研究亮点

许博:通过矿物原位分析揭示碰撞环境斑岩系统挥发分在多圈层的演化过程 【AM,2021】
发布:科技处 2021-06-15 阅读:

挥发分物质(如CH2O、卤族元素和S)在地球多圈层演化和生命繁衍过程中扮演了重要的作用。作为串联生命、环境和岩浆活动的纽带,这些挥发分在碰撞环境中随着地球深部多圈层演化过程还不清晰,尤其ClS对金属的运移和沉淀起着关键的作用,对斑岩系统的形成起到重要的作用。因此挥发分的研究是探索地球深部演化和资源形成的重要命题。

针对上述挥发分在碰撞环境演化的科学问题,我校许博副教授及其合作者对斑岩系统中磷灰石开展相关研究,通过建立宝石级磷灰石矿物挥发分含量以及同位素的标准物质和分析方法,并分析对比东特提斯成矿带斑岩系统中磷灰石ClS含量以及原位微量元素和Sr同位素,取得了如下新认识:1、通过测试筛选,建立了ClS含量测试方法和宝石磷灰石挥发分含量和Sr同位素标样及测试方法。2、通过对比,识别出碰撞环境中成矿斑岩中磷灰石具有更高的ClS含量,并指示出更高的ClS含量可以指示斑岩体具有较高的成矿潜力。由于ClS是成矿流体的重要成分,明确了在斑岩系统中的迁移和富集的重要过程。 3、结合碰撞斑岩型矿床的87Sr/86Sr同位素特征和模拟计算,建立了碰撞环境中斑岩系统的挥发分双阶段演化模型:1在大洋俯冲时期,板片俯冲脱水形成大量富ClS的流体并交代上浮地幔楔中的岩石圈地幔,形成了富集挥发分的交代岩石圈地幔; 2在后期碰撞环境下,由于岩石圈减薄或撕裂导致软流圈上涌,破坏了前期富集的挥发分物质,释放出从富ClS溶体,并与镁铁质下地壳相互作用,进而形成了富挥发分的成矿斑岩体。

本次研究进一步证实了挥发分物质在碰撞环境中的重要性,并且明确了这些挥发分的来源以及演化过程以及斑岩系统的成矿特征。对于了解地球深部挥发分演化过程,碰撞斑岩型矿床的形成,以及明确控制金属迁移的机制等科学问题具有重要的参考价值。

1 东特提斯成矿域斑岩系统分布

2磷灰石原位地球化学数据对比图

3 碰撞环境挥发分演化模式图

上述研究成果发表在矿物学国际权威刊物《American Mineralogist》上:Xu, B., Hou, Z. Q., Griffin, W. L., Lu, Y., Belousova, E., Xu, J. F., & O'Reilly, S. Y. 2021. Recycled volatiles determine fertility of porphyry deposits in collisional settings. American Mineralogist, 106(4), 656-661.

附件20210615171510814669.pdf (2.7295618MB)