深部过程对埃达克质岩石成分的制约

埃达克岩、太古宙TTG和中国东部广泛出露的燕山期埃达克质中酸性火山-侵入岩在岩石地球化学特征方面有许多相似之处,也有一些显著的差异。与典型的埃达克岩相比,太古宙TTG具有相对高Si和低Mg^#的特点：中国东部埃达克质岩石多表现为低Mg^#贫A120,和高K特征。埃达克岩相对高Mg^#是由于俯冲洋壳部分熔融产生的原生埃达克岩熔体受到了地幔橄榄岩的混染,太古宙TTG多无明显的地幔混染印记,反映其可能主要形成于下地壳底侵玄武岩的部分熔融,而与洋壳俯冲没有直接联系。中国东部埃达克质岩石相对低Mg^#畜K,暗示其可能是下地壳底侵玄武岩部分熔融或拆沉-熔融的产物,而幔源富钾熔体的混合、壳内分异和混染过程都有可能影响其成分特征中国东部部分地区的高镁埃达克质岩石可能揭示了下地壳拆沉一熔融和地幔混染过程。钾质埃达克岩的源区可能是被小比例软流圈熔体交代富集的底侵玄武岩层(增厚的下地壳)。结合燕山期岩浆作用和构造转换的特点来看,埃达克岩的形成是中国东部晚中生代岩石圈强烈减薄和大规模岩浆作用产物的一部分,这一重大构造体制的转换可能与地幔柱上涌对岩石圈的侵蚀和导致的伸展作用有关。     

金红石榴辉岩——一个可能的超球粒陨石Nb/Ta储库

Nb,Ta的硅酸盐地球质量不平衡问题争论由来已久,备受关注。近年来研究发现,含金红石的榴辉岩Nb/Ta往往高于球粒陨石值(Nb/Ta=17.5),暗示其可能是平衡地球Nb亏损的独立储库。而洋壳玄武岩部分熔融实验表明Ta比Nb更倾向进入金红石晶格,这意味着作为俯冲洋壳部分熔融残留相的榴辉岩Nb/Ta不可能高于原岩。为了解释地质观察和实验结果之间的矛盾,系统分析了中国大陆科学钻探工程(CCSD)主孔、先导孔及附近地表榴辉岩的矿物微量元素。结果发现:榴辉岩中的Nb,Ta主要存在于金红石之中,其他矿物中含量极少;Nb,Ta之间存在着强烈分异(Nb/Ta=5.3～96.2),并总体上具有超球粒陨石的特征;韭闪石和多硅白云母的Nb/Ta平均分别为48.6,21.8,显示了很强的Nb,Ta分异能力;其他矿物如石榴石、绿辉石、绿帘石、磷灰石等的Nb、Ta含量及Nb/Ta都很低,对Nb-Ta分异不造成影响。认为导致Nb-Ta分异的不是金红石,而应出现在洋壳俯冲过程中金红石相出现之前的脱水和部分熔融阶段。富含Ti的角闪石(韭闪石)和白云母可能对Nb-Ta分异起到了决定性的作用。等金红石相出现之后,由于其对Nb,Ta的绝对控制作用,此前阶段的分异结果便被固定在金红石中而继承下来。因此,含金红石的榴辉岩常常表现出超球粒陨石Nb/Ta的特征,与金红石不能有效地分异Na,Ta的实验结果之间并不矛盾。在不均匀的上地幔中含金红石的榴辉岩是可能的超球粒陨石Nb/Ta储库之一。     

TTG岩系Nb-Ta-La分馏特征的地球化学模拟:对太古宙板块俯冲与大陆地壳生长机制的约束

TTG的Nb/Ta比值以及Nb、Ta相对于La(代表LILE)的亏损取决于部分熔融体系中金红石、角闪石作为残留相矿物存在与否.本研究采用金红石和低Mg#角闪石的微量元素分配系数模拟部分熔融过程中Nb-Ta-La的分馏.模拟结果表明:如果与TTG熔体平衡的残留相是不含金红石的石榴角闪岩,熔体Nb/Ta比值低于源岩但Ta含...     

