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The multistage genesis of the giant Dongshengmiao Zn-Pb-Cu deposit in western Inner Mongolia,China:Syngenetic stratabound mineralization and metamorphic remobilization

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Geoscience Frontiers 2016年第3期7卷 529-542页

作者： richen zhong Wenbo Li Civil and Environmental Engineering School University of Science and Technology Beijing Key Laboratory of Orogenic Belts and Crustal Evolution School of Earth and Space SciencesPeking University

The genesis of the giant Dongshengmiao in the northern margin of the North China Block has been debated since its discovery in the 1950 s,because it shows geological and geochemical characteristics with both syngenetic and epigenetic *** has geological settings and sulfur and lead isotopic compositions that are similar with typical SEDEX（sedimentary exhalative） deposit,while the Zn-Pb-Cu mineralization was controlled by shear deformation and metamorphism,showing similarities with orogenic-type *** this contribution,both the syngenetic and epigenetic features of the Dongshengmiao are envisaged,and accounted for in the context of a genetic model with two metallogenic *** pyrite at the Dongshengmiao was mostly recrystallized during metamorphism,but finegrained texture was locally preserved,indicating its syngenetic *** the contrary,all the Zn-Pb-Cu ores observed in this study show characteristics of epigenetic hydrothermal mineralization that controlled by metamorphism and accompanying shear *** sulfur and lead isotopic compositions of sphalerite and galena indicate that they were in situ remobilized from a syngenetic stratabound source,and the oxygen and hydrogen isotopic ratios of ore-fluid indicate that the large-scale remobilization was assisted by metamorphic *** thermodynamic modeling indicates that the orefluid during remobilization has a great potential of transporting *** may account for the abnormally enriched Cu in the remobilized SEDEX *** metamorphic fluid might strip Cu from the fluid source during devolatilization,and overprint it on the Zn-Pb orebodies during remobilization.A secondary flowthrough modeling reveals that Zn- and Cu-sulfides would be preferentially redistributed in Fe-rich carbonates during remobilization,as a result of fluid-rock ***,a multistage genetic model is *** the development of the Proterozoic rift,stratabound Zn-Pb mineralization to

关键词： SEDEX Zn-Pb-Cu Metamorphism Remobilization Orogenic-type deposit

Melt-Fluid and Fluid-Fluid Immiscibility in a Na_(2)SO_(4)-SiO_(2)-H_(2)O System and Implications for the Formation of Rare Earth Deposits

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Acta Geologica Sinica(English Edition) 2021年第5期95卷 1604-1610页

作者： CUI Hao zhong richen XIE Yuling WANG Xiaolin CHEN Huan School of Civil and Resource Engineering University of Science and Technology BeijingBeijing 100083China State Key Laboratory for Mineral Deposits Research School of Earth Sciences and EngineeringNanjing UniversityNanjing 210023China

Liquid-liquid immiscibility has crucial influences on geological processes,such as magma degassing and formation of ore ***,as an important component,associates with many kinds of *** types of immiscibility,including(i)fluid-melt immiscibility between an aqueous solution and a sulfate melt,and(ii)fluid-fluid immiscibility between two aqueous fluids with different sulfate concentrations,have been identified for sulfate-water *** this study,we investigated the immiscibility behaviors of a sulfate-and quartz-saturated Na_(2)SO_(4)-SiO_(2)-H_(2)O system at elevated temperature,to explore the phase relationships involving both types of *** fluid-melt immiscibility appeared first when the Na_(2)SO_(4)-SiO_(2)-H_(2)O sample was heated to~270℃,and then fluid-fluid immiscibility emerged while the sample was further heated to~450℃.At this stage,the coexistence of one water-saturated sulfate melt and two aqueous fluids with distinct sulfate concentrations was *** three immiscible phases remain stable over a wide pressure-temperature range,and the appearance temperature of the fluid-fluid immiscibility increases with the increased *** that sulfate components occur extensively in carbonatite-related deposits,the fluid-fluid immiscibility can result in significant sulfate fractionation and provides implications for understanding the formation of carbonatite-related rare earth deposits.

