皖南燕山期高钾钙碱性埃达克岩厘定及岩石成因

皖南及邻区晚侏罗世-早白垩世早期中酸性岩浆岩产于扬子陆块江南古隆起东段,主要岩石类型为花岗闪长岩,主矿物组合为斜长石＋石英＋钾长石＋角闪石±黑云母,副矿物有磷灰石、锆石、榍石、磁铁矿、钛铁矿等。岩石主量元素具有高Si02（66．8l％）、A1203（15．23％）、K20／Na20（1．01）,低TiO2（0．49％）...     

中国东北部地区埃达克岩及其成矿意义

中国东北部地区埃达克岩分布较广,以吉林居多,内蒙古东部和黑龙江较少。本区埃达克岩分别形成于古亚洲洋、蒙古一鄂霍茨克洋和环太平洋三个构造带,时代为早古生代中期一中生代。区内以埃达克岩为成矿主岩的热液矿床矿种主要为Au和Cu,其次为Mo;成因类型主要为斑岩型、岩浆热液型和浅成低温热液型;成矿时代主要为早古生代中期、晚古生代晚期及中生代中晚期。依据本地区埃达克岩和与其相关的热液矿床特征及产出的构造部位,将本区以埃达克岩为含矿岩的热液矿床划分为大兴安岭北部、蒙吉黑和吉黑东部3个成矿区。     

埃达克岩(adakite)的地球化学特征及其构造意义

埃达克岩(adakite)是一种特殊的岛弧安山岩、英安岩、流纹岩(以英安岩最常见)或英云闪长岩和奥长花岗岩。其地球化学特征表现为SiO256%,高铝(Al2O315%),MgO常小于3%(很少超过6%),富钠,一般Na2O>K2O,Na2O含量一般在4%±,K2O含量大多在1-2%±,Y和Yb含量较低(分别为18μg/g和1.9μg/g),Sr含量较高(>400μg/g),具正Eu、正Sr异常。87Sr/86Sr比值常常小于0.704。埃达克岩是由年轻的(<25Ma,因此是热的)俯冲板片以小角度俯冲、并在75-85km深处(相当于角闪岩-榴辉岩过渡带)发生板片部分深融作用形成的。它是板片俯冲作用开始的一种标志。     

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。     

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。     

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。     

燕山中晚期的中国东部高原:埃达克岩的启示

中国东部燕山期岩浆岩广泛发育,其中有一类具埃达克岩的特征,并根据埃达克岩的成因提出中国东部在燕山中晚期可能为一个高原。本文就中国东部高原的范围、高原存在的依据、高原隆升和减薄的机制进行了讨论,指出中国东部高原大规模的抬升事件大约发生在中-晚侏罗世期间,在早白垩世之后塌陷。高原的隆升与板块消减作用无关,是陆内事件的产物。高原的塌陷是下地壳拆沉作用的结果。拆沉作用不仅可以解释高原的减薄,而且可以解释新生代玄武岩喷发和中国东部盆地的形成。     

中国东部燕山期火成岩构造组合与造山——深部过程

中国东部燕山期火成岩构造组合可识别出两种类型,大多数的火成人有类似于安第斯和美国西部的大陆边缘弧的岩石学与地球化学性质;南岭地区则发育海西型黑云母、二云母和白云母花岗岩组合。沿岩浆构造带可识别出３个火成岩段。按岩浆－－构造事件序列,北、中、南段分别为反时针、顺时针和反时针＋顺时针的ｐＴｔ轨迹。在中段,玄武岩岩浆底侵作用发生于陆壳增厚之后,即顺时针ｐＴｔ轨迹的造山－－深部过程被认为是钾玄岩组合占优势     

