斑巖礦床是世界Cu的主要來源，超大型與大中型斑巖礦床巖漿特征異同一直是研究的熱點及難點。目前研究普遍認為斑巖成礦巖漿富地幔或新生下地殼物質、富水、富硫、高氧化。其中，巖漿富水，早期達到水飽和、出溶大量的流體萃取金屬遷移沉淀是斑巖成礦的必經過程，超大型及大中型斑巖礦床巖漿多具相似富水‘’指標參數‘，如相似富水礦物組成（角閃石、黑云母斑晶）、高Sr/Y比值、高鋯石(EuN/Eu*)*10000/Y比值等，難以區分超大型與大中型斑巖成礦巖漿水含量差異。成礦巖漿水含量與成礦規模間是否存在相關性仍存較大爭議。
針對以上科學問題，中國科學院廣州地球化學研究所黃文婷助理研究員、夏小平研究員、梁華英研究員與愛爾蘭Trinity College Dublin 的Michael Stock副教授開展合作，選取我國藏東后碰撞期玉龍斑巖成礦帶的玉龍超大型、多霞松多大型、扎拉嘎中型斑巖礦床為研究對象，在系統對比三個礦床成礦巖漿源區、巖漿氧逸度、水含量、硫含量等地球化學參數的基礎上，分析了它們的鋯石水含量、磷灰石揮發分組成特征，以揭示形成不同規模斑巖礦床成礦巖漿揮發分演化過程及巖漿水含量異同。取得以下重要認識：
1.玉龍成礦帶超大型、大型及中型斑巖礦床巖漿均源自新生下地殼部分熔融，具有富水、高氧逸度、富硫的特征，現有的 “礦物地球化學成礦指標” 沒有明顯差異。
2.成礦斑巖鋯石中見巖漿期原生流體包裹體（圖1），且磷灰石均記錄了成礦巖漿從早期到晚期F/Cl升高，而Cl/OH比值逐漸降低的演化趨勢（圖2），表明成礦巖漿在鋯石結晶時均已達到了水飽和，出溶獨立的流體相。
3. 鋯石H 2O、H +及OH -含量（圖3）及磷灰石的F/Cl比值均與成礦規模呈正相關關系，磷灰石的Cl/OH比值與成礦規模呈負相關關系，表明在三個礦床中，玉龍超大型斑巖礦床成礦巖漿具有最高的巖漿水含量，最早出溶流體，釋放了最多的水，并從熔體中萃取了最多的Cl和Cu，從而有利于大規模成礦。
4. 在其他成礦條件具備的情況下，成礦巖漿的水含量是控制斑巖成礦規模的重要因素，越富水的巖漿越有利于超大型斑巖礦床的形成。
綜上，本文提出了斑巖成礦巖漿水含量與成礦規模關系模型（圖4）。本研究不僅揭示了巖漿水對超大型斑巖成礦形成的控制，同時還為巖漿揮發分研究提供了新的思路：鋯石水可精準反映其結晶時巖漿的水含量，結合系統的礦物巖石學研究，可揭示侵入巖漿系統的揮發分組成與演化，在巖漿-熱液成礦系統及古巖漿系統中均具良好的應用前景。
論文信息：Wenting Huang（黃文婷）, Michael J. Stock, Xiao-Ping Xia（夏小平）*, Xiaoming Sun（孫曉明）, Zexian Cui（崔澤賢）, Ouyang Liuyun（歐陽柳蕓）, Jian Zhang（張健）, Xilian Chen（陳喜連）, Yi Zheng（鄭義）, and Huaying Liang（梁華英）*. 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
圖 1 成礦斑巖中典型鋯石CL特征及鋯石中原生流體包裹體
圖2 磷灰石Cl/OH與F/Cl比值關系
圖 3 鋯石中H 2O(ppm), H +及OH -含量與成礦規模間的關系
圖4 巖漿水含量與斑巖成礦規模關系模型
附件下載：