氯（Cl）是斑岩矿床形成的关键挥发分之一，它能与Cu、Mo、Au、Pb、Sn等成矿元素形成稳定络合物，使岩浆热液高效萃取金属。然而，碰撞带斑岩成矿岩浆中Cl的富集机制及来源长期存在争议。印-亚碰撞形成了藏南一系列碰撞后斑岩矿床。但Cl如何在碰撞阶段循环、矿床的Cl最终来源是壳源还是幔源，尚未得到系统刻画。近年测试技术发展使得磷灰石原位Cl同位素测定成为可能，相比全岩能够更可靠地记录岩浆的Cl演化历史。 厘定碰撞带各端元的Cl同位素组成，对于深入理解Cl的来源与循环至关重要。

我校科学研究院博士研究生周秋石在王瑞教授的指导下，与英国帝国理工学院Chetan Nathwani、瑞典自然历史博物馆Heejin Jeon开展合作，瞄准青藏高原南部冈底斯带，对驱龙和甲玛两个大型斑岩矿床，结合泽当县花岗岩基、桑桑县深部地壳麻粒岩包体、里龙超基性堆晶岩、羊应乡超钾质火山岩样品，开展了系统的地球化学研究（图1），通过磷灰石原位Cl同位素和Nd同位素，辅以全岩B同位素、磷灰石CL成像、探针分析、全岩地球化学等手段，取得以下创新认识：

泽当花岗岩基的磷灰石δ³⁷Cl整体呈现随年龄变新而下降的趋势：整体平均值约为+0.11±0.44‰（n=44），且从晚白垩世（~95 Ma）至渐新世（~31 Ma）呈下降趋势（由+0.35±0.32‰降至？0.09±0.43‰），εNd(t)同步逐渐降低。这指示随时间推移，低δ³⁷Cl低εNd(t)的富集组分参与程度逐渐增加。结合B同位素证据，认为古老地壳基底最有可能是这种富集组分。碰撞后的成矿岩浆和超钾质岩浆磷灰石δ³⁷Cl整体高于碰撞前：碰撞后驱龙（+0.88±0.42‰）和甲玛（+0.72±0.61‰）斑岩矿床的磷灰石δ³⁷Cl显著高于泽当岩基（+0.11±0.44‰），与超钾质岩浆（+0.85±0.10‰）、堆晶岩（代表初始弧岩浆，+0.88±0.46‰）相似（图2）。

为约束南拉萨地体古老基底的Cl同位素组成，研究采用了贝叶斯反演方法：将泽当弧不同年龄段的Cl与Nd同位素差异抽象为新生组分和古老基底的差异混合，通过已知端元反演未知端元。以里龙超基性堆晶岩代表初始弧岩浆端元（δ³⁷Cl=+0.62±0.28‰, εNd(t)=+6.73±2.31），对古老基底的组成进行蒙特卡洛抽样，评估二端元混合曲线对泽当岩基的拟合程度。模拟结果表明，南拉萨地块古老基底的最优δ³⁷Cl值约为？0.51‰（95%置信区间：？2.19‰至？0.14‰），εNd(t)约为？7.1（图3）。

在使用磷灰石Cl同位素探讨源区前，需要排除过程的影响。研究进一步利用GeoPS热力学模拟软件评估了分离结晶对Cl同位素的分馏效应。模拟表明，在约50 wt.%角闪石和5 wt.%黑云母分离结晶后，玄武质熔体的δ³⁷Cl降低约？1.46‰（图4）。由于岩浆经历演化之后δ³⁷Cl反而降低，因此相对于观测的成矿岩浆高δ³⁷Cl组成（+0.88±0.42‰）而言源区的δ³⁷Cl只可能更高，不会更低，因此排除分离结晶对δ³⁷Cl影响。此外，磷灰石δ³⁷Cl与XF/XCl之间缺乏相关性，排除了去气作用导致高δ³⁷Cl的可能性。因此，碰撞后斑岩成矿岩浆的高δ³⁷Cl主要反映源区特征，而非岩浆演化过程。

综合以上证据，研究提出碰撞后斑岩成矿岩浆中氯的主要来源为：超钾质岩浆（δ³⁷Cl≈+0.55‰）和初始弧岩浆（δ³⁷Cl≈+0.62‰）。驱龙斑岩的Cl同位素组成可由约40%超钾质岩浆与60%初始弧岩浆的混合解释，而甲玛则表现出更大程度的古老地壳混染（图5）。这一认识与碰撞带斑岩矿床普遍具有的整体新生但略偏古老的Sr-Nd-Hf同位素特征以及高钾钙碱性属性相吻合，指示初始弧岩浆和钾质岩浆是碰撞带斑岩矿床中Cl的普遍来源。

关于超钾质岩浆的富Cl起源与致矿性质，团队另一项发表于EPSL的工作采集了拉萨地块从西向东横跨1600 km范围的超钾质岩，并测定了发现于单斜辉石-橄榄石的熔体包裹体的Cl含量，发现自西向东由约1307 μg/g升高至约3344 μg/g，在空间上与Hg、Sr、Nd同位素的变化特征吻合，指示东边的超钾质岩浆接受了更多大洋俯冲阶段海水的改造而变得富Cl，西边则更多印度大陆物质信号。这些特征还与青藏高原斑岩铜矿东富西贫的分布格局高度吻合，结合蒙特卡洛模拟，该研究进一步揭示再循环海水来源的Cl是控制碰撞造山带斑岩铜矿成矿潜力的关键。

图1 青藏高原南部地质图及采样位置

图2 磷灰石δ³⁷Cl比εNd(t)投图，含各地质端元组成

图3 贝叶斯模型估算南拉萨地块基底δ³⁷Cl

图4 基于GeoPS的岩浆分离结晶Cl同位素分馏模拟

图5 用于限定驱龙、甲玛Cl来源的δ³⁷Cl、εNd(t)混合图解

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《Geochimica et Cosmochimica Acta》上：Zhou, Q.S., Wang, R.*, Nathwani, C., Jeon, H., 2026, Chlorine isotope compositions of the southern Tibetan lithosphere indicate a mantle source for chlorine in collisional porphyry Cu systems: Geochimica et Cosmochimica Acta.

全文链接：https://doi.org/10.1016/j.gca.2026.07.019

团队另一项关于Cl的研究成果同期发表于国际权威期刊《Earth and Planetary Science Letters》上：Zhang, J., Wang, R.*, Zajacz, Z., Tsay, A., Simon, A.C., Xia, W.J., Ge, Y.Z., Hou, Z.Q., 2026, Recycled seawater chlorine in the lithospheric mantle facilitates metal enrichment in collisional orogens: Earth and Planetary Science Letters, 693, 120286.

全文链接：https://doi.org/10.1016/j.epsl.2026.120286