三江特提斯馬廠箐斑巖銅鉬礦床成礦時間尺度探討：來自石英中Ti-Al擴散年代學的約束

張 靚，陳 奇，2，高 添，李 雯，錢金龍，2，劉俐君，2，王長明，2

(1.中國地質大學(北京)地球科學與資源學院，北京 100083；2.中國地質大學地質過程與礦產資源國家重點實驗室，北京 100083)

0 引 言

斑巖型礦床是世界上最重要的巖漿-熱液礦床之一，由于其巖漿-熱液活動具有多期次、多階段和周期性活動的特點，精確限定巖漿熱液活動的時間尺度成為當前斑巖礦床成礦研究的難點[1-7]。傳統的同位素定年方法，如原位鋯石U-Pb定年(LA-ICP-MS或SHRIMP)和輝鉬礦Re-Os定年(ICP-MS)等，獲得的成礦時間尺度長達幾個到十幾個百萬年[8-9]，可能包含多次巖漿-熱液活動時間[10-11]。隨著近年高精度同位素定年技術(如ID-NTIMS輝鉬礦Re-Os定年)發展與應用，成礦年齡的精確測定得到重視[12-13]。脈石礦物中流體-巖石平衡的擴散模型可以有效約束各種地質過程的時間尺度，已成為精確限定成礦年齡時間尺度(幾年至幾萬年)的重要方法之一[14]。

石英為斑巖成礦系統中各成礦階段穩定存在的礦物，能夠記錄成礦流體的演化信息，是研究熱液成礦過程較為理想的對象。在高溫條件下，石英的陰極發光(CL)亮度與其鈦或鋁元素濃度密切相關[15-16]，利用石英中鈦或鋁的濃度、形成溫度[17]和擴散速率[18-19]，可建立石英生長結構與元素濃度梯度的擴散模型。因此，礦物內部的元素擴散年代學研究便是基于特定元素的擴散模型獲得的時間尺度。元素的擴散年代學與傳統同位素定年分析方法結合，可有效將斑巖礦床的巖漿-熱液活動的時間尺度限定在幾十年到幾十萬年間[20-22]。

金沙江—哀牢山新生代斑巖型Cu-Au-Mo成礦帶中分布有多個與中酸性富堿斑巖有關的礦床，成為近年來理論研究和勘查找礦的熱點區域[23-24]。馬廠箐斑巖型Cu-Mo礦床是該成礦帶中碰撞型斑巖的典型代表，已探明銅礦石39 Mt (0.64% Cu)，鉬金礦石56 Mt (0.08% Mo，0.03 g/t Au)，具有較高的經濟價值和研究意義。前人主要對馬廠箐礦床的礦床地質特征和成礦階段[25-26]、成礦年代學[6，27-28]、巖石和礦石地球化學特征[23]以及熱液流體演化[29-30]等內容開展研究工作。由于缺乏高精度的年代學研究基礎，至今仍未能突破傳統認識，也未能從更精細的視角刻畫馬廠箐礦床成礦時限，由此制約了對礦床成礦模型的完整構建。本文以馬廠箐斑巖礦床石英為研究對象，通過使用掃描電鏡-陰極發光手段，電子探針結合元素擴散年代學的方法，以限定不同成礦階段的時間尺度。研究成果能為探索元素擴散年代學的應用提供新的參考。

1 區域地質和礦床地質

西南三江特提斯屬喜馬拉雅—特提斯造山帶的東段，大地構造位于揚子克拉通西部、思茅地塊與騰沖—保山地塊的交界處(圖1(a)和(b))[31-32]。該造山帶的構造演化與古、新特提斯洋的俯沖密切相關[32-36]。揚子克拉通形成于太古宙[37-38]，其西緣在新元古代和晚二疊世遭受改造[39-40]。晚三疊世以來，克拉通西緣處于陸內環境[41]。在55～50 Ma之間新特提斯洋盆的閉合引起了印度與歐亞板塊的大陸碰撞[32]。在 40～30 Ma之間持續的擠壓造成了揚子克拉通邊緣金沙江—紅河堿性火成巖帶的形成，隨后伴隨形成一系列走滑斷裂[42-43]。該帶長2000 km、寬50～80 km，巖漿巖主要為高鉀鈣堿性系列或鉀玄巖系列的鎂鐵質至長英質巖石[44-45]。新生代鉀質斑巖的侵入導致發育了大量斑巖型銅鉬礦床，從北向南包括玉龍、北衙、馬廠箐、銅廠和哈播等[31，46-49]。

