凤凰山铜矿是长江中下游成矿带铜陵矿集区中的一个典型矽卡岩矿床,在壳幔成矿作用方面具有代表性。本文对其进行了矿区地质、矿床地质、岩相学、矿物学和地球化学等方面的详细研究,揭示了壳幔相互作用与矽卡岩成矿的关系,并在此基础上探讨了矿床的成因。野外调研和镜下观察结果表明,凤凰山岩体由花岗闪长岩和石英二长闪长岩组成,其内分布有大量暗色微粒闪长质包体。矿物学和岩石地球化学资料证实岩石属于准铝质高钾钙碱性壳幔混源岩浆岩,而各类岩浆不平衡结构的存在表明在岩浆上侵形成凤凰山岩体过程中存在深位岩浆房,并发生过岩浆混合作用。根据矿物组合和结构构造,可将凤凰山铜矿矿石分为含铜矽卡岩和含铜石英硫化物脉两种类型,前者以块状、浸染状和斑点状构造为特征,后者以脉状构造为特征。石榴石分为早期粒状和晚期脉状两种,其中早期粒状石榴石以钙铁榴石为主,而晚期脉状石榴石以钙铝榴石为主。坑道剖面踏勘和实测资料表明,凤凰山铜矿床矿体均产在岩体与碳酸盐地层接触带及其附近围岩中,受接触带和断裂构造复合控制。矿区蚀变矿化分带明显,主要有两种类型。从岩体至围岩,I型分带为岩体、矽卡岩、矿体、围岩,而II型分带岩体、矿体1(断裂带)、矽卡岩、矿体2、围岩。两者的差异在于,在II型分带中受断裂影响在靠近岩体一侧也分布有矿体。依据脉体穿切、矿物组合和结构构造特征,将凤凰山铜矿床的成矿过程分为干矽卡岩、湿矽卡岩、氧化物、石英硫化物和碳酸盐五个阶段。在凤凰山铜矿床矿物中主要分布有富液相、富气相和含子晶三相流体包裹体,气相和液相成分均以H2O为主。凤凰山铜矿成矿流体早期以岩浆水为主,晚期大气降水逐渐增加。从干矽卡岩阶段到碳酸盐阶段,成矿流体从高温、高盐度向低温、低盐度方向演化。从论文获得的资料来看,凤凰山铜矿是一个典型的由壳幔混源岩浆-热液作用形成的矽卡岩型矿床。壳幔混源岩浆从深部带来大量Cu、Fe和S等成矿物质,当其上侵到中生代碳酸盐岩地层中时就发生接触交代作用形成各类矽卡岩,此后通过热液交代作用和热液充填作用分别形成含铜矽卡岩和含铜石英硫化物脉型矿石。