关键词： geochemistry liquid-liquid immiscibility high sulfate concentration sulfate melt hydrothermal fluids

Hunting the Datable Garnet using the LA-ICP-MS U-Pb Method:Predicting Garnet U Concentration,based on Major and Minor Elements

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Acta Geologica Sinica(English Edition) 2022年第6期96卷 2148-2157页

作者： DENG Yi zhong richen LI Dengfeng LI Yanxia CUI Hao School of Civil and Resource Engineering University of Science and Technology BeijingBeijing 100083China School of Marine Sciences Sun Yat-sen UniversityZhuhaiGuangdong 519082China Guangdong Provincial Key Laboratory of Marine Resources and Coastal Engineering ZhuhaiGuangdong 519082China

Garnet occurs in a wide range of rock types,from mantle peridotites to granites,from eclogites to *** recent years,garnet LA-ICP-MS(Laser Ablation Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry)U-Pb dating has provided a powerful solution for retrieving the ages of rock formations,but successful dating is often prohibited by the low concentration of ***,the concentration of U,a trace element of garnet,is unknown prior to the LA-ICP-MS *** this study,we propose that the U concentration in garnet can be predicted by the contents of major and minor elements,which can be quantitatively obtained by EPMA(electron probe microanalysis).Using a supervised machine learning method(neural network),a model is trained to discriminate U-rich(>2 ppm)and U-poor(<2 ppm)garnets,based on EPMA *** of cross validation shows that the model has an average accuracy of~92%and is a powerful tool in detecting datable U-rich *** facilitate the use of the discriminator,it is programmed as a stand-alone Microsoft Excel spreadsheet(HighUGarnet)and users directly paste the molar proportions of garnet end members into it and obtain the discrimination result.

关键词： garnet U-Pb LA-ICP-MS machine learning

内蒙古白乃庙矿田十四万金矿床流体包裹体研究

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岩石学报 2009年第11期25卷 2973-2982页

作者：钟日晨李文博北京大学造山带与地壳演化教育部重点实验室北京100871

十四万金矿床是白乃庙矿田徐尼乌苏金矿化带内重要的石英脉型金矿,矿体产于EW向韧性剪切带的次级NE向断裂。成矿过程划分为3个阶段:早阶段形成无矿石英脉,石英遭受明显压应力作用,包裹体类型包括富水溶液型、富碳质型、纯碳质型,包裹体... 详细信息

十四万金矿床是白乃庙矿田徐尼乌苏金矿化带内重要的石英脉型金矿,矿体产于EW向韧性剪切带的次级NE向断裂。成矿过程划分为3个阶段:早阶段形成无矿石英脉,石英遭受明显压应力作用,包裹体类型包括富水溶液型、富碳质型、纯碳质型,包裹体均一温度为260～420℃,平均盐度6.78%NaCl eqv;中阶段为硫化物-方解石-绿泥石-绢云母-细粒石英组合,充填早阶段石英的裂隙,未遭受明显应力作用,包裹体类型为富水溶液型和纯碳质型,包裹体均一温度为140～260℃,平均盐度7.22%NaCl eqv;晚阶段形成方解石脉,仅有富水溶液型包裹体,包裹体均一温度为140～180℃,平均盐度2.15%NaCl eqv。激光拉曼测试结果表明包裹体气相成份主要为CO_2、CH_4和少量N_2。早阶段成矿流体为富碳质流体,成分为CH_4+CO_2+H_2O,中阶段流体为富水流体,成分为H_2O+CH_4,早、中阶段均发生了流体沸腾作用,早阶段强烈的沸腾作用使流体CO_2和CH_4含量降低,中阶段方解石沉淀使CO_2含量进一步降低,并导致了硫化物沉淀和金矿化。十四万金矿床流体包裹体特征、矿床地质特征均与造山型矿床一致,为造山型金矿,成矿流体可能源于徐尼乌苏组浅变质作用产生的变质流体,成矿构造背景可能为二叠纪末-三叠纪初华北板块与西伯利亚板块间的陆陆碰撞造山体制。

关键词：内蒙古十四万金矿床流体包裹体造山型金矿大陆碰撞

内蒙古霍各乞Cu-Pb-Zn矿床^(39)Ar/^(40)Ar年代学研究:元古代预富集叠加印支期变质热液矿化实例

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岩石学报 2015年第6期31卷 1735-1748页

作者：钟日晨李文博霍红亮北京科技大学土木与环境工程学院北京100083 北京大学造山带与地壳演化教育部重点实验室北京100871 巴彦淖尔西部铜业有限公司巴彦淖尔015500