圖1 東特提斯構造域主要地塊分布(a)和金沙江—哀牢山成礦帶主要鉀侵入體及伴生斑巖礦床分布圖(b)(據文獻[30]和[56])Fig.1 Map showing the distribution of major tectonic terranes in the Eastern Tethyan tectonic domain (a)and distributions of major potassic intrusions and associated porphyry deposits (b)(modified after refs.[30]and [56])

馬廠箐斑巖型Cu-Mo礦床位于揚子板塊西緣與金沙江—哀牢山深大斷裂東側的交匯處，礦區包括金廠箐—人頭箐、亂硐山、寶興廠和雙馬槽4個礦段，整體呈北西向展布(圖2(a))。礦床整體礦化可分為斑巖型和矽卡巖型兩類，顯示斑巖體→接觸帶→圍巖地層的分帶。礦區地層出露較為簡單，主要有下奧陶統向陽組濱海相碎屑巖、下泥盆統康廊組厚層狀白云質灰巖、青山組厚層狀灰巖、蓮花曲組粉砂質頁巖與薄層細至中粒石英砂巖以及第四系坡積、殘積和沖積物等。礦區構造分布較為復雜且具有多期多階段活動特點。其中，北東向是礦區內最發育的斷裂，控制著馬廠箐礦床整體空間分布。褶皺構造較為發育，如寶興廠—亂硐山的向斜、雙馬槽向斜和金廠箐—人頭箐的背斜(圖2(a))。喜馬拉雅期的巖漿活動組成了馬廠箐礦床多種類型的斑巖體。礦區出露的長英質巖漿巖主要包括正長斑巖、石英二長斑巖、花崗斑巖和斑狀花崗巖，基性巖漿巖包括煌斑巖和零星出露的基性熔巖[50-51]。巖體主要侵入下奧陶統向陽組細碎屑巖和下泥盆統康廊組灰巖，并伴隨明顯斑巖礦化和矽卡巖礦化現象。馬廠箐礦床中斑巖蝕變主要為深部的鉀質蝕變帶(圖2(b))和較淺部的泥質蝕變帶，普遍存在青磐巖化帶，局部地區存在硅化和碳酸鹽巖化帶。前人將馬廠箐礦床的成礦作用劃分為三期：巖漿期、熱液成礦期和熱液改造期[52-54]。在熱液成礦期，礦床脈體類型具有斑巖礦床典型的分類特征，即：(1)A脈，在成礦早階段斑巖體尚未完全固結時形成；(2)B脈，于成礦主階段斑巖體已經固結，有大規模熱液及裂隙事件發育時形成；(3)D脈，在成礦晚階段有大量大氣降水加入時形成[53，55]。

圖2 馬廠箐礦床地質簡圖((a)，據文獻[42，57])和A-A′剖面圖((b)，據文獻[58])Fig.2 Simplified geologic map of the Machangqing deposit (a)(modified after refs.[42]and [57]) and geologic profile along line A-A′ at Machangqing deposit (b)(modified after refs.[58])

2 樣品信息與測試方法

2.1 樣品信息

本次研究的樣品主要采集自馬廠箐礦床巖心和礦硐中，整體較新鮮且脈體交切關系清晰。樣品巖性主要為含礦斑狀花崗巖，具似斑狀結構，被不同期次的熱液脈體切穿，并疊加了多期熱液蝕變。斑晶主要由鉀長石、斜長石、石英、角閃石和黑云母組成，其中石英含量為15%～25%，基質主要有鉀長石和斜長石，為顯晶質結構(圖3)，可見少量以榍石和磷灰石為主的副礦物?；谠敿毜氖謽吮竞惋@微觀察，將馬廠箐礦床的熱液脈細分為以下類型。