青海东昆仑埃达克岩的构造环境及成矿意义

东昆仑地区沿昆中深大断裂分布的一些晚三叠世火山岩和花岗岩,具有高Al2O3、Sr、Sr/Y、(La/Yb)N和低Y、Yb含量,弱负至正Eu异常,表现出与埃达克岩(Adakite)相似的地球化学特征,与岩浆混合作用形成的花岗岩(简称浆混杂岩体)时空伴生,其稀土、微量元素特征和同位素组成与底侵作用形成的基性岩有亲缘性。研究表明:东昆仑地区的埃达克质花岗岩和火山岩不是由俯冲的洋壳熔融形成,而是由晚三叠世幔源岩浆的底侵作用形成,该埃达克质火成岩的物质来源与底侵作用形成的基性岩相似,都为富集地幔Ⅱ。埃达克质岩的发现标志着昆中深大断裂向东延入鄂拉山构造带的南端,揭示了昆中深大断裂独特的动力学背景及成矿意义。在埃达克(质)岩的发育地段,多形成了东昆仑最具魅力的矿产集中区,进一步分析初步认为其中的赛什塘铜矿与埃达克质岩及其共生岩石成矿关系密切,有明显斑岩矿床特点,具进一步找矿潜力。     

东天山晚古生代埃达克岩成因及铜金成矿意义

东天山晚古生代岛弧带位于古亚洲洋成矿域的腹地,该区发育许多埃达克质的英云闪长岩、斜长花岗岩和花岗闪长岩小侵入体,本文选择尾亚北、三岔口、312国道东、312国道西、土屋-延东和巴仑台等小岩体进行了地球化学研究。这些岩石具有高Sr、Na2O和Al2O3,低Y和HREE等特征,与埃达克岩地球化学特征一致。绝大部分样品的￡。（T）为正值（＋1．80～＋8．47）,且（^87St／^86Sr）．很低（0．7026～0．7051）,与现代MORB以及新生代俯冲洋壳熔融形成的埃达克岩的Nd和Sr同位素组成接近。东天山大部分埃达克质岩石具有高Mg^#（〉40）特点,且它们形成于晚古生代岛弧构造背景,暗示这些埃达克岩可能由俯冲洋壳熔融产生,并经历了与地幔楔橄榄岩的相互作用;三岔口英云闪长斑岩具有低Mg^#（〈40）,且形成于碰撞后构造背景,可能是增厚下地壳熔融的产物。土屋-延东与埃达克岩有关的超大型斑岩铜矿的发现和突破使得东天山成为寻找斑岩铜金矿的重要靶区,本文新发现的埃达克岩无疑为在该区进一步寻找相关的矿床提供了有用的线索。特别是大部分埃达克岩由俯冲洋壳熔融产生,暗示其源区含有高丰度的Cu、Au和挥发份H2O、Cl等,且其岩浆可能在角闪岩相向榴辉岩相转变时产生,此时角闪石大规模分解有利于产生含丰富挥发份和成矿元素的埃达克质岩浆,暗示良好的成矿条件和成矿潜力．     

皖东滁州、上腰铺埃达克质侵入岩年代学及地球化学特征：岩石成因与成矿意义

皖东的滁州、上腰铺岩体位于扬子地块东缘、毗邻郯庐断裂带东侧,与之伴生有一些铜（金或铁）矿化.它们的黑云母的40Ar-39Ar定年结果分别为127.17±0.40Ma,129.90±0.23 Ma.滁州、上腰铺侵入岩在地球化学特征上与埃达克岩基本一致：如SiO2＞56%,高Al2O3（14.84%～16.38%）、Sr（369×10^-6～1335×10^-6）、Sr/Y（43～185）与La/Yb（22～44）,但低Y（5.51×10^-6～11.0×10^-6）,Yb（0.51×10^-6～1.09×10^-6）,无明显Eu异常-正的Eu异常（δEu=-0.75～1.28）.另外,岩体中部分样品具有较高的MgO（2.23%～5.25%）、Mg#（53～68）和Cr（89.6×10^-6～206×10^-6）、Ni（43.0×10^-6～72.0×10^-6）,类似于高镁安山岩.这两个岩体的Nd-Sr同位素特征为：（^87 Sr/^86 Sr）I=0.7060～0.7067,εNd（t）=-11.53～-14.07,说明其由俯冲洋壳熔融形成的可能性较小.我们认为,滁州、上腰铺埃达克质侵入岩可能由拆沉下地壳熔融形成,熔融产生的岩浆在穿过上覆地幔的过程中,与地幔橄榄岩发生强烈相互作用,一方面,由于地幔橄榄岩的混染而使得埃达克质岩浆的MgO、Cr和Ni含量显著增高;另一方面,岩浆中的Fe2O3可能加入到地幔中,导致地幔的氧逸度（fo2）,）增高,地幔中金属硫化物被氧化,地幔中亲铜元素则以硫酸盐的形式进入熔体中.富含Cu、Au等成矿物质的熔体在快速上升到地壳浅处时,可能由于温度、压力或氧逸度（fo2）的降低,释放出Cu、Au等成矿物质,导致矿化.     