埃达克岩：关于其成因的一些不同观点

埃达克岩的概念是十多年前提出来的,指由俯冲的年轻洋壳熔融形成的火成岩。自从最初在现代岛弧近十几个地方报道埃达克岩以来,新近又在几个地方发现有埃达克岩（如日本西南部,外墨西哥火山岩带,等等）。但是,过去十 多年的研究也表明,埃达克岩可以由俯冲期间的其它过程产生（例如,沿俯冲板片的撕裂边,留在上地幔中的板片残余等）。另外,埃达克岩似乎与一些岩石呈共生组合,这些岩石包括高镁安山岩、富Nb的弦玄武岩（NEAB）,还可能有玻安岩（几个研究者已在玻安岩中发现有埃达克岩的组分）。高镇安山岩不是来自埃达克与地幔的相互作用（Adak-type),就是来自此相互作用期间地幔的熔融（Piip-type);富Nb的弦玄武岩,据认为是来自一种被埃达我岩广泛交代的地幔的部分熔融。作为一个新的岩套,埃达克岩交代火山岩系列已被建议用来解释各种岩石组合。此外,大量的富Pb弧玄武岩也已被发现包含有超镁铁质的地幔包体,而这些包体有高亏损地幔与埃达克反应的明显证据。关于主要与下地壳熔而不是冲板片有关的埃达克岩的起源已提出几种假说,一个模型认为,下地壳熔融出现在玄武质岩浆底侵下地壳时。但是,有许多理由似乎可以排除这种模式。另一种模型认为,在大陆地壳很厚的区域,下地壳可能变成榴辉岩,从而拆离并下沉到地幔中（拆沉）。这个拆沉过程将导致下地壳下中拆沉的下地壳的上部与相对热的地幔接触,进而可引起下地壳熔融和埃达克岩的形成。这使我们认为,在中国东部发现的与俯冲作用无关的白垩纪埃达克可能是下地壳熔融与拆沉作用的产物。我们 还要强调,如果下地壳熔融与拆沉作用真能形成埃达克岩,那么埃达克岩这一术语不应该仅仅局限于与板片熔融有关的过程,而应包括那些与下地壳熔融有关的过程。太古宙的大陆地壳主要由奥长花岗岩、英云闪长岩和英安岩（TTD）组成。这种大陆地壳是来自板片熔融还是下地壳熔融仍是有争议的。然而,我们认为,太古宙期间地幔的较高温度会导致较多的洋中脊的形成,从而产生比今天“更多”的年轻洋壳的俯冲。据此,我们认为,太古宙TTD大陆地宙主要由板片熔融形成。我们也注意到,太古宙是广泛金矿化的时期。有些研究者还发现,金和铜的矿化与埃达克质交代火山岩系列有关。因此,该火山岩系列可能会寻找金属矿床的一个重要标志。     

阿尔金环形山榴辉岩岩石地球化学及地质意义

调查研究发现,阿尔金南缘环形山榴辉岩呈透镜体状产于新元古代石榴石二长花岗片麻岩中,岩石经退变质作用,白眼圈构造发育,石榴石变少,石英及金红石等矿物较少,未见峰期矿物组合。绿辉石被次透辉石及角闪石替代,岩石为榴辉岩、榴闪岩及斜长角闪岩。主量及微量元素地球化学分析显示:主量元素Al2O3、TiO2、MgO、P2O5及稀土Nb/Ta、Zr/Hf、Zr/Nb、La/Nb、Y/Nb特征比值与洋脊玄武岩一致;稀土标准化模式图、微量元素原始地幔标准化图及MORB标准化图指示岩石具洋脊玄武岩特征,原岩可能为地幔岩经15%~30%的部分熔融形成。结合榴辉岩围岩年龄、变质作用等分析认为,该榴辉岩为似洋脊玄武岩的基性岩浆侵入花岗岩后,于500 Ma左右发生大陆俯冲折返形成。     

矿物-TTG熔体微量元素分配及其岩石学应用

奥长花岗岩-英云闪长岩-花岗闪长岩岩套(TTG),是地球上最古老(太古宙)陆壳的最主要组成,通常认为是俯冲的玄武质洋壳或玄武质下地壳部分熔融产生的.目前,变质玄武岩残留矿物(石榴子石、角闪石、单斜辉石和金红石)与中酸性熔体之间微量元素分配系数的研究相对有限,这对于理解早期大陆壳的起源和生长机制无疑是十分不利的.     

