新聞動態(tài)李建平、陳華勇等-GCA&GFS：高溫高壓成礦實驗系統(tǒng)揭示斑巖系統(tǒng)流體出溶–金屬富集–Cu同位素分餾的新機制
?斑巖銅(±金、鉬)礦床是全球重要的Cu、Au和Mo來源，其成礦過程受巖漿房中流體出溶、鹽度演化以及金屬如何遷移富集的多重控制。然而，為何不同斑巖成礦系統(tǒng)的金屬比值存在顯著差異、巖漿初始出溶流體普遍呈現(xiàn)低鹽度特征、以及Cu同位素在不同系統(tǒng)中呈現(xiàn)不同分布模式等關鍵科學問題，目前仍缺乏系統(tǒng)性、定量化的地球化學約束。
?近期，中國科學院廣州地球化學研究所陳華勇研究員團隊聯(lián)合加拿大麥吉爾大學等國內(nèi)外科研人員，圍繞上述前沿問題開展系統(tǒng)的成礦實驗研究，連續(xù)在《Geochimica et Cosmochimica Acta》(2篇) 和 《Geoscience Frontiers》(1篇) 發(fā)表三項研究成果。該系列研究圍繞金屬的差異性分配、Cu同位素分餾以及巖漿流體出溶、演化等核心問題，構建了一個綜合的“巖漿–流體–金屬富集–同位素分餾”成礦機制框架，為理解斑巖成礦系統(tǒng)的形成、演化提供了新的視角，核心亮點如下：
1. 巖漿ASI 控制Cu–Au–Mo的差異性萃取，造成斑巖Cu-Au和Cu-Mo 礦化的分異 (GCA, 2025a)
?(1) 富堿準鋁質(zhì)巖漿?(ASI~1.0) 有利于出溶富Au流體，易形成富Cu-Au礦體；而Mo對巖漿ASI呈“雙峰型”響應，ASI~1.0和≥~1.2時均有利于形成高Mo/Cu比值流體，形成Cu-Mo型礦床;
?(2) 流體初始氯度與巖漿初始含水量對金屬比值影響較弱，熔體ASI為第一控制因素;
?(3) 模擬計算顯示，Mo的出溶效率較低，形成富Mo礦床需要更大、持續(xù)供給的巖漿系統(tǒng)。
2.?流體主控Cu同位素分餾方向，重塑斑巖系統(tǒng)Cu同位素分布?(GCA, 2025b)
?(1) 當巖漿出溶低氯度流體 (~1 mol/kg H?O的Cl)，流體更傾向于富集重Cu同位素。隨著出溶流體氯度的升高，Cu同位素的分餾趨勢發(fā)生變化，這一機制源自流體中Cu絡合物由 CuCl??向?(Na,K)CuCl???的轉(zhuǎn)變;
?(2) 斑巖系統(tǒng)出溶流體氯度的差異，可能導致斑巖銅礦核部到外部原生礦石Cu同位素值呈現(xiàn)不同的變化模式，這也解釋了為何弧巖漿(相比于MORB、OIB)的Cu同位素值變化范圍更廣;
?(3)上地殼巖漿房出溶流體主體為低鹽度(~4 wt.% NaCleq)，該條件下巖漿中的重Cu更傾向于進入流體，這也解釋了為何斑巖礦床 hypogene ore的平均 δ??Cu 值(+0.18‰）通常略高于地幔巖漿初始值(+0.03‰)。
3. 為何斑巖系統(tǒng)初始出溶流體普遍低鹽度? —Cl配分行為揭示其根本機制（GFS, 2026）
?(1) 流體-熔體間Cl的分配受流體氯度影響顯著，熔體組成影響較弱; 上地殼巖漿房中出溶流體氯度會隨巖漿結晶迅速降低并最終穩(wěn)定于低鹽度?(~ 1 mol/kg H?O的Cl)。這與初始流體氯度和巖漿含水量無關。因此上地殼巖漿房中出溶流體以低鹽度流體為主(~ 4-5 wt.% NaCleq)，而全球斑巖銅礦根部的流體包裹體也普遍顯示較低鹽度的初始流體特征;
?(2) 當流體氯度 ≥ 1 mol/kg H?O 時，Cu的萃取效率通常大于60%，能夠有效萃取 Cu?用于成礦;
?(3) 模擬計算顯示，富 Cl、富 H?O 的巖漿最具成礦潛力，因為其流體出溶更早且具有最高的金屬萃取效率(如Cu、Au、Sn、Mo等易與Cl絡合的金屬)，是形成大型斑巖型礦床的關鍵條件。
研究意義與展望：
?上述研究基于高溫高壓成礦實驗與模擬計算，系統(tǒng)揭示了巖漿房中流體出溶、氯度演化、金屬選擇性富集與同位素分餾等關鍵過程，實現(xiàn)了對斑巖系統(tǒng)多個核心環(huán)節(jié)的定量刻畫，并建立了綜合的成礦地球化學框架。該研究不僅系統(tǒng)回答了斑巖銅(±金、鉬)礦床中金屬比值差異、巖漿出溶流體演化、Cu同位素分布模式等長期存在的科學問題，也提出了判別成礦巖漿的新指標(如巖漿ASI、Cl–H?O 富集特征、Cu同位素信號等)，為識別高成礦潛力巖漿系統(tǒng)和理解大型斑巖礦床的形成提供了新的理論依據(jù)與實驗支撐。
?以上研究的第一作者均為李建平博士(現(xiàn)為加拿大麥吉爾大學Research Associate)，通訊作者為陳華勇研究員，合作者包括加拿大麥吉爾大學A.E. Williams-Jones 教授、中國科學院廣州地球化學研究所丁興副研究員、中國科學院地球化學研究所張世濤副研究員等。該系列工作受到國家自然科學基金（41921003, 42230807,?42330305, 42003031）、科技部重點研發(fā)項目（2022YFC2903301）和中科院先導項目 (XDA0430301) 的聯(lián)合資助。
論文信息：
?1.?Li, Jianping., Williams-Jones, A. E., Ding, Xing., Jiang, Ziqi.?and?Chen, Huayong*. (2025a). The role of the melt aluminum saturation index in controlling gold and molybdenum proportions in porphyry copper deposits: An experimental investigation.?Geochimica et Cosmochimica Acta.?401, 240-257.
?2. Li, Jianping., Williams-Jones, A. E., Zhang, Shitao and?Chen, Huayong*. (2025b).?Fluid-silicate melt Cu?isotope fractionation and its impact on δ65/63Cu heterogeneity in porphyry copper deposits and associated arc magmas. Geochimica et Cosmochimica Acta. https://doi.org/10.1016/j.gca.2025.11.039
?3. Li, Jianping.,?Ding, Xing* and?Chen, Huayong. (2026). Fluid-silicate melt Cl partition and its implications on magmatic fluid exsolution and hydrothermal ore genesis.?Geoscience Frontiers, 17, 102187.
