2016年04月08日 星期五

研究亮点

杨志明研究组-CMP: 氧化还原控制云南普朗超大型斑岩铜矿的形成

来源:地调局地质所 作者:科技处 发布时间:2019-02-12

斑岩岩浆上地壳演化过程是控制斑岩铜矿形成的关键之一,但目前学术界对该过程理解并不清楚。针对这一科学问题,研究组对云南普朗超大型斑岩铜矿床斑岩体开展了详细岩相学、矿物学及矿物地球化学研究,首先恢复了斑岩中主要矿物结晶顺序(图1),并基于锆石、角闪石、黑云母等矿物的温度、压力、水含量及氧逸度估算结果,较好地恢复了斑岩岩浆上地壳演化过程。研究显示,普朗矿床的成矿母岩浆,经历了复杂的上地壳氧逸度(fO2)波动。成矿母岩浆具有非常高的初始fO2~12km古深度时岩浆的fO2至少在ΔFMQ +3.0之上。

1 普朗矿床斑岩中主要矿物结晶顺序

相对还原(fO2ΔFMQ +1.4 to +2.3)的闪长质岩浆随后注入成矿母岩浆,致使斑岩岩浆fO2降低至ΔFMQ<+1.9。混合后的岩浆随后发生分异结晶并上升至浅部地壳(~6km),在该过程中,岩浆的fO2ΔFMQ+2.2增加至ΔFMQ+2.8(图2)。随后,斑岩岩浆就位于还原性的图姆沟组地层中(就位深度:3.7km),并发生同化混染;此时,岩浆的fO2骤降至ΔFMQ +1.6左右。此后,随成矿流体的饱和出溶,斑岩岩浆的fO2再度增加至ΔFMQ+3.2~+4.2。普朗矿床成矿斑岩岩浆fO2的降低,发生于浅部地壳(~3.6km),而非深部地壳,这一方面有效的抑制了硫化物的过早饱和及亲铜元素的丢失,同时还因硫化物浅部地壳饱和而起到预富集Cu的作用,是矿床形成的关键。另外,本次调查还显示,对于一个斑岩矿床系统,其成矿岩浆fO2的变化是异常复杂的,简单比较不同斑岩岩浆系统fO2的高低需要异常小心。       

                    图2 普朗矿床岩浆氧逸度上地壳变化 

上述成果发表在国际岩石学及矿物学著名期刊Contributions to Mineralogy and Petrology上(Li, W.K., Yang, Z.M.*, Cao, K., Lu, Y.J., and Sun, M.Y., 2019. Redox-controlled generation of the giant porphyry Cu–Au deposit at Pulang, southwest. Contributions to Mineralogy and Petrologyv. 174, article no. 12, p. 1-34), 杨志明研究员为通讯作者,博士二年级学生李炜恺为第一作者,博士生曹康及孙茂妤参与了研究。

文章链接:https://doi.org/10.1007/s00410-019-1546-x