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。     

埃达克岩与斑岩铜矿

埃达克岩与斑岩铜矿有着密切的关系,世界级的斑岩铜矿大多与O型埃达克岩有关,表明板片部分熔融形成的（O型）埃达克岩最有利于成矿,而我国的斑岩铜矿大多与C型埃达克岩有关。埃达克岩可以作为找矿标志来使用,从而开辟了一条新的打矿思路,对寻找超大型和超巨型斑岩铜矿会有所启发。文中指出,中国北方造山带、吉黑东部和冈底斯地区具有寻找斑岩铜矿的广阔前景。     

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。     

中新世的巨型欧亚高原:埃达克岩的证据

大数据研究表明,全球新生代埃达克岩主要出现在中新世时期,主要是C型的,与地壳加厚有关。根据中新世埃达克岩在欧亚大陆上的分布,可以识别出一个从青藏高原经巴基斯坦、伊朗、土耳其、小高加索、希腊、马其顿、塞尔维亚、匈牙利直至波兰的中新世的埃达克岩带。许多学者认为,该带的埃达克岩指示该区存在地壳加厚事件,该区从地貌上属于高原。该区由于情况复杂,资料缺乏,资料的精细程度也不尽相同,因此,对高原的描述不可能很清楚。我们大体知道,在始新世时期,印度-非洲板块与欧亚板块发生碰撞,部分地区在始新世-古新世即出现埃达克岩,至渐新世晚期-中新世,埃达克岩广泛出露,暗示板块强烈碰撞作用主要出现在中新世。巨型的欧亚高原可能从渐新世晚期-中新世早期开始形成,一直持续到现在,现在的喀尔巴阡、土耳其、伊朗、巴基斯坦、阿富汗、西藏、青海、蒙古以及四川和云南的西北部,仍然属于高原的范围。     

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。     

埃达克岩研究的回顾和前瞻

文中回顾了中国埃达克岩研究的进展,讨论了中国埃达克岩文献为什么多的原因,归纳了我们取得的成绩及存在的问题,探讨了埃达克岩目前面临的问题和今后研究的方向。笔者认为,中国埃达克岩的研究正处于方兴未艾的阶段,是现阶段国际埃达克岩研究的焦点和中心之一。尽管发表的文章不少,但是研究水平总体不高。在埃达克岩研究中,有大量的问题等待我们去回答,有众多的现象等待我们去解释。中国东部中生代C型埃达克岩的成因、中国东部高原、埃达克岩与青藏高原抬升的关系以及C型埃达克岩与成矿的关系等,应当是今后重点需要关注的问题。     

中国与埃达克质岩有关的矿床分布、找矿方向及找矿方法刍议

根据埃达克质岩的特征、时空分布及有关矿产的产出情况,将中国与埃达克质岩有关的矿床分为产于造山带和产于陆块内两大类,若干成矿带(区)和次一级的成矿亚带。与前者相关的有古亚洲洋、秦祁昆洋、环太平洋和新特提斯成矿带;与后者相关的有中国东部、青藏高原和藏东南一川西南一滇西北成矿(区)带。埃达克岩与成矿作用的密切关系开辟了一条围绕埃达克岩来找矿的新思路。根据中国的现状和未来发展的需求,从立足于找大矿和世界级大矿出发,认为我国寻找Cu,Au,Mo和Ag等的找矿方向应当从战略目标、近期目标和远期目标3个不同层次来考虑,希望加强在古亚洲洋造山带和冈底斯造山带的找矿工作。在评述了早期和现行的找矿方法后,初步拟定了在埃达克岩出露地区的找矿思路,建议将埃达克岩作为找矿勘查的前提和标志之一来考虑。     