霍各乞大型Cu-Pb-Zn矿床地处华北陆块北缘的狼山-渣尔泰山成矿带。该矿赋存于元古代带裂谷沉积岩系,矿区内围岩发生角闪岩相变质作用,并遭受剪切变形。赋矿围岩主要包括石英岩、云母片岩、碳质千枚岩、大理岩。此外,在赋矿围岩中存在铁... 详细信息

霍各乞大型Cu-Pb-Zn矿床地处华北陆块北缘的狼山-渣尔泰山成矿带。该矿赋存于元古代带裂谷沉积岩系,矿区内围岩发生角闪岩相变质作用,并遭受剪切变形。赋矿围岩主要包括石英岩、云母片岩、碳质千枚岩、大理岩。此外,在赋矿围岩中存在铁建造层位,主要由磁铁矿及富铁角闪石构成。该矿的Cu-Pb-Zn矿化受剪切带控制,且发生于围岩剪切变形的晚期,退变质抬升阶段。成矿流体为变质流体。尽管霍各乞矿床Cu-Pb-Zn均显示后生热液矿化特征,矿床中硫化物却普遍具有元古代两阶段铅模式年龄(约1000Ma),表明成矿元素最初起源于元古代海底喷流沉积过程。此外,硫化物普遍富集重硫同位素,亦表明其最初来源于海水中硫酸盐的还原。为揭示Cu-Pb-Zn矿化及围岩变质时代,我们对围岩铁建造中的变质角闪石及成矿期的热液黑云母进行39Ar/40Ar年代学测试。围岩铁建造中的变质角闪石坪年龄为271.4±29.5Ma,代表峰期变质年龄。成矿期热液黑云母坪年龄为239.8±3.4Ma,代表Cu-Pb-Zn热液矿化时代。霍各乞热液矿化年龄略晚于围岩峰期变质年龄,这与该矿退变质期成矿的现象非常吻合。由于岩石在其退变质阶段无法产生变质流体,霍各乞Cu-Pb-Zn矿化的成矿流体来自深部岩石的进变质脱水。据此提出霍各乞矿床两阶段矿化模式:元古代期间,伴随海底热液活动发生同生沉积期Cu-PbZn预富集,形成富含成矿元素的裂谷火山-沉积岩。在印支期(二叠纪末-三叠纪初)的变质过程中,这些经历预富集的裂谷岩系变质脱水,其中的Cu、Pb、Zn再活化,含矿流体向浅部迁移,形成受剪切带控制的变质热液Cu-Pb-Zn矿床。从更宏观的角度考察,霍各乞印支期Cu-Pb-Zn矿化事件并不是孤立发生的,而是中国印支期大规模矿化事件的一部分。霍各乞变质热液CuPb-Zn矿化实例反映了此次印支期事件的成矿类型多样性,进一步确证了在挤压构造体制下除岩浆热液矿床及造山型金矿外,在某些特定地质背景下还可以形成变质热液型贱金属矿床。除霍各乞Cu-Pb-Zn矿床外,在狼山-渣尔泰山及临区发育若干印支期大型-超大型造山型金矿床。这些造山型金矿具有与霍各乞Cu-Pb-Zn矿床相似的地质特征,且形成于相似的大地构造背景。相比于形成造山型金矿,形成霍各乞等变质热液Cu-Pb-Zn矿床需要更为苛刻的地质条件。除形成造山型金矿所需的地质条件外(如变质作用、剪切带活动),形成Cu-Pb-Zn矿床的变质流体源区需要经历Cu、Pb、Zn预富集;此外,搬运大量的Cu需要富含CH4的还原性变质流体,这就要求成矿体系中存在富含有机质的岩性层。因此,在发育造山型金矿的地区,叠加上述有利地质条件之处具有形成大型变质热液Cu-Pb-Zn矿床的潜力。

