斑岩成矿系统提供了世界75% 以上的铜，其成矿过程一直是地质学研究的热点。经典斑岩成矿模型认为，成矿岩浆经减压沸腾作用（first boiling）和结晶分异沸腾作用（second boiling），发生“流体出溶”形成独立流体相，萃取岩浆中的Cl、Cu等成矿元素形成成矿流体，搬运成矿元素到浅部地壳沉淀是斑岩成矿的关键过程。但由于斑岩成矿伴随强烈的蚀变，熔融包裹体和矿物容易受后期热液改造，难以保留原始的岩浆期挥发分记录；成矿岩浆具体以何方式（等压结晶分异或减压）于何阶段（岩浆房或岩浆上升侵位）出溶流体仍不清楚。

　　磷灰石的晶格可容纳S、F、 Cl、OH等挥发分，是研究成矿过程中挥发分演化的重要工具，但是后期的岩浆及流体的再平衡也可能改变其原始挥发分组成。中国科学院广州地球化学研究所黄文婷副研究员、梁华英研究员、夏小平研究员及中国科学院海洋研究所孙卫东研究员与爱尔兰Trinity College Dublin 的Michael Stock副教授、Paul Gulty博士后开展合作，以华南罗卜岭大型斑岩Cu-Mo矿床的成矿斑岩为解剖对象，在系统的矿物学工作基础上，选取了（1）锆石核部、幔部、边部包裹的细小磷灰石（<10 m）（图1），及（2）早期斑晶相（斜长石、黑云母、石英）、晚期基质相包裹的原生岩浆期磷灰石（图2）进行研究，构建斑岩成矿岩浆的挥发分演化轨迹，对比热动力学模拟磷灰石挥发分演化理论轨迹，取得以下重要认识：

　　1. 锆石核部、幔部、边部的磷灰石记录了成矿岩浆从早至晚的原始挥发分演化特征，呈现XCl/OH的下降与XF/XCl 与XF/OH的上升（图3c, 3f），与模拟的岩浆水饱和演化趋势一致，表明成矿岩浆在锆石结晶时就达发生了流体出溶，萃取了熔体中的Cl、Cu等成矿元素.

　　2. 在F-Cl-OH图解中，锆石核部、幔部磷灰石呈现出XCl的显著下降及XOH的小幅下降，与模拟的等压水饱和演化趋势一致（图3g），表明成矿岩浆早期流体出溶方式以结晶分异沸腾 (second boiling) 为主，主要发生在岩浆房阶段。流体在该过程中萃取了岩浆>70% 的Cl，证明岩浆房的流体出溶过程具极高的成矿效率，是斑岩成矿的关键。

　　3. 早期斑晶相与晚期基质相中的原生岩浆磷灰石挥发分组成一致（图 3），表明早期斑晶中的磷灰石成分已被晚期岩浆重置。这些磷灰石都呈现出XOH的显著下降和XCl的小幅下降，反映了岩浆中Cl与H₂O含量同时降低，与模拟的减压水饱和演化趋势一致（图 3g）；表明岩浆晚期流体出溶以减压沸腾 (first boiling) 为主，主要发生在岩浆上升侵位阶段。晚期流体出溶对岩浆中成矿物质的萃取效率不高，但对成矿物质向浅部搬运与迁移起重要作用。

　　研究意义：本研究提出了斑岩成矿岩浆的岩浆房-侵位”两阶段”流体出溶模型及其对应的磷灰石挥发分演化轨迹（图4）。本研究首次还原了斑岩成矿岩浆流体出溶过程的连续挥发分记录，提供了岩浆房阶段流体出溶高效萃取成矿物质的直接矿物学证据。

　　研究启示：以上工作表明，在斑岩系统中只有锆石包裹的磷灰石能保留其原始挥发分组成；其他造岩矿物中的磷灰石即便未受后期热液流体蚀变改造，也可能被晚期的熔体重置，记录岩浆流体出溶后的晚期挥发分组成。由于熔体重置过程只能通过挥发分演化轨迹比对识别，而矿物结构分析、微量元素分析无法区分原始的与受重置的磷灰石，斑岩成矿系统磷灰石的应用及数据解读须谨慎！

　　论文信息：Wenting Huang（黄文婷）, Michael J. Stock, Paul C. Guyett, Xiao-Ping Xia*（夏小平）, Huaying Liang*（梁华英）, Weidong Sun（孙卫东）, and Chun-kit Lai, Reconstructing volatile exsolution in porphyry ore-forming magma chamber: Perspectives from apatite inclusions. American Mineralogist, https://doi.org/10.2138/am-2023-8963 

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图3. 锆石中包裹磷灰石、斑晶及基质中原生岩浆期磷灰石挥发分组成。

（a-c）XCl/XOH vs. XF/XOH；（d-f）XCl/XOH vs. XF/XCl；(g) XF-XCl-XOH 三元图解。图c、f、g的内插图为热动力学模拟的岩浆水不饱和、等压饱和、减压饱和情况下磷灰石的挥发分演化趋势，引自Stock et al., 2018。

图 4. 斑岩成矿岩浆流体出溶模型及对应的磷灰石挥发分演化轨迹。（a）早期岩浆房结晶分异主导流体出溶；（b）晚期岩浆上升侵位过程中减压主导流体出溶。

缩写： AFIZC-锆石核部包裹的磷灰石；AFIZR-锆石幔部包裹的磷灰石；APIZ-锆石边缘部分包裹的磷灰石；AFIB-黑云母斑晶包裹的磷灰石; AFIP-斜长石斑晶包裹的磷灰石；AMG-基质中的磷灰石。