斑岩铜矿是全球重要的Cu, Au和Mo金属来源，该类矿床通常被划分为Cu-Au型与Cu-Mo型两大类。两者皆与中-酸性弧岩浆活动密切相关，但其金属组合的分异机制（如Au/Cu与Mo/Cu比值差异）长期存在争议。当前主流观点认为，Au/Cu与Mo/Cu等金属比值的差异可能与构造背景、岩浆成分和演化以及岩浆侵位深度等多个因素的作用有关。已有统计研究显示，成矿岩浆的铝饱和指数（ASI，Aluminum Saturation Index）可能是影响斑岩Cu-Au与Cu-Mo矿床分异的重要岩浆地球化学参数之一，然而目前仍缺乏对其控制机理的系统研究。

 针对上述科学问题，中国科学院广州地球化学研究所陈华勇研究员团队开展了系统的高温高压实验与数值模拟研究，重建了上地壳岩浆房内流体出溶并萃取Cu、Au、Mo的过程，评估了岩浆ASI、流体氯度及流体HCl含量对金属配分行为的影响，揭示了控制Cu-Au与Cu-Mo型矿床金属比值的关键机制。

核心研究结果：

（1）岩浆铝饱和指数对矿体Au/Cu与Mo/Cu比值的分异具有重要影响

 实验结果表明，富碱准铝质岩浆（ASI~1.0）有利于出溶富Au流体，形成高Au/Cu比值矿体（Au/Cu~0.8–0.9 × 10⁻⁴），与Grasberg等典型斑岩Cu-Au矿床相当。ASI升高至>1.2后，流体萃取Au能力显著下降，形成贫Au矿体。相比之下，Mo对ASI呈“双峰型”响应，ASI~1.0和>1.2时均有利于形成高Mo/Cu比值流体，形成富Mo矿体（Mo/Cu~0.015），接近El Teniente等典型斑岩Cu-Mo矿床水平。

（2）流体初始氯度（盐度）与岩浆初始H₂O含量的作用较为次要

 对比分析显示，在相近的岩浆ASI条件下，流体初始氯度和岩浆初始H₂O含量变化对金属比值影响相对较弱，这进一步显示岩浆ASI作为控制矿体金属比值的首要因素。

（3）斑岩型Cu-Mo与Cu-Au矿床所需岩浆房体积差异显著

    基于实验与数值模拟结果，研究团队进一步估算了形成典型斑岩Cu-Au（Grasberg）与Cu-Mo（El Teniente）矿床所需的岩浆房体积。结果表明，富Mo矿床的形成依赖于更大规模的岩浆系统，指示其成矿过程中金属的出溶效率较低或富集过程更为缓慢，因此对岩浆系统的持续供给能力具有更高要求。

图1. 不同弧岩浆ASI值与矿床金属组合的对应关系，以及斑岩Cu-Au与Cu-Mo矿床所需岩浆条件差异

研究意义与展望：

 本研究揭示了岩浆ASI对Cu、Au和Mo在岩浆-热液体系中配分行为的协同调控作用，厘清了Cu-Au与Cu-Mo型矿床分异的关键机制。该成果为多金属斑岩矿床的形成提供了新的地球化学视角，并为区域找矿与岩浆成矿潜力评估提供了关键实验依据。

 相关成果近期发表于国际地球化学领域权威期刊《Geochimica et Cosmochimica Acta》，第一作者为李建平博士（现于加拿大麦吉尔大学从事博士后研究），通讯作者为陈华勇研究员，加拿大麦吉尔大学A.E. Williams-Jones教授，中国科学院广州地球化学研究所丁兴副研究员，中国科学院地球化学研究所蒋子琪博士为主要合作者。本研究获得了国家自然科学基金（41921003，42003031）和科技部重点研发项目（2022YFC2903301）的联合资助。

 论文信息：Jianping Li (李建平), A.E. Williams-Jones, Xing Ding(丁兴), Ziqi Jiang(蒋子琪), Huayong Chen*(陈华勇), (2025). The role of the melt aluminum saturation index in controlling gold and molybdenum proportions in porphyry copper deposits: An experimental investigation.

论文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0016703725002686