圖3 馬廠箐礦床典型脈體關系手標本照片Fig.3 Representative hand-specimen photographs of typical vein relationship at Machangqing deposit(a)石英-鉀長石脈(A1脈)切穿石英-黑云母脈(EB脈)；(b)—(d)石英-鉀長石脈(A1脈)與石英-輝鉬礦脈(A2脈)；(e)貧礦石英粗脈(B1脈)被石英-輝鉬礦(B2脈)切穿；(f)輝鉬礦大量富集的脈體(B2脈)；(g)石英-黃銅礦-黃鐵礦脈(B3脈)切穿貧礦石英脈(B1)；(h)石英-輝鉬礦脈(B2脈)間隙被后期黃鐵礦-石英-方解脈(D脈)充填；Bt.黑云母；Cal.方解石；Ccp.黃銅礦；Kfs.鉀長石；Py.黃鐵礦；Qtz.石英；Mol.輝鉬礦

EB脈：以石英-黑云母脈為主，脈體細直，部分黑云母受到后期蝕變疊加發生綠泥石化較多，被A脈和B脈切穿(圖3(a))。

A脈：分為A1脈和A2脈。A1脈是石英-鉀長石脈，有時還可見少量黑云母。石英礦物主要呈糖粒狀或長條狀(圖4(a)—(b))。脈體邊界不規則，普遍伴有明顯的鉀化暈，含礦較少(圖3(b)—(c))。A2脈是石英-輝鉬礦脈，此類脈體主要由石英和輝鉬礦組成，其中石英多為糖粒狀或半自形(圖4(c))，輝鉬礦多為星點狀，脈體產出形狀多不規則(圖3(c)—(d))。

圖4 馬廠箐礦床脈體類型鏡下照片Fig.4 Representative photomicrographs of the vein types at Machangqing deposit(a)石英-鉀長石脈(A1脈)切穿石英-黑云母脈(EB脈)；(b)石英-鉀長石脈(A1脈)；(c)石英-輝鉬礦脈(A2脈)；(d)豆粒狀石英為主的A1脈和長條狀石英為主的貧礦石英粗脈(B1脈)；(e)石英-輝鉬礦-黃銅礦-黃鐵礦脈(B2脈)裂隙被方解石-黃鐵礦脈充填；(f)石英-黃銅礦-黃鐵礦脈(B3脈)。礦物代號同圖3

B脈：分為B1脈、B2脈和B3脈。B1脈是貧礦石英粗脈，此類脈體礦物多呈自形長條狀或片狀(圖4(d))，脈體邊界平直(圖3(e))，含礦較少。B2脈是石英-輝鉬礦-黃銅礦-黃鐵礦脈，是礦床中最主要的含輝鉬礦脈體。石英粒度較大，輝鉬礦呈放射狀或團簇狀，脈體裂隙空間被晚期碳酸鹽脈充填(圖3(e)—(f)和圖4(e))。B3脈是石英-黃銅礦-黃鐵礦脈，此類脈體的特征主要是長條狀自形-半自形的石英顆粒沿脈壁垂向生長，顆粒間裂隙被黃銅礦或黃鐵礦充填，脈體邊界平直，延伸穩定(圖3(g)和圖4(f))。

D脈：此類脈體是晚期脈體，既可以切穿早期形成的A脈和B脈，也可以沿B脈的裂隙再次充填(圖3(h))。礦物組合一般為黃鐵礦-石英-方解石。

2.2 測試方法

將挑選后的樣品制作為50 μm厚的探針片，在光學顯微鏡下仔細挑選出具有代表性的脈體位置。石英礦物的陰極發光(CL)觀察在北京核工業地質研究院(BRIUG)完成，使用掃描電鏡實驗室配備Oxford CL探測器的Tescan GAIA 3 SEM-FIB系統。在15 keV和0.5～5 nA的石英束電流下，拍攝了超過200張石英SEM-CL圖像。CL探測器的光譜范圍在185～850 nm之間，采集了分辨率為1024 × 928像素的晶體分區CL圖像(圖5)。在下面的討論中，石英的相對CL亮度被稱為 CL-暗、CL-灰和CL-亮。

