埃达克岩的多样性

埃达克岩具有多样性,大体可分为下列几种:①典型的埃达克岩(adakite),源于贫K的拉斑玄武岩,大多是由俯冲板片熔融形成的;②高镁埃达克岩(high Mg adakite,HMA),以富Mg#和Cr、Ni为特征;③TTG岩套,不同于典型的adakite,太古宙的TTG更富Si和贫Mg;④高钾钙碱性埃达克岩(high-K calc-alkaline adakite,HKCAA),以富K和贫Mg、Cr、Ni为特征;⑤高钾和镁的埃达克岩(high K and Mg adakite,HKMA);⑥钾质埃达克岩(Super Kadakite,SKA).研究表明,只要达到形成埃达克岩所需要的高压条件,有足够的热源使源区物质发生部分熔融,所形成的熔体即具有埃达克岩的特征.而埃达克岩的多样性则是由于构造环境的差异(消减带或下地壳)、源岩性质的差异(基性岩或酸性岩)、压力的差异(地壳厚度的大小)以及围岩的差异(与地幔或地壳发生混合作用)造成的.     

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。     

“C型埃达克岩”:一个基于误解的概念?

原始定义的埃达克岩是钠质火成岩,其全岩化学成分相当于英云闪长岩、奥长花岗岩和(富斜长石的)花岗闪长岩(TTG);而富钾的"C型埃达克岩"全岩化学成分相当于(狭义)花岗岩、石英二长岩和(富碱性长石的)花岗闪长岩。现有的失水部分熔融实验岩石学表明,中等富钾程度的贫硅(高Mg#值)玄武质源岩的低比例部分熔融条件下可以形成酸性"C型埃达克岩";玄武质源岩部分熔融不会形成那些SiO2含量中等而又不具备高度富碱特征的"C型埃达克岩"。高Sr低Y特征并非判别"C型埃达克岩"高压(p≥1.5 GPa)熔融成因的决定性标志,仅仅基于高Sr低Y特征而认为"C型埃达克岩"形成于高压熔融的成岩机制是值得商榷的。     

拉萨地体中北部尕尔穷晚白垩世早期高镁闪长玢岩地球化学特征指示:加厚下地壳的拆沉?

拉萨地体中北部革吉县尕尔穷矿区出露一套具有埃达克质岩特征的高镁闪长玢岩。野外观察表明,闪长玢岩与含矿斑岩(闪长玢岩、石英闪长岩、花岗闪长岩)在岩性上呈渐变关系,且共同侵位于石炭纪—二叠纪变沉积岩地层,因此它们很可能为同一岩浆事件的产物。尕尔穷埃达克质岩高镁闪长玢岩的地球化学特征显示,它们可能是拆沉下地壳部分熔融的结果。结合区域地质背景认为,在晚白垩世早期(90~86Ma),拉萨地体中北部可能因地壳加厚而发生拆沉,拆沉的下地壳部分熔融体在上升过程中与周围地幔橄榄岩发生反应,致使岩浆中的Mg O、Cr及Ni含量增加,从而形成尕尔穷高镁闪长玢岩的母岩浆。尕尔穷地区具有埃达克质岩特征的高镁闪长玢岩的岩浆作用进一步表明,在印度板块和欧亚板块碰撞之前青藏高原南部中北拉萨地体已经加厚并抬升。     

埃达克岩的原义、特征与成因

论述了埃达克岩的原义与综合特征 ,并针对其与太古宙TTG之间的区别和联系及今后研究埃达克岩的建议提出了自己的见解。埃达克岩 (adakite)的原义是指一类具有镁铁质斑晶的隐晶质火山岩 ,属于岛弧型岩浆钙碱性岩系 ,一般形成于年轻的 (<2 5Ma)、地热高的岛弧环境 ,是俯冲板块和上覆地幔相互作用产生的杂化熔液通过结晶分异形成的。综合总结埃达克岩 (原义 )的地球化学特征如下 :(1)原生标志 ,高Mg# 、低FeO /MgO、高Cr及Ni;(2 )微量元素标志 ,高LILE、高LREE、低HREE、低HFSE以及高分异的REE型式等。对实验岩石学研究资料的总结可知杂化 (hybridized)熔液是由小数量的板块熔液与地幔楔反应经交代作用、同化作用形成的 ,可分异直至出现酸性岩浆 ,这一过程称为“地幔同化及分离结晶作用 (mantle AFC)”。在橄榄岩的同化作用中 ,原有熔液Mg# 迅速上升 ,并在熔液成分加多后 ,向高Mg# 区迅速发展。在近代一些埃达克岩及相关岩石研究中 ,部分学者认为太古宙TTG与新生代板块 (榴辉岩 )重熔的TTD岩系类似。同时 ,亦有学者认为太古宙“绿岩带”中与TTG有关的深成岩系是一类Mg质花岗闪长岩Mg质二长闪长岩 ,成因与Sanukite相似 (太古宙sanuk itoid岩系 ) ,相当于富集橄榄岩重熔形成的岩系。这些研究重新引发了太古宙     

