中国铁矿储量较大、种类多，但富矿少，贫矿及难选矿多，铁矿石利用难。我国对铁矿石的需求较大，对外依存度高。我国高品位铁矿石以岩浆-热液铁矿床为主，主要包括矽卡岩型、铁氧化物-磷灰石（IOA）型和铁氧化物-铜-金（IOCG）型。开展这些岩浆-热液矿床的成矿过程以及富集机制研究对于富铁矿床的成矿理论和找矿勘查至关重要。前人从矿石矿物磁铁矿的角度开展了大量工作，但仍无法准确限定成矿流体组成尤其是矿化剂元素F、Cl、S的变化，以及铁和稀土等元素如何共生分异等问题。磷灰石作为这些铁矿床中的贯通矿物，记录了铁和稀土成矿等信息，是解决以上问题的优选对象。为明确岩浆-热液铁矿床的精细成矿过程，本文以长江中下游成矿带的凤凰山矽卡岩Cu-Fe-Au矿床、和尚桥和凹山IOA型矿床、康滇成矿带迤纳厂和拉拉IOCG型矿床为研究对象，开展了磷灰石的结构和化学组成研究，取得如下认识：
（1）凤凰山矿床蚀变花岗质岩和铜铁矿石中磷灰石可以分为四个世代（Ap1～Ap4）。其Ap1～Ap3来自蚀变花岗质岩，Ap4来自铜铁矿石。Ap1作为包体矿物赋存于角闪石以及斜长石中，代表岩浆早期阶段产物。Ap2与斜长石、石英和黑云母共生，代表岩浆晚期磷灰石。Ap3与钾长石、石英和磁铁矿共生，具有核-边结构，代表早期热液阶段。Ap4与方解石、石英、磁铁矿、黄铁矿和菱铁矿共生，粒径较小，具有核-边结构，代表晚期热液阶段。Ap1和Ap2的化学组成表明花岗质岩浆来自地幔岩浆演化，且具有类埃达质属性。Ap1和Ap2的Eu、Ce异常表明成矿有关岩浆经历了氧逸度升高的过程。磷灰石记录了凤凰山矿床的岩浆和热液过程：岩浆早期角闪石的共结晶不断消耗岩浆中的中稀土；含钠热液参与岩浆晚期，导致磷灰石部分蚀变；早期热液阶段流体以Na为主转变为K为主，导致磷灰石中S、Cl和REE含量降低；在晚期热液阶段，磷灰石化学组分指示富Ca和Sr的流体参与，而流体中Na、S、Cl和REE（特别是LREE）明显降低。磷灰石的化学演化规律表明稀土在岩浆和热液过程表现出相容性，解释了矽卡岩矿床缺乏稀土矿化的原因；碳酸质围岩与流体的相互作用，导致流体中S、Cl、Na含量及流体温度下降是铜铁沉淀的重要控制因素。
（2）和尚桥、凹山IOA型矿床中磷灰石均分为四个世代（Ap1～Ap4）。和尚桥矿床Ap1均为自形，内部均匀，被包裹在钠长石中，为钠化前磷灰石；Ap2与磁铁矿、榍石、钛铁矿、黑云母、阳起石以及钾长石共生，可能来自钠长石化阶段；Ap3为半自形，与磁铁矿、阳起石以及绿泥石等共生，来自绿泥石-绿帘石-磁铁矿阶段；Ap4与黄铁矿、磁铁矿以及钠长石共生，部分磷灰石内部出溶独居石等稀土矿物，代表硫化物阶段。凹山Ap1～Ap4按先后顺序分别来自浸染状、角砾状、粗粒和细粒脉状磁铁矿石。Ap1~Ap3与钠长石、阳起石、磁铁矿共生，来自磁铁矿-阳起石阶段，Ap4与钠长石、绿泥石、磁铁矿、阳起石以及金属硫化物共生，来自硫化物阶段。IOA型矿床磷灰石的Cl和F含量变化表明早期的流体盐度较低，主成矿期流体盐度上升，在成矿后期流体盐度再次降低。