圖5 馬廠箐礦床成礦早階段(A脈)及成礦主階段(B脈)熱液脈石英陰極發光(CL)圖Fig.5 Quartz cathodoluminescence (CL)diagrams of hydrothermal vein in the early-ore A vein and main-stage B vein at Machangqing deposit(a)A1脈中與鉀長石共生的石英未發育明顯環帶；(b)A1脈豆粒狀CL亮石英被CL暗帶石英切穿；(c)A2脈中與輝鉬礦伴生的主要為半自形可見暗帶的石英；(d)—(e)B2脈石英顯示為蛛網狀，未見明顯環帶；(f)B3脈石英亮度較低，顯示良好的生長環帶結構。礦物代號同圖3

石英礦物的電子探針分析(EMPA)使用中國地質科學院礦產資源研究所JEOL JXA-iHP200F EMPA設備完成。為了減少樣品的損傷，并保存樣品用于其他分析，對EMPA進行了優化，用于非破壞性、高靈敏度的斑點分析。選擇Ti、Fe、K和Al元素進行分析測試工作條件使用加速度電壓為15 keV，束流為200 nA，束流直徑為10 μm，峰值計數時間為600 s，每個背景峰計數時間為300 s。合成金紅石用作Ti標準，Al的標準是人造剛玉，合成磁鐵礦用于Fe標準，鉀鈮鐵礦晶體(KNbO3)用于K標準。元素的檢測限為8×10-6(Ti)、27×10-6(Fe)、6×10-6(K)和8×10-6(Al)。此外，分析過程中在石英周邊200 μm范圍內避開金紅石針。單個石英中Ti的分析誤差隨著Ti濃度的增加而減小，當Ti濃度接近檢測限時，分析誤差呈指數增長。

2.3 擴散模型構建

掃描電鏡-陰極發光可以揭示出石英獨特的生長環帶結構，這種結構對于石英生長環境等條件具有一定指示作用。石英生長過程中元素會從高含量區域擴散到周圍低含量區域，只要晶體還處于高溫熱液系統中，擴散就不會結束，晶體冷卻后擴散停止，這一特點允許利用擴散剖面寬度和擴散速率來估計晶體在熱液中的停留時間。使用電子探針技術得到不同元素在石英獨特的生長環帶結構上的含量，本文利用ImageJ 得到石英CL灰度值曲線，通過電子探針數據的校正，可量化CL強度與元素含量的關系，本文使用Diffuser軟件[7]推導時間尺度(圖6-圖8)。

圖6 馬廠箐礦床A2脈石英分析點及鈦元素擴散模擬位置Fig.6 Analytical spots and Ti diffusion modeling positions in A2 vein quartz at Machangqing deposit

前人研究已經提出了很多不同類型的石英鈦溫度計[17，59-60]。在考慮低壓力的條件下(1～10kbar，1 kbar=100 kPa)，得到更加適用于淺成斑巖礦床的石英鈦溫度計：

(1)

其中：T為開爾文溫度(K)，P為壓力(kbar，1 kbar=100 kPa)。此溫度計已經在其他斑巖礦床研究中被廣泛應用[61-63]。

考慮到熱液系統里石英生長的壓力及溫度條件，Ti 在石英中的擴散只存在有限的各向異性，因此不需要考慮輪廓相對于晶體的方向[21]。由此得到平行于(001)晶面擴散的阿倫尼烏斯關系式[18]：

(2)

式中，R是通用氣體常數，T是擴散的起始溫度(K)，DTi為鈦的擴散速率。若假設鈦元素擴散是一維擴散，與濃度無關的半無限介質中的擴散，本文使用Carslaw[63]和Jaeger[63]以及Crank[64]的方法計算擴散時間的方程[63-64]：

(3)

其中，C是沿具有不同 Ti 濃度的兩個不同石英代之間的梯度在石英中的 Ti 濃度，x是從梯度中心到梯度邊緣的距離，t是擴散時間，cmin和cmax是最小和最大Ti濃度，D是Ti在石英中的擴散率。鈦元素擴散的溫度選擇擴散最高溫度來估計，對于溫度快速變化的系統來說，這是最直接的方法。