滇西澜沧黑河地区超高压变质岩中金红石微量元素特征

为研究黑河地区金红石微量元素特征及榴辉岩型金红石矿床的成矿地质条件,本文选取滇西澜沧黑河地区榴辉岩、石榴多硅白云母片岩中的金红石进行LA-ICP-MS微量元素分析。结果表明金红石微量元素呈现阶梯式三级分布特征,最富集Nb、Ta,其次是Zr、Hf,含量较少的元素有Ba、Rb、Sr、Th、REE;榴辉岩、榴闪岩类原岩属于变质基性岩类,含蓝晶石榴闪岩原岩属于玄武质凝灰岩类,石榴多硅白云母片岩类原岩属于泥质岩类;榴辉岩中金红石Nb/Ta比值均要高于其全岩Nb/Ta比值,金红石Nb、Ta含量与变质作用过程中元素在各矿物间的分配系数有关;采用金红石Zr含量温度计获得黑河地区榴辉岩的峰期变质阶段金红石形成温度为578～605℃,峰期变质作用后的退变质流体会造成金红石中Zr的再平衡。此外,黑河地区具备榴辉岩型金红石矿床形成的成矿物源、成矿作用的物理化学条件以及成矿的物质基础,有一定的找矿潜力。     

富铌玄武岩：板片熔体交代的地幔楔橄榄岩部分熔融产物

富铌玄武岩是一类具有特殊地球化学特征的岛弧玄武岩。与正常岛弧玄武岩相比，它具有硅饱和并富钠的特征；同时具有相对高的Nb（一般>7×10-6）、TiO2（1%～2%）和P含量，以及低的LILE/HFSE和HREE/HFSE比值，并富集高场强元素；它的原始地幔标准化微量元素图显示了弱的Nb、Ta负异常（有时出现弱的正异常），原始地幔标准化La/Nb比值小于2（但很少小于0.7），它是由受埃达克质熔体交代过的地幔橄榄岩部分熔融形成的。由于富铌玄武岩与埃达克岩是大洋板片俯冲作用的直接产物，因此，通过对该岩石组合及与俯冲作用有关的流体和熔体的研究，不仅可以查明洋壳俯冲作用过程中的岩浆活动特征，还可以阐明洋壳俯冲及壳幔相互作用，具十分重要的地质意义。     

太古宙TTG的Nb/Ta变化特征:对“Nb-Ta悖论”的启示

英云闪长岩-奥长花岗岩-花岗闪长岩(TTG)是地球早期大陆地壳最重要的组成部分。TTG的Nb/Ta比值变化不仅与它的成因相关,而且与早期构造环境和地壳分异过程关系紧密。本文选择阴山地块出露的TTG片麻岩及下地壳斜长角闪岩/麻粒岩包体作为研究对象,开展了寄主花岗闪长岩和同源镁铁质包体中的角闪石和黑云母的原位微区矿物的微量元素分析工作,以及TTG与非同源斜长角闪岩包体的全岩主微量元素分析工作。矿物化学研究结果表明,花岗闪长岩和同源镁铁质包体的角闪石具有相似的Mg^#值,但是两者具有明显不同的Nb/Ta比值。镁铁质包体中的角闪石更富Cr、Ta,Nb/Ta比值为30~50;TTG岩石中的角闪石Cr和Ta含量偏低,但具有更高的Nb/Ta比值(38~70)。TTG和镁铁质包体中的角闪石Cr含量与Nb/Ta具有较好的负相关关系。全岩地球化学分析结果揭示,TTG片麻岩的具有高Nb/Ta比值(13~65,平均值31),斜长角闪岩和麻粒岩包体具有变化的Nb/Ta比值(10~56)。太古宙绿岩带中玄武质岩石的Nb/Ta平均值为~15,阴山地块斜长角闪岩和麻粒岩包体具有高的Nb/Ta比值,反映了这些代表基性下地壳的岩石经历了部分熔融作用或后期的交代作用,使其Nb/Ta比值发生改变。研究区具有高Nb/Ta比值的TTG可能来源于高Nb/Ta比值基性下地壳部分熔融,并继承了源区高Nb/Ta比值的特征。通过本文研究揭示,高Nb/Ta比值的TTG并非一定形成于俯冲带洋壳榴辉岩相部分熔融,下地壳富角闪石和黑云母的岩石部分熔融是形成高Nb/Ta比值TTG的一种重要途径。     

