Oyu Tolgoi斑岩铜金矿中心位置位于东经106°51'，北纬43°附近，在蒙古乌兰巴托近正南方向，中蒙边界北约80km处。Oyu Tolgoi铜金矿目前确定了4个主要矿化区，即西南部区、南部区、中部区和远北部区，总计约6km2。该区勘查工作开始于1996年，截止到2002年Oyu Tolgoi铜金矿区已施工近300个钻孔。已施工的钻孔结果表明，Oyu Togoi为一特大型斑岩型铜金多金属矿床。
从大地构造上讲，Oyu Tolgoi铜金矿床位于西伯利亚板块与华北陆块之间中古生代拼贴增生带的岛弧区内，是蒙古南戈壁-中国东乌旗成矿带西段的重要组成部分。区内断裂发育，岩浆活动频繁。蒙古南戈壁地区出露的地层自下而上包括奥陶系—二叠系，上覆不整合白垩系和第四系。奥陶系为泥质岩、砂岩、石英砾岩和石英岩;志留系为泥质岩、砂岩、火山碎屑岩和砾岩;泥盆系为安山岩和枕状玄武岩;石炭系下统为硅质岩、灰岩、砂岩、砾岩、火山碎屑岩，上统主要为厚层流纹岩、流纹英安岩、英安岩、安山岩、玄武岩和熔结流纹凝灰岩;二叠系主要为砂岩和钠闪碱流岩;白垩系主要为砂岩、硅质岩、含恐龙化石砾岩夹层状玄武质熔岩。矿区及外围出露的侵入岩有泥盆纪闪长岩、花岗岩，石炭纪闪长岩、花岗岩、花岗闪长岩、闪长岩岩墙、岩基，二叠纪碱性花岗杂岩基出露在矿区的东北部。区域性断裂非常发育。中蒙边境的一系列大断裂和NE向走滑断裂控制着南北两大板块的演化。NW和EW向断层起到控岩、控矿作用，NE和NW向断层交会部位矿化多形成工业矿体。受断裂活动影响，区域上除二叠纪碱性花岗岩基之外，普遍发生区域变质和变形作用，出现黑云母绿泥石片岩和正片麻岩，沉积岩地层产生强烈的褶皱。与成矿有关的侵入岩有长石角闪斑岩、长石斑岩和硅化热液角砾岩墙。在硅化热液角砾岩墙中，角砾为次棱角到浑圆状，石英角砾达到25%～30%，角砾岩筒中还见到长石斑岩岩屑，基质呈霏细碎屑状，含有一定数量的硫化物(主要是黄铁矿)，局部含丰富的镜铁矿和褐铁矿。角砾大小为1～10cm的占大多数，角砾岩筒走向为NWW向，一般含有薄层状或团块状硫化物，其基质含有浸状硫化物，这是这种角确岩筒较为常见的特征。成矿期后的岩墙有长石斑岩岩墙、正长岩墙和辉绿岩墙。多数岩墙沿走向一般延长几百米。长石斑岩墙的形态不规则，其走向主要是NW向，往深在几米范围内收缩、膨胀或突然尖灭。辉绿岩墙和正长岩墙是晚期侵入相。在西伯利亚和华北板块过渡带内，铜金钼铅锌矿床(点)分布非常广泛，矿床类型多。
矿区内出露的地层主要为志留系和泥盆系泥岩、砂砾岩、玄武质熔岩、安山岩和凝灰岩，局部地段见有奥陶系—石炭系中酸性火山岩和沉积岩(张义等，2003)。侵入岩有闪长玢岩、斜长花岗斑岩、石英二长闪长岩、正长花岗岩和碱性花岗岩岩株或岩脉群，其中闪长玢岩和斜长花岗斑岩与铜(金)矿体具有密切的空间分布关系。近EW向弧形深大断裂是中蒙边境地区的主体构造形迹。受其多期次话动的影响，矿区范围内NW、近EW和NE向断裂分布广泛，其中NE与NW向断层交会处常常产出具有工业价值的铜(金)矿体(Perello et al.，2001)。
欧玉陶勒盖北部、中部、南部和西南部的矿床在空间上的分布如同一个“品”字状(图3-30)，矿化范围分别为2000m×1200m(北部)、1300m×600m(中部)，600m×300m(南部)和1500m×400m(西南部)。就单个矿体来讲，其长度变化范围为400～1200m，平均值760m，宽度为90～225m，平均值120m，倾斜延深450～950m，平均620m。尽管各矿体次生富集带的发育程度各不相同，但是大多数矿体自上而下均可划分出次生氧化富集带、混合矿化带和原生矿化带，次生氧化富集带多呈透镜状、板状和地毯状分布，长400～1100m，平均680m，厚度为20～35 m，平均 32 m，最厚处可达 78 m。混合矿化带多呈漏斗状和喇叭状，长度为 300 ～ 700 m，平均 450 m，厚度为 20 ～ 40 m，平均 30 m; 倾斜延伸可达 400 m。原生矿体多为柱状和筒状，长度为 500 ～1200 m，平均值 600 m，厚度 90 ～174 m，平均 130 m。倾斜延深可达 950 m。
