火山成因块状硫化物（VMS）矿床具有重要的工业价值，是全球铜、铅、锌、金、银等多种金属的主要来源之一。磁法常用于VMS矿床勘探，但由于VMS成矿作用对岩石磁学性质的影响过程和作用机制并不明确，限制了对该类矿床磁法数据的精确解译及与成矿和热液蚀变有关的岩石剩磁获得机制的全面认识。

针对上述科学问题，我校“岩浆—热液演化与金属成矿”求真群体胡新炜博士生、高亮副教授、邓军教授等团队成员与张世红教授、首都师范大学杨振宇教授合作，以印支板块西北缘志留系—下泥盆统大平掌VMS矿床作为研究对象，开展了系统的古地磁学、岩石磁学、岩相学和X射线衍射研究，取得了以下重要认识：

1. 英安岩中的原生细粒岩浆磁铁矿在绿泥石化、硅化至矿化过程中逐渐减少，支持细粒磁铁矿的消耗在成矿与热液蚀变过程中占主导地位。

2. 发现绿泥石化过程中产生了次生超顺磁（superparamagnetic，SP）磁铁矿，而次生单畴（single domain，SD）磁铁矿随着伊利石化加强而逐渐增多，因此与成矿有关的特征剩磁方向的获得最有可能发生在伊利石化阶段。

3. 绿泥石化阶段次生SP磁铁矿可能由含铁矿物转变为绿泥石过程中释放的铁离子所形成，而富铁的蒙脱石向伊利石转变过程（蒙脱石+ Al³⁺ + K⁺ = 伊利石+ Si⁴⁺）中也会释放出大量铁离子并形成次生SD磁铁矿。

该研究提出了VMS矿床磁性矿物变化的时空模型与机制，有助于高精度磁法勘探数据的解译。并且创新性的将环境磁学相关指标用于矿床学研究，结合X射线衍射，为揭示岩石剩磁获得机制提供新思路。

图1 不同蚀变与矿化样品的（a）绿泥石、（b）钠长石、（c）石英、（d）伊利石含量与（e-l）岩石磁学参数变化

图2（a）矿床中蚀变英安岩的绿泥石含量与χ_LF呈正相关；（b）伊利石含量与χ_ARM呈正相关

图3 (a) 大平掌矿床成矿模式图；(b)英安岩在不同热液蚀变和矿化阶段的磁性矿物演化过程

本研究得到国家自然科学基金项目重大研究计划“特提斯地球动力系统”（91855217）、国家基础研究计划项目（2015CB452605）、国家自然科学基金项目（42076223）、高等学校学科创新引智（111）计划（BP0719021、B20011）的联合资助。研究成果发表在国际学术期刊《Journal of Geophysical Research: Solid Earth》上：Hu, X., Gao, L*., Wang, Q., Zhang, S., Sun, X., Xue, S., Tang, X., Yang, Z., & Deng, J*. Interaction between Mineralization and Rock Magnetization: New Constraints from a Silurian‐Lower Devonian Volcanogenic Massive Sulfide (VMS) Deposit. Journal of Geophysical Research: Solid Earth, e2022JB025020. [IF2021=4.39]

全文链接：https://doi.org/10.1029/2022JB025020