埃达克质岩的构造背景与岩石组合

本文介绍了埃达克质岩形成的构造背景与岩石组合。埃达克质岩可以形成于不同的构造背景并与不同类型的岩石同时出现：1）火山弧环境中常出现埃达克质岩一高镁安山岩-富Nb玄武质岩组合,它的形成可能与板片熔融以及熔体一地幔橄榄岩的相互作用有关;2）大陆活动碰撞造山带环境（如羌塘）中埃达克质岩常与同期钾质或橄榄玄粗质岩共生,这可能与俯冲陆壳熔融和俯冲陆壳熔体交代的地幔橄榄岩熔融有关;3）造山带伸展垮塌环境（如大别山）中埃达克质岩会伴随有镁铁质一超镁铁质岩浆出露,增厚下地壳产生埃达克质岩浆后的榴辉岩质残留体拆沉进入地幔,与地幔橄榄岩的混合可能形成后期镁铁质一超镁铁质岩浆的源区;4）大陆板内伸展环境中埃达克质岩常与同期橄榄玄粗质的岩石共生,增厚、拆沉下地壳,以及富集地幔的熔融或岩浆混合在岩石的成因中发挥了重要作用。     

A catalytic delamination-driven model for coupled genesis of Archaean crust and sub-continental lithospheric mantle

There is no consensus on the processes responsible for near-coeval formation of Archaean continental crust (dominantly tonalite-trondhjemite-granodiorite: TTG), greenstone belts dominated by komatiitic to tholeiitic lavas (KT), and sub-continental lithospheric mantle (SCLM). The Douglas Harbour domain (2.7-2.9 Ga) of the Minto Block, northeastern Superior Province, has two TTG suites, the western and eastern Faribault-Thury (WFT and EFT), with embedded KT greenstones. Tonalites of both suites have high light/heavy rare-earth element ratios (L/HREE), high large ion lithophile element (U-Th-Rb-Cs-La: LILE) contents, positive Sr-Pb anomalies, and negative Nb-Ta-Ti anomalies. Such typical Archaean TTG signatures are commonly explained by melting of subducted oceanic crust, but could also originate by melting the base of thick basaltic plateaux formed above mantle upwellings (plumes), leaving behind restites containing pyroxene, garnet, and rutile. Field relationships (in situ segregation veins), phase equilibria (hornblende stabilized at lower crustal pressure), petrography (corroded epidote and muscovite phenocrysts, rare plagioclase phenocrysts), and trace element models, all imply that FT tonalite to trondhjemite evolution reflects hornblende-dominated fractional crystallization, not partial melting of subducted crust. The geochemistry of parental FT tonalites can be modeled by 15-30% melting of FT tholeiitic metabasalts, with residues of eclogite, garnet-websterite, or hornblende-garnet websterite. A minor residual Ti-phase such as rutile is also needed to generate negative Ti-Nb-Ta troughs in the TTGs. However, large volumes of eclogitic restites complementary to TTG are not observed either at the base of Archaean crustal sections, or in the SCLM. Additional problems with slab-melting models include: (a) the rarity of lithologies and associations characteristic of active margins (ophiolites, andesites, blueschists, accretionary mélanges, molasse, flysch, high-pressure belts, and thrust-and-fold belts); (b) the need to deliver plume-derived KT melt through the slab; and (c) extracting enough TTG melt from a subducting slab in the time available (200-300 my). In the plateau-melting model, heat for crustal anatexis is supplied by ongoing KT magma derived from mantle upwellings. However, SCLM rocks differ from predicted 1-stage mantle melting residua; and the voluminous residual eclogites complementary to TTG generation somehow need to be removed. These two problems might solve one another if the dense crustal restites disaggregated and mixed into the underlying depleted mantle. Mantle melting slows upon exhaustion of Ca-Al-rich phases, with large temperature increases needed to extract more melt from harzburgite residua. Physical addition of delaminated crustal restites would refertilize the refractory mantle, allowing extraction of additional melt increments, and might explain the ultra-depleted and orthopyroxene-rich nature of the SCLM. A hybrid source composed of 10% eclogitic restite of EFT tonalite generation, mixed with harzburgitic residues from 25% melting of primitive mantle, yields model melts with trace element signatures resembling typical Munro komatiites. Variations in the mineralogy and geochemistry of the delaminated component might account for the diversity of komatiite types. Degassing of hornblende-rich delaminated restites would transfer LILE to surrounding depleted mantle and could generate boninites. Fusion of undepleted metabasalt sandwiched among denser restites could generate sanukitoids. Mantle melt pulses generated by catastrophic delamination events would underplate nascent TTG crust and trigger renewed crustal melting, followed by delamination of newly formed eclogitic restites, triggering additional mantle melting, and so on. I posit that delamination of crustal restites catalyzed multi-stage melting of the SCLM and maturation of the Archaean continental crust. Thus, Archaean crust and SCLM are genetically inter-linked, and both form above major mantle upwellings.     

