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铜同位素在高温岩浆系统中的研究进展及其在岩浆硫化物矿床中的应用
1
作者
张泽
薛胜超
+4 位作者
唐冬梅
王信水
王路阳
王晓曼
张瑞麟
《西北地质》
北大核心
2025年第4期23-40,共18页
Cu同位素在地幔部分熔融、岩浆结晶分异以及地幔交代等高温地质过程中表现出显著的变化特征,其中在岩浆铜镍硫化物成矿系统中发现了~4‰的Cu同位素变化,不同于金属稳定同位素的分馏主要受控于温度变化的传统认识。除了陨石撞击成因的Sud...
Cu同位素在地幔部分熔融、岩浆结晶分异以及地幔交代等高温地质过程中表现出显著的变化特征,其中在岩浆铜镍硫化物成矿系统中发现了~4‰的Cu同位素变化,不同于金属稳定同位素的分馏主要受控于温度变化的传统认识。除了陨石撞击成因的Sudbury矿床外,板内和造山带环境的铜镍矿床均显示较大的Cu同位素变化范围,在复杂的成岩–成矿过程研究中显示出巨大潜力。目前主要认识包括:①地幔Cu同位素存在不均一性,洋中脊玄武岩和科马提岩更能代表地幔源区Cu位素组成。②Cu含量与同位素之间的协同变化,以及Cu同位素在硫化物–硅酸盐之间的分馏系数的控制因素,是理解岩浆形成和演化过程中Cu同位素变化的关键因素。③目前对于俯冲带变质脱水过程中Cu同位素的分馏行为研究十分有限,因此单独利用Cu同位素判断Cu迁移路径存在较大不确定性。大部分Cu仍保存在俯冲板片中,与俯冲相关的各类岩石中Cu同位素偏离地幔值的情况可能是偶然现象。④铜镍矿床中Cu同位素的变化受控于多种地质过程或分馏机制的叠加作用,包括:地幔源区Cu同位素不均一性;地壳混染物质对于岩浆体系Cu同位素的改变;硫化物熔离和分异过程导致硫化物矿石Cu同位素的变化;岩浆体系氧化还原状态的变化:一方面Cu同位素随岩浆氧逸度的变化而变化,另一方面是氧化性的熔/流体导致原生硫化物发生分解及其二次沉淀可以导致Cu同位素变化。Cu同位素在揭示成岩–成矿过程中的关键作用日益凸显,未来应加强探讨Cu同位素与其他同位素体系(如Fe、Zn、Ni等)的协同作用,结合实验与模拟,完善岩浆铜镍硫化物矿床成矿模型,对深入理解壳幔物质循环及其资源效应具有重要意义。
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关键词
Cu同位素
高温岩浆过程
分馏机理
岩浆
铜镍硫化物矿床
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职称材料
题名
铜同位素在高温岩浆系统中的研究进展及其在岩浆硫化物矿床中的应用
1
作者
张泽
薛胜超
唐冬梅
王信水
王路阳
王晓曼
张瑞麟
机构
中国地质大学(北京)
中国科学院矿产资源研究重点实验室
中国地质大学地球科学学院
出处
《西北地质》
北大核心
2025年第4期23-40,共18页
基金
国家自然科学基金面上项目(42172076)
求真学人计划项目(265QZ2022008)联合资助。
文摘
Cu同位素在地幔部分熔融、岩浆结晶分异以及地幔交代等高温地质过程中表现出显著的变化特征,其中在岩浆铜镍硫化物成矿系统中发现了~4‰的Cu同位素变化,不同于金属稳定同位素的分馏主要受控于温度变化的传统认识。除了陨石撞击成因的Sudbury矿床外,板内和造山带环境的铜镍矿床均显示较大的Cu同位素变化范围,在复杂的成岩–成矿过程研究中显示出巨大潜力。目前主要认识包括:①地幔Cu同位素存在不均一性,洋中脊玄武岩和科马提岩更能代表地幔源区Cu位素组成。②Cu含量与同位素之间的协同变化,以及Cu同位素在硫化物–硅酸盐之间的分馏系数的控制因素,是理解岩浆形成和演化过程中Cu同位素变化的关键因素。③目前对于俯冲带变质脱水过程中Cu同位素的分馏行为研究十分有限,因此单独利用Cu同位素判断Cu迁移路径存在较大不确定性。大部分Cu仍保存在俯冲板片中,与俯冲相关的各类岩石中Cu同位素偏离地幔值的情况可能是偶然现象。④铜镍矿床中Cu同位素的变化受控于多种地质过程或分馏机制的叠加作用,包括:地幔源区Cu同位素不均一性;地壳混染物质对于岩浆体系Cu同位素的改变;硫化物熔离和分异过程导致硫化物矿石Cu同位素的变化;岩浆体系氧化还原状态的变化:一方面Cu同位素随岩浆氧逸度的变化而变化,另一方面是氧化性的熔/流体导致原生硫化物发生分解及其二次沉淀可以导致Cu同位素变化。Cu同位素在揭示成岩–成矿过程中的关键作用日益凸显,未来应加强探讨Cu同位素与其他同位素体系(如Fe、Zn、Ni等)的协同作用,结合实验与模拟,完善岩浆铜镍硫化物矿床成矿模型,对深入理解壳幔物质循环及其资源效应具有重要意义。
关键词
Cu同位素
高温岩浆过程
分馏机理
岩浆
铜镍硫化物矿床
Keywords
Cu isotope
high-temperature magma process
isotope fractionation mechanism
magmatic Ni-Cu sulfide deposit
分类号
P597.2 [天文地球—地球化学]
P611 [天文地球—矿床学]
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题名
作者
出处
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1
铜同位素在高温岩浆系统中的研究进展及其在岩浆硫化物矿床中的应用
张泽
薛胜超
唐冬梅
王信水
王路阳
王晓曼
张瑞麟
《西北地质》
北大核心
2025
0
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