斑岩型铜矿床是世界Cu、Mo和Au的主要来源，了解斑岩型铜矿形成的关键在于成矿流体的演化（Kouzmanov and Pokrovski, 2012）。金属元素通过深度5-10km的岩浆系统释放的岩浆流体（>600℃）运输，并在浅层（< 3km）、狭窄的温度域（425-320℃）沉淀出硫化物（Richards, 2011）。虽然斑岩型铜矿是研究最广泛的矿床类型之一，但与金属沉淀相关的流体演化路径仅限制在相对时间范围内（Cooke et al., 2014），因此不能完全了解成矿的热液过程，例如对金属在绝对时间内的沉淀速率的理解有限。前人讨论了中地壳岩浆过程对深成岩体释放流体的控制作用，提出了来自单个冷却岩浆储层的多个流体释放事件和多个流体-熔体再充注事件等模型（Stock et al., 2016; Williamson et al., 2016; Chelle-Michou et al., 2017）。因此，在绝对时间范围内追踪热液流体的演化有助于进一步了解这些成矿过程。脉石矿物和矿石矿物之间的时间关系为理解成矿流体的性质和演化提供了有效的约束（Wilkinson et al., 2009）。通常，在单个成矿时间中可以通过矿脉类型（A,B,D脉）来定义相对时间范围（Sillitoe, 2010）。但在多个脉冲式成矿流体形成的矿床中，矿脉的相对世代不能有效的表现出来（Stein, 2014; Mercer et al., 2015; Spencer et al., 2015; Li et al., 2017a）。中国科学院地质与地球物理研究所的李扬副研究员及其合作者以西藏驱龙斑岩型铜矿床（图1）为研究对象，分析了共生沉淀的脉状石英-辉钼颗粒的原位氧同位素、流体包裹体和Re-Os年代学，首次评估了流体在绝对时间框架下的演化路径。
研究表明岩浆石英和锆石的δ18O平均值为8.78‰ ± 0.65‰（二次标准差）和6.14‰ ± 0.39‰，未显示交叉岩体的变化，并产生了2.64‰ ± 0.76‰的∆18Oquartz-zircon。细晶岩的自形石英颗粒的阴极发光图像显示了核部溶解-再吸收和边部增生的结构（图2A），并且三条从核部到边部的切线显示了相近的δ18Oquartz值和趋势（图2C）。12条石英-辉钼矿脉的石英颗粒的CL图像显示了清晰的自形环带生长边结构，表明没有发生叠加（图2B），而且无论在石英CL结构那个部位，单个脉都具有均匀的δ18Oquartz值（图2B,C）。但是12条脉的δ18Oquartz值具有显著的差异，介于8.12‰ ± 0.47‰和11.90‰ ± 0.51‰之间（图3）。最明显的波动出现在第一次矿化脉冲，从8.27‰增加至11.90‰，然后下降到8.12‰；第二次和第三次脉冲的变化较小（8.81‰–9.46‰）。
图2 驱龙斑岩型铜矿床代表性的CL图像和原位δ18Oquartz值利用Re-Os定年和流体包裹体研究限制了矿床的形成时间和温度，成矿流体的同位素演化如图3所示：δ18Ofluid的值变化明显，可达5.8‰；在Re-Os定年定义的三个成矿脉冲中，每一个成矿脉冲开始时δ18Ofluid的值都会由低变高，到脉冲结束时又变低；其中，第一次脉冲波动最明显，δ18Ofluid的值由4.7‰增加到7.6‰，然后下降到3.1‰；除了16.098 Ma的样品具有7.6‰ ± 0.5‰的δ18Ofluid的值外，其他的均低于岩浆水范围（图3），这需要一种同位素较轻的成分参与，很可能是大气降水。
图3 西藏驱龙斑岩铜矿的δ18Oquartz和δ18Ofluid与Re-Os定年所确定的绝对时间框架的对比前人数值模拟表明，对于逐渐冷却的岩浆储层，流体是间接性释放的，大多数的流体（50–75 wt.%）在第一个脉冲期间释放（Chelle-Michou et al., 2017），驱龙矿床的研究结果支持了~60%的金属在第一次脉冲期间沉淀。基于本次研究提出的脉冲热液过程，以及受近期高精度U-Pb和Re-Os定年、钛扩散模拟和斜长石中同心过剩铝约束的循环成矿过程（Mercer et al., 2015; Spencer et al., 2015; Tapster et al., 2016; Williamson et al., 2016; Li et al., 2017），研究者认为，在斑岩矿床的形成过程中，脉冲式岩浆热液作用是常见的。这种过程很可能是由深成岩体逐渐冷却期间的周期性流体释放控制的（Chelle-Michou et al., 2017）。由此推断，深成岩体的寿命估计为数十万年，流体释放事件的持续时间（数万年）要短得多Mercer et al., 2015; Buret et al., 2016; Tapster et al., 2016; Chelle-Michou et al., 2017; Li et al., 2017（）该成果发表于地质学领域权威学术期刊Geology（Li Y, Li X H, Selby D, et al. Pulsed magmatic fluid release for the formation of porphyry deposits: Tracing fluid evolution in absolute time from the Tibetan Qulong Cu-Mo deposit[J]. Geology, 2018, 46(1): 7-10.）。该成果受到中国科学院地质与地球物理研究所CA-SIMS实验室和访问基金，the Total Endowment Fund and a Natural Environment Research Council Isotope Geoscience Facilities grant (IP-1414-1113)和中国国家自然科学基金（41325007）联合支持。
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