??電氣石超族礦物（tourmaline supergroup minerals）是一類硼硅酸鹽礦物，常見于斑巖銅礦床中，并通過其化學(xué)成分變化作為銅礦化的指示。最近的研究表明，使用短波紅外 (SWIR) 光譜特征可以更為高效地區(qū)分來自于礦化和貧礦樣品中的電氣石。然而，電氣石的光譜特征與化學(xué)成分變化之間的具體聯(lián)系仍不清楚，理論基礎(chǔ)的缺乏限制了其作為礦化指示的進(jìn)一步應(yīng)用。
??針對(duì)這一科學(xué)問題，中國科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所陳華勇研究員團(tuán)隊(duì)與中國黃金集團(tuán)合作，對(duì)來自于甲瑪超大型斑巖-夕卡巖系統(tǒng)（1,814 Mt @0.4%Cu）的礦化和貧礦電氣石樣品開展了短波紅外（SWIR）光譜、電子探針成分、以及穆斯堡爾譜鐵價(jià)態(tài)的分析。此外，還整合了現(xiàn)已發(fā)表斑巖銅礦床的礦化和貧礦電氣石樣品的成分與光譜數(shù)據(jù)，以對(duì)比礦化和貧礦電氣石之間的成分差異，并重新解讀了前人報(bào)道的光譜信號(hào)。
??得到的主要認(rèn)識(shí)如下：
??1. 甲瑪?shù)牡V化電氣石樣品和貧礦樣品相比，具有更長的 2350W (>2350 nm) 和更短的2250W (<2247 nm)，以及更低的2250W/2350W比值 (<0.9570)。這些光譜特征的差異反映了化學(xué)成分上的差異，礦化樣品具有更高的Fe3+含量以及Fe3+/FeT占比，由氧逸度控制。匯編的電氣石數(shù)據(jù)集表現(xiàn)出了同樣的成分特征（圖1）。
??2. 重新厘定了電氣石在短波紅外光譜波段范圍內(nèi)的診斷性吸收特征歸屬。在2250 nm附近產(chǎn)生的吸收特征和O1位置上的羥基有關(guān)，完整的表達(dá)為YYY-X-OH。而在2350 nm附近產(chǎn)生的吸收特征和O3位置上的羥基有關(guān)，完整的表達(dá)為YZZ-OH。
??3. 建立了電氣石化學(xué)成分變化與光譜響應(yīng)之間的聯(lián)系。在2250 nm附近產(chǎn)生的吸收特征峰位置的偏移受控于Fe2+-Mg替代，隨著Fe2+含量的上升，2250W上升。而在2350 nm附近產(chǎn)生的吸收特征峰位置的偏移受控于Fe3+-Al替代，隨著Fe3+含量的上升，2350W上升。
??這項(xiàng)工作建立了電氣石成分變化與光譜響應(yīng)之間的聯(lián)系，為電氣石的礦化指示提供了理論依據(jù)。在斑巖-夕卡巖系統(tǒng)中，為銅礦化的識(shí)別提供了一種可以在野外通過手持式設(shè)備實(shí)時(shí)測(cè)試獲得的指示工具：富含F(xiàn)e3+的電氣石具有更長的2350W，是銅礦化的可靠標(biāo)志。
??相關(guān)成果近期發(fā)表于國際礦床學(xué)領(lǐng)域TOP1期刊Economic Geology（《經(jīng)濟(jì)地質(zhì)學(xué)》），第一作者為在讀博士生趙駿峰，通訊作者為陳華勇研究員。該研究成果獲得了國家自然科學(xué)基金（42230810）、科技部重點(diǎn)研發(fā)項(xiàng)目（2022YFC2903301）和中國黃金集團(tuán)科研項(xiàng)目（ZJZY-2023-KY02）的聯(lián)合資助。
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論文信息：Zhao,J. (趙駿峰),Chen,H. (陳華勇*),Xiao,B. (肖兵),Zhu,Y. (朱亞博),Wang,H. (汪浩),Yang,Z. (楊征坤),Du,L. (杜亮),2025,Linking Short-Wave Infrared Spectral Features of Tourmaline to Compositional Variations: Implications for Porphyry-Skarn Copper Mineralization: Economic Geology,v. 120,p. 363-384.
論文鏈接：https://doi.org/10.5382/econgeo.5146
圖1 甲瑪電氣石光譜特征（A-B）和全球典型斑巖銅礦系統(tǒng)中電氣石成分變化（C-F）
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