条带状铁建造(BIF)是地球上最古老的沉积岩类型之一,前寒武纪海洋中微生物对Fe2+的氧化可能导致了BIF的形成(Kappler et al., 2005)。其中富轻同位素的石墨碳与磷灰石的特定组合可能记录了地球早期海洋中的生物活动信息(Dodd et al., 2019)。这些石墨碳和磷灰石可能由原始微生物在成岩过程中降解形成。然而,BIF经历了后期强烈的变质和变形作用的影响,越来越多的学者通过地球化学结合岩相学证据提出一些石墨和磷灰石的矿物组合可能与后期热液交代有关,进而影响到对地球早期生命记录的判断(Papineau et al., 2011; Dodd et al., 2019)。尽管前人对热液成因石墨和磷灰石的来源进行了解释,但缺乏直接证据,对BIF中热液流体的成因、热液石墨和磷灰石的识别及其具体形成机理的研究相对欠缺。针对上述问题,本次选取了华北前寒武纪清原绿岩带中发育的一处富含石墨碳和磷灰石的BIF,通过显微岩相学结合微区原位地球化学手段以及碳同位素分析,对其成因来源进行了探究。清原绿岩带位于华北克拉通北缘的变质火山-沉积层序,BIF分布在斜长角闪岩及少量石榴云母片岩中。前人研究表明这些BIF形成于~2.55 Ga,经历了角闪岩相-麻粒岩相变质(Peng et al.,2018)。本次选取的样品为中等条带状构造,其中富铁条带主要由磁铁矿和少量方解石、石英组成;富硅条带由石英和少量磁铁矿、方解石和硅酸盐组成;硅铁条带之间发育硅酸盐条带,由镁铁闪石、铁铝榴石、方解石和少量磁铁矿组成,其中铁铝榴石周围常发育绿泥石蚀变。磷灰石和石墨以组合或独立形式存在。激光拉曼和扫描电子显微镜分析结果表明,磷灰石和石墨在所有矿物相中均有分布,其中微区X射线荧光衍射元素面扫指示出磷灰石的分布与铁铝榴石具有明显的空间联系。进一步的扫描及透射电子显微镜元素分析显示,BIF中的石墨碳以及他形磷灰石边部均发育一层几十纳米厚度的绿泥石,说明出二者的形成与石榴石的绿泥石化有关;自形磷灰石周围未见石墨碳,边部不发育绿泥石集合体,指示出其原生沉积成因。石榴石绿泥石化过程中伴随着铁的氧化还原,可能为热液成因的石墨碳提供了能量,也为磷灰石的形成提供了磷源;而碳同位素结果指示出BIF中变质成因的方解石是这些石墨的含碳来源。上述结果表明,清原绿岩带BIF中发育有热液成因的石墨碳和磷灰石,其中低温蚀变(退变质)过程中的氧化还原反应可能为它们的形成提供了能量基础和物质来源;而共生的纳米绿泥石作为典型的退变质矿物,是识别这些热液成因物质的重要标志。本次研究为条带状铁建造中地球早期生命记录的识别提供了新的方法和依据,并为前寒武纪克拉通内部古流体活动过程中的碳、磷循环提供了潜在的关键信息。