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矿区尺度斑岩体差异性成矿作用的控制因素 -以玉龙Cu-Mo矿床为例

13、矿产与资源 > 专题3：斑岩成矿系统——缅怀世界著名矿床学家Jeremy Richards

斑岩Cu矿研究中的一个重要问题是差异性成矿问题。大量研究表明，成矿斑岩需具有较高的氧逸度、水含量、挥发分含量和适当的侵位深度。然而符合上述特征的斑岩体众多，具有经济价值的斑岩Cu矿床则显著较少。尤其在矿区尺度上，即使众多斑岩体同源、同期，成矿也往往只与其中某一期斑岩体相关。这种差异性成矿的控制因素目前还不清楚。
我们对玉龙铜矿矿区成矿、不成矿岩体开展了年代学、元素地球化学和副矿物微区原位地球化学的研究。结果显示，成矿、不成矿岩体具有相似的锆石U-Pb年龄和全岩主微量元素特征，前人工作也显示他们具有一致的Sr-Nd-Hf同位素组成。相似的锆石（Ce/Nd)/Y比值、弱Eu负异常，以及相同的角闪石斑晶成分（用以计算结晶深度、母岩浆水含量和氧逸度），进一步说明这些斑岩体均具有较高的、相似的水含量和氧逸度，以及相同的侵位深度。同时，两类斑岩体的磷灰石颗粒多呈现核边结构，核部CL图像较暗，S含量较高，边部CL较亮，S含量偏低，可能代表了岩浆的去气过程。相同且较高的核部磷灰石S含量指示其母岩浆均富S。据此，我们认为这些同源斑岩体均具有较高的岩浆氧逸度、水含量、S含量和相同的侵位深度。因此，还必然存在着其他因素控制成矿。
我们发现成矿的玉龙斑岩体磷灰石和榍石具有更高的La/Yb比值，该比值与Ce异常之间存在显著的负相关关系，可能指示玉龙斑岩体演化程度更高，形成略晚于不成矿岩体，且岩浆氧逸度随演化进行而逐渐升高。尤其重要的是，成矿岩体磷灰石具有显著较低的Cl含量和较高的F/Cl比值。在熔体-流体作用过程中F更亲熔体而Cl更亲流体，流体出溶过程中F-Cl会发生解耦。因而我们认为上述F-Cl成分的差异指示了玉龙斑岩体中发生过大规模的流体出溶作用，这与其发生矿化的地质事实是一致的。然而是什么因素触发了玉龙岩体的流体的出溶作用呢？我们进一步发现玉龙的磷灰石具有多期生长的特征，表现为CL图像中明-暗环带交替的现象，不成矿岩体中则未发现这种特征。基于基性岩浆中S的溶解度更高的认识，我们认为磷灰石中的暗色环带指示了在成矿的玉龙岩浆侵位时，基性岩浆向玉龙岩浆房的补给过程。该推测也得到成矿岩体中斜长石斑晶反环带结构的证实。许多研究表明，基性岩浆的补给作用可以导致原本稳定演化的岩浆房发生失稳，从而促使流体发生出溶。据此我们推测玉龙斑岩体的流体出溶过程，也即不同斑岩体之间的差异性成矿作用，可能是岩浆补给诱发的。
Jeremy对该项工作的开展和数据解释给予了宝贵的、严苛的指导。此外，无论是在贵阳的历次接触，还是在加拿大交流期间，Jeremy都对第一作者的工作给予了宝贵的建议。谨以此文深切缅怀他，愿天堂依旧有矿床，啤酒和摇滚，依旧精彩！