我院在单个包裹体成分分析技术开发和矿床学研究应用方面取得突破进展

发布者:陆昀乔发布时间:2020-08-05浏览次数:10

单个包裹体LA-ICP-MS成分分析是一项强有力的矿床学研究手段,能够精细刻画成矿元素在岩浆-热液过程中的富集、迁移和沉淀机制。由于包裹体的特殊性,单个包裹体成分分析技术具有较大难度,长期以来由苏黎世联邦理工学院(ETH)为首的少数西方院校掌握。近日,南京大学倪培教授团队与苏黎世联邦理工学院Heinrich教授团队合作,在南京大学内生金属矿床成矿机制研究国家重点实验室成功建立了单个包裹体LA-ICP-MS成分分析实验室,当前数据分析质量持平ETH。运用该技术,对我国南岭地区石英脉型黑钨矿床开展了精细的流体过程重建,通过LA-ICP-MS与显微红外联用,在国内率先获取了黑钨矿中单个流体包裹体成分数据,首次从流体元素成分角度精细刻画了黑钨矿与共生石英形成的热液历史,对黑钨矿的沉淀机制提出了新的认识。相关研究以“Comparison of fluid processes in coexisting wolframite and quartz from a giant vein-type tungsten deposit, South China: Insights from detailed petrography and LA-ICP-MS analysis of fluid inclusions”为题发表在矿物学顶级期刊《American Mineralogist》。该研究是我国科研单位自主获取的单个流体包裹体成分数据首次在国际公认的学科一流期刊发表,表明我国已具备国际先进水平的单个包裹体成分分析技术。

我国南岭地区是全球最大规模的钨锡成矿带,本次研究选取了南岭大型瑶岗仙钨矿中共生石英与黑钨矿晶体作为研究对象,通过详细的岩相学观察和石英阴极发光成像,精细重建了黑钨矿石英脉形成的复杂流体演化历史(图1A-B)。单个包裹体成分分析结果表明,虽然形成黑钨矿与共生石英的流体均一温度和盐度总体差异不大,但元素成分却存在显著区别,表现为:对应黑钨矿沉淀的成矿流体相比于仅对应石英沉淀的非成矿流体显著亏损BAsS元素(图1C),即控制黑钨矿沉淀的“真实”成矿流体具有特殊的微量元素组成。考虑到BAsS在流体不混溶过程中均强烈富集进入气相,可进一步推断流体不混溶导致的气相组分散失对控制黑钨矿沉淀起到关键作用。

我院潘君屹博士为论文第一作者,倪培教授为论文通讯作者,王汝成教授为论文共同作者。本研究由国家自然科学基金重点项目《石英脉型黑钨矿床成矿流体与成矿机制的精细解剖(项目编码41830426) 》和华南陆内成矿系统的深部过程与物质响应项目课题《南岭武夷成矿带典型成矿系统的深部过程与时空演化(课题编码2016YFC0600205) 》联合资助。 

1. 黑钨矿与共生石英形成的流体过程精细重建与主要元素差异