云南红牛-红山矽卡岩型铜矿床岩浆流体演化及对金属成矿的制约：基于单个流体包裹体LA-ICP-MS分析

The behavior of metal in the process of magmatic-hydrothermal transition and phase separation has been of particular interest in magmatic-hydrothermal deposit research and related experimental studies. The Hongniu-Hongshan is a typical skarn copper deposit. This project proposal decides to focus on the melt and fluid inclusions.Using LA-ICP-MS (Laser Ablation Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry) analyses and microthermometry of individual inclusions, we try to confirm: (1) Metal partitioning in the coexisting melt/fluid inclusions and the thermodynamic property of melt and fluid phase during the magmatic-hydrothermal transition, (2) Composition of high-density hypersaline aqueous liquid (brine) and coexisting vapor phase fluid under different temperature-pressure condition of phase separation owing to immisciblity. Based on these results, we attempt to explore: (1) the main factors which influence the partition of ore-forming elements in the melt and fluid phase, (2) the relationship between P-T conditions of phase separation and metal transportation. The interpretation not only provides insights into metal partitioning between melt and fluid phase, but also implies the mineralizing potential of particular ore-forming element. Furthermore, the data provide insights into the fundamental cause of the metal precipitation, ore grade changing and zonation in this skarn deposit and other similar magmatic-hydrothermal deposits.

金属在岩浆流体出溶和相分离过程中的行为是目前国际岩浆-热液矿床的研究热点。红牛-红山是云南中甸地区典型的矽卡岩型铜矿床。本次研究以熔融包裹体和流体包裹体为对象，以单个流体包裹体LA-ICP-MS成分分析为主要研究手段，结合大量流体包裹体显微测温结果，主要研究：(1).熔融包裹体与共存流体包裹体元素组成以及岩浆流体出溶时熔/流体的热力学性质；(2).岩浆流体在不同温压条件下发生相分离后，所形成的高盐度液相和共存的低盐度气相包裹体元素组成特征。其目的在于：(1).探讨岩浆流体出溶阶段影响成矿元素在熔/流体相间分配的主要因素；(2).确定岩浆流体相分离温压条件对不同成矿元素迁移方式的影响。该研究不仅能够理清金属元素在熔/流体相间的分配特征，进而明确特定金属的成矿潜力，还能深入探讨不同金属的迁移方式和沉淀机制，从而揭示控制该矿床乃至其他类似岩浆-热液矿床的金属矿化、品位变化以及空间分带的根本原因。

红牛-红山矿床是中甸岛弧内典型的矽卡岩型铜矿床。本文在详细的野外地质调查、 大量钻孔编录、矿物学特征研究的基础上，以不同成矿阶段矿物中流体包裹体为研究对象，开展了详细的流体包裹体岩相学研究、显微测温以及单个流体包裹体拉曼探针和LA-ICP-MS研究，建立了该矿床自深部岩浆房开始，到成矿流体出溶，直至矿质沉淀的全部过程。研究结果表明：（1）矽卡岩期（成矿前期）流体及退变质期（成矿期）流体来自于两期岩浆-热液单一液相出溶流体；成矿前期原始岩浆流体在566–650 °C，680–940 bar，静岩深度2.5–3.5 km发生了相分离，形成高盐度液相和共存的低盐度气相；成矿期出溶流体发生相分离的温压条件为300–400°C，100–400 bar ，深度~1.5 km。（2）各元素在两期不同的温压条件下，表现出了各异的分配特征；Ag、Pb、Zn以及Na、K、Fe、Mn、Rb、Cs等元素均富集于高盐度液相流体，与Cl形成络合物进行迁移；Cu在成矿前期较高的温压条件下进入高盐度流相（平均含量591ppm）的比例高于气相（平均含量122ppm），而在成矿期较低的温压环境以及气相中富含S（气相包裹中的S平均含量达24139ppm）的条件下，进入气相（平均含量3672ppm）的比例高于进入高盐度流体相（平均含量1495ppm），并且在气相中Cu可能与S形成络合物进行迁移。（3）水/岩反应过程中流体pH值的升高，以及氧逸度的降低是造成金属沉淀的主要原因。