埃达克岩与构造环境

埃达克岩是目前国内学术界争论的焦点之一。埃达克岩的原始定义指的是形成于岛弧环境的高铝高锶而贫重稀土的一类中酸性岩浆岩,而众多事实表明埃达克岩并非都形成在岛弧环境,底侵玄武岩以及下地壳熔融也可以形成埃达克岩。作者认为,岩石命名是一种描述性的表述,不应当与其成因及其形成的构造环境联系起来,实际上,也没有一种岩石固定只形成在一种构造环境。埃达克岩的定义指的是一系列地球化学指标,“年轻的板片熔融”是对Adak岛的埃达克岩的一种解释,并非埃达克岩定义的一部分。     

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。     

苏拉威西埃达克岩、类埃达克岩分布与特征

在东南亚一带的地质研究工作中,查阅了近10多年来地质文献上发表的有关印度尼西亚苏拉威西岛弧的岩石化学数据,查出符合埃达克岩条件的中、酸性岩岩石样品25个。样品分布于南苏拉威西、中苏拉威西、北西苏拉威西和北苏拉威西,构成巽他古大陆边缘新生代埃达克岩分布带。埃达克岩岩石类型分别属于岛弧拉斑系列、钙碱性系列和高钾钙碱性系列,以重稀土元素Y、Yb含量低和高Sr值为特征。微量元素蛛网图上有明显的Th, Sr峰。大离子亲石元素（LILE）和高场强元素(HFSE)相对富集。本区埃达克岩和埃达克质岩可划分为两种类型：第一种为岛弧拉斑/钙碱性系列,见于大洋岛弧和陆缘火山弧,其REE配分模式属于大洋岛弧型（O型）;另一种产于大陆板块内部,与陆-陆碰撞和后碰撞构造环境有成因联系,属于大陆型（C型）埃达克岩。     

西藏改则县北亭贡南部地区埃达克岩的发现

在西藏改则县北亭贡南部地区发现一套岩石组合以辉绿玢岩-细粒闪长岩一细粒石英闪长岩-安山岩-凝灰岩组成的埃达克岩,根据岩石学、岩石化学、岩石地球化学及产出构造环境与典型埃达克岩对比,其完全符合埃达克岩类型,埃达克岩的发现为研究区火成岩成因问题和铜矿的找矿方向提供新思路。     

埃达克岩的特征及其意义

讨论了中国东部C型埃达克岩与环太平洋典型埃达克岩的异同点及其不同的产出背景,认为中国东部中生代具埃达克岩特征的中酸性火成岩是陆内岩浆作用的产物,推测是来自岩石圈地幔的玄武质岩浆底侵到加厚的具克拉通性质的陆壳(>50km)底部导致古老的下地壳基性岩部分熔融形成的。论述了埃达克岩,尤其是C型埃达克岩的地球动力学意义,指出埃达克岩的发现开创了岛弧岩浆成因的新系列,是岩石学领域内一个重要的突破,开拓了花岗岩研究的新思路。探讨了埃达克岩可能的形成构造背景,指出利用埃达克岩可以追踪地质历史上的地壳增厚及其相关事件,反演下地壳组成。讨论了埃达克岩与成矿作用的关系。     

埃达克岩及其成矿作用和相关问题的讨论

本文初步探讨了埃达克岩与相关大型矿床的关系，指出与埃达克岩浆有关的分异同化作用在一定条件下可以形成大型矿床；同时也强调了成矿后矿床保存的重要性。由于造山带的剥蚀速率快，导致和埃达克岩浆演化密切相关的形成于地壳浅部的大型斑岩矿床的保存有时限。因此在中国东部及“三北”地区中生代以前的造山带中，埃达克岩能否作为寻找相关大型矿床的标志值得商榷；但在新生代的西藏地区则是有可能的。近十年的研究认为中国东部侏罗纪—白垩纪的类似岩石并不属于埃达克岩系列，而是橄榄安粗岩及高钾钙碱性岩石系列。它们主要来源于富集地幔的部分熔融(不排除有下地壳物质混染的可能)及其后的结晶分异；一些中生代的斑岩型铜—金矿床和浅成低温热液矿床与此有关。     