磷灰石的Cl、F、REE含量以及共存矿物指示IOA型矿床经历早期以Na-Ca为主蚀变向K-Ca蚀变演化的过程。磷灰石的Eu、Ce异常以及V含量变化说明磷灰石的形成环境具有氧逸度升高的趋势。两个矿床磷灰石化学成分对比表明和尚桥磷灰石形成于更加动荡的物理化学条件，且流体盐度更高、更加氧化。这些差别可能是初始的熔-流体组成差异或者流体交代膏岩层的程度不同导致的。IOA型矿床铁的富集与K-Ca蚀变有关，且流体具有明显的富Fe、Cl的特征；REE的富集与REE倾向进入高P岩浆，并形成富稀土磷灰石有关。
（3）迤纳厂、拉拉IOCG型矿床中磷灰石均分为三个（Ap1~Ap3）世代。迤纳厂矿床Ap1以自形为主，内部均匀，与钠长石、钾长石、石英、铁云母、少量锆石共生，或者作为包体矿物赋存钠长石、黑云母中，Ap1可能来自于钠化阶段；Ap2与磁铁矿、钛铁矿、菱铁矿（铁白云石）和少量黄铁矿共生，部分磷灰石呈内、外分带结构，形成于磁铁矿化阶段；Ap3与黄铁矿、黄铜矿、铁白云石、磁铁矿和少量白钨矿、辉钼矿以及绿泥石等共生，内部结构复杂并且出溶独居石等稀土矿物，可能为铜-金-稀土矿化阶段的产物。研究表明钠化和硫化物阶段流体Cl含量较低，且在硫化物阶段流体具有富F特征。拉拉矿床Ap1呈自形-半自形，内部较为均匀，与钠长石、角闪石、铁云母、钛铁矿、磁铁矿和少量锆石共生，磁铁矿Ti含量较高，代表以Na蚀变为主要地位的热液阶段；Ap2呈半自形，与钠长石、钾长石、黑云母、白云母、石英、绿泥石以及磁铁矿、黄铁矿、黄铜矿共生，磷灰石在高对比BSE图像下呈内明外暗结构，内部出溶独居石， Ap2代表了以K为主的热液蚀变阶段；Ap3呈半自形，与石英、方解石、钾长石、铁白云石以及磁铁矿、黄铁矿、黄铜矿、氟碳铈矿共生，磷灰石包裹于石英、方解石中，部分磷灰石内部出溶独居石等稀土矿物，周围的磁铁矿被溶蚀成环状或锯齿状，磷灰石周边出现磷钇矿,代表硫化物成矿阶段。拉拉矿床不同世代磷灰石REE含量表明钠化到钾化阶段成矿流体中稀土供应稳定，硫化物阶段形成的稀土矿物导致磷灰石REE含量降低。两个矿床磷灰石Na含量差异表明拉拉矿床可能经历更加强烈的Na蚀变过程。拉拉矿床磷灰石低Th和U特征说明拉拉矿床磷灰石所受到的热液改造作用更强。两个矿床的Ap2都出现明显的Cl、S、Sr含量上升，并且都有强烈的Eu正异常可能是热液与围岩相互作用的结果。高F、高钙流体使REE迁出磷灰石，并且沉淀形成新的稀土矿物是稀土富集的重要方式。富稀土流体与外部的低温、富F流体混合、流体-碳酸盐岩相互作用可能是IOCG矿床中稀土沉淀的重要机制。

（4）主成分分析表明，IOA、IOCG矿床的磷灰石能够较好地分开。IOA矿床磷灰石具有相对高Na、Mn、Cl、S、La和Ce。IOCG矿床磷灰石的ΣREE、HREE、Y含量以及δCe和δEu较高。这些特征表明，IOA矿床相对IOCG矿床可能形成于盐度更高的流体环境，且主要富集轻REE。矽卡岩矿床磷灰石与IOA型矿床重叠，与实际地质情况相符，即长江中下游成矿带中IOA和矽卡岩型矿床时空耦合，可能为同一岩浆热液流体连续演化的产物。