燕山造山带中段中晚侏罗世中酸性火山岩的成因及其意义

燕山造山带中段(冀北下板城)中晚侏罗世髫髻山组火山岩主要由粗安岩和粗面岩组成。火山岩具有高的SiO_2(>55％)、Al_2O_3(15.70％～17.55％)、Na_2O(3.79％～5.42％)、Na_2O K_2O(5.99％～9.38％)、CaO(2.31％～6.48％)和低的MgO(≤4.01％,Mg~#≤0.50),高Sr(428～816μg/g)及Na_2O/K_20比值(一般1.11～1.88),轻稀土元素富集,Sr/Y和Rb/Sr比值低。其中,粗安岩相对亏损重稀土元素(Yb_N<8.5,Y<19μg/g),Y/Yb(12.62～15.06)和(Ho/Yb)_N(1.23～1.50)比值较高,Eu负异常不明显(Eu/Eu~*=0.90～0.95),具有埃达克岩地球化学特征。我们认为髫髻山组粗安岩起源于大陆下地壳玄武质岩石的部分熔融,粗面岩为粗安岩浆结晶分异的产物。     

燕山造山带中-晚侏罗世髫髻山期（蓝旗期）火山岩的成因及其动力学意义

中国东部燕山造山带发育着大量的中-晚侏罗世髫髻山期（蓝旗期）中酸性钙碱性火山岩,它们具有类似于埃达克岩的地球化学特征,如SiO2（≥55.48%）、Al2O3（≥14.25%）和Na2O（≥3.11%）含量高,而MgO（＜3.0%,Mg#≤0.49）含量低;微量元素Sr（≥554×10^-6）、Ba（≥819×10^-6）含量及Sr/Y比值（29～101）较高,而Yb（＜1.70×10^-6）、Y（＜21×10^-6）含量及Rb/Sr比值（0.01～0.19）较低;轻重稀土分馏十分明显（（La/Yb）N＞14.5）,Eu负-正异常弱（0.79～1.01）,高场强元素（如Nb、Ta）相对亏损.火山岩的Nd、Sr、Pb同位素比值变化小,具有富集地幔特征.作者认为其岩浆起源于增厚下地壳玄武质岩石的部分熔融.中-晚侏罗世髫髻山期（蓝旗期）火山岩是燕山运动的产物,其火山喷发标志着燕山地区从古亚洲洋构造体系转入到古太平洋构造体系,这对探讨燕山造山带中生代岩浆演化和区域构造演化具有重要意义.     

鄂东南铜山口、殷祖埃达克质（adakitic）侵入岩的地球化学特征对比：（拆沉）下地壳熔融与斑岩铜矿的成因

鄂东南地区铜山口花岗闪长斑岩体是与斑岩铜钼矿床共生的岩体,但殷祖花岗闪长岩体是与金属成矿无关的岩体。铜山口和殷祖侵入岩的元素地球化学特征与埃达克岩的地球化学特征非常类似,如高Al2O3、Sr含量与La/Yb、Sr/Y比值,富Na2O(Na2O/K2O>1.0),亏损Y与Yb,极弱负Eu异常-正Eu异常以及正Sr异常等。但是铜山口和殷祖侵入岩也存在 明显的差别:前者比后者更偏酸性,但具有较高的K2O,MgO,Cr,Ni和Sr含量,较低的Y和Yb含量,轻重稀土元素分异更明显,并主要显示出正铕异常,区别于后者的极弱负Eu异常-不明显Eu异常。这表明铜山口埃达克质侵入岩的岩浆来源可能比殷祖埃达克质侵入岩的岩浆来源更深:前者可能由拆沉的下地壳熔融形成,残留物主要含石榴子石;而后者可能由增厚的下地壳熔融形成,残留物可能为石榴子石±斜长石±角闪石。另外,热的地幔上涌,底辟(diapir)进入下地壳,导致含角闪石的榴辉岩发生熔融也可形成铜山口埃达克质岩浆。铜山口埃达克质岩浆在穿过地幔的过程中,将会与地幔橄榄岩发生交换反应:一方面由于受橄榄岩的混染而使得岩浆的MgO,Cr和Ni增高;另一方面岩浆中的Fe2O3不断加入到地幔中,导致地幔的氧逸度(fo2)增高,地幔中金属硫化物被氧化并进入岩浆中,富含Cu-Mo等成矿物质的岩浆上升很容易形成斑岩铜钼矿     

