斑岩型铜矿提供了世界上75%的铜和50%的Mo储量，绝大部分斑岩型铜矿形成于弧环境，并与富含S、Cl、H₂O等挥发分的俯冲弧岩浆密切相关。这些岩浆中的挥发分主要来自于俯冲大洋板片，并通过与金属形成络合物的方式控制着金属的迁移与富集。然而，碰撞环境缺少同期的大洋板片俯冲，碰撞型斑岩铜矿体系中挥发分的深部来源仍然没有的得到很好的约束，阻碍了对碰撞型斑岩成矿机制的理解和对相关矿床的勘察。

基于上述问题，我校许博教授及其研究团队以藏南冈底斯成矿带为研究对象（图1），利用挥发性元素汞的稳定同位素，对拉萨地块中新世的成矿斑岩、贫矿中-酸性岩、和幔源基性超钾质岩开展了综合对比研究，取得如下新认识：

（1）发现了冈底斯成矿带含矿斑岩具有正的汞同位素非质量分馏，与大洋来源的挥发分相近，并明显区别于西部贫矿带（图2），表明冈底斯成矿带含矿与贫矿斑岩挥发分来源存在差异，并揭示了早期板片俯冲和后期大陆碰撞过程中的挥发分演化存在差异。

（2）识别出冈底斯成矿带含矿斑岩与共生幔源岩浆具有相似的挥发分来源，并通过蒙特卡洛随机计算模拟，表明少量（< 5%）的海洋沉积物再循环即可形成东部含矿斑岩和地幔基性超钾质岩的同位素组成（图3）。证实了海洋沉积物通过板片俯冲和地幔交代作用为成矿提供了富氯、高硫和高水含量的关键挥发分。

（3）构建了冈底斯斑岩铜矿带挥发分的深部演化模型：在碰撞前，富含氯、硫和汞等挥发分的大洋板片在古老俯冲过程中释放熔/流体交代上覆地幔，并将挥发分储存在岩石圈地幔中（图4a）；在碰撞后，冈底斯东段的异常热事件（如软流圈上涌）使地幔熔融产生富含挥发分的地幔超钾质岩，幔源岩浆与下地壳发生混合并注入早期再循环的挥发分对后续碰撞型斑岩铜矿的形成与演化起重要作用（图4b）

图1 青藏高原碰撞造山带地质简图与样品分布

图2 冈底斯带中新世岩浆Hg同位素组成

图3 海洋沉积物交代岩石圈地幔的Hg-Sr-Nd同位素蒙特卡洛模拟

图4 碰撞环境挥发分演化示意图

本研究受到国家自然科学基金（42222304，42073038）、国家重点研发计划（2019YFA0708602，2020YFA0714800）等联合资助，研究成果发表于国际综合性学术期刊《Science Advances》：Bo Xu*, Run-Sheng Yin, Massimo Chiaradia, Zhuang Miao*, William L. Griffin, Zeng-Qian Hou*, Zhi-Ming Yang and Suzanne Y. O’Reilly, 2024. Mercury isotope evidence for the importance of recycled fluids in collisional ore systems. Science Advances 10, eadp7383.

全文链接：https://doi.org/10.1126/sciadv.adp7383