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。     

埃达克质岩的实验研究进展

高温高压实验岩石学可有效地验证埃达克质岩浆的成因,是研究埃达克质岩成因的一项重要手段。实验研究表明,在水不饱和条件下,微量元素含量合适的中基性岩石在高温高压下的脱水部分熔融都有可能得到类似于埃达克质成分的熔体,其残留相为含有石榴子石、缺失斜长石的岩石组合。侧重于实验产物微量元素的研究将是今后实验岩石学的一个发展方向。     

埃达克岩研究的几个问题

在简略分析中国埃达克岩研究情况的基础上,讨论了新近在有关埃达克岩研究方面取得的主要进展,探讨了先前埃达克岩研究中很少或者没有注意到的特殊的地球动力学意义。强调O型埃达克岩的出现标志着大洋萎缩消减的开始,C型埃达克岩的出现则暗示地壳在此之前就已经加厚,同时认为要解决埃达克岩研究中存在的一些问题,在很大程度上还有赖于青藏高原的埃达克岩研究。     

阿尔金山西端似埃达克岩的地球化学特征及构造背景

阿尔金山西端发现的一套中性-中酸性侵入岩，主要岩石类型为石英闪长岩，英云闪长岩和花岗闪长岩，详细的岩石矿物学，岩石化学，岩石地球化学及同位素地球化学研究表明，该套岩石为钙碱性系列，其岩石地球化学特征与经典的埃达克岩十分相似，相当于张旗划分的O型埃达克岩，其成因与板块的消减作用或玄武岩底侵作用有关，这些岩石因为分布于较古老的造山带-阿尔金造山带与青藏高原北缘接合部位，故暂称其为似埃达克岩，花岗闪长岩全岩Rb-Sr等时线年龄为575Ma，应为晚震旦世的产物，其形成的构造背景与洋壳俯冲作用有关。     

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?     

Island-arc and Active Continental Margin Adakites from the Sabzevar Zone,Iran

Cretaceous to Eocene plutonic and volcanic rocks of the Sabzevar zone have an adakite characteristic with high Sr/Y ratio, depleted HFSE and enriched LILE features. Most of the Sabzevar adakites are high silica adakites with low Ni, Cr and Co contents. LREE/HREE ratio is high, while K₂O content is low to intermediate. Adakites in the Sabzevar zone are exposed in two areas, which are named southern and northern adakites here. The combination of Sr, Nd and Pb isotopic data with major and trace elements indicates that the adakitic rocks are formed by partial melting of the Sabzevar oceanic slab. Nb/Ta content of the samples indicates that the adakitic magmas were generated at different depth in the subduction system. Dy/Yb ratios of adakitic samples indicate positive, negative and roughly flat patterns for different samples, suggesting garnet and amphibole as residual phases during slab-derived adakitic magma formation. Sabzevar adakites emplaced during late to post-kinematic events. Sabzevar oceanic basin demised during a northward subduction by central Iranian micro-continents (CIM) and Eurasia plate convergence.     

埃达克岩与Cu-Au成矿作用：有待深入研究的岩浆成矿关系

研究表明，环太平洋地区新生代斑岩铜矿和浅成热液金矿与同期的埃达克质岩浆活动存在密切的时空与成因联系。埃达克岩是许多世界级的斑岩铜矿的容矿岩，也是许多浅成热液矿化系统的成矿母岩浆。根据目前的研究，二者成因联系可能在于埃达克质岩浆的富流体、高氧逸度和基性源岩等固有属性，有利于Cu、Au等深源金属元素的萃取与富集成矿一因此，这可能是一种潜在的岩浆成矿专属性关系，但对产生这种关系的原因与机制仍然不十分清楚。这有待于今后深入开展成矿与无矿的埃达克岩、成矿的埃达克岩与非埃达克岩、无矿的埃达克岩与非埃达克岩等方面的对比研究，以揭示这种成矿专属性的本质。     

