近日，自然资源部第二海洋研究所海底科学重点实验室李正刚副研究员在国际地学TOP期刊《Geochimica et Cosmochimica Acta》发表了题为“Magmatic sulfide oxidation drives crustal PGE mobilization: Implications for hydrothermal PGE mineralization”的最新研究成果。合作者包括实验室王浩副研究员、董彦辉副研究员、陈灵副研究员、初凤友研究员和李小虎研究员等，以及加拿大卡尔顿大学的James Mungall教授和雅典国立大学Ariadni Georgatou博士。
铂族金属（PGE）和金、银合称为稀贵金属，具有较高的经济价值和工业用途。由于铂族金属具有强亲硫性，其主要富集在与基性-超基性岩浆有关的铜镍硫化物矿床中。有悖于传统认识，近些年在岩浆-热液型矿床中也陆续发现了铂族金属富集的现象，部分矿床的铂族金属储量和品位达到了工业开采条件。这暗示岩浆硫化物中铂族金属的再活化与穿地壳迁移，对这类“新型”富铂族金属矿床的形成起着至关重要的作用，同时对重新评估铂族金属的流体活动性也具有重要指示意义。
针对以上问题，研究人员对冲绳海槽英安岩样品针对性地开展了岩浆硫化物精细结构观察和原位化学成分分析（辅以硅酸盐矿物学和地球化学分析），结合地球化学模拟手段，揭示了寄主岩浆穿地壳演化过程及伴随的铂族元素迁移机制。主要结论和认识如下：
一、英安岩由深部基性岩浆注入浅部酸性岩浆房发生岩浆混合作用形成，该过程将富含岩浆硫化物（Group B）的基性堆晶同步携带到了上地壳。这类硫化物具有较高的Pd, Pt和Au含量（平均含量分别为9.0、2.8和1.5 ppm）。相比而言，发育于流纹质基质中的岩浆硫化物（Group C）具有较低的Pd, Pt和Au含量，反映两者属于同源岩浆不同演化阶段的产物。
二、这两类硫化物均受到了岩浆流体不同程度的氧化，Group B氧化产物由磁铁矿-赤铁矿-针铁矿组成，而Group C氧化产物由磁铁矿（±黄铁矿）-硅酸盐矿物组成，反映前者比后者经历更强的氧化作用。质量平衡计算表明Pd, Pt, Cu, Ni和Co等元素在强氧化条件下具有极强的活动性（硫化物释放出了80-90%金属，并进入到岩浆流体中），但Au却富集形成了纳米Au颗粒。相反，在弱氧化条件下，Au和Pd, Cu, Ni和Co具有较强的活动性，而Pt却未发生迁移。
三、Pd、Pt和Au在岩浆流体—硫化物反应过程中（不同氧化条件下）所表现出的强烈分馏行为，可为富PGE型斑岩铜矿和海底热液硫化物矿床的形成，以及矿石的高Pd/Pt比值特征提供深部地质过程解释。本研究提出：高氧逸度基性岩浆多期次注入，不仅为岩浆硫化物穿地壳迁移提供了机械动力，也为铂族金属再活化提供了流体来源。
论文引用：
Li, Z. G (李正刚), Mungall, J.E., Georgatou, A.A., Wang, H., Dong, Y., Shi, G., Chen, L., Chu, F. Y, Li, X. H, Magmatic sulfide oxidation drives crustal PGE mobilization: Implications for hydrothermal PGE mineralization, Geochimica et Cosmochimica Acta (2024), 378:114–126.
