斑巖礦床是世界Cu的主要來源，超大型與大中型斑巖礦床巖漿特征異同一直是研究的熱點及難點。目前研究普遍認(rèn)為斑巖成礦巖漿富地幔或新生下地殼物質(zhì)、富水、富硫、高氧化。其中，巖漿富水，早期達(dá)到水飽和、出溶大量的流體萃取金屬遷移沉淀是斑巖成礦的必經(jīng)過程，超大型及大中型斑巖礦床巖漿多具相似富水‘’指標(biāo)參數(shù)‘，如相似富水礦物組成（角閃石、黑云母斑晶）、高Sr/Y比值、高鋯石(EuN/Eu*)*10000/Y比值等，難以區(qū)分超大型與大中型斑巖成礦巖漿水含量差異。成礦巖漿水含量與成礦規(guī)模間是否存在相關(guān)性仍存較大爭議。
針對以上科學(xué)問題，中國科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所黃文婷助理研究員、夏小平研究員、梁華英研究員與愛爾蘭Trinity College Dublin 的Michael Stock副教授開展合作，選取我國藏東后碰撞期玉龍斑巖成礦帶的玉龍超大型、多霞松多大型、扎拉嘎中型斑巖礦床為研究對象，在系統(tǒng)對比三個礦床成礦巖漿源區(qū)、巖漿氧逸度、水含量、硫含量等地球化學(xué)參數(shù)的基礎(chǔ)上，分析了它們的鋯石水含量、磷灰石揮發(fā)分組成特征，以揭示形成不同規(guī)模斑巖礦床成礦巖漿揮發(fā)分演化過程及巖漿水含量異同。取得以下重要認(rèn)識：
1.玉龍成礦帶超大型、大型及中型斑巖礦床巖漿均源自新生下地殼部分熔融，具有富水、高氧逸度、富硫的特征，現(xiàn)有的 “礦物地球化學(xué)成礦指標(biāo)” 沒有明顯差異。
2.成礦斑巖鋯石中見巖漿期原生流體包裹體（圖1），且磷灰石均記錄了成礦巖漿從早期到晚期F/Cl升高，而Cl/OH比值逐漸降低的演化趨勢（圖2），表明成礦巖漿在鋯石結(jié)晶時均已達(dá)到了水飽和，出溶獨立的流體相。
3. 鋯石H 2O、H +及OH -含量（圖3）及磷灰石的F/Cl比值均與成礦規(guī)模呈正相關(guān)關(guān)系，磷灰石的Cl/OH比值與成礦規(guī)模呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，表明在三個礦床中，玉龍超大型斑巖礦床成礦巖漿具有最高的巖漿水含量，最早出溶流體，釋放了最多的水，并從熔體中萃取了最多的Cl和Cu，從而有利于大規(guī)模成礦。
4. 在其他成礦條件具備的情況下，成礦巖漿的水含量是控制斑巖成礦規(guī)模的重要因素，越富水的巖漿越有利于超大型斑巖礦床的形成。
綜上，本文提出了斑巖成礦巖漿水含量與成礦規(guī)模關(guān)系模型（圖4）。本研究不僅揭示了巖漿水對超大型斑巖成礦形成的控制，同時還為巖漿揮發(fā)分研究提供了新的思路：鋯石水可精準(zhǔn)反映其結(jié)晶時巖漿的水含量，結(jié)合系統(tǒng)的礦物巖石學(xué)研究，可揭示侵入巖漿系統(tǒng)的揮發(fā)分組成與演化，在巖漿-熱液成礦系統(tǒng)及古巖漿系統(tǒng)中均具良好的應(yīng)用前景。
論文信息：Wenting Huang（黃文婷）, Michael J. Stock, Xiao-Ping Xia（夏小平）*, Xiaoming Sun（孫曉明）, Zexian Cui（崔澤賢）, Ouyang Liuyun（歐陽柳蕓）, Jian Zhang（張健）, Xilian Chen（陳喜連）, Yi Zheng（鄭義）, and Huaying Liang（梁華英）*. Determining the impact of magma water contents on porphyry Cu fertility: Constraints from hydrous and nominally anhydrous mineral analyses. GSA Bulletin (2023)，doi: https://doi.org/10.1130/B36871.1
圖 1 成礦斑巖中典型鋯石CL特征及鋯石中原生流體包裹體
圖2 磷灰石Cl/OH與F/Cl比值關(guān)系
圖 3 鋯石中H 2O(ppm), H +及OH -含量與成礦規(guī)模間的關(guān)系
圖4 巖漿水含量與斑巖成礦規(guī)模關(guān)系模型
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