中国东部燕山期埃达克岩的特征及其构造—成矿意义

埃达克岩是一套中酸性的火成岩，以亏损HREE和无负铕异常为特征，表明其形成深度很大，源区有石榴石残留。中国东部燕山期有许多中酸性岩浆岩类似埃达克岩的地球化学特征，但其形成环境却与消减作用无关。因此，本文将埃达克岩分为O型和C型两类：O型埃达克岩富Na，其成因与板块的消减作用有关；C型埃达克岩富K（大部分仍然是钠质的，少数为钾质的），可能是玄武岩底侵到加厚的陆壳（＞50km）底部导致的下地壳麻粒岩部分熔融的产物。C型运行达克岩对解释中国东部燕山期许多地质现象是有启发的。由于C型埃达克岩保存了下地壳的许多印记，因此，还可以利用C型埃达克岩来反演下地壳的组成，探讨与下地壳及壳－幔过程有关的成矿作用问题。     

甘肃北祁连毛藏寺埃达克岩及其成因类型

埃达克岩(Adakite)的特殊性及其科学和现实意义广泛地吸引着地球科学工作者。位于青藏高原东北缘的祁连山早古生代造山带是新中国地学界认识板块构造的摇篮。本文研究了北祁连造山带中段毛藏寺地区侵入岩的岩石学和地球化学特征,结果表明:毛藏寺地区加里东期中酸性侵入岩具有较高的SiO₂、Al₂O₃、Na₂O含量及Na₂O/K₂O值,MgO较低; LREE强富集,HREE明显亏损,L/H比值>15; 岩石Th、Sr、Ba具显著的正异常,Sr含量一般在507×10^-6 以上,具有高Sr/Y、La/Yb比值和较高的Cr、Ni含量; 岩石σ值一般为1.45～2.76,A/CNK值为0.83～1.15,多数<1.0,主体属于钙碱性岩系列,偏铝质花岗岩类。岩石化学特征指向埃达克岩。在(La/Yb)_N-Yb_N和Sr/Y-Y判别图上,样品落入埃达克岩范围; 在SiO₂-Mg^#图解上,岩体处在"板片来源的埃达克岩"区域,表明毛藏寺地区侵入岩属于"O"型埃达克岩,岩浆起源于俯冲洋壳的部分熔融。毛藏寺"O"型埃达克岩的识别表明,在早古生代中期,北祁连中段经历了洋壳俯冲、岛弧发育和壳幔共同作用的构造演化过程,为祁连山造山带的板块构造演化历史提供了新资料,为祁连山地区寻找和勘查与埃达克岩相关的矿产资源提供了一个可能的方向。     

西藏西部地区埃达克质侵入岩及铜金找矿意义

本文报道的西藏西部地区中酸性侵入岩,其形成时代为11.8～25Ma,滞后于洋壳俯冲作用,具有高Si02(56.00%～70.62%)、Al2O3(14.23%～16.85%)、K2O(1.74%～4.33%)、Na2O(一般Na2O/K2O>1)、Sr(420～938μg/g),贫Y(7.16～16.0μg/g),低MgO和CaO,富集LILE元素及LREE,亏损HREE等特征,表现出与埃达克岩相似的地球化学特征。结合其形成时代和地质背景分析,其成因与俯冲洋壳熔融无关,而与藏北埃达克质火山岩及中国东部C型埃达克岩成因相似,符合加厚地壳熔融模型。文中指出西藏西部地区埃达克岩的厘定具有重要的地球动力学意义和铜金矿找矿意义。     

埃达克岩的Na亏损及其对地幔Na交代的指示意义

埃达克岩是玄武质洋壳部分熔融的产物。然而,与实验室玄武岩部分熔融产生的埃达克质熔体相比,天然埃达克岩明显地高Mg、Cr和Ni,这表明埃达克岩浆在上升过程中有地幔成分的加入。本文的观察结果表明,全球新生代埃达克岩的Na2O含量低于5.8%,大约95%的新生代埃达克岩样品Na2O含量小于5.0%。然而,在埃达克岩产生的压力范围(1.5～3.0GPa),实验的玄武岩部分熔体大多数Na2O含量超过5.0%,最高达到9.0%,显示埃达克岩具有明显的Na亏损现象。我们认为这是埃达克熔体在热的地幔楔中与地幔橄榄岩反应的结果。在俯冲带,大洋板片熔融产生的熔体(埃达克熔体)上升并与地幔橄榄岩发生反应,原始的埃达克熔体获得MgO、Cr及Ni等地幔组分,但其Na2O和SiO2等通过反应进入地幔,导致地幔交代作用。根据长英质熔体与橄榄岩反应体系的相关系,我们认为,地幔单斜辉石、橄榄石、尖晶石的混染作用以及钠质角闪石和斜方辉石的分离结晶作用,是改变埃达克熔体组成并导致其Na亏损的一个重要的过程。埃达克岩的Na亏损为地幔Na交代作用和一些富Na的弧岩浆成因提供了重要证据。     