关键词：狼山-渣尔泰山 Cu-Pb-Zn 39Ar/40Ar年代学内蒙古

内蒙古霍各乞Cu-Pb-Zn矿床的剪切带与岩性控矿特征及意义

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岩石学报 2014年第7期30卷 2101-2111页

作者：钟日晨李文博陈衍景皮桥辉北京科技大学土木与环境工程学院北京100083 北京大学造山带与地壳演化教育部重点实验室北京100871 桂林理工大学地球科学学院桂林541004

内蒙古霍各乞大型Cu-Pb-Zn矿床地处内蒙西部狼山地区,为狼山-渣尔泰山成矿带的典型矿床。前人依据该矿裂谷沉积赋矿、岩性控矿、具有层状矿体等宏观特征判断其为裂谷环境下形成的热水沉积矿床,但也有部分学者提出其为受构造控制的后生... 详细信息

内蒙古霍各乞大型Cu-Pb-Zn矿床地处内蒙西部狼山地区,为狼山-渣尔泰山成矿带的典型矿床。前人依据该矿裂谷沉积赋矿、岩性控矿、具有层状矿体等宏观特征判断其为裂谷环境下形成的热水沉积矿床,但也有部分学者提出其为受构造控制的后生热液矿床。本次研究以岩矿相学观察为基础,结合热力学模拟,提出该矿为受剪切带控制的变质热液矿床。矿区内赋矿围岩普遍经历角闪岩相区域变质作用及韧性剪切变形。宏观上,矿体与矿区内剪切带产状协调。硫化物总体沿围岩糜棱岩片理产出,但局部切割围岩糜棱岩组构,含矿微裂隙具有脆韧性剪切变形特征,可见硫化物交代围岩峰期变质矿物。热液脉石矿物组合及矿物温压计均表明成矿期具有低绿片岩相的温压条件。上述特征表明Cu-Pb-Zn矿化受剪切带控制,发生于剪切变形晚期,围岩退变质抬升阶段。热力学模拟显示当含矿流体流经由碳质千枚岩、石英二云母片岩和富铁夹层构成的岩性柱子,碳质千枚岩层位发生Pb-Zn矿化,而石英二云母片岩层位发生Cu矿化,富铁层位形成富矿体,这与霍各乞的地质事实相一致,矿相学观察也表明围岩岩性对成矿具有控制作用,因此后生热液流体与围岩的水岩反应导致了霍各乞矿床的层控、岩矿特征。通过上述研究建立起的剪切带控矿的成矿模式既符合该矿的显微观察结果,又可以解释该矿层状矿体、岩性控矿等宏观特征。

关键词：铜铅锌矿相学热力学模拟剪切带造山型矿床内蒙古

大别造山带银水寺铅锌矿区正长花岗斑岩脉锆石U-Pb年代学、地球化学特征和地质意义

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地球科学 2020年第3期45卷 910-929页

作者：吴皓然谢玉玲钟日晨王莹北京科技大学土木与资源工程学院北京100083

银水寺铅锌矿床位于大别造山带北缘,是大别山地区最大的矽卡岩型矿床.目前对矿区岩浆作用时限、岩石地球化学、岩石形成环境等方面的研究较为薄弱,在一定程度上制约了对该区铅锌成矿规律的认识.在详细野外地质调查的基础上,对矿区出露... 详细信息

银水寺铅锌矿床位于大别造山带北缘,是大别山地区最大的矽卡岩型矿床.目前对矿区岩浆作用时限、岩石地球化学、岩石形成环境等方面的研究较为薄弱,在一定程度上制约了对该区铅锌成矿规律的认识.在详细野外地质调查的基础上,对矿区出露的正长花岗斑岩脉的岩石学、成岩年代学、岩石化学和同位素地球化学进行了系统研究.结果表明,银水寺矿区正长花岗斑岩脉锆石LA-ICP-MS U-Pb年龄为125.4±0.4 Ma,表明其形成时代为早白垩世.全岩地球化学分析显示,正长花岗斑岩脉表现为高硅(SiO2=71.43%~72.71%)、高钾(K2O=4.62%~4.88%)、富碱(7.47%~7.81%)、弱过铝质(A/CNK=1.03~1.06)、富Fe低Ca,贫Sr、Ba、Ti、P,轻稀土富集、重稀土亏损,具Eu负异常,Ce异常不明显,稀土配分图呈典型的右倾型,显示出A型花岗岩的特征.岩石具有富集的Sr-Nd-Hf同位素组成:全岩(87Sr/86Sr)i值为0.71021~0.71053,εNd(t)值在-20.0^-19.2之间;锆石εHf(t)值为-26.7^-23.8,位于地幔演化线之下;TDM2值变化于2663~2845 Ma之间,指示其起源于大别杂岩与扬子板块北缘的古老下地壳物质的混合.结合区域地质背景,认为矿区正长花岗斑岩脉形成于扬子克拉通与华北克拉通碰撞造山后的大规模伸展环境,软流圈地幔上涌作用于减薄的岩石圈,与西向俯冲的古太平洋板片俯冲角度改变造成的强烈弧后拉张有关.

