肖兵、陳華勇等-GCA:汞同位素與綠泥石化學(xué)特征揭示VMS礦床巖漿揮發(fā)分驅(qū)動(dòng)成礦機(jī)制
?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源。傳統(tǒng)認(rèn)識(shí)認(rèn)為:海水在洋底火山巖地層中循環(huán)加熱,淋濾圍巖并攜帶金屬與硫,最終在海底熱液噴流環(huán)境中沉淀形成礦體。然而,越來越多證據(jù)提示,巖漿揮發(fā)分可能為VMS系統(tǒng)提供額外的金屬與硫來源。但在古老VMS礦床中,巖漿揮發(fā)分及其攜帶的成礦金屬究竟如何進(jìn)入熱液系統(tǒng)、如何促進(jìn)大規(guī)模成礦,長期缺乏直接約束。

圖1. Δ199Hg和δ202Hg (a) 以及 Δ199Hg 和 Δ201Hg (b) 關(guān)系圖

圖2. 不同類型綠泥石Fe3+/∑Fe比值分布圖
?針對(duì)上述科學(xué)問題,中國科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所的肖兵副研究員和陳華勇研究員聯(lián)合加拿大薩斯喀徹溫大學(xué)潘元明教授、德國柏林工業(yè)大學(xué)Jan J. Falkenberg教授開展合作,選取中亞造山帶早-中泥盆世阿舍勒大型VMS礦床為研究對(duì)象,系統(tǒng)開展了黃鐵礦、黃銅礦及圍巖開展汞同位素分析,并結(jié)合綠泥石原位微量元素與同步輻射XANES測(cè)定的Fe3+/∑Fe,重建金屬來源與熱液-巖漿耦合過程。研究結(jié)果顯示,硫化物與火成巖Δ199Hg變化達(dá)0.35‰(-0.17‰~0.18‰),與海水、地幔/巖漿及大陸沉積物端元區(qū)間重疊,指示成礦系統(tǒng)存在三端元混合特征。然而,多數(shù)礦石硫化物Δ199Hg集中在-0.1‰~0.1‰近零范圍,表明成礦金屬主要來源于巖漿流體/揮發(fā)分。此外,硫化物與綠泥石THg和δ202Hg隨遠(yuǎn)離礦化中心降低,反映了巖漿揮發(fā)分影響的逐漸衰減。分析還發(fā)現(xiàn),Hg富集綠泥石通常具有更高的Fe3+/∑Fe比值以及顯著的Sn富集,并形成于>400℃的高溫環(huán)境,揭示出酸性、富金屬、偏氧化性質(zhì)的高溫巖漿揮發(fā)分可高效轉(zhuǎn)移Cu與S,提高成礦物質(zhì)通量,從而促進(jìn)大型VMS形成。該研究表明汞同位素-綠泥石成分與鐵價(jià)態(tài)可作為示蹤古VMS金屬來源與成礦過程的有效組合,并為找礦勘查提供潛在指標(biāo)。
????相關(guān)成果近期發(fā)表于國際知名地學(xué)期刊Geochimica et Cosmochimica Acta,該項(xiàng)研究成果獲得了國家自然科學(xué)基金(42173065和U2344208)、新疆維吾爾自治區(qū)重點(diǎn)研發(fā)項(xiàng)目(2023B03014)、廣東省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室項(xiàng)目(2023B1212060048)、和科技部重點(diǎn)研發(fā)項(xiàng)目(2022YFC2903301)等項(xiàng)目的聯(lián)合資助。
論文信息:Xiao, B.?, Pan, Y.M.?(潘元明), Deng, C.Z.?(鄧昌洲), Feng, Y.Z.?(馮雨周), Shakouri, M., Falkenberg, J.J., Li, R.C.?(李如操), Chen, H.Y.*?(陳華勇), Magmatic volatile influx promotes Cu mineralization in volcanogenic massive sulfide deposit recorded by Fe3+-rich chlorite and Hg isotopes.?Geochimica et Cosmochimica Acta?(2026).?https://doi.org/10.1016/j.gca.2026.01.039

新聞動(dòng)態(tài)