安第斯埃达克岩 :三种成因模式

在安第斯埃达克岩是常见的。由这种岩石的痕量元素特征揭示的高压组成矿物 ,表明其有三种可能的成因。这三种成因按相对重要性依次为 :安第斯地壳的构造加厚 ;弧前壳的俯冲 -侵蚀 ;年轻洋壳的俯冲。在过去 30 Ma,每种成因模式的埃达克岩在智利 -阿根廷安第斯地区均有喷发。它们的产状与智利 -阿根廷边缘快速变化的构造背景中特定构造条件和事件相吻合。埃达克岩在过去安第斯边缘的产状可望成为矿化的优异构造标志 ,也可用于指导找矿     

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。     

Geodynamics of the divergent double subduction along the Bangong-Nujiang tethyan suture zone: Insights from late mesozoic intermediate-mafic rocks in central Tibet

Bangong-Nujiang Suture Zone (BNSZ) in central Tibet plays an important role in evaluating the formation and uplift mechanism of Tibetan Plateau. However, its Mesozoic tectonic evolution is ambiguous and intensely debated. In this study, Early Cretacesous adakites and sodium-rich arc rocks are identified in Western Qiangtang (WQ) and Northern Lhasa (NL) sub-terranes. Forty-four adakite samples from both WQ and NL have akin geochemical features, and are derived from partial melting of subducted oceanic crust with amphibole residual. Nineteen sodium-rich samples originated from a mixed source region between crustal sediment and enriched lithospheric mantle. These two parallel arc belts separated by the Bangong-Nujiang Suture Zone (BNSZ) represent the divergent double subduction of the Bangong-Nujiang Tethyan Ocean (BNTO). Combined with the previous studies, our new data suggest three significant magmatic flare-ups at ∼240–140 Ma, 135–105 Ma and 92–60 Ma in the WQ and BNSZ, and two at 135–105 Ma and 92–60 Ma in the NL. These asymmetrical magmatic activities indicate that the southern subduction may have commenced at about 135 Ma and experienced slab breakoff at the latest Early Cretaceous, and the northern subduction could trace back to L-Triassic (228 Ma) and experienced episodic low-angle subduction, slab rollback (190-140 Ma) and oceanic ridge subduction (135-100 Ma). The 100–92 Ma magmatic gap, 92–60 Ma magmatic flare-up and L-Cretaceous angular unconformities indicate that the double-sided subduction of the BNTO resulted in soft collision with oceanic lithosphere detachment.     