关键词：银水寺铅锌矿正长花岗斑岩脉地质年代学地球化学地质背景大别造山带

安徽金寨银水寺铅锌矿床流体包裹体和同位素地球化学特征

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大地构造与成矿学 2019年第5期43卷 967-990页

作者：吴皓然谢玉玲钟日晨王莹安卫军北京科技大学土木与资源工程学院

银水寺铅锌矿床位于大别造山带北缘,是该区最大的矽卡岩型矿床。矿体主要发育在中元古界庐镇关岩群仙人冲组大理岩与郑堂子组千枚岩之间的层间破碎带以及正长花岗斑岩与大理岩的接触带中。矿床先后经历了四个成矿阶段,矽卡岩阶段(Ⅰ)、... 详细信息

银水寺铅锌矿床位于大别造山带北缘,是该区最大的矽卡岩型矿床。矿体主要发育在中元古界庐镇关岩群仙人冲组大理岩与郑堂子组千枚岩之间的层间破碎带以及正长花岗斑岩与大理岩的接触带中。矿床先后经历了四个成矿阶段,矽卡岩阶段(Ⅰ)、石英.白钨矿阶段(Ⅱ)、石英.硫化物阶段(Ⅲ)、碳酸盐阶段(Ⅳ)。矽卡岩阶段(Ⅰ)主要发育绿帘石、阳起石、石英、绿泥石、磁铁矿及少量金属硫化物等;石英.白钨矿阶段(Ⅱ)主要发育石英、方解石、萤石及少量白钨矿和金属硫化物;石英.硫化物阶段(Ⅲ)广泛发育闪锌矿、方铅矿、黄铜矿等金属硫化物及石英、方解石、萤石、绿泥石等;碳酸盐阶段(Ⅳ)主要发育方解石、石英及少量黄铁矿。矿床中发育三种类型流体包裹体,包括富CO2水溶液包裹体(AC类)、气液两相水溶液包裹体(L类)和含子晶多相包裹体(S型)。根据流体包裹体岩相学、显微测温、激光拉曼研究结果,矽卡岩阶段主要有富CO2包裹体和气液两相水溶液包裹体,均一温度为314~400℃、盐度变化范围较大(1.1%~19.3%NaCleqv);石英.白钨矿阶段发育气液两相水溶液包裹体、含子晶多相包裹体和富CO2包裹体,后两者均一温度相近(263~349℃)、盐度差异较大(32.8%~41%NaCleqv和0.8%~6.1%NaCleqv),表明流体发生了沸腾作用;石英.硫化物阶段主要发育气液两相水溶液包裹体,均一温度为230~332℃,盐度为0.2%~8.9%NaCleqv;碳酸盐阶段只发育气液两相水溶液包裹体,显示低温(162~245℃)、低盐度(0.2%~5.6%NaCleqv)的特征。矿床不同成矿阶段石英、绿帘石中流体包裹体中水H-O同位素研究结果表明,δ18Ofluid值从早到晚逐渐减小,其中矽卡岩阶段为–1.3‰~4.7‰、石英.硫化物阶段为–5.1‰~–3.1‰,表明银水寺矿床早期成矿流体主要为岩浆来源,并在成矿过程中不断有大气降水的加入。石英流体包裹体中CO2的C同位素测试结果表明,矽卡岩阶段δ13CV-PDB值为–9.2‰,石英.硫化物阶段为–25.8‰~–15.4‰,表明早期成矿流体中碳质主要来自岩浆,石英-硫化物阶段有大量有机碳加入,其可能与流体和富含有机质的地层反应有关。矿石中主要金属硫化物的δ34S值(1.7‰~4.4‰)显示了深源硫的特征。Pb同位素变化范围集中(206Pb/204Pb=16.55~16.705,207Pb/204Pb=15.369~15.459,208Pb/204Pb=37.463~37.767),显示壳幔混源的特点。随着成矿作用的进行,岩浆流体与碳酸盐围岩地层发生水岩交代反应形成矽卡岩,该过程造成了成矿矽卡岩阶段磁铁矿和少量闪锌矿的沉淀;断裂活动造成热液体系压力下降,流体发生沸腾,CO2、HF进入气相并逃逸促使矿床中钨的沉淀;同时大气降水沿裂隙灌入,混合作用导致流体的温度、盐度降低,Cl–浓度下降,造成矿床中铅锌的大面积沉淀。