Al元素在石英中擴散極其緩慢，只有在超高分辨率(本文是2 μm)的尺度上能發現明顯的擴散[65]。其次，Al元素在石英里的擴散率和Ti相似，前人研究通過對擴散剖面進行核反應分析(NRA)，得到了此阿侖尼烏斯公式：

(4)

其中：lgD0=-10.6± 0.55；DAl表示Al元素擴散速率，Al元素的擴散和晶體學方向無關[58]。

本文研究利用電子探針分析石英環帶亮暗部分，得到的數據校正ImageJ灰度曲線，再用Diffuser建模得到剖面Al元素一維擴散的初始階躍函數(圖8)。

3 分析結果

3.1 石英陰極發光特征

陰極發光是電子束轟擊礦物表面，與礦物中某些成分或激活劑元素反應引起的發光現象。陰極發光具有指示礦物中特定元素和晶體結構的作用。馬廠箐礦床具備多階段成礦特點，脈體穿插關系復雜，為了確定馬廠箐礦床礦化事件及石英與各礦石礦物的關系，對代表性的早期石英脈，即石英-鉀長石脈(A1脈)和石英輝-鉬礦脈(A2脈)，以及成礦期石英脈，即石英-輝鉬礦-黃銅礦-黃鐵礦脈(B2脈)和石英-黃銅礦-黃鐵礦脈(B3脈)，進行石英陰極發光拍照。

成礦早階段石英脈(A脈)，可觀察到石英-鉀長石脈(A1脈)的石英粒度大，自形程度良好，CL強度表現為CL-亮，具明顯鑲嵌狀顆粒特征，內部結構均一(圖5(a)和(b))。石英-輝鉬礦脈(A2脈)的石英顆粒較小，CL強度表現為CL-亮、CL-灰和CL-黑都有，且CL-亮區域被CL-暗區域包裹(圖5(c))。

成礦主階段石英脈(B脈)，石英-輝鉬礦-黃銅礦-黃鐵礦脈(B2脈)與成礦早階段石英脈(A脈)對比，B2脈石英粒度更大，CL亮度較A1脈稍暗，較A2脈更加明亮，CL強度表現為CL-亮(圖5(d)和(f))。石英-黃銅礦-黃鐵礦脈(B3脈)的石英多為條帶狀，具明顯生長環帶結構，整體CL強度表現為CL-灰到CL-暗 (圖5(e))。

3.2 石英中元素含量

對馬廠箐代表性熱液成礦脈體在2 μm尺度上進行電子探針分析，獲取石英中Al、Ti、K和Fe微量元素含量。早階段石英脈中，暗部與亮部Ti含量變化較大，分布于0.0027%～ 0.0072%；Al元素含量與其他脈體差不多，含量在0.0031%～0.0166%之間；K元素含量較低，在0.0001%～0.0054%之間；Fe元素幾乎沒有，含量峰值為0.0028%(表1)。主要成礦階段石英脈中，Ti元素含量普遍極低，Al元素含量則與CL強度表現出一定的關聯性，在亮部與暗部的含量差距較大，分布于0.4313%～ 0.1775%。這種差異遠大于Al元素在A脈石英中的含量差。K元素和Fe元素含量與成礦早階段石英脈中含量相差不多，總體來看，K元素含量峰值變低，含量分布更加均勻，Fe元素隨成礦作用進行而含量增加。

表1 馬廠箐礦床成礦熱液脈石英A2和B3脈熱液石英脈的EMPA元素含量(%)

3.3 石英中Ti和Al元素擴散時間尺度

馬廠箐熱液石英脈的20個電子探針數據列于表1。所有樣品中Si、K和Fe元素含量變化不大。而Ti和Al元素含量變化梯度較大，且分別與成礦早階段石英脈(A2)和成礦主要階段石英脈(B3)的CL強度表現出一定關聯性。

