CO2对Cu、Mo、Au成矿作用的实验研究

结合对东秦岭地区与典型钼矿床具成因联系的含矿斑岩与高钾钙碱性花岗岩岩石学、地球化学对比研究，并利用LA-ICPMS、LA-MC-ICPMS进行单颗粒锆石U-Pb、Hf同位素组成对岩浆岩定年和源区示踪研究，本项目实验研究100 MPa、500-800℃条件下Cu、Mo、Au在NaCl-H2O-CO2体系中的溶解度，50-140 MPa/800-850℃及含S和无S条件下Cu、Mo、Au (Ag、W、Fe、Pb、Zn)在高钾钙碱性花岗岩-NaCl-H2O-CO2体系中蒸气/卤水、蒸气/熔体间的分配，以期正确评价Cu、Mo、Au蒸气相迁移及其CO2对斑岩型Cu-Mo-Au矿床形成中的作用。查明挥发分CO2与巨量金属堆积的关系，从而建立构造-岩浆-流体-成矿模型，为区域攻深找盲、外围找矿提供科学思路和模式。

锆石U-Pb定年显示，合峪岩体、花山岩体形成时代分别为141.6±1.0 Ma、134.2±0.8 Ma。所研究的花岗岩以高硅、富碱 (K2O>Na2O)为特征，为准铝质高钾钙碱性系列岩石，显示同碰撞花岗岩的微量元素特征，明显亏损Nb、Sr、P、Ti、Ba，富集Rb、La、Nd、Zr、Hf。.南泥湖钼矿、上房沟钼矿、三道庄钼矿成矿时代在141.82.1 Ma~145.82.1 Ma之间，与南泥湖花岗斑岩、上房沟花岗斑岩形成时代及合峪岩体形成时代 (141.6±1.0 Ma)一致。鱼池岭斑岩型钼矿成矿时代为131.21.4 Ma，与含矿花岗斑岩形成时代 (135.22.4 Ma)一致，略小于合峪岩体形成时代。雷门沟钼矿成矿时代为132.42.0 Ma，与花山岩体形成时代 (134.2±0.8 Ma)一致。由此，可以推断上述钼矿床成矿作用与合峪花岗岩、花山花岗岩的形成具有成因联系。.合峪岩体以及鱼池岭含矿花岗斑岩显示异常大的负Hf (t)值 (-9.6~-46.9)，表明形成花岗 (斑)岩源区以古老地壳物质为主。东秦岭-大别斑岩系统成矿流体属NaCl-H2O-CO2体系，为岩浆分异演化晚期出溶的岩浆流体，以高温、高盐度、高氧逸度、富CO2和成矿金属元素特征。东秦岭地区钼矿床大规模成矿主要出现在 145~130 Ma时限，对应于华北与扬子克拉通碰撞后陆内造山的地球动力学背景或中国东部地球动力学体制大转换晚期岩石圈拆沉及伸展时期。.100 MPa、800 ºC条件下成矿作用实验研究显示，在花岗岩-NaCl-H2O体系中，随着体系中Cl含量逐渐增大，Cu、Mo、Pb、Zn、W在流体/熔体相间的分配系数 (D fluid/melt )显著增大，表明Cl的存在有利于Cu、Mo、Pb、Zn、W强烈分配进入流体相中趋势。在相同Cl浓度的条件下，上述成矿元素分配进入流体相能力依次为：Cu>Zn, Pb>Mo>W。.此外，通过本项目实施，建立了高温高压 (200 MPa、800 C) 条件下利用淬火法和HF腐蚀法使石英柱微裂隙或石英表面形成腐蚀坑，合成花岗岩-NaCl-H2O-CO2体系的人工流体包裹体。实验结果显示，NaCl-H2O-CO2体系中存在低密度流体包裹体 (V-L)和高密度流体包裹体 (V-L-S)共存现象，预示着CO2具有促进体系相分离的作用。