Geochemical modelling of early Eocene adakitic magmatism in the Eastern Pontides,NE Anatolia: continental crust or subducted oceanic slab origin?

Early Eocene adakitic volcanic and granitoid rocks are widespread in the Eastern Pontides of NE Turkey, providing significant constraints for the early Cenozoic tectonomagmatic evolution of the region. These adakitic rock units exhibit relatively high Sr/Y and La/Yb ratios, but low Y and Yb values, similar to modern adakites generated by partial fusion of a subducted oceanic slab. They also have high K₂O and low MgO contents, and show moderately enriched I_Sr and low ?_Nd(t) isotopic signatures. Our trace element modelling suggests that these adakitic magmas were generated from partial melting at low pressures of a garnet-bearing amphibolitic source in the continental lower crust. This lower crustal melting resulted from slab break off-induced asthenospheric upwelling and related magmatic underplating beneath the Eastern Pontides. We interpret this melting event and the adakitic magmatic activity as a syn- to post-collisional process involving early Cenozoic collision of the Pontide and Anatolide–Tauride continental blocks. The geochemical and tectonic constraints presented here indicate that early Eocene adakitic magmatism in the Eastern Pontides did not result from partial fusion of a subducted oceanic slab, but instead represent continental-type adakite formation.     

Adakitic火成岩对大陆地壳增厚过程的指示:以青藏北部火山岩为例

Adakitic火成岩可以通过几种不同的岩浆作用方式产生,其中下地壳镁铁质岩石的直接部分熔融和拆沉下地壳的部分熔融可能是两种重要的adakitic火成岩形成方式。在一个大陆厚地壳背景,adakitic火成岩的产生指示了它们的岩浆源区位于大于40 km的下地壳之中,因此,暗示该大陆地壳的最小厚度超过40 km。青藏高原腹地的羌塘地区分布有40 Ma左右的“低镁”和“高镁”adakitic安山岩-英安岩-流纹岩,它们应分别是青藏高原厚大陆地壳下部镁铁质岩石直接部分熔融和拆沉的下地壳脱水熔融的产物。这套adakitic火山岩的厘定指示出在40 Ma左右时,青藏羌塘地区或更大范围的大陆地壳已经加厚到超过40 km,其地表在当时或稍后可能已经开始了隆升。     