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.     

大别山燕山期亏损重稀土元素花岗岩类的成因及动力学意义

本文通过岩石和元素地球化学研究对大别山(主要是张家咀地区)燕山期的花岗岩类进行了分类和成因研究,结果表明(1)大别山燕山期存在两类花岗岩,一类为重稀土元素(HREE)和Y强烈亏损(Sr/Y≥40.0,La/Yb≥40.0,Yb≤1.90μg/g,Y≤18.0μg/g,Sr≥400μg/g,Rb/Sr≤0.20,Rb/Ba≤0.08)的花岗岩,另一类为重稀土元素(HREE)和Y亏损不明显(Sr/Y＜40.0,La/Yb＜40.0,Rb/Sr＞0.20,Rb/Ba＞0.08)花岗岩(包括A型和一些I型花岗岩).重稀土元素(HREE)和Y强烈亏损的花岗岩存在两个亚类,一类富钠,与埃达克质岩石类似;另一类主要富钾,与富钾的高Ba-Sr的花岗岩类似.(2)大别山燕山期HREE和Y强烈亏损的花岗岩由增厚(＞40km)的下地壳物质熔融形成,其热源可能是同期底侵的镁铁质-超镁铁质岩浆.这些花岗岩的形成可能诱导下地壳拆沉作用的发生.     

华北东部岩石圈减薄中的下地壳过程：岩浆底侵、置换与拆沉作用

最近研究表明，华北中生代岩石圈减薄不仅是岩石囤地幔减薄，而且下地壳也发生了一定程度的减薄和置换。本文强调下地壳过程，如岩浆底侵、置换和拆沉作用是理解岩石囤减薄机制的关键因素之一。火山岩及其捕虏体的信息似乎支持在华北东部南、北缘存在局部造山带型的下地壳与岩石囤的拆沉作用。但是华北东部整体上的减薄机制难以用造山带的拆沉模式来解释。华北东部克拉通内部的火山岩中的下地壳捕虏体有两类，一类是经历了麻粒岩相变质的底侵辉长岩和辉石岩以及榴辉岩相变质的石榴辉石岩，形成时代约在140～120Ma；另一类是经过了中生代变质叠加的前寒武纪麻粒岩。中生代华北东部曾发生过大规模的岩浆底侵作用，现今的下地壳很可能已大部分不是前寒武纪的下地壳，它们由中生代变质的辉长岩、镁铁质岩石以及经历了很强烈改造的前寒武纪下地壳麻粒岩组成。此外，在华北东部普遍存在着化学成分类似于“埃达克岩”的中生代高锶花岗岩类岩石，它们的形成与岩浆底侵作用和镁铁质下地壳的部分熔融有关，其熔融残留应是榴辉岩或石榴角闪岩。尽管如此，要通过下地壳部分熔融形成一个厚的密度很大的榴辉岩层，由它的重力不均衡来带动80～120公里厚的岩石圈地幔一起拆沉进入软流圈的机制很难发生在华北克拉通内部。岩浆底侵和置换作用是下地壳过程非常重要的形式，与岩石圈的减薄具有密切联系，其具体机制尚不完善。     

埃达克岩和大陆下地壳重熔的花岗岩类

文中简要讨论了埃达克岩的定义和具有类似埃达克岩地球化学特征的太古宙TTG的构造意义,探讨了中国东部中生代埃达克岩与东部高原以及其与成矿作用的关系问题。