VMS礦床，即火山成因塊狀硫化物礦床，是Zn、Cu、Pb、Ag、Au等金屬資源的重要來(lái)源。目前普遍認(rèn)為VMS礦床成礦過(guò)程為：富含金屬的成礦流體上升到海底，與海水發(fā)生混合作用，引發(fā)成礦流體物理-化學(xué)條件改變，導(dǎo)致成礦物質(zhì)沉淀，在海底堆積形成塊狀硫化物礦體。近些年來(lái)，越來(lái)越多的研究表明海底流體混合作用難以形成大型VMS礦床，因?yàn)楹Ｋ畷?huì)氧化和分散硫化物，而海底交代作用可能對(duì)形成大型VMS起了關(guān)鍵控制作用。然而，對(duì)于交代型VMS礦床成礦過(guò)程還缺乏相關(guān)研究，制約了對(duì)該類(lèi)型礦床成因機(jī)制的認(rèn)識(shí)。新疆阿舍勒礦床，是中國(guó)阿勒泰造山帶最大的VMS型Cu-Zn礦床，我們最新的研究表明其經(jīng)歷了明顯的海底交代作用，可以作為交代型VMS礦床成礦過(guò)程研究的理想對(duì)象。
針對(duì)上述科學(xué)問(wèn)題，廣州地球化學(xué)研究所肖兵副研究員在陳華勇研究員指導(dǎo)下，與中國(guó)科技大學(xué)黃方教授合作，在成礦期次研究的基礎(chǔ)上，對(duì)我國(guó)新疆阿舍勒大型VMS型Cu-Zn礦床開(kāi)展Fe-S-B同位素研究，取得了以下認(rèn)識(shí)：（1）礦物組合和穿切關(guān)系表明，從礦化中心向外，該礦床可以劃分為塊狀硫化物、石英-黃鐵礦、綠泥石-石英-黃銅礦-黃鐵礦、石英-絹云母-綠泥石-黃鐵礦和石英-絹云母-黃鐵礦5個(gè)帶。Cu礦化出現(xiàn)在兩個(gè)階段，分別為早期的塊狀硫化物和晚期的綠泥石-黃銅礦；（2）電氣石B同位素特征指示形成塊狀硫化物的熱液流體，其中海水占比為19%；（3）S同位素研究表明，巖漿硫的貢獻(xiàn)早階段為35%，晚階段為65%；（4）從礦化中心向外，黃鐵礦δ 56Fe值逐漸降低，受控于黃鐵礦Fe同位素交換程度和形成溫度；（5）基于以上結(jié)果，我們提出交代型VMS礦床兩階段成礦模式：早期相對(duì)氧化的環(huán)境下，來(lái)自下部巖漿房熱液流體與海水快速混合，導(dǎo)致黃鐵礦快速沉淀和相關(guān)的銅礦化，而后在封閉體系中，長(zhǎng)期的熱液活動(dòng)導(dǎo)致上部塊礦礦體的形成；晚期在相對(duì)還原的環(huán)境下，熱液活動(dòng)促進(jìn)下部的綠泥石-黃銅礦脈狀礦化的形成。
阿舍勒交代型VMS礦床成礦模式圖
相關(guān)成果近期發(fā)表于國(guó)際地學(xué)權(quán)威期刊《Geological Society of America Bulletin》，該項(xiàng)研究成果獲得了科技部重點(diǎn)研發(fā)項(xiàng)目（2022YFC2903301）、國(guó)家自然科學(xué)基金（42173065, 42230810, 41921003和42003033)、院先導(dǎo)計(jì)劃項(xiàng)目（XDB42020404）和廣東省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室項(xiàng)目（2020B1212060055）等項(xiàng)目的聯(lián)合資助。
論文信息：Xiao, B. (肖兵), Chen, H.Y.* (陳華勇), Huang, F. (黃方), Feng, Y.Z. (馮雨周), Hu, X. (胡霞), Li, R.C. (李如操), Iron, boron and sulfur isotope constraints on ore-forming process of the subseafloor replacement-style volcanogenic massive sulfide systems. Geological Society of America Bulletin (2023).
附件下載：