大陆的起源

太阳系固体星球都有类似的核-幔-壳结构,但唯独人类居住的地球具有长英质组成的大陆壳。太古宙大陆克拉通主要由英云闪长岩(Tonalite)-奥长花岗岩(Trondhjemite)-花岗闪长岩(Granodiorite)为主的TTG深成侵入体变质而成的正片麻岩和由基性-超基性酸性火山岩及少量沉积岩变质的表壳岩(绿岩)组成。已有的资料显示这些太古宙大陆岩石组合起源于大洋壳的部分熔融。大洋壳分为大洋盆地、洋中脊、岛弧和洋底高原(大洋岛)。前两者地壳的平均厚度只有5~10km,不可能成为形成太古宙TTG深成侵入体的场所。因此,长英质大陆或起源于板块构造体制下的岛弧,或起源于地幔柱体制下的洋底高原。板块构造体制下的岛弧模式能够很好地解释太古宙克拉通TTG深成岩的成因,即俯冲大洋板片部分熔融所形成的埃达克岩相当于太古宙高压(高Al2O2)型TTG,而俯冲板片脱水导致地幔楔部分熔融形成的玄武质地壳再次熔融所形成的钙碱性花岗质岩石相当于太古宙低压(低Al2O2)型TTG。然而,板块构造体制下的岛弧模式不能令人满意地解释太古宙绿岩带火山岩组合中缺少大量的安山岩、科马提岩~1600℃高温形成环境、克拉通规模近于同时侵位的TTG岩套、大规模卵形构造样式、代表性的逆时针P-T轨迹变质作用演化等诸多特征。相反,地幔柱洋底高原模式能够合理地解释太古宙绿岩双峰式火山岩组合的成因,即基性的拉斑玄武岩和超基性的科马提岩分别来自地幔柱头部部分熔融和尾柱熔浆,而酸性的英安岩、流纹质英安岩和流纹岩是地幔柱热异常导致的洋底高原底部的部分熔融物。按照地幔柱洋底高原模式,太古宙TTG岩浆是由洋底高原底部玄武质地壳的部分熔融而成,这样能够合理地解释为什么太古宙TTG能够在短时间内巨量产出并在形成时间上没有任何系统变化。地幔柱洋底高原模式还能合理地解释太古宙克拉通穹隆构造(dome-and-keel structure)样式、近等压冷却型(IBC)逆时针P-T轨迹,缺少蓝片岩和双变质带的等典型岛弧俯冲带的标志的特征。本文在对大陆起源的岛弧模式和地幔柱洋底高原模式综合评述的基础上,提出一个大陆起源于洋底高原的两阶段模式。     

Generation of the Early Cenozoic adakitic volcanism by partial melting of mafic lower crust,Eastern Turkey: Implications for crustal thickening to delamination

Early Cenozoic (48–50 Ma) adakitic volcanic rocks from the Eastern Pontides, NE Turkey, consist of calc-alkaline and high-K calc-alkaline andesite and dacite, with SiO₂ contents ranging from 56.01 to 65.44 wt.%. This is the first time that Early Eocene volcanism and adakites have been reported from the region. The rocks are composed of plagioclase, amphibole, quartz, and Mg-rich biotite. They have high and low-Mg# values ranging from 55 to 62 and 13 to 42, respectively. High-Mg# rocks have higher Ni and Co contents than low-Mg# samples. The rocks exhibit enrichments in large ion lithophile elements including the light rare earth elements, depletions in Nb, Ta and Ti and have high La/Yb and Sr/Y ratios. Their relative high I_Sr (0.70474–0.70640) and low ε_Nd (50 Ma) values (? 2.3 to 0.8) are inconsistent with an origin as partial melts of a subducted oceanic slab. Combined major- and trace element and Sr–Nd isotope data suggest that the adakitic magmas are related to the unique tectonic setting of this region, where a transition from a collision to an extension stage has created thickening and delamination of the Pontide mafic lower crust at 50 Ma. The high-Mg adakitic magmas resulted from partial melting of the delaminated eclogitic mafic lower crust that sank into the relatively hot subcrustal mantle, and its subsequent interaction with the mantle peridotite during upward transport, leaving garnet as the residual phase, elevates the MgO content and Mg# of the magmas, whereas low-Mg# magmas formed by the melting of newly exposed lower crustal rocks caused by asthenospheric upwelling, which supplies heat flux to the lower crust. The data also suggest that the mafic lower continental crust beneath the region was thickened between the Late Cretaceous and the Late Paleocene and delaminated during Late Paleocene to Early Eocene time, which coincides with the initial stage of crustal thinning caused by crustal extensional events in the Eastern Pontides and rules out the possibility of an extensional regime before ~ 50 Ma in the region during the Late Mesozoic to Early Cenozoic.     

