GCA：王彦宁等  交代岩石圈地幔对热液金矿床的控制机制

近年来，交代岩石圈地幔对大型金矿省的控制作用得到了众多学者的广泛关注。系统的Re-Os、S、He-Ar等同位素研究显示岩石圈地幔为金矿床的形成提供了大量的成矿金属和流体。然而，目前对于金成矿省下覆交代岩石圈地幔的金和挥发分（H₂O、S、Cl）等与成矿密切相关元素含量的研究还相对匮乏，阻碍了交代地幔对金成矿作用控制机理的完善。

针对上述科学问题，地球科学学院地质系青年老师王彦宁与中国地质大学（北京）王庆飞教授、邓军院士等学者合作，以青藏高原东南缘哀牢山金矿带及邻区出露的、与金矿床具有密切时空联系的新生代煌斑岩和其中发育的熔体包裹体为研究对象（图1），通过系统的亲铜元素和挥发分含量等研究，取得以下主要认识：

图1 研究区地质简图

1、煌斑岩变化的主量元素组成受控于不同程度的结晶分异和矿物堆晶作用，岛弧型微量元素特征和轻微富集的同位素组成源于受到新元古代俯冲板片来源熔流体改造的岩石圈地幔。

2、煌斑岩的原生岩浆含有~3.6 wt.%的H₂O、高达~4700 ppm的Cl和高达~3100 ppm的S（图2），地幔源区含有>1000 ppm的H₂O和>60 ppm的Cl，与地球上最富集挥发分的岩浆和地幔端元相当。

图2 煌斑岩、岛弧玄武岩、洋岛玄武岩和洋中脊玄武岩的挥发分含量

3、煌斑岩在演化晚期经历了硫化物的饱和，大多数演化程度较低的样品保留其原始的金和铂族元素等亲铜元素特征。排除受到后期含金热液叠加和硫化物熔离的影响，其余煌斑岩样品的金含量低于3.33 ppb。模拟计算显示交代地幔源区的金含量低于1 ppb（图3）。与原始上地幔和大陆地壳等端元相比，煌斑岩和交代地幔源区并没有显示异常的金富集。

图3 地幔部分熔融程度与硅酸盐熔体Au含量的模拟结果。缩写：MSS，单硫化物固溶体；SL，硫化物熔体。

4、未显著富集金的交代岩石圈地幔源区也能够形成大规模的热液金成矿作用。地幔源区富集的挥发分组成利于金属从源区的抽取、成矿热液的产生以及金在热液中迁移、富集和沉淀，对金成矿可能起着更为关键的作用。

本研究受到国家自然科学基金青年基金（42202082）、国家自然科学基金杰出青年基金（42125203）和111 计划（BP0719021）联合资助。发表在国际权威期刊《Geochimica et Cosmochimica Acta》：Wang, Y., Wang, Q.*, Groves, D.I., Xue, S., Wang, T., Yang, L., Deng, J., 2024. Volatile budgets and gold mobilization in metasomatized sub-continental lithospheric mantle. 376, 1-13.

原文链接：https://doi.org/10.1016/j.gca.2024.05.022