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周建业,Oct. 4, 2025
该报告深入探讨了Cu同位素在岩浆热液演化及矿床研究中的关键作用，通过分析不同矿床类型的Cu同位素分布规律，以及紫金山、Mountain Isa和Ernest Henry三个矿床的具体案例，展示了Cu同位素作为示踪成矿流体金属迁移和沉淀机制的有效工具。主要由以下四个部分构成：
Cu同位素分布规律：不同矿床类型及其矿物的Cu同位素组成存在显著差异。热液型和沉积型矿床富集轻铜同位素，而斑岩型和接触交代型矿床富集重铜同位素。矿物的组成顺序和温压条件也是影响Cu同位素变化的重要因素，例如黄铜矿和斑铜矿更易富集重铜同位素，而辉铜矿和黝铜矿则更富集轻铜同位素。
图1 矿床中的Cu同位素分布规律
紫金山矿床研究：紫金山是一个高硫化型浅成低温热液铜金矿床，其硫化物Cu同位素值范围为-2.97‰到+0.34‰，总体表现出轻铜同位素富集的特征。随着深度增加，δ65Cu值升高，与斑岩矿床的原生矿物特征一致，表明其铜硫化物主要是原生的，且铜源为岩浆。通过与全球矿床的Cu同位素比较，紫金山矿床的铜同位素组成与斑岩矿床相似，进一步支持了岩浆源的成矿模型。
图2 紫金山高硫化浅成热液铜金矿床Cu同位素分布
Mountain Isa矿床研究：Mountain Isa是一个沉积岩型矿床，其黄铜矿的Cu同位素值范围为-0.87‰到+0.88‰，平均值为+0.13‰，接近太古代玄武岩的Cu同位素值。研究发现，靠近主要构造通道的黄铜矿δ65Cu值较低，而远离构造通道的δ65Cu值较高，表明热液流体在构造通道中的运动导致了Cu同位素分馏。Mountain Isa矿床的铜可能来源于基底的基性岩石，其成矿机制更接近火山岩型和斑岩型铜矿，而非沉积铜矿。
图3 沉积型 Mountain Isa 矿床成矿模型
Ernest Henry矿床研究：Ernest Henry矿床的Cu同位素数据范围为-0.40‰到0.28‰，接近地幔值，表明其成矿流体具有岩浆源。钾化蚀变阶段的Cu同位素变化范围较大，反映出原生硫化物的形成与岩浆热液的直接参与；矿化阶段的Cu同位素变化较小，可能与含硫流体的加入有关，这使得Cu同位素趋于均一化。这些数据说明，Cu同位素能够有效示踪成矿流体的金属迁移和沉淀机制，同时为成矿过程中Cu的赋存状态提供了约束。
图4 Ernest Henry矿床中Cu的主要赋存相
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