斑岩矿床的形成需要较高的氧逸度、较高的硫（S）含量和水含量等，但斑岩成矿岩浆的S如何在壳内演化还存在一些争议。例如一些工作指出地壳深部起源的岩浆发生硫化物早饱和是比较普遍的现象，这与碰撞带能够形成大型斑岩矿床的事实相悖。厘定斑岩矿床的S壳内演化，限定矿床中S的来源是理解成矿作用至关重要的话题。

针对以上科学问题，我校科学研究院博士研究生周秋石在王瑞教授的指导下，与瑞典国家自然历史博物馆Heejin Jeon开展合作，对青藏高原南部的驱龙和甲玛两个大型斑岩矿床，结合泽当县贫矿花岗质岩基、桑桑县深部地壳包体、桑日县辉长岩体样品，开展了系统的地球化学研究（图1），通过磷灰石原位S同位素，辅以磷灰石CL成像、探针分析，全岩数据等手段，取得以下创新认识：

（1）所研究样品整体上具有相似的磷灰石δ³⁴S组成（驱龙：+3.58±1.35 ‰, 甲玛：+4.29±2.06 ‰, 泽当：+5.33±2.31 ‰；桑桑：+5.65±0.35 ‰, 桑日：+5.43±1.71 ‰）。结合前人报道的εHf(t)以及δ¹⁸O数据，以上数据可以解释为初始弧岩浆（+14.14±1.33 ‰）与古老地壳（+2.58±0.88 ‰）的混合（图2），指示以上岩体的S在某种程度上都得到了来自幔源新生组分的贡献。

（2）开展了硫化物/石膏在不同氧逸度下结晶的S同位素数值模拟（图3a,b），并考虑了磷灰石与熔体的分馏系数（图3c,d）。模拟结果表明，甲玛成矿斑岩的磷灰石δ³⁴S比S含量数据可以较好地由低氧逸度下硫化物的分离结晶、以及高氧逸度下石膏的分离结晶进行解释（图3c,d），但低氧逸度不符合成矿岩浆实际，因此高氧逸度的石膏分离结晶是最合理的解释。这一点同样可以由发现于甲玛磷灰石中的石膏包裹体佐证（图4）。

（3）模拟计算表明，同等岩浆条件下，硫化物饱和阈值（SCSS）恒定低于石膏饱和阈值（SCAS）（图5）。这意味着岩浆在达到石膏饱和前一定会先达到硫化物饱和（一定氧逸度范围内），岩浆达到石膏饱和所需的S含量，可以来自于早期硫化物再利用，也可以来自于持续的幔源岩浆补充。

图1 青藏高原地质图以及采样位置

图2  磷灰石δ³⁴S比δ¹⁸O(a)、εHf(t)(b)投图，含各端元组成

图3  数值模拟的熔体δ³⁴S比S含量（a,b），以及磷灰石δ³⁴S比S含量曲线+实际数据（c,d），数值模拟的熔体δ³⁴S比SiO₂含量

图4  甲玛矿床中含石膏包裹体磷灰石的CL(a)及BSE成像(b,c)

图5  模拟计算的熔体S含量与SiO2含量协变演化关系，以及对应熔体条件的SCSS及SCAS曲线

该研究得到了国家自然科学基金青年科学基金A类（42225204），创新研究群体项目（42121002）、中央高校基本科研基金（2652023001）以及高等学校学科创新引智计划（B18048）的资助，相关成果已发表在国际权威期刊《Geological Society of America Bulletin》上：Zhou, Q.S., Wang, R.* and Jeon, H., 2025, Apatite sulfur isotopes reveal anhydrite saturation in collisional porphyry systems, southern Tibet: GSA Bulletin.

全文链接：https://doi.org/10.1130/B38444.1