Determining the Geodynamic Setting of Adakitic Granitoids Using Geochemical Data

Discriminant analysis was performed for representative sets of igneous rocks with adakitic geochemical signatures (granitoids of Archean tonalite–trondhjemite–granodiorite suites, island-arc adakites, and adakites and adakitic granitoids of collisional to postcollisional geodynamic settings). It was shown that the granitoids of Archean tonalite–trondhjemite–granodiorite suites are significantly different from islandarc adakites, as well as from collisional to postcollisional adakites and adakitic granitoids. The following discriminant function was proposed for the geodynamic classification of island arc and collisional-postcollisional adakites and adakitic granitoids on the basis of chemical composition: DF₃ =–1.69324TiO₂–0.25537Al₂O₃–0.21269FeO* + 0.06076MgO–0.09796CaO + 0.47377Na₂O + 0.29270K₂O + 3.57821P₂O₅ + 0.00431Rb + 0.00036Sr + 0.03119Y + 0.00006Zr + 0.01088Nb–0.00048Ba + 0.01366La + 0.0004Ce + 0.02319Nd–0.18584Sm + 1.29135Eu–0.62229Gd + 0.3819Dy + 2.06583Er–2.62769Yb + 1.6464.     

埃达克质岩与Cu-Au成矿作用关系的初步探讨

近来的研究发现，埃达克质岩与Au、Cu、Mo等浅成低温热液矿床及斑岩矿床有密切的关系。我们的研究表明：(1)我国的斑岩铜矿大多与埃达克质岩有关，如德兴、沙溪、多宝山、乌奴格吐山和新近发现的东疆土屋斑岩铜矿等，有些被划归与富碱侵入岩或A型花岗岩有关的斑岩铜矿，如玉龙，也具有埃达克质岩的地球化学特征；(2)华北地区的Au矿床大多与埃达克质岩有关，最典型的如胶东和小秦岭；(3)长江中下游地区的Cu、Au、Mo矿床的岩浆岩大多为埃达克质岩。埃达克质岩与成矿作用之所以密切相关，其原因在于它们在地壳深部形成的条件和环境类似，这就为Au、Cu、Mo等的找矿开辟了一个新的思路。埃达克质岩浆是玄武质岩石在高压、高温和含水条件下熔融形成的，上述条件有利于Cu、Au、Mo等金属元素溶解进入熔体。关于找矿方向，文中指出3点：(1)埃达克质岩发育的地区可能是矿床聚集的地区；(2)与消减作用有关的埃达克岩更有利于成矿元素的富集，对于中国来说，晚元古宙-古生代的古亚洲洋造山带内消减作用广泛发育，有巨大的找矿前景；(3)找矿工作应围绕埃达克质岩体及周围地质体进行。     

中国东部埃达克岩及成矿作用

埃达克岩(adakite)最初是指与俯冲洋壳部分熔融有关的一类高铝的中酸性侵入岩或火山岩。主要地球化学特点有:高Sr、低Y和Yb,轻重稀土元素强烈分异,不具有明显的Eu负异常,K2O/Na2O比值低。埃达克岩从发现、命名以来,一直是国际地学界关注的前沿课题之一。埃达克岩研究之所以方兴未艾,一则是其特殊的地球化学性质,二则是其成矿专属性。中国东部是目前国内发现埃达克岩最多的地区,主要为中生代侵入岩和火山岩,分布在长江中下游区、胶东地区及晋京辽区(或京冀区、东北区)。其中,长江中下游是重要的铜金多金属成矿带,胶东是重要的金矿带。目前,对中国东部埃达克岩成因的解释有四种模式:加厚古老下地壳的直接部分熔融、底侵玄武质下地壳部分熔融、拆沉下地壳部分熔融以及洋中脊俯冲。埃达克岩与铜金成矿的机制目前的研究还不是很透彻。一般认为埃达克质岩浆富流体、高氧逸度和基性源岩,这些特点均有利于Cu、Au等深源金属元素的萃取与富集成矿。     