受多期次热液活动的影响，近矿体围岩蚀变以强度大、类型复杂和面积大为特点，自矿体中心向外依次为硅化-钾长石化、黑云母化、石英-绢云母 ( 电气石) 化、泥化和青磐岩化，其中钾硅酸盐蚀变与铜 ( 金) 矿化空间分布关系密切。铜 ( 金) 矿石大体可划分为氧化型、混合型和原生型 3 种。其中氧化型矿石主要由辉铜矿、斑铜矿、铜蓝、自然铜、明矾石、伊利石、叶蜡石、迪开石、氟氯黄晶、高岭石和石英所构成，混合型矿石为辉铜矿、铜蓝、斑铜矿、砷黝铜矿、硫砷铜矿、硫钒铜矿、黄铜矿、闪锌矿、磁黄铁矿、锡石、石英、绢云母、电气石和绿泥石。相比之下原生型矿石矿物组合为黄铜矿、黄铁矿、自然金、磁铁矿、钾长石、石英、绢云母、绿泥石、绿帘石和方解石。矿石铜含量变化范围为 0. 25% ～ 3. 58%，平均 0. 48%，金含量为 0. 23 ×10-6～ 1. 6 × 10-6，平均 0. 70 × 10-6。
图 3-30 欧玉陶勒盖矿区地质简图( 据埃文豪公司绿宝石山项目地质图修编)
欧玉陶勒盖地区不同的成矿斑岩系统有着不同的热液蚀变特点。欧玉中部矿床和欧玉北部矿床蚀变特征基本相似，欧玉南部和欧玉西南部矿床蚀变特点也基本相同。欧玉中、北部矿床热液蚀变可分为3个阶段，位于蚀变筒中心带的早期钾硅酸盐蚀变，矿物组合是钾长石+石英+黑云母;由于第二期蚀变叠加在第一期钾化蚀变带之上，形成钾硅酸盐蚀变矿物局部残留，中期蚀变为石英-绢云母-伊利石化，蚀变矿物组合为石英+绢云母+伊利石，局部含少量的电气石;分布在氧化带铁帽中的晚期泥化，矿物组合有石英+叶蜡石+迪开石+氟氯黄晶，近地表明矾石和磷锶铝矾特别发育。南部和西南部矿床的蚀变同样也存在3个阶段，即早期的钾硅酸盐化，矿物组合有钾长石+黑云母+石英+碳酸盐，偶见少量磷灰石、萤石和钠长石，空间上分布在蚀变岩的中心带;中期的绢云母-绿泥石化，矿物组合为绢云母+绿泥石+伊利石+石英+碳酸盐，局部见少量绿帘石，空间上位于中心带之外，构成第一个蚀变晕，绿泥石化带逐渐过渡到青磐岩化;后期泥化，除含少量重晶石和萤石外，其他与欧玉陶勒盖中、北部泥化带矿物组合相同。
前人同位素年代学研究结果表明，欧玉陶勒盖铜金矿床容矿围岩(安山岩)的黑云母和铜(金)矿石中原生明矾石K-Ar年龄分别为411±3Ma和320±3Ma，成矿期后正长岩脉的黑云母K-Ar年龄为307±4Ma。相比之下，次生氧化富集带内与辉铜矿共生的明矾石的K-Ar年龄分别为117±1Ma和93±1Ma;根据矿体、容矿围岩和侵入岩体的空间分布关系，结合上述同位素年龄数据，部分学者认为，411Ma可能代表志留纪—泥盆纪钾硅酸盐化和有关的铜矿化事件发生的时间。考虑到样品中有退变质作用形成的绿泥石，Ar保留条件不好，这个年龄被认为是上限值。320～307Ma代表华力西期陆块碰撞、强烈的火山作用、岩浆侵入和主要的成矿时期。117～93Ma推测为次生蚀变的形成年代，意味着次生富集作用于白垩纪;欧玉陶勒盖铜金矿成矿过程具有长期演化的特点。
对欧玉陶勒盖矿区内钾硅酸盐蚀变进行研究，在石英脉钾硅酸盐矿物组合中发现有超盐度的流体包体和赤铁矿雏晶，根据均一温度估计，钾硅酸盐蚀变是由岩浆派生的初始卤水而产生的岩浆热液，水准面在埋深1.5～4km之下。蚀变矿物组合(石英+绢云母+绿泥石、石英+绢云母+伊利石)也显示出热液活动的特征，后期石英脉充填在早期形成的蠕虫状石英细脉张裂隙中;表明这种岩浆热液可能直接来源于岩浆流体或叠加大气降水，演变为冷却的热液系统。
前人综合研究认为:欧玉陶勒盖铜金矿床属火山岩型斑岩铜金矿床。
