生部分熔融,形成硅不饱和的基性岩浆、碱性岩浆以及具熔浆性质的含矿地幔流体。随后驱动地幔底侵,使热点升高,导致深部地壳熔融形成富硅的长英质岩浆。它们进一步混合,构成了壳幔混染的多相熔浆,并沿深大断裂通道上升侵位。含矿地幔流体不仅可以伴随富硅碱岩浆结晶成岩过程进行同步交代和能量转换蚀变成矿,而且还能从岩浆或岩体中分离出来,沿通道进入有利赋矿的岩石界面或具备一定封闭条件的次级裂隙中,与裂隙围岩相互作用引发壳幔之间物质和能量的交换,促进壳幔物质混染叠加成矿,从而形成多不杂铜矿床。