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。     

初论大陆环境斑岩铜矿

世界范围内大型-巨型斑岩铜矿多数产于岩浆弧（岛弧、陆缘弧）环境,含矿斑岩岩浆起源与大洋板块的俯冲作用有关。综合研究了与大洋板块俯冲无关、产于中国大陆环境的若干大型-巨型斑岩铜矿。研究发现,这些大陆环境的斑岩铜矿,虽然其基本地质特征与岩浆弧环境斑岩铜矿具有广泛的类似性,但其动力学背景、含矿斑岩性质、岩浆起源演化、金属富集过程及其构造控制机制却独具特色。这些大陆环境斑岩铜矿至少可产出于4类环境：晚碰撞走滑环境、后碰撞伸展环境、后造山伸展环境和非造山崩塌环境。大陆环境含矿斑岩以高钾质为特征,多具高钾钙碱性和钾玄质特征,通常显示埃达克岩地球化学亲和性。其岩浆通常起源于加厚的新生镁铁质下地壳或拆沉的古老下地壳。陆间碰撞期的地壳大规模增厚以及其后的软流圈上涌和岩石圈拆沉,是形成含矿岩浆的主导性机制。含矿岩浆的金属初始富集通常经历两阶段过程：（1）幔源物质直接供给金属阶段;（2）伴随含水、高氧逸度埃达克质岩浆演化金属富集阶段。在第一阶段,幔源物质主要通过两种形式供给金属：（1）以幔源组分为主的新生下地壳直接熔融;（2）拆沉下地壳熔融产生的埃达克质熔体与地幔岩石圈发生水/岩反应。在第二富集阶段,下地壳角闪榴辉岩熔融过程中角闪石大量分解产生富水的、高度氧化的埃达克质熔体,其分异演化使金属元素作为不相容元素得以在残浆中富集。大陆环境含矿斑岩的浅成侵位主要受大规模走滑断裂系统、切割造山带的断裂系统和基底线性断裂构造控制。与走滑断裂系统相伴发育的走滑拉分盆地、切割造山带的张性断裂与平行造山带的逆冲断裂带交汇部位以及不同方向的线性断裂构成的棋盘格子构造,常常控制斑岩岩浆-热液系统的空间定位。     

跳出南海看南海——新特提斯洋闭合与南海的形成演化

本文总结了笔者参与基金委重大研究计划"南海深海过程演变"的研究成果。我们发现南海和青藏高原都是新特提斯洋闭合的产物,而非前人所说的南海是由青藏高原碰撞导致的中南半岛逃逸所形成。与青藏高原碰撞隆升机制不同,南海是新特提斯闭合后期弧后拉张的结果。新特提斯洋位于北边的欧亚大陆与南面的非洲、印度和澳大利亚板块之间,呈东宽西窄的喇叭型。在西部,新特提斯洋向北的俯冲可能在侏罗纪就开始了,局部形成了弧后盆。约130Ma前,由于凯尔盖朗等大火成岩省的喷发,新特提斯洋脊也开始向北漂移。由于新特提斯洋东部宽度较大,弧后拉张明显,形成了古南海。新特提斯洋闭合过程中一个重大事件是洋脊俯冲:从菲律宾经福建及两广到青藏高原,均有100Ma左右的埃达克岩产出,是洋脊俯冲的产物。其中,菲律宾、福建、广东埃达克岩形成了斑岩铜金矿床;而在青藏高原,埃达克岩虽有矿化,但没有形成大规模的斑岩铜金矿床。同时期,华南出现了一次短暂的大规模挤压事件,与洋脊俯冲契合。这次挤压事件可能导致了古南海闭合的开始。与此同时,青藏高原冈底斯出现高温岩石——埃达克质紫苏花岗岩;其北面有～110Ma短时间内发生的大规模花岗岩事件。考虑到板块重建的结果,这些埃达克岩和华南短时间挤压事件的时空分布显示新特提斯洋脊在约100～110Ma,近似平行于俯冲带俯冲到了欧亚大陆之下;其前片下沉,扰动软流圈,形成大规模岩浆活动;后片则缓慢后撤,于～80Ma形成了A-型花岗岩。这些A-型花岗岩多属于A2型,受到了还原性板块俯冲的影响而普遍含锡,形成了全球60%的锡矿。俯冲板片的后撤,导致了拉张,可以合理解释南海北缘的"神狐运动"。随着俯冲板片后撤,俯冲角度加大,形成新的弧后拉张,于～33Ma出现洋壳,形成了南海。青藏高原碰撞引起的物质向东、南、北等各方向逃逸,对东亚大陆的构造格局也产生了重要的影响,但是并非南海拉张的主要控制因素。到～23Ma时,东经九十度海岭的俯冲阻挡了青藏高原下方地幔物质向东南方向逃逸,改变了东亚构造格局。同时,由于该海岭俯冲产生的向北东方向的挤压,造成印支半岛向西南挠曲,导致南海洋脊产生向南的跃迁。