与元古宙斜长岩杂岩体有关的铁钛氧化物-磷灰石矿床（铁钛磷灰岩）的成因，一直都存在着较大的争议。争议的焦点主要集中于铁钛磷灰岩的成因究竟是液态不混溶作用还是分离结晶作用。华北克拉通北部河北大庙铁磷矿床是我国唯一一个产于元古宙斜长岩杂岩体中的铁钛氧化物-磷灰石矿床。本次研究在对该矿床详细的野外地质调查和室内显微镜观察的基础上，开展了矿物学和地球化学特征研究。大庙Fe-Ti-P矿床主要包括斜长岩、暗色苏长岩和铁钛磷灰岩。斜长岩和暗色苏长岩的主要矿物中，斜长石均属于中长石，单斜辉石均属于透辉石。铁钛磷灰岩由氟磷灰石和铁钛氧化物构成，主量元素哈克图解显示，MgO含量与其它主量元素含量相关性较好，表明发生了磷灰石和斜长石的分离结晶作用。铁钛磷灰岩稀土总量远远高于斜长岩和暗色苏长岩，显示其为堆晶成因。三者分配曲线较为平坦且近似平行，表明是同源岩浆演化的产物。大庙斜长岩表现出非常明显的正Eu异常，但铁钛磷灰岩只有轻微的Eu的负异常，部分铁钛磷灰岩样品甚至没有Eu异常，表明粒间熔体分离结晶磷灰石的过程中，富含斜长石的晶粥层中斜长石晶体可能出现再溶解。针对铁钛磷灰岩的成因是液态不混溶作用还是分离结晶作用的争议，本次研究利用同步热分析仪（DSC）对铁钛磷灰质熔体的成分进行熔融温度测试，结果显示其熔融温度高于1450oC，即远高于玄武岩液相线温度（1200oC），这与炼钢工业中常见的CaO-P2O5-FexO体系大量实验研究结果一致。此外，通过总结前人在岩石学领域对磷灰石-硅酸盐熔体的相平衡研究并作对比，结果显示无论是实验样品还是自然界中的样品，玄武岩体系中富Fe-P的不混溶熔体均需要至少含有20wt.%的硅酸盐成分，说明无硅的铁钛磷灰质不混溶熔体在岩浆温度下是不存在的。在上述研究基础上，首次开展了大庙铁钛磷灰岩中磷灰石内部的熔融包裹体研究，研究发现磷灰石内熔融包裹体大小不等（~3-200μm），主要子矿物有蛭石和绿泥石，部分含有黑云母、角闪石、金云母和铁钛氧化物等。包裹体成分特殊，除去三个富硅熔融包裹体（SiO2含量62.1wt.%-73.8wt.%；FeO含量0.25wt.%-2.35wt.%），其余所有熔融包裹体SiO2含量在20.79wt.%-50.16wt.%之间，FeO含量在13.44wt.%-32.78wt.%之间，且多数表现出低钙（0.04wt.%-1.51wt.%）高铝（0.04wt.%-1.51wt.%）的特征。虽然包裹体成分极度富铁，但它和拉斑玄武岩体系中典型的不混溶富铁相熔体成分仍然有很大区别。综合其他信息，认为大庙铁钛磷灰岩磷灰石熔融包裹体记录了岩浆房晶粥层内粒间熔体的演化趋势，由此对铁钛磷灰岩的成因提出了新的解释：磷灰石结晶自富铁镁又富水的硅酸盐熔体，熔体在演化过程中，受到了粒间热液流体相的强烈作用，同时由于流体迁移带走了熔体中大量的钙和碱等不相容元素。在岩浆脱气和流体迁移作用的不断进行过程中，晶粥层内矿物相-熔体相以及熔体相-流体相不断地再平衡，导致熔体向极度富铁的方向演化，由此形成了富Fe-Ti-P矿床。因此，本文提出粒间流体迁移过程是该类型矿床铁钛磷富集的关键。