對Ti元素和Al元素數據進行詳細分析。研究結果(表2)顯示，將A2脈石英CL圖中亮暗交替的環帶處(圖6)作為Ti元素擴散模擬位置，模型結果顯示，A2脈石英形成的時間尺度為10.5～57.5 ka。石英B3脈模擬過程中(圖8)，設定初始溫度為440 ℃，壓力為0.48 kbar進行建模，得出B3脈熱液石英形成的時間尺度在522.3 ka左右。模型得出的這兩段時間表示從石英邊界形成到有效閉合期間，元素擴散的總時間(圖7和圖8)。綜上所述，在熱液成礦早階段，Ti元素的擴散可用來標定熱液成礦時間尺度，而在熱液成礦主階段，Al元素與熱液活動的時間尺度關聯更強[66-70]。

表2 馬場箐礦床不同熱液石英脈(A2脈和B3脈)時間尺度

圖7 馬廠箐礦床A2脈石英的鈦擴散模擬圖Fig.7 Titanium diffusion modeling of A2 vein quartz at Machangqing deposit(a)(c)(e)擴散剖面擬合線圖；(b)(d)(f)溫度誤差范圍內(±10 ℃)時間尺度誤差圖解；擴散模擬位置見圖6

圖8 馬廠箐礦床B3脈(樣號ZK1103-354)石英鋁擴散模擬圖Fig.8 Aluminum diffusion modeling of B3 vein quartz (No.ZK1103-354) at Machangqing deposit

4 討 論

4.1 馬廠箐斑巖礦床成礦熱液的時間尺度

馬廠箐斑巖礦床巖漿活動持續時間的研究表明，始新世時期馬廠箐區域有3個巖漿期次，跨度2～3 Ma，其中鋯石U-Pb定年確定的斑狀花崗巖侵位時間為35.9～34.0 Ma，花崗斑巖侵位于約34.3 Ma[40，71]。此外，馬廠箐輝鉬礦Re-Os定年限定成礦時間為35.8～33.9 Ma，說明馬廠箐礦床屬早新生代成礦事件的產物[72]。

本次研究利用電子探針測得石英陰極發光環帶亮部和暗部的元素，發現K元素和Fe元素在各石英脈中含量差別不大，Ti元素在石英-輝鉬礦脈(A2脈)中亮帶與暗帶交界處變化較大(圖5(c))，Al元素在石英-黃銅礦-黃鐵礦脈(B3脈)中亮帶與暗帶交界處變化較大(圖5(e)，圖8)。通過測定這些位置的元素含量發現，Ti元素分布與石英-輝鉬礦脈(A2脈)CL亮度具較強的相關性(圖6)，Al元素與石英-黃銅礦-黃鐵礦脈(B3脈)CL亮度具較強相關關系(圖8)。這種與石英生長結構的相關性與前人測定的Ti和Al元素含量特征相同[26，40，70]。

利用石英中元素擴散年代學的方法研究斑巖礦床成礦時間尺度，可以將斑巖礦床熱液活動時間尺度限定在幾十年到幾十萬年之間[3]?，F有的擴散模型通常應用于存在多期次、周期性熱液活動的超大型斑巖礦床，如Butte礦床[21]、Haquira East礦床[63]以及我國的玉龍斑巖礦床[7，73]和驅龍超大型礦床[74]。本文首次將擴散年代學方法應用于研究以馬廠箐礦床為代表的中小型斑巖礦床。研究表明，成礦時間尺度(主成礦階段約522.3 ka)明顯短于前人測定的Re-Os同位素結果(約1.9 Ma)。然而，與全球其他超大型斑巖礦床相比，馬廠箐礦床顯示出更長的成礦時間尺度。對比其擴散模型構建過程，本文發現以馬廠箐為代表的中型及中小型斑巖礦床的成礦溫度(A2脈578～611 ℃，B3脈440 ℃)及成礦壓力(A2脈1.45 kbar，B2脈0.48 kbar)明顯低于已知的超大型礦床，這使馬廠箐礦床的起始擴散溫度及元素擴散速率更低，從而得出更加“漫長”的熱液脈沖過程。

