中国科学院海洋所孙卫东团队揭示斑岩钼矿与大洋缺氧事件之间的成因联系

近日，中国科学院海洋研究所孙卫东团队应用钼同位素结合其他地球化学指标，建立了斑岩钼矿的成因与大洋缺氧事件之间的成因联系，并展现了钼同位素在斑岩钼矿床研究中的巨大潜力。研究成果发表在国际地学刊物Geology。
钼（Mo）是一种性能优良的难熔金属，被广泛应用于耐高温、耐腐蚀的金属合金中。斑岩钼矿是金属钼最主要的来源之一，在地质学领域受到广泛关注，但斑岩钼矿的岩浆源区及成矿元素的来源一直存在争议。近些年快速发展的金属稳定同位素技术，为利用成矿金属钼同位素直接限定成矿物质来源提供了手段。
% q: X2 Y, Q! \+ b1 e7 ^. j* R! _7 a邦铺斑岩矿床是青藏高原冈底斯成矿带中以钼为主的代表性矿床，本研究分析了邦铺斑岩钼（铜）矿床的中新世矿化的斑状二长花岗岩（~14 Ma）和古近系贫矿黑云二长花岗岩（~60 Ma）的钼同位素组成及相关地球化学指标，探究邦铺斑岩钼（铜）矿床的成矿元素和岩浆来源。
2 ]+ s& c; o# K" L0 K$ e研究结果显示，中新世矿化的斑状二长花岗岩具有富集的放射性成因Sr、Pb同位素组成，较高的δ98/95Mo值和Mo含量，大大超出了亏损地幔的范围。δ98/95Mo与地表风化、热液蚀变、岩浆分异或部分熔融无关，与εNd(t)呈负相关，与氧化铝饱和指数(ASI值)呈正相关，暗示富重Mo同位素沉积物的加入。相比之下，古近系贫矿黑云二长花岗岩的Mo和δ98/95Mo均低于矿化样品，其δ98/95Mo与εNd(t)或ASI值无关。综合岩石地球化学特征、Mo的性质和邦铺矿床的构造环境，本研究证明富Mo黑色页岩是加入到中新世矿化岩体的重Mo同位素沉积物端元。这一结果表明大洋缺氧事件期间形成的黑色页岩对Mo的预富集作用在斑岩钼（铜）矿床的形成过程中起到了重要作用，由此建立了斑岩钼矿床与大洋缺氧事件之间的成因联系，该研究也展现了钼同位素在斑岩钼矿床研究中的巨大潜力。
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图(a)δ98/95Mo vs. 87Sr/86Sr(i),(b)δ98/95Mo vs. εNd(t)，(c)δ98/95Mo vs. (208Pb/204Pb)i，(d)δ98/95Mo vs. 铝饱和指数（ASI）。注：（a-c）中绿色虚线是除BP18以外的中新世含矿斑状二长花岗岩（MPMS）的回归线（b）和（d）中灰色虚线是MPMS的回归线
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1 m0 \$ R8 U, U; U# r7 L# N中国科学院海洋研究所在读博士薛琦琪为论文第一作者，张丽鹏和陈硕为论文通讯作者。研究得到了国家自然科学基金、山东省政府项目、创新创造计划、中国科学院青年创新促进会项目等的共同资助。
论文信息：Qiqi Xue, Lipeng Zhang*, Shuo Chen*, Kun Guo, Tao Li, Zhong Han, Weidong Sun; Tracing black shales in the source of a porphyry Mo deposit using molybdenum isotopes. Geology 2023; https://doi.org/10.1130/G51240.1

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信息来源：中国科学院海洋研究所。