鄂东矿集区位于长江中下游成矿带的最西段,是我国重要的矽卡岩型铁铜矿集区之一。已查明的矿产以铁、铜为主,伴生的有益金属元素有金、银、钨、铅、钼等,成矿主要与早白垩世中酸性侵入岩有关。鄂东地区中酸性侵入岩主要为闪长岩-石英闪长岩-花岗岩系列,各岩体的元素和同位素地球化学组成大体相似,但成矿差异性明显,有的岩体形成矽卡岩型铜-金多金属矿床（以下简称为成铜岩体）,有的岩体形成矽卡岩型铁矿床（以下简称为成铁岩体）,另外一些岩体则尚未发现与之有关的矿床。造成这种岩浆岩成矿差异性的原因和关键控制因素还不甚清楚。为此,本文选取鄂东地区三个成铜岩体（铜山口、阮家湾、铜绿山）、两个成铁岩体（灵乡、程潮）和一个无矿岩体（殷祖）为研究对象,在岩相学和矿物学观察的基础上开展系统的岩石地球化学及矿物化学研究,探讨成铜和成铁岩体在岩浆源区、岩浆氧逸度、挥发分组成及岩浆演化过程的异同点,查明该区岩浆岩成矿差异性的关键控制因素,总结岩浆属性、岩浆演化、成矿潜力的矿物学标志体系,在此基础上对殷祖岩体的成矿潜力进行评价,对鄂东矿集区今后的找矿工作提出建议。对成矿岩体中磷灰石Nd同位素和锆石Hf同位素分析结果表明,成铜岩体磷灰石的εNd（t）值为-7.1～-4.3,锆石的εHf（t）为-11.3～-1.4。两个成铁岩体的磷灰石Nd同位素组成和锆石Hf同位素组成有较大差异:灵乡铁矿的成矿岩体磷灰石εNd（t）为-7.5～-5.5,锆石εHf（t）为-6.3～-1.4;程潮铁矿的成矿岩体磷灰石εNd（t）为-14.1～-11.2,锆石εHf（t）为-25.3～-11.6。成铜岩体和灵乡铁矿的成矿岩体与鄂东矿集区同时期基性岩浆岩Nd同位素组成和锆石Hf同位素组成相近,表明这些岩体起源于富集岩石圈地幔的部分熔融。程潮铁矿床成矿岩体也起源于富集岩石圈地幔,但岩浆演化过程中经历了较大程度的古老地壳物质同化混染。由上可知,鄂东矿集区成铜和成铁岩体都起源于富集岩石圈地幔,但在岩浆演化过程中发生了不同程度的地壳混染。对成铁和成铜岩体中角闪石、黑云母、榍石、磷灰石和锆石等矿物的化学组成分析结果表明,锆石和磷灰石的化学组成可以很好地指示岩浆演化早期的氧逸度特征,且成铜岩体在岩浆演化早期比成铁岩浆具有更高氧逸度特征。这种氧逸度差异受控于岩浆源区部分熔融时的地壳厚度和初始岩浆的矿物分离结晶作用:成铜岩体岩浆源区部分熔融时地壳厚度大于50 km,早期玄武质岩浆发生过石榴石的高压分离结晶,使演化的岩浆氧逸度升高;成铁岩体源区部分熔融时地壳厚度较薄,初始岩浆未发生石榴石的分离结晶作用,岩浆氧逸度较低。成铜岩体的磷灰石Sr/Y比值和Eu/Eu*比值分别为1.16～5.71和0.40～0.77,均显著高于成铁岩体的磷灰石Sr/Y和Eu/Eu*比值（分别为0.11～1.12和0.16～0.38）。基于磷灰石Sr/Y和Eu/Eu*比值的瑞利分馏模拟结果显示,成铜岩浆还经历过富水条件下角闪石的分离结晶,而成铁岩浆则主要表现为贫水条件下斜长石的分离结晶。成铜岩体锆石Eu/Eu*比值高于成铁岩体（0.41～0.89 vs.0.25～0.43）,指示成铜岩体经历了较明显的角闪石分离结晶和较弱的斜长石分离结晶,暗示成铜岩浆具有比成铁岩浆更为富水的特征。这一认识与利用衰减全反射傅里叶变换红外光谱（ATR-FTIR）分析获得的成铜和成铁岩体中磷灰石水含量特征一致。成铜岩体中磷灰石水含量为0.229～0.660 wt.%,平均值为0.476 wt.%,明显高于成铁岩体中磷灰石的水含量（0.009～0.419 wt.%,平均值为0.233 wt.%）。基于磷灰石氟、氯和硫含量估算熔体挥发分结果为:成铜和成铁岩体氟含量相似（分别为1553～2136 ppm和1277～2134ppm）,但氯含量差异较大,成铁岩浆的氯含量为3260～13960 ppm,而成铜岩浆中氯含量为430～5990 ppm。与成铜岩体相比,成铁岩体的硫含量变化较大:前者的岩浆中硫含量为145～354 ppm,后者的岩浆硫含量为20～529 ppm。