4.2 元素擴散年代學在斑巖成礦系統的適用性探討

石英作為一種在各個階段都穩定存在的礦物，是記錄巖漿-熱液活動的重要載體。本文選取馬廠箐斑巖礦床熱液石英-輝鉬礦脈(A2脈)和石英-黃銅礦-黃鐵礦脈(B3脈)中生長環帶結構，通過分析得到其中元素擴散和時間尺度信息。其中Ti元素擴散模型顯示，A2脈熱液脈沖的時間尺度是10.5～57.5 ka(圖7)，而B3脈石英Al元素擴散時間約為522.3 ka，明顯短于前人研究。

前人通過對石英的擴散模型研究發現，模擬得到的跨度較大的時間尺度可能與模擬過程中選擇的條件，如溫度和壓力等相關[1]。本次實驗模擬選取的壓力估測值來自流體包裹體測溫結果(即A2脈1.45 kbar，B3脈0.48 kbar)[53]，擴散溫度選自對擴散起始點溫度估測值。這種估測可能忽略了擴散過程中熱液逐步冷卻而導致擴散速率減小的問題。一般來說，在其他條件相同的情況下，擴散時間隨擴散距離的增加而增加，隨初始溫度(即擴散速率)的增加而減少，鈦濃度梯度增加也會使擴散時間增加(表2)。

構建擴散模型的位置選擇也是影響建模結果的重要因素。本文截取圖6部分位置進行Ti元素電子探針分析和建模，該處石英CL發光環帶細密，為多次熱液脈沖時混入過量Ti元素，導致擴散不平衡，影響結果的準確性，所以此次模擬反映了多次熱液脈沖的時間尺度，而非單一某次熱液活動時間[7]。局部地方測得Ti和Al元素有過高的含量，和理論值有差別，是元素擴散不平衡的結果，會影響到模型結果的可靠性和準確性。

石英微量元素測定的分辨率和精度是影響擴散模型精細化分析的重要因素。本次實驗利用EMPA(束斑直徑為2 μm)得到元素含量，這種較低分辨率的測試手段可能會“覆蓋”石英結構中高精度的元素含量變化。最新的研究表明[59，74]，石英中元素的擴散往往是納米尺度的擴散，需要在高精度分析的基礎上(<1 μm)，對實驗儀器要求較高。例如，通過對單個石英陰極發光環帶進行高精度Nano-SIMS分析(0.1 μm)，發現單次熱液脈沖時間范圍在760～1510 a之間[74]。該結果與本次研究得出的時間尺度相差較大。究其原因，除了選取的擴散建模位置不同外(本次試驗可能選取了多個而非單個石英環帶位置進行擴散模擬)，微量測試的分辨率和精度也對建模結果產生了較大的影響。隨著研究的逐漸深入，元素擴散學還將會增加更多的理論與成果，屆時能夠補充更細節更全面的知識。

5 結 論

(1)馬廠箐礦床的脈體可劃分為成礦早階段石英-黑云母脈(EB脈)、石英-鉀長石脈(A1脈)和石英-輝鉬礦脈(A2脈)，成礦主階段貧礦石英粗脈(B1脈)、石英-輝鉬礦-黃銅礦-黃鐵礦脈(B2脈)和石英-黃銅礦-黃鐵礦脈(B3脈)以及成礦晚階段方解石-石英-黃鐵礦脈(D脈)。

(2)早階段石英CL圖像中亮度與Ti元素含量關聯度更高，而主成礦階段石英CL亮度與Al元素關聯度更高。Fe、K元素在實驗樣品中含量較低，故本文不做測試研究。

(3)馬廠箐礦床早階段成礦使用石英鈦擴散模型限定得到的時間尺度為10.5～57.5 ka，與已發現的超大型礦床類似；而主成礦階段使用石英鋁擴散模型限定的成礦時間尺度為522.3 ka，明顯久于已發現的超大型礦床。

(4)通過對擴散模型構建方法和測試手段的對比，本文進一步提出模擬的溫度和壓力條件、模擬選取的位置、測試方法分辨率和精度等因素都可能會對元素擴散模擬結果產生影響。

致謝：本文的完成離不開團隊成員在野外和室內工作的大力協助，實驗分析得到了中國地質科學院礦產資源研究所和核工業北京地質研究院實驗人員的幫助，審稿人和編輯部提出了寶貴的意見和建議，使文章得以完善。在此一并致以誠摯的謝意。