Extrusive and intrusive felsic magmas occur throughout the evolution of silicic-dominated large igneous province magmatism that is temporally related to numerous economically significant iron oxide copper-gold (IOCG) deposits in southern Australia. We investigate zircon trace element signatures of the felsic magmas to assess whether zircon composition can be related to fertility of the volcanic and intrusive suites within IOCG-hosted mineral provinces. Consistent with zircon forming in oxidizing magmatic conditions, the rare earth element (REE) patterns of zircon sourced from both extrusive and intrusive magmatic rocks are characterized by light REE depletions and a range of positive Ce and negative Eu anomalies. The timing of the major phase of IOCG mineralization overlaps with the early part of the first phase of Lower Gawler Range Volcanics magmatism (1593.6–1590.4 Ma) and older intrusive magmatism of the Hiltaba Suite (1593.06–1590.50 Ma). Zircon in these mineralization-related intrusives and extrusives is distinguished from zircon in younger, mineralization-absent rocks by higher Eu/Eu*, Ce/Ce*, and Ti values and separate magma evolution paths with respect to Hf. These zircon characteristics correspond to lower degrees of fractionation and/or crustal assimilation, more oxidizing magmatic conditions, and higher magmatic temperatures, respectively, in magmas coeval with mineralization.In this respect, we consider higher oxidation state, lower degrees of fractionation, and higher magmatic temperatures to be features of fertile magmas in southern Australian IOCG terrains. Similar zircon REE characteristics are shared between magmas associated with southern Australian IOCG and iron oxide-apatite (IOA) rhyolites from the St. Francois Mountains, Missouri, namely high Ce/Ce* and high Dy/Yb, indicative of oxidized and dry magmas, respectively. The dry and more fractionated nature of the IOCG- and IOA-associated magmas contrasts with the hydrous and unfractionated nature of fertile porphyry Cu deposit magmas. As indicated by high Ce/Ce* ratios, the oxidized nature is considered a key element in magma fertility in IOCG-IOA terrains. In both IOCG and IOA terrains, the trace element compositions of zircon are able to broadly differentiate fertile from nonfertile magmatic rocks.

中文翻译：

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锆石微量元素地球化学作为氧化铁铜金矿区岩浆肥力的指标

喷出型和侵入型长英质岩浆贯穿于以硅质为主的大型火成岩省岩浆作用的演化过程中，这在时间上与澳大利亚南部众多具有重要经济意义的氧化铁铜金 (IOCG) 矿床有关。我们研究了长英质岩浆的锆石微量元素特征，以评估锆石成分是否与 IOCG 托管矿区的火山岩和侵入岩层的肥力有关。与氧化岩浆条件下的锆石形成一致，来自喷出和侵入岩浆岩的锆石的稀土元素（REE）模式的特征是稀土元素轻度消耗和一系列正Ce和负Eu异常。IOCG 矿化主要阶段的时间与下高勒山脉火山岩浆作用第一阶段的早期（1593.6-1590.4 Ma）和 Hiltaba Suite 的较老的侵入岩浆作用（1593.06-1590.50 Ma）重叠。这些与矿化相关的侵入岩和喷出岩中的锆石与较年轻、无矿化岩石中的锆石的区别在于较高的 Eu/Eu*、Ce/Ce* 和 Ti 值，以及与 Hf 相关的不同岩浆演化路径。这些锆石特征分别对应于较低程度的分馏和/或地壳同化，更多的氧化岩浆条件和较高的岩浆温度，在与矿化同时发生的岩浆中。在这方面，我们认为更高的氧化态，更低的分馏程度，和较高的岩浆温度是澳大利亚南部 IOCG 地形肥沃岩浆的特征。与澳大利亚南部 IOCG 相关的岩浆和密苏里州圣弗朗索瓦山脉的氧化铁-磷灰石 (IOA) 流纹岩具有相似的锆石 REE 特征，即高 Ce/Ce* 和高 Dy/Yb，表明岩浆氧化和干燥，分别。IOCG 和 IOA 相关岩浆的干燥和分馏性质与肥沃斑岩铜矿床岩浆的含水和未分馏性质形成对比。正如高 Ce/Ce* 比率所示，氧化性质被认为是 IOCG-IOA 地形中岩浆肥力的关键因素。在 IOCG 和 IOA 地形中，锆石的微量元素组成能够广泛地区分肥沃岩浆岩和非肥沃岩浆岩。与澳大利亚南部 IOCG 相关的岩浆和密苏里州圣弗朗索瓦山脉的氧化铁-磷灰石 (IOA) 流纹岩具有相似的锆石 REE 特征，即高 Ce/Ce* 和高 Dy/Yb，表明岩浆氧化和干燥，分别。IOCG 和 IOA 相关岩浆的干燥和分馏性质与肥沃斑岩铜矿床岩浆的含水和未分馏性质形成对比。正如高 Ce/Ce* 比率所示，氧化性质被认为是 IOCG-IOA 地形中岩浆肥力的关键因素。在 IOCG 和 IOA 地形中，锆石的微量元素组成能够广泛地区分肥沃岩浆岩和非肥沃岩浆岩。与澳大利亚南部 IOCG 相关的岩浆和密苏里州圣弗朗索瓦山脉的氧化铁-磷灰石 (IOA) 流纹岩具有相似的锆石 REE 特征，即高 Ce/Ce* 和高 Dy/Yb，表明岩浆氧化和干燥，分别。IOCG 和 IOA 相关岩浆的干燥和分馏性质与肥沃斑岩铜矿床岩浆的含水和未分馏性质形成对比。正如高 Ce/Ce* 比率所示，氧化性质被认为是 IOCG-IOA 地形中岩浆肥力的关键因素。在 IOCG 和 IOA 地形中，锆石的微量元素组成能够广泛地区分肥沃岩浆岩和非肥沃岩浆岩。密苏里州，即高 Ce/Ce* 和高 Dy/Yb，分别表示氧化和干岩浆。IOCG 和 IOA 相关岩浆的干燥和分馏性质与肥沃斑岩铜矿床岩浆的含水和未分馏性质形成对比。正如高 Ce/Ce* 比率所示，氧化性质被认为是 IOCG-IOA 地形中岩浆肥力的关键因素。在 IOCG 和 IOA 地形中，锆石的微量元素组成能够广泛地区分肥沃岩浆岩和非肥沃岩浆岩。密苏里州，即高 Ce/Ce* 和高 Dy/Yb，分别表示氧化和干岩浆。IOCG 和 IOA 相关岩浆的干燥和分馏性质与肥沃斑岩铜矿床岩浆的含水和未分馏性质形成对比。正如高 Ce/Ce* 比率所示，氧化性质被认为是 IOCG-IOA 地形中岩浆肥力的关键因素。在 IOCG 和 IOA 地形中，锆石的微量元素组成能够广泛地区分肥沃岩浆岩和非肥沃岩浆岩。氧化性质被认为是 IOCG-IOA 地形中岩浆肥力的关键因素。在 IOCG 和 IOA 地形中，锆石的微量元素组成能够广泛地区分肥沃岩浆岩和非肥沃岩浆岩。氧化性质被认为是 IOCG-IOA 地形中岩浆肥力的关键因素。在 IOCG 和 IOA 地形中，锆石的微量元素组成能够广泛地区分肥沃岩浆岩和非肥沃岩浆岩。