Geochemistry of Adakites from the Philippines: Constraints on Their Origins

Abstract. We have identified in the Philippine Archipelago 230 samples of Late Miocene to Quaternary intermediate and evolved magmatic rocks or glasses, the compositions of which plot within the adakitic field defined by Defant and Drum-mond (1990) using Sr/Y ratios versus Y contents. These rocks belong to four different subductions, along the Manila Trench (Batan, Northern Luzon, Central Luzon), the Negros and Sulu Trenches (Negros and Western Mindano), the Cotobato Trench (Southern Mindanao) and the Philippine Trench (Eastern Mindanao). Lavas from Central Mindanao overlie the deep remnants of the Molucca Sea Plate, and were emplaced in a post-collision setting.
All these samples show a significant depletion in Y and HREE with respect to their "normal" calc-alkaline equivalents, suggesting that garnet was either a residual phase during partial melting or a fractionating mineral during differentiation or assimilation coupled with fractional crystallisation (AFC). However, only 19 samples out of our set (i.e., 8 %) display very high Sr/Y ratios (100–250). Our preferred model for the genesis of these "typical adakites" is ca. 20 % partial melting of subducted altered oceanic metabasalts converted to eclogite. This melting process could have been triggered by water from the underlying serpentinites. Most of the samples, termed "intermediate adakites", display major and trace element chemical features intermediate between those of the former group and those of normal calc-alkaline lavas. We show that magma mixing between slab-derived adakitic magmas and mafic mantle-derived melts accounts for most of the trends linking typical and intermediate adakites, although an additional contribution of mantle is required in some cases.     

西藏南部桑日群火山岩的时代：来自晚期马门侵入体的约束

位于拉萨地块南缘的桑日群火山岩通常被认为是新特提斯洋沿拉萨地块南缘向北俯冲消减的产物,但其喷发持续时间一直没有得到有效约束。在桑日群火山岩系中识别出一套稍晚于桑日群火山岩的侵入岩脉, 脉岩中的锆石用U-Pb LA-ICPMS 法测得年龄为（93.4±1.1） Ma。据此认为桑日群火山岩的喷发时间应不晚于93.4 Ma。前人的研究表明桑日群的活动时限可以追溯到晚侏罗世-早白垩世, 因此其所代表的新特提斯洋的俯冲消减至少从晚侏罗世延续到了93.4 Ma 左右。另一方面, 这些侵入岩脉的地球化学特征明显不同于俯冲成因的桑日群弧火山岩, 如埃达克岩（麻木下组）和钙碱性的火山岩（比马组）, 而与东部朗县和里龙一带 的侵入岩非常相似, 它们很可能是板片俯冲导致的加厚下地壳部分熔融的产物。这种差异暗示在新特提斯洋 俯冲消减过程中其深部动力学环境发生了较大的改变。     

Quaternary adakite—Nb-enriched basalt association in the western Trans-Mexican Volcanic Belt: is there any slab melt evidence?

A spatial and temporal association between adakitic rocks and Nb-enriched basalts (NEB) is recognised for the first time in the western sector of the Trans-Mexican Volcanic Belt in the San Pedro–Cerro Grande Volcanic Complex (SCVC). The SCVC is composed of subalkalic intermediate to felsic rocks, spanning in composition from high-silica andesites to rhyolites, and by the young transitional hawaiite and mugearite lavas of Amado Nervo shield volcano. Intermediate to felsic rocks of the SCVC show many geochemical characteristics of typical adakites, such as high Sr/Y ratios (up to 180) and low Y (<18 ppm) and Yb contents. Mafic Amado Nervo rocks have high TiO₂ (1.5–2.3 wt%), Nb (14–27 ppm), Nb/La (0.5–0.9) and high absolute abundances of HFSE similar to those shown by NEB. However, the Sr and Nd isotopic signature of SCVC rocks is different from that shown by typical adakites and NEB. Although the adakites–NEB association has been traditionally considered as a strong evidence of slab-melting, we suggest that other processes can lead to its generation. Here, we show that parental magmas of adakitic rocks of the SCVC derive their adakitic characteristic from high-pressure crystal fractionation processes of garnet, amphibole and pyroxene of a normal arc basalt. On the other hand, Amado Nervo Na-alkaline parental magmas have been generated by sediment melting plus MORB-fluid flux melting of a heterogeneous mantle wedge, consisting of a mixture of depleted and an enriched mantle sources (90DM + 10EM). We cannot exclude a contribution to the subduction component of slab melts, because the component signature is dominated by sediment melt, but we argue that caution is needed in interpreting the adakites–NEB association in a genetic sense.