新近发展起来的Fe、 Cu等稳定同位素体系为矿床学研究提供了新的示踪技术,但如何运用这些新同位素技术对矿床学中的重大科学问题进行制约仍有待探索。另一方面,长江中下游是我国重要的Cu-Fe-Au-Mo成矿带,从矿床规模和成矿复杂性等方面均以铜陵矿集区为代表。为此,本论文在前人研究成果的基础上,以铜陵矿集区内新桥、冬瓜山、凤凰山矿床为重点研究对象,通过系统的野外地质调查研究和系统的Fes、 Cu同位素地球化学研究,取得了以下创新性成果和认识：1)首次对铜陵矿集区新桥、冬瓜山和凤凰山矿床进行了系统的Fe同位素组成研究,结果表明：同一矿床不同矿物和不同矿床的同种矿物的铁同位素组成均不同,但三个成因类型相近的矿床具有大致相同的Fe同位素变化范围；相对于斑铜矿,共生的黄铜矿显示系统的重Fe同位素的富集；相对于黄铜矿,同一样品中的黄铁矿富集铁的重同位素。2)对铜陵矿集区新桥、冬瓜山和凤凰山矿床的Cu同位素组成进行了系统的研究,结果表明：三个矿床具有大致相同的Cu同位素组成变化范围,整体上呈现出重Cu同位素富集的特征；相对于斑铜矿,共生的黄铜矿富集铜的重同位素。3)研究了Fe同位素在流体出溶过程中的地球化学行为,总结了Fe同位素在流体出溶过程中的变化规律：流体出溶的过程中Fe同位素发生分馏,相对于成矿岩体,出溶的流体富集Fe的轻同位素。这一规律为运用Fe同位素体系示踪成矿物质来源提供了重要的理论基础。4)研究了Fe同位素在流体演化过程中的地球化学行为,总结了Fe同位素在流体演化过程中的变化规律：在流体演化过程中,伴随矿物的结晶沉淀,流体的Fe同位素组成随时间发生变化。随着Fe(Ⅲ)矿物沉淀,流体逐渐富集Fe的轻同位素；随着Fe(Ⅱ)矿物的沉淀,流体逐渐富集Fe的重同位素。这一规律为运用Fe同位素体系示踪矿化作用过程提供了重要的理论基础。5)探讨了可能引起冬瓜山矿床铜同位素组成的空间分带现象的机制。研究认为,随着远离岩体,黄铜矿的Cu同位素组成逐渐变重的趋势可以由流体演化过程中Cu同位素分馏所引起,热液交代过程中围岩组分的加入对其影响较小。6)首次从成矿元素本身为矽卡岩型矿床的成矿物质来源提供直接证据。研究发现,初始流体的轻铁同位素富集的特征是由流体从岩体中出溶过程的铁同位素分馏引起的,无法通过围岩组分的加入来解释,表明铜陵矿集区斑岩、矽卡岩型矿床的初始流体中的Fe来自火成岩体；研究同时发现,流体出溶后,随着含铁矿物的沉淀,流体的铁同位素的演化趋势与前人的理论和实验研究结果相吻合,说明矿化作用过程中各矿物相沉淀出来的Fe均主要来自一个单一的来源。7)上述研究初步构筑了Fe同位素示踪矽卡岩型矿床成矿作用过程的理论模型,为Fe同位素体系在同类矿床学研究中的应用奠定了重要的理论基础。