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Scientific Reports:运用Li同位素示踪四川呷村VMS型矿床中的岩浆流体

发布时间:2015-11-09

火山成因块状硫化物(VMS)矿床,也称为以火山岩为容矿岩石的块状硫化物(VHMS)矿床. 由于其成因不仅涉及到成矿学的一般理论问题,而且涉及到岩石圈/水圈/生物圈的相互作用,因此,一直是国际成矿学界的研究热点。
    在国家自然科学基金的资助下,中国地质科学院矿产资源研究所杨丹副研究员及其合作者在矿产资源研究所国土资源部成矿作用与资源评价重点实验室成功建立Li同位素分析方法基础上,选择我国最典型的VMS矿床——四川呷村大型铅锌铜多金属矿床,针对成矿流体来源问题,研发了石英Li同位素前处理方法,系统开展了热液石英和流体包裹体的Li-O同位素地球化学研究,系统分析了热液石英及其包裹体的Li同位素组成,并限定了岩浆水/海水对成矿流体的相对贡献,勾画两者在空间的分布和变化规律,进而确定热液活动通道,测定运移规模范围,岩浆水-海水混合强度的空间变化,流体演化与VMS成矿的关系,提出了矿床的成矿模式。
    通过大量石英-流体包裹体Li同位素分析和均一温度测定,深入探讨了矿物-流体Li同位素分馏,初步建立了石英-流体Li同位素分馏经验公式:△δ7LiQuartz-fluid=-8.9382×(1000/T)+22.22(线性相关系数R2=0.98,175°C–340°C)(图2),为利用热液矿床广泛发育的热液石英示踪成矿流体来源奠定了重要基础;并首次将锂同位素用于矿床成矿流体研究中,获得了呷村矿床一批热液石英和流体包裹体的Li同位素分析数据,综合分析呷村矿床下覆脉状-网脉状矿带和上部块状矿体的锂-氧同位素组成及其空间变化规律,定量估算了成矿流体中岩浆水-海水混合比例(图2),提供了岩浆水大量参与成矿的Li同位素新证据(图3)。
    相关研究成果以题为 “Lithium isotope traces magmatic fluid in a seafloor hydrothermal system”的研究论文发表在杂志《Scientific Reports》(Sci. Rep. 5, 13812; doi: 10.1038/srep13812 (2015))。 (所科技处 供稿)

点线为岩浆和海水来源成矿流体的二元混合趋势线, Lim/Lic 代表岩浆与海水来源岩浆的Li浓度比(海水中Li浓度为0.18ppm (Moriguti T et al.,1998a)), 线上空心圆圈表示混合比例(10%间隔)。岩浆端元的δ7Li =3.3‰(呷村新鲜流纹岩测得最高值见表6-3),δ18O = 8‰(岩浆水的平均值,郑永飞,2000); 海水端元的δ7Li =31.5‰(Moriguti T et al.,1998a),δ18O = 0‰(郑永飞,2000)

 

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