斑岩型矿床是全球铜（Cu）和钼（Mo）最重要的来源。碰撞环境中，既发育以西藏冈底斯带为代表的斑岩Cu成矿带，也发育以华北克拉通南缘（SNCC）为代表的斑岩Mo成矿带。然而，同处碰撞背景的岩浆系统为何分别趋向Cu或Mo成矿，其控制因素长期存在争议。H₂O、Cl、F等岩浆挥发分控制流体出溶的时机，并影响金属萃取效率，是理解Cu/Mo成矿分异的关键。由于成矿岩浆的挥发分含量难以直接测定，两类岩浆系统挥发分演化的定量对比长期缺乏。磷灰石可同时记录岩浆中F、Cl、OH和S等挥发分信息；尤其是锆石中的磷灰石包裹体受寄主锆石保护，基本不受后期热液改造影响，能够保存早期熔体的挥发分特征，为定量重建成矿岩浆挥发分演化提供可靠窗口。

我校科学研究院博士研究生孙英才在王瑞教授指导下，与地球科学与资源学院唐利副教授开展合作，围绕冈底斯斑岩Cu成矿带和华北克拉通南缘斑岩Mo成矿带（图1），对典型矿床的成矿岩体开展了锆石中磷灰石包裹体与磷灰石斑晶、锆石地球化学及全岩地球化学研究。在此基础上，结合热力学模拟与多起点回归算法，定量重建两类成矿岩浆分异过程中H₂O–Cl–F的演化轨迹，取得以下认识：

综合磷灰石包裹体和斑晶记录的岩浆挥发分信息，斑岩Cu、Mo成矿岩浆均经历了“结晶分异富集—流体出溶”的完整两阶段演化，其中锆石中的磷灰石包裹体记录了流体出溶前早期熔体的挥发分特征。相比之下，斑岩Mo矿系统中的磷灰石多形成于岩浆演化晚期，并具有明显较高的XF/XCl比值（图2）。

热力学模拟进一步表明，Cu、Mo成矿岩浆具有显著不同的H₂O–F–Cl演化路径。反演结果显示，SNCC斑岩Mo成矿岩浆初始含水量较高（约3.8–4.7 wt%），在H2O含量约9.2 wt%时达到流体饱和；其初始F含量较低（0.08–0.25 wt%），Cl含量与Cu系统相当，但D_F≈0.7、D_Cl≈0.14，因此F和Cl在长期结晶分异过程中持续同步富集（图3）。冈底斯Cu成矿岩浆初始含水量更高（H₂O约5–6 wt%），在H2O含量约11 wt%时达到流体饱和；其初始Cl（0.20–0.35 wt%）和F（0.40–0.55 wt%）含量均较高。由于全岩晶体/熔体分配系数D_F≈1.8，熔体中的F强烈亏损，最终形成以Cl为主导的残余熔体（图4）。

全岩地球化学特征与实验岩石学研究表明，角闪石分离结晶的时机和规模控制了两类岩浆F演化轨迹的分异。质量平衡计算显示，对于冈底斯斑岩Cu成矿岩浆，早期约15–42 wt%的角闪石分离结晶即可解释如此强烈的F亏损。斑岩Cu矿系统因初始含水量高且储存于地壳深部，早期发生了大规模角闪石分离结晶，部分角闪石可能以深部隐性堆晶形式存在；全岩(Dy/Yb)N早期陡降和高Sr/Y特征为此提供了独立佐证（图5）。相比之下，斑岩Mo矿系统的角闪石分离结晶规模较小且相对滞后，演化晚期则转为以斜长石分离结晶为主。

据此，研究提出了碰撞带Cu/Mo成矿分异的两阶段框架。第一阶段，深部源区决定岩浆的初始挥发分预算：冈底斯Cu成矿岩浆源自受俯冲改造的新生镁铁质下地壳，并有交代岩石圈地幔的显著贡献，因此继承了富水、富卤素的初始特征；华北克拉通南缘 Mo成矿岩浆则主要来源于富Mo的太华杂岩古老下地壳，其初始水和F含量相对较低。第二阶段，中上地壳中的岩浆分异进一步放大源区差异：冈底斯Cu成矿系统中，以Cl为主导的残余熔体出溶出大体积、能够高效萃取Cu的流体；而华北克拉通南缘Mo成矿系统中持续富集的F可降低熔体黏度、延长岩浆分异过程，促使Mo在高度演化的残余熔体中富集，最终形成以Mo为主的成矿结果（图6）。

图1 华北克拉通南缘与冈底斯成矿带地质简图

图2 两带磷灰石斑晶与锆石中磷灰石包裹体挥发分组成

图3  华北克拉通南缘斑岩钼矿挥发分演化反演结果

图4 冈底斯斑岩铜矿挥发分演化反演结果

图5 冈底斯斑岩铜矿与华北克拉通南缘钼矿全岩地球化学特征

图6 碰撞带斑岩Cu与Mo成矿分异概念模型

该研究得到了国家自然科学基金青年科学基金A类（42225204）、关键金属重大研究计划集成项目（92462304）、中央高校基本科研基金（2652023001）以及高等学校学科创新引智计划（B18048）的资助，相关成果已发表在国际权威期刊《Economic Geology》上：Sun, Y., Wang, R.*, Zhou, Q.S., Tang, L., 2026, Magmatic volatile controls on Cu and Mo mineralization in collisional porphyry systems: Economic Geology.

全文链接：https://doi.org/10.5382/econgeo.5257