第一阶段:中侏罗世铜石碱性杂岩体侵位(约 175Ma)。 中侏罗世,受郯庐断裂带左行走滑和华北地台东部岩石圈伸展减薄的构造背景影响,富集地幔发生部分熔融,形成中偏碱性玄武质岩浆。岩浆沿 NNW 向燕甘断裂上升,在上升过程中受到少量地壳物质混染并发生分离结晶,最终在约 2000 米深度的拆离滑脱面上(新太古代花岗闪长岩 / 古元古代二长花岗岩与寒武系灰岩之间)侵位,形成铜石次火山杂岩体(二长正长斑岩、闪长玢岩等,锆石 SHRIMP U-Pb 年龄 175.7±3.8Ma)。铜石杂岩体具有地幔来源特征(⁸⁷Sr/⁸⁶Sr=0.7012~0.7024,ε(Nd)=2.55),为后续成矿提供了热源、流体和成矿物质(Au、Ag、Te、S 等)。第二阶段:岩浆期后热液形成与沿断裂上升(约 175~170Ma)。 铜石杂岩体在结晶分异过程中,挥发分(H2O、CO2、HCl、HF、H2S 等)和成矿元素(Au、Ag、Te、Cu、Pb、Zn 等)逐渐在残余岩浆和岩浆期后热液中富集,形成富含成矿物质的高温高压热流体。Ag 在花岗岩、石英斑岩及石英脉中的含量随岩浆分异演化逐渐增高,最后在岩浆期后热液中富集成矿。含矿热液在岩浆热驱动和构造应力驱动下,沿铜石杂岩体东部边缘的次级拆离滑脱带和 F₁断裂带向上运移,在运移过程中与奥陶纪白云岩、寒武纪灰岩等围岩发生水-岩反应,萃取围岩中的部分成矿物质,并逐渐降温降压。
第三阶段:隐爆作用与金矿体形成(主成矿期,约 170~160Ma)。 当含矿热液运移到 F₁反向铲状断裂带时,由于断裂切割导致压力骤降,热流体中的挥发分迅速出溶和膨胀,发生隐爆作用,使断裂带附近的闪长玢岩、二长斑岩和白云岩等围岩破碎,形成隐爆角砾岩带。隐爆作用导致流体进一步减压沸腾,挥发分大量逃逸,流体 pH 值升高、温度降低,金硫络合物,金被还原为自然金沉淀,同时黄铁矿、方铅矿、闪锌矿、黄铜矿、碲金银矿、碲铜金矿等大量沉淀,胶结角砾,形成隐爆角砾岩型富矿体。成矿过程经历三个阶段:①石英-黄铁矿阶段(280~370℃,早期,含金低)→②多金属硫化物-碲化物阶段(190~270℃,主成矿期,含金最高)→③碳酸盐阶段(100~180℃,晚期,基本不含金)。在成矿过程中,特别是中晚期,深循环的大气降水大量混入成矿流体(δD=-48‰~-61‰,δ18O_水 =-1.13‰~5.07‰),使成矿流体演化为低温、低盐度(4.65%~13.18%)的混合流体,促进了金的进一步沉淀。矿体受 F₁断裂控制,呈脉状产出,控制长度 550 米,平均厚度 6.21 米,斜深大于 650 米,平均金品位 8.10 克 / 吨,Ⅰ 号矿体占总资源储量的 99% 以上。多期次脉动式隐爆作用和热液活动的叠加,形成了大而富的矿体。
第四阶段:表生氧化与次生富集(白垩纪晚期以来)。 成矿后区域持续抬升,矿体遭受风化剥蚀。在地表和近地表的氧化带中,原生黄铁矿等含铁硫化物氧化为褐铁矿,形成假象褐铁矿和铁帽;自然金、银金矿等在氧化过程中发生次生迁移和富集,部分形成次生富集体;方铅矿氧化为铅矾和白铅矿,闪锌矿氧化为菱锌矿和异极矿。