关键词：银水寺矽卡岩Pb-Zn矿床流体包裹体 C-H-O-S-Pb同位素岩浆热液大别造山带

低熔点亲铜元素(LMCE)熔体超常富集贵金属的机制及其识别标志

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岩石学报 2021年第9期37卷 2629-2656页

作者：刘家军王大钊翟德高夏清郑波高燊钟日晨赵胜金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 中国地质大学(北京)地球科学与资源学院北京100083 东华理工大学核资源与环境国家重点实验室南昌330013 西南石油大学地球科学与技术学院成都610550 北京科技大学土木与资源工程学院北京100083 内蒙古自治区第十地质矿产勘查开发院(有限责任公司) 赤峰024005

低熔点亲铜元素(LMCE)As、Sb、Bi、Hg、Pb、Se、Te、Tl、Sn等,均具有亲铜性、低熔点、半金属的特性,在成矿过程中可以形成LMCE熔体,并对Au、Ag、PGE等贵金属的高效富集沉淀起到一种重要的桥梁作用。作者对前人研究资料与LMCE热力学相图... 详细信息

低熔点亲铜元素(LMCE)As、Sb、Bi、Hg、Pb、Se、Te、Tl、Sn等,均具有亲铜性、低熔点、半金属的特性,在成矿过程中可以形成LMCE熔体,并对Au、Ag、PGE等贵金属的高效富集沉淀起到一种重要的桥梁作用。作者对前人研究资料与LMCE热力学相图进行了分析,并结合浅成低温热液型、造山型、卡林-类卡林型、碱性-偏碱性侵入岩型金矿床的研究成果,探讨了LMCE熔体形成、类型及其对Au、Ag、PGE等贵金属富集成矿的机理,并提出了LMCE熔体参与成矿的矿物组合与结构特征标志。LMCE熔体可以在岩浆过程、(岩浆)热液过程及变质过程中形成,是贵金属矿床重要的成矿机制之一。LMCE熔体中存在大量原子团簇,团簇间的聚集生长会使熔体难以达到相平衡,形成许多非平衡矿物组合,如包含LMCE的自然元素、金属互化物及含LMCE的多相矿物。Au在LMCE熔体中也可以团簇存在,金团簇聚集形成球状或片状,并形成巨富的金矿体。LMCE熔体形成的矿物常以浑圆状、近浑圆状、不规则状的单个或群体组合的乳滴、珠滴、气泡的微粒包体产在硫化物、硒化物、碲化物、氧化物和硅酸盐矿物内或沿矿物裂隙线形排列,这些LMCE微粒包体是熔体扰动导致熔-熔或熔-液间发生乳化所致,流体沸腾是引起熔体扰动的主要机制。LMCE熔体不能快速淬火结晶,通常在低温下缓慢冷却达到相平衡,形成复杂的矿物组合,该特点即使在微米到纳米级的矿物微粒中也显著存在。熔体-流体包裹体是LMCE熔体参与成矿作用最为直接的证据。固溶体分解结构、熔体退火结构、矿物-熔体二面角结构、溶解-再沉淀结构等也是LMCE熔体参与成矿的标志性结构。

关键词：低熔点亲铜元素熔体贵金属成矿超常富集机理矿物组合特征标志