GCA：揭示明矾石非平衡钾同位素分馏，约束成矿热液活动时限

本文聚焦明矾石（KAl3(SO4)2(OH)6）这一高硫化低温热液蚀变产物，探讨其形成过程中钾同位素的分馏行为。背景上，明矾石广泛存在于热液蚀变、风化及沉积过程，具重要地球科学及行星科学价值，热液流体与矿物间的同位素分馏是揭示成矿物质来源及演化路径的关键。研究目的旨在填补明矾石非平衡钾同位素分馏的实验空白，并据此约束成矿热液活动的时限。南京大学李伟强教授团队在188℃、150℃、98℃及400℃条件下开展合成实验，测定发现明矾石在反应初期富集轻钾同位素，表观分馏系数Δ41Kalu-aq在-0.39‰至0.30‰间变化，远低于理论平衡值（约1.52‰）。结合表面反应动力学模型，证实沉淀速率远高于溶解速率，分馏由动力学因子控制。天然样品（安徽矾山、浙江苍南矾山）的δ41K值（-0.83‰至0.21‰）及蒙特卡洛模拟进一步验证了动力学主导特征。结论表明，明矾石与热液间达到钾同位素平衡需约10至1000年，而成矿热液活动时间应短于此平衡时间，即高硫化浅成低温热液系统在矿物尺度无法稳定千年以上，为评估热液活动时限提供了关键地球化学约束。相关成果发表于《Geochimica et Cosmochimica Acta》。