成铁岩体和成铜岩体的同位素组成也有较系统的差别。成铁岩体的磷灰石和斜长石(87Sr/86Sr)t组成分别为0.7073～0.7082和0.7066～0.7100,显著高于成铜岩体中磷灰石和斜长石(87Sr/86Sr)t组成（分别为0.7054～0.7061和0.7030～0.7062）。结合成铁岩体和成铜岩体的硫同位素组成(δ34S值分别为+8.3～+16.3%和+2.8～+7.4‰),认为成铁岩体在侵位过程中混染了大量含膏盐层的碳酸盐岩,而成铜岩体侵位过程中的这种地壳混染强度较小。这与前面基于磷灰石矿物组成计算熔体中氯和硫含量结果一致。膏盐层的混染不仅有利于岩浆流体出溶,同时为成铁岩浆提供了大量Cl-和SO42-,Cl-有利于络合及搬运Fe2+,而SO42-可以氧化Fe2+促进磁铁矿沉淀。综上所述,鄂东地区成铜与成铁岩体起源于富集岩石圈地幔的部分熔融,岩浆演化过程是导致成矿岩体性质差异和各类中酸性侵入岩成矿性差异的主要控制因素。上述矿物学研究结果不仅为岩浆演化过程和岩浆物理化学性质提供了重要信息,而且可为岩浆岩成矿差异性的认识和成矿潜力评价提供依据。殷祖岩体是鄂东地区唯一尚未发现大中型铜铁多金属矿床的岩体。殷祖岩体主体为石英闪长岩,其次为少量闪长岩和辉长岩,石英闪长岩和闪长岩的锆石U-Pb年龄分别为148.4±1.0 Ma和146.6±1.6 Ma。闪长岩和石英闪长岩的全岩地球化学和Sr-Nd同位素组成特征显示它们起源于富集岩石圈地幔的部分熔融,初始岩浆经历了不同程度的橄榄石、角闪石、榍石和磁铁矿等矿物的分离结晶。殷祖岩体的锆石具有相对均一的Hf同位素组成(εHf（t）=-9.13～-4.75),大致与该区成铜岩体的锆石Hf同位素组成相似((εHf（t）=-11.3～-1.4),进一步证明初始源区为富集岩石圈地幔。石英闪长岩和闪长岩中锆石Ce4+/Ce3+比值为20～500和18～200,ΔFMQ（铁橄榄石-磁铁矿-石英矿物对）分别为+1.0～+2.5和+0.2～+1.5,表明殷祖岩体与世界范围内成铜岩浆岩具有相似的氧逸度特征。基于石英闪长岩和闪长岩磷灰石化学组成估算的熔体中氯和硫含量分别为:Cl=870～3850 ppm vs.610～4790 ppm,S=76.8～264.8 ppm vs.89.4～298.9 ppm。另外,殷祖岩体的磷灰石具有高Sr/Y（0.38-3.01）和Eu/Eu*（0.35-0.71）比值,表明岩浆演化过程中经历了富水条件下角闪石为主的分离结晶。锆石的Dy/Yb（0.1-0.28）比值、Eu/Eu*比值（0.5-0.72）及10000*（Eu/Eu*）/Y（2-30）比值也指示了相似的角闪石分异过程。这种岩浆富水特征与根据角闪石组分估算的石英闪长岩和闪长岩熔体的水含量（4.3-6.1 wt.%）一致。以上研究结果表明,殷祖岩体具有富水、富硫、氧化性的特征,与该区成铜岩体相似,表明殷祖岩体具有较大的成铜能力。今后需要加强在岩体内部寻找岩浆热液型铜矿床,在岩体与深部奥陶系-寒武系碳酸盐岩接触带上寻找矽卡岩型铜金矿体,而在岩体外围碎屑岩地层的破碎带中加强微细浸染型金矿床的找矿工作。综上所述,本文认为鄂东地区成铜和成铁岩体的初始岩浆均起源于富集岩石圈地幔,但经历了不同的岩浆演化过程,主要表现在早期分离结晶作用和晚期地壳混染作用的差异,这种岩浆演化过程差异影响了后期岩浆的物理化学性质（氧逸度、水及其他挥发分含量）,而这种岩浆属性差异使岩浆中的铁、铜元素发生差异性富集形成了该区不同的矿化类型。基于典型成矿岩体的矿物学标志,认为目前尚未发现大中型矿床的殷祖岩体在岩浆源区、氧逸度、挥发分含量和演化过程等方面与该区成铜岩体一致,表明殷祖岩体具有较大的成矿潜力,是今后铜金矿找矿勘查需要重点关注的对象。本研究表明利用全岩和矿物（磷灰石、锆石、榍石、角闪石、斜长石和黑云母）组成,并结合区域地质特征,有助于确定区域内特定岩体的属性特征、演化过程、成矿潜力以及成矿类型。