近日,合肥工業(yè)大學資源與環(huán)境工程學院周濤發(fā)教授團隊聯(lián)合瑞士日內(nèi)瓦大學、澳大利亞塔斯馬尼亞大學等單位在國際著名期刊《地球與行星科學快報》(Earth and Planetary Science Letters)上發(fā)表了最新研究成果,提出了一種全新的“流體驅動自氧化(fluid-driven auto-oxidation)”機制,為解釋斑巖型銅金礦床形成過程中巖漿氧逸度升高提供了新的理論框架。斑巖型銅金礦床是地球上最重要的金屬礦床類型之一,貢獻了全球約75%的銅和20%的金。由于其在資源供給與經(jīng)濟發(fā)展中的關鍵地位,揭示其成礦機制一直是國際礦床學研究的前沿課題。長期以來,研究者普遍認為斑巖型銅金礦床的形成與巖漿的氧逸度(即巖漿的氧化程度)密切相關。然而,斑巖巖漿在演化過程中為何氧逸度升高、其內(nèi)在驅動力是什么,一直是學術界關注的焦點問題。

研究團隊以全球典型斑巖型銅金礦床的成礦巖漿巖為研究對象,選取對巖漿氧逸度和含氯流體極為敏感的角閃石作為研究載體,通過系統(tǒng)的礦物化學分析,發(fā)現(xiàn)角閃石的Cl、Cu含量、Mg#以及fO2(氧逸度)在巖漿演化過程中呈現(xiàn)出緊密的耦合關系:當巖漿開始析出富氯流體時,體系的氧逸度顯著升高,同時,早期結晶的硫化物被氧化分解,釋放出其中的銅、金等金屬進入流體相。這一過程表明,巖漿無需外部流體輸入,也可通過自身流體的出溶實現(xiàn)氧化增強,即所謂的“自我氧化”。
同時,這一機制也為解釋不同類型斑巖銅金礦床的成因差異提供了新思路:侵位較深、氧逸度更高的巖漿系統(tǒng)更易形成富銅斑巖型銅金礦床,而侵位較淺、中-高氧逸度的巖漿系統(tǒng)則傾向形成富金斑巖型銅金礦床。此外,本研究還指出,成礦巖漿巖記錄的氧逸度并不代表其原始巖漿的氧化還原狀態(tài)。該成果為斑巖型銅金礦床的成因研究及構建更加科學的成礦模式提供了新的視角,完善了斑巖型礦床的理論體系,對深入理解巖漿中金屬元素的運移、氧化還原狀態(tài)及熱液成礦過程等具有重要的科學意義和應用價值。
合肥工業(yè)大學資源與環(huán)境工程學院王世偉副教授為該論文的第一作者和通訊作者,合肥工業(yè)大學為第一通訊單位。該研究得到了國家自然科學基金重點項目、面上項目及國家重點研發(fā)計劃的聯(lián)合資助。
論文網(wǎng)址:https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0012821X25004650
(王世偉/文 王世偉/圖 南國君/審核)
責任編輯:侯澤君