岩浆热液中Cu同位素的分馏实验 | NSR研究论文

⁶⁵Cu在岩浆热液流体中富集，可能成为示踪斑岩系统流体活动和寻找富集Cu矿的潜在指标。

岩浆结晶过程中会析出岩浆热液流体：一种以水为主体的高温流体，其中富含挥发成分和金属元素。热液可以在岩石的缝隙间流动或在硅酸盐岩浆中以气泡形式上升，因而对岩浆的演化、挥发分和金属元素的运输，以及斑岩型金属矿床的形成都至关重要。

如何研究岩浆热液的性质？测定其中金属元素的特征是一条途径，而铜（Cu）元素正是一种流体活动性的金属元素。在过去的实验中，研究者已经知道Cu元素会在流体相中高度富集，它在流体和硅酸盐熔体（或岩浆）中的分配系数（D_{流体/岩浆}） 远高于1， 一般在10左右。

而在最近发表于《国家科学评论》（National Science Review, NSR）的文章中，德国拜仁地质研究所（BGI）郭海浩博士与中国科学技术大学金属稳定同位素实验室黄方教授团队不再满足于将Cu元素作为一个整体进行研究，他们对不同Cu同位素（⁶³Cu、⁶⁵Cu）在岩浆和热液中的分布进行区分，并直接测量了Cu同位素在流体和硅酸盐体系中的分馏系数。

实验中样品管的焊封图。Au₉₅Cu₅合金样品管直径为4.4-5.0 mm。

斑岩型铜矿的金属富集区、蚀变类型、流体流动趋势和不同流体中的Cu同位素的示例图。

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Experiments on Cu isotope fractionation between chlorine bearing fluid and silicate magma: implications for fluid exsolution and porphyry Cu deposits

https://doi.org/10.1093/nsr/nwz221