埃达克岩的研究现状及其趋势

达克岩(adakite)是一种中酸性富钠火成岩(安山岩、英安岩、钠质流纹岩及相应的侵入岩),其突出的地球化学特征就是SiO2≥56%,Al2O3≥15%,低重稀土元素(HREE)与Y(如Yb≤1.9×10-6,Y≤18×10-6),高Sr(大多数>400×10-6,La/Yb(≥10.0)与Sr/Y(>20.0～40.0),一般具有正铕异常(少数具有极弱负铕异常).埃达克岩存在两种成因类型:一种由俯冲的年轻(≤25～30Ma)大洋板片熔融形成(O型埃达克岩);另一种由增厚地壳环境中的玄武质下地壳熔融形成(C型埃达克岩).文章从埃达克岩的特征、形成机制、成矿作用、构造背景、动力学意义等几个方面论述了埃达克岩的研究现状,并指出了未来埃达克岩研究的趋势.     

Sanukite（赞岐岩）的地球化学特征、成因及其地球动力学意义

赞岐岩 (サヌカイト ,sanukite)是指发现于日本四国北部的一种富Mg的火山岩 ,主要产于日本中新世 (11～14Ma)Setouchi火山岩带 ,是一种黑色玻璃质的火山岩。其化学成分以富Si质 (安山英安质 )、具很高的Mg# 值 (>0 .6 )、高的Cr、Ni丰度和K/Na值 (0 .33～ 0 .5 2 )为特征。赞岐岩的形成与菲律宾海板块年轻的热的岩石圈俯冲和四国盆地的张开有关 ,产于岛弧的弧前或弧后盆地环境。赞岐岩不只代表火山岩 ,也包括侵入岩。Shirey和Hanson(1984 )将该术语引入太古宙 ,将太古宙具上述赞岐岩特征 (Si过饱和、Mg# 高和Ni、Cr、LILE含量高 )的深成岩和火山岩称为sanukite岩套。赞岐岩与埃达克岩具有大体类似的地球化学特征 ,但前者更富Mg、Cr和Ni,表明赞岐岩可以直接由地幔岩部分熔融形成 ,而埃达克岩只能由玄武岩部分熔融形成。现代的赞岐岩很少见 ,而太古宙的赞岐岩比较常见 ,暗示太古宙导致板片熔融的消减的岩石圈本身或上地幔可能具有更高的温度。赞岐岩集中出现在晚太古代 (<3.0Ga) ,表明板块消减作用可能在 3.0Ga之后才成为一个重要的过程 ,晚太古代赞岐岩的出现可能标志着现代类型板块构造的开始     

中国不同时代O型埃达克岩的特征及其意义

中国出露从太古代-中生代各个时期的O型埃达克岩。中国太古代TTG大多类似喜马拉雅型花岗岩的特征,少数是埃达克岩,主要是加厚下地壳熔融形成的。中国新元古代埃达克岩大多分布于扬子板块的西缘和北缘,古生代埃达克岩主要分布于中亚造山带和秦祁昆造山带。中亚造山带早古生代和部分晚古生代的O型埃达克岩可能产于板块消减带环境,晚古生代晚期的O型埃达克岩可能与碰撞有关。冈底斯晚白垩世的O型埃达克岩可能产于活动陆缘环境。O型埃达克岩最重要的意义在于其与金铜成矿作用的密切关系。埃达克岩很难判断其形成的构造环境,即使是O型埃达克岩。O型埃达克岩贫钾,说明它来源于贫钾的玄武质源岩,可以产于板块消减带,也可来自下地壳底部;但是,那些富Mg#且Mg#变化大的埃达克岩很可能来自板块俯冲带。     

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。     

甘肃黑石山早古生代埃达克质岩的发现及其构造动力学意义

笔者近期在甘肃黑石山地区早古生代火成岩的研究中发现了埃达克质岩,埃达克质岩的岩石类型为奥长花岗岩、花岗闪长岩及花岗癍岩,侵入于北祁连东段的白银陆缘弧火山岩中。岩石具高Sr低Y,Sr／Y>40;富钠贫钾(Na2O／K2O>2), 富SiO,但含量变化不大;富集LREE,亏损重稀土元素,La／Yb>20,无Eu负异常或轻微正异常(δEu=1．0-1．19)。与典型的俯冲板块熔融的埃达克岩比较,黑石山埃达克质岩具有更高的SiO2含量和更低的MgO、Mg#(-46)、Cr(均11．6μg／g)、Ni(均 6．52μg／g),未显示出初始埃达克质熔体与地幔橄榄岩明显的交代过程,因而不大可能由俯冲板块直接熔融形成的;与中国东部燕山期高钾钙碱性埃达克岩相比,具有较高的Na2O(Na2O>4．0％;Na2O／K2O=1．97-2．59),但类似Cordilera Blanca岩基的(非板片熔融成因的埃达克质岩),推测形成于加厚的陆缘弧中基性下地壳的部分熔融。黑石山埃达克质岩的发现表明, 在早古生代晚期,北祁连东段经历了洋盆闭合、板块碰撞、陆缘弧地壳加厚、玄武质岩浆底侵作用及下地壳再造作用的构造演化过程。同时指出,在本区寻找与埃达克质岩有关的斑岩型铜、金矿可能是一个新的有希望的找矿方向。