镍同位素在高温岩浆系统中的研究进展和矿床学应用

作     者：张泽 薛胜超 唐冬梅 王路阳 王晓曼 田洪庆 张瑞麟 ZHANG Ze;XUE ShengChao;TANG DongMei;WANG LuYang;WANG XiaoMan;TIAN HongQin;ZHANG RuiLin

作者机构：中国地质大学地质过程与矿产资源国家重点实验室北京100083 中国科学院矿产资源研究重点实验室中国科学院地质与地球物理研究所北京100029 

出 版 物：《岩石学报》 (Acta Petrologica Sinica)

年 卷 期：2024年第40卷第6期

页      面：1959-1971页

核心收录：

学科分类：070902[理学-地球化学] 081803[工学-地质工程] 0709[理学-地质学] 07[理学] 08[工学] 0818[工学-地质资源与地质工程] 

基　　金：国家自然科学基金面上项目(42172076) 求真学人计划项目(265QZ2022008)联合资助. 

主　　题：Ni同位素 同位素分馏 地幔交代 岩浆铜镍硫化物矿床 高温地质过程 

摘      要：Ni同位素在高温岩浆系统中被识别出高达4‰的δ60/58 Ni变化范围,打破了传统元素质量数越大同位素分馏相对越小的观点,这种高温岩浆体系中产生的巨大的同位素分馏可能是多个平衡同位素分馏过程叠加和/或动力学分馏导致的,因而也被应用到岩浆铜镍硫化物矿床中。前人对高温岩浆过程Ni同位素分馏机理的认识包括:(1)玄武岩难以代表地幔的Ni同位素组成;(2)地幔部分熔融和壳源物质循环不会产生明显的Ni同位素分馏,地幔交代作用是导致地幔Ni同位素不均一的主要原因;(3)硫化物参与的过程是高温岩浆体系产生Ni同位素变化的主控因素,例如,硫化物的溶解、结晶、熔离以及和硅酸盐岩浆的相互作用。目前Ni同位素在高温地质过程中的研究与应用还处于发展阶段,同位素分馏系数和简约配分函数比等参数有待确定,需要结合更精确的模拟计算和更合理的高温高压实验来解决。查明地幔交代过程中Ni同位素分馏的具体机制,有望精准识别地幔源区的岩石性质和精细交代过程;Ni和Cu同位素的联合应用在岩浆铜镍矿床的金属富集机制和地球动力学环境研究方面显示出巨大潜力。