斑岩矿床是世界Cu的主要来源，超大型与大中型斑岩矿床岩浆特征异同一直是研究的热点及难点。目前研究普遍认为斑岩成矿岩浆富地幔或新生下地壳物质、富水、富硫、高氧化。其中，岩浆富水，早期达到水饱和、出溶大量的流体萃取金属迁移沉淀是斑岩成矿的必经过程，超大型及大中型斑岩矿床岩浆多具相似富水‘’指标参数‘，如相似富水矿物组成（角闪石、黑云母斑晶）、高Sr/Y比值、高锆石(EuN/Eu*)*10000/Y比值等，难以区分超大型与大中型斑岩成矿岩浆水含量差异。成矿岩浆水含量与成矿规模间是否存在相关性仍存较大争议。
针对以上科学问题，中国科学院广州地球化学研究所黄文婷助理研究员、夏小平研究员、梁华英研究员与爱尔兰Trinity College Dublin 的Michael Stock副教授开展合作，选取我国藏东后碰撞期玉龙斑岩成矿带的玉龙超大型、多霞松多大型、扎拉嘎中型斑岩矿床为研究对象，在系统对比三个矿床成矿岩浆源区、岩浆氧逸度、水含量、硫含量等地球化学参数的基础上，分析了它们的锆石水含量、磷灰石挥发分组成特征，以揭示形成不同规模斑岩矿床成矿岩浆挥发分演化过程及岩浆水含量异同。取得以下重要认识：
1.玉龙成矿带超大型、大型及中型斑岩矿床岩浆均源自新生下地壳部分熔融，具有富水、高氧逸度、富硫的特征，现有的 “矿物地球化学成矿指标” 没有明显差异。
2.成矿斑岩锆石中见岩浆期原生流体包裹体（图1），且磷灰石均记录了成矿岩浆从早期到晚期F/Cl升高，而Cl/OH比值逐渐降低的演化趋势（图2），表明成矿岩浆在锆石结晶时均已达到了水饱和，出溶独立的流体相。
3. 锆石H 2O、H +及OH -含量（图3）及磷灰石的F/Cl比值均与成矿规模呈正相关关系，磷灰石的Cl/OH比值与成矿规模呈负相关关系，表明在三个矿床中，玉龙超大型斑岩矿床成矿岩浆具有最高的岩浆水含量，最早出溶流体，释放了最多的水，并从熔体中萃取了最多的Cl和Cu，从而有利于大规模成矿。
4. 在其他成矿条件具备的情况下，成矿岩浆的水含量是控制斑岩成矿规模的重要因素，越富水的岩浆越有利于超大型斑岩矿床的形成。
综上，本文提出了斑岩成矿岩浆水含量与成矿规模关系模型（图4）。本研究不仅揭示了岩浆水对超大型斑岩成矿形成的控制，同时还为岩浆挥发分研究提供了新的思路：锆石水可精准反映其结晶时岩浆的水含量，结合系统的矿物岩石学研究，可揭示侵入岩浆系统的挥发分组成与演化，在岩浆-热液成矿系统及古岩浆系统中均具良好的应用前景。
论文信息：Wenting Huang（黄文婷）, Michael J. Stock, Xiao-Ping Xia（夏小平）*, Xiaoming Sun（孙晓明）, Zexian Cui（崔泽贤）, Ouyang Liuyun（欧阳柳芸）, Jian Zhang（张健）, Xilian Chen（陈喜连）, Yi Zheng（郑义）, and Huaying Liang（梁华英）*. Determining the impact of magma water contents on porphyry Cu fertility: Constraints from hydrous and nominally anhydrous mineral analyses. GSA Bulletin (2023)，doi: https://doi.org/10.1130/B36871.1
图 1 成矿斑岩中典型锆石CL特征及锆石中原生流体包裹体
图2 磷灰石Cl/OH与F/Cl比值关系
图 3 锆石中H 2O(ppm), H +及OH -含量与成矿规模间的关系
图4 岩浆水含量与斑岩成矿规模关系模型
附件下载：