《Chemical Geology》：Sulfide inclusions in phenocrysts from basanite lithic clasts and mafic phonolite lapilli from the Upper Laacher See Tephra (Germany): Evolution of an immiscible sulfide liquid
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研究人员利用SEM与LA-ICP-MS技术对约13 ka前上劳西茨湖上段凝灰岩（Upper Laacher See Tephra, ULST）中镁铁质响岩火山砾及碧玄岩岩屑斑晶内的硫化物包裹体进行了原位主量及微量元素分析。研究首次示踪了劳西茨湖体系中从碧玄岩母
研究人员利用SEM与LA-ICP-MS技术对约13 ka前上劳西茨湖上段凝灰岩（Upper Laacher See Tephra, ULST）中镁铁质响岩火山砾及碧玄岩岩屑斑晶内的硫化物包裹体进行了原位主量及微量元素分析。研究首次示踪了劳西茨湖体系中从碧玄岩母岩浆及演化子代响岩熔体在不同分异阶段出溶的不混溶硫化物熔体中微量元素的组成演化。硫化物包裹体代表曾从碧玄岩母岩浆与演化响岩熔体出溶的原生不混溶硫化物液体，被宿主矿物捕获后，碧玄岩镁铁质斑晶中的包裹体在岩墙和（或）熔岩流抬升冷却过程中进一步演化，其结果产物始终为多相矿物组合，由富Fe、Cu、Ni相（主要为磁黄铁矿、黄铜矿、镍黄铁矿）构成。相反，响岩火山砾镁铁质与长英质斑晶中的硫化物包裹体近乎为均质纯磁黄铁矿（贫Cu-Ni相），Ni、Co、Cu含量低，但Cd、Pb、Te、Zn浓度升高。数据记录了从碧玄岩到响岩岩浆分异路径上硫化物液体出溶的序列。
研究背景与立项依据
岩浆硫化物作为亲铜元素在还原硅酸盐岩浆中的重要储库，通常以斑晶包裹体或基质浸染球状产出于火山岩中，其形成被归因于硅酸盐熔体经液-液不混溶（liquid-liquid immiscibility）出溶硫化物液体并达到平衡。硫化物因硫化物/硅酸盐熔体间极高分配系数而强烈富集亲铜元素，几乎全部Cu与约20%原始Ni被硫化物熔体吸收，该过程导致演化硅酸盐熔体亲铜元素亏损，在多种构造背景岩浆系统中普遍发育。既往详细研究多聚焦岩浆硫化物矿床与洋壳镁铁质岩浆，因低温蚀变、变质与热液叠加常破坏其原生相组合；而年轻火山系统中的硫化物未受显著热液改造，斑晶内包裹体可封存硫化物液体原生成分，是示踪硅酸盐熔体岩浆演化的天然实验室。然而大陆环境演化碱性火山岩中硫化物研究有限。晚第四纪德国东艾费尔劳西茨湖火山ULST单元保存了从碧玄岩母岩浆经广泛分离结晶生成的响岩子代系统，为示踪亲铜元素从碱性镁铁质至高度演化岩浆的演化提供理想对象，但其中斑晶硫化物包裹体纹理、成分与历史此前从未被分析，本文即填补此空白。
主要技术方法
研究人员自ULST上部亚单元采集碧玄岩岩屑与响岩火山砾制备光片厚薄片，对斑晶（碧玄岩中为橄榄石、单斜辉石；响岩中为角闪石、单斜辉石、钛磁铁矿、榍石、透长石）内58个硫化物包裹体开展原位分析。主量元素由Tescan MIRA3 GMU FEG-SEM配WDS（加速电压15 kV，束流8 nA）测定；微量元素由Agilent 7900 Q-ICP-MS联用Analyte Excite 193 nm准分子激光剥蚀系统（剥蚀径15–60 μm，通量3.92 J/cm2，频率10 Hz）测定，以SEM所得Fe作内标，用USGS MASS-1、UQAC-FeS-1、GSE-2g标样定量，GLITTER 4.5解算，监测26主同位素及8铂族元素（PGE）同位素信号。
研究结果
3.1 硫化物包裹体及其宿主岩石学
碧玄岩岩屑为灰黑致密岩，含单斜辉石（~25 vol%）、橄榄石（~5 vol%）及少量金云母斑晶，基质为微晶质；响岩火山砾斑晶达3–15 mm，含透长石、斜长石、角闪石等，基质多孔玻璃。硫化物包裹体在两类岩石斑晶中均呈孤立或群集产状，粒径15–100 μm，形态分圆球状（70%）、椭球状（20%）、不规则状（10%）。碧玄岩斑晶包裹体为两相（磁黄铁矿+黄铜矿）或多相（磁黄铁矿+黄铜矿+方黄铜矿+镍黄铁矿），响岩斑晶包裹体皆为单相磁黄铁矿。接触关系多锐利，偶见硅酸盐玻璃膜，近裂隙处可见Fe氧化物假象替代（次生脱硫）。
3.2 硫化物成分
SEM区分三类：Type 1仅响岩斑晶中，单相贫Cu富Fe磁黄铁矿（Fe1?xS），LA-ICP-MS显示Fe强、Cu/Ni/Co弱信号；Type 2碧玄岩斑晶中，磁黄铁矿+黄铜矿（CuFeS?）两相；Type 3碧玄岩斑晶中多相，含磁黄铁矿、黄铜矿、方黄铜矿（CuFe?S?）、镍黄铁矿((Fe,Ni)?S?)。主量上，碧玄岩包裹体Ni（橄榄石宿主最高，单斜辉石中等）显著高于响岩（低Ni）；响岩磁黄铁矿Cu一般<0.5 wt%，Ni多<0.3 wt%，但Cd、Pb、Te、Zn微量元素浓度升高。图解Ni-Cu、Ni-Se、Cu-Se空间清楚三分：碧玄岩橄榄石宿主高Ni、单斜辉石宿主中Ni、响岩斑晶低Ni低Cu。
讨论与结论翻译
研究人员指出，硫化物包裹体成分沿碧玄岩→响岩分异路径发生系统性演变：早期母岩浆出溶多相富Cu-Ni硫化物液体，被橄榄石/单斜辉石捕获后在抬升冷却中内部再平衡为多相组合；晚期响岩熔体因先前硫化物饱和已亏损Cu-Ni等强亲铜元素，残余硫以单相贫Cu-Ni磁黄铁矿出溶并被钛磁铁矿等捕获，同时相对富集Cd、Pb、Te、Zn等弱亲铜至亲硫元素。该序列证明不混溶硫化物液体出溶可发生于碱性岩浆分异全过程，且斑晶包裹体有效封存各阶段液体指纹。研究首次在大陆碱性火山系统标定此微量元素演化趋势，为理解高度演化响岩亲铜元素亏损机制及年轻火山天然实验室价值提供直接证据。论文发表于《Chemical Geology》。