俯冲带部分熔融

俯冲带是地幔对流环的下沉翼，是地球内部的重要物理与化学系统。俯冲带具有比周围地幔更低的温度，因此，一般认为俯冲板片并不会发生部分熔融，而是脱水导致上覆地幔楔发生部分熔融。但是，也有研究认为，在水化的洋壳俯冲过程中可以发生部分熔融。特别是在下列情况下，俯冲洋壳的部分熔融是俯冲带岩浆作用的重要方式。年轻的大洋岩石圈发生低角度缓慢俯冲时，洋壳物质可以发生饱和水或脱水熔融，基性岩部分熔融形成埃达克岩。太古代的俯冲带很可能具有与年轻大洋岩石圈俯冲带类似的热结构，俯冲的洋壳板片部分熔融可以形成英云闪长岩-奥长花岗岩-花岗闪长岩。平俯冲大洋高原中的基性岩可以发生部分熔融产生埃达克岩。扩张洋中脊俯冲可以导致板片窗边缘的洋壳部分熔融形成埃达克岩。与俯冲洋壳相比，俯冲的大陆地壳具有很低的水含量，较难发生部分熔融，但在超高压变质陆壳岩石的折返过程中可以经历广泛的脱水熔融。超高压变质岩在地幔深部熔融形成的熔体与地幔相互作用是碰撞造山带富钾岩浆岩的可能成因机制。碰撞造山带的加厚下地壳可经历长期的高温与高压变质和脱水熔融，形成S型花岗岩和埃达克质岩石。     

强烈亏损重稀土元素的中酸性火成岩(或埃达克质岩)与Cu、Au成矿作用

文中概述了强烈亏损重稀土元素的中酸性火成岩(或埃达克质岩)的研究历史、现状和意义,列出了扬子地块东部、青藏高原以及新疆北部与铜金成矿有关的同类岩石的一些特征,重点分析了当前强烈亏损重稀土元素的中酸性火成岩(或埃达克质岩)的研究中所存在的问题,并提出了一些初步的设想。强烈亏损重稀土元素的中酸性火成岩(或埃达克质岩)不仅具有重要的地球动力学意义(可能与俯冲、拆沉、底侵、板片窗或地幔交代等深部过程有关),而且具有极其重要的Cu、Au成矿意义。俯冲洋壳熔融形成的埃达克岩及其成矿作用已有相当深入的研究,但是来自大陆内部的强烈亏损重稀土元素的中酸性火成岩的成因、岩石组合及其成矿作用是否类似于俯冲洋壳熔融形成的埃达克岩,还需要深入的研究。一些强烈亏损重稀土元素的中酸性火成岩(或埃达克质岩)的所表现出的高钾特征很可能与高压(>1 GPa)条件下的熔融或源岩的高钾有关。文中提出了一个有别于俯冲洋壳熔融+埃达克岩+Cu、Au成矿的新工作模型——拆沉洋壳或下地壳熔融+强烈亏损重稀土元素的中酸性火成岩(或埃达克质岩)+Cu、Au成矿。拆沉洋壳或下地壳熔融形成熔体的Fe_2O_3对地幔的交代(氧化)作用可能是Cu、Au从地幔迁出并最终成矿的一个重要原因,但是增厚下地壳环境中流体的作用也不?     

Petrogenesis of Cretaceous adakitic and shoshonitic igneous rocks in the Luzong area, Anhui Province (eastern China): Implications for geodynamics and Cu–Au mineralization

Both adakitic and shoshonitic igneous rocks in the Luzong area, Anhui Province, eastern China are associated with Cretaceous Cu–Au mineralization. The Shaxi quartz diorite porphyrites exhibit adakite-like geochemical features, such as light rare earth element (LREE) enrichment, heavy REE (HREE) depletion, high Al₂O₃, MgO, Sr, Sr / Y and La / Yb values, and low Y and Yb contents. They have low ε_Nd(t) values (− 3.46 to − 6.28) and high (⁸⁷Sr / ⁸⁶Sr)_i ratios (0.7051–0.7057). Sensitive High-Resolution Ion Microprobe (SHRIMP) zircon analyses indicate a crystallization age of 136 ± 3 Ma for the adakitic rocks. Most volcanic rocks and the majority of monzonites and syenites in the Luzong area are K-rich (or shoshonitic) and were also produced during the Cretaceous (140–125 Ma). They are enriched in LREE and large-ion lithophile elements, and depleted in Ti, and Nb and Ba and exhibit relatively lower ε_Nd(t) values ranging from − 4.65 to − 7.03 and relatively higher (⁸⁷Sr / ⁸⁶Sr)_i ratios varying between 0.7057 and 0.7062. The shoshonitic and adakitic rocks in the Luzong area have similar Pb isotopic compositions (²⁰⁶Pb / ²⁰⁴Pb = 17.90–18.83, ²⁰⁷Pb / ²⁰⁴Pb = 15.45–15.62 and ²⁰⁸Pb / ²⁰⁴Pb = 38.07–38.80). Geological data from the Luzong area suggest that the Cretaceous igneous rocks are distributed along NE fault zones (e.g., Tanlu and Yangtze River fault zones) in eastern China and were likely formed in an extensional setting within the Yangtze Block. The Shaxi adakitic rocks were probably derived by the partial melting of delaminated lower crust at pressures equivalent to crustal thickness of > 50 km (i.e., 1.5 GPa), possibly leaving rutile-bearing eclogitic residue. The shoshonitic magmas, in contrast, originated mainly from an enriched mantle metasomatized by subducted oceanic sediments. They underwent early high-pressure (> 1.5 GPa) fractional crystallization at the boundary between thickened (> 50 km) lower crust and lithospheric mantle and late low-pressure (< 1.5 GPa) fractional crystallization in the shallow (< 50 km) crust. The adakitic and shoshonitic rocks appear to be linked to an intra-continental extensional setting where partial melting of enriched mantle and delaminated lower crust was probably controlled by lithospheric thinning and upwelling of hot asthenosphere along NE fault zones (e.g., Tanlu and Yangtze River fault zones) in eastern China. Both the shoshonitic and adakitic magmas were fertile with respect to Cu–Au mineralization.     

中国东部富钾埃达克岩成因的实验约束

Adakite在地球化学上具明显特征的火山岩和深成花岗岩类岩石，见于洋内岛孤环境和大陆孤，如安底斯孤。在洋内岛孤，由热的消减的大洋岩石圈熔融形成（叫做“板片熔融”），而在大陆孤，熔融曾发生在构造或岩浆加厚的下地壳底（叫做“下地壳熔融”）。在这两种产状环境中，adakite的鲜明地球化学特征被认为是起因子，一种不同程度含水的变质基性原岩在足够深度上的部分熔融，这里的足够深度是指可使石榴子石在残余结晶组合（即石榴角闪石和/或榴辉石的残余）中保持稳定的深度。“原始”或“母”adakite熔体一旦形成，便可能在其向上运移和侵位上地壳期间受到同化作用（或是地幔，或是大陆物质）和结晶分异作用的改造。中国东部晚中生代（早中白垩世，160-110Ma）的adakite,与见于同一地区和其它地方的钠质adakite相比，通常富含钾(K2O)和其它大离子亲石元素（如Ba,Th,U），有较低的Na2O/K2O比值（-1.0-1.1）,类似于玄武岩在石榴角闪岩-榴辉岩相含水熔融实验中所产生adakite熔体，要么是由洋壳板片熔融所形成，要么是由不同成分的玄武质下地壳原岩部分熔融所形成。尽管有些成分差异，它们的总体化学特征仍然可将中国东部的富钾花岗岩类岩石定均adakite。我们把这些富钾的adakite的独特化学行特征，归因于成分来源的特殊性，或adakite母岩浆遭受了同化混染和结晶分异(AFC)作用的改造。虽然中国东部与消减带环境明显不同这一点表明，那里的adakite可由板块底部侵位的（岩浆加厚的）镁铁质下地壳部分熔融所形成，但燕山运动期间中国东部存在“平坦”俯冲的地球动力学环境是可能被排除的。