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。     

西秦岭印支早期美武岩体的岩石成因及其构造意义

对西秦岭合作地区的美武岩体进行了锆石U-Pb 定年、地球化学和 Sr-Nd 同位素组成研究。结果表明,美武岩体的侵位年龄为245~242 Ma,属于印支早期。美武岩体为一个复式岩基,主要岩石类型为石英闪长岩、花岗闪长岩和黑云母花岗岩,其中,花岗闪长岩中含有丰富的暗色微粒包体。美武岩体不同岩性单元的化学组成表现出不同的演化趋势。美武花岗闪长岩和黑云母花岗岩的地球化学和Sr-Nd 同位素的组成指示美武岩体的岩浆源区主要以壳源物质为主,其中,花岗闪长岩具有较高的Mg#(50~58)、Cr(（46~93）×10-6)和Ni(（12~50）×10-6)含量,表明有少量幔源物质的加入。石英闪长岩和暗色微粒包体具有高的Mg# (63和62)、Cr (217×10-6和318×10-6)和Ni (61×10-6和110×10-6)的含量,表明其主要来自于幔源岩浆。结合区域地质背景, 认为西秦岭中部的美武岩体形成于后碰撞早期的构造背景之下,可能与俯冲的阿尼玛卿洋壳断离作用有关。板片断离模型能较好地解释西秦岭印支早期侵入岩线性分布的特征和西秦岭造山带内中三叠世地壳的快速抬升。     

Magma genesis beneath Northeast Japan arc: A new perspective on subduction zone magmatism

It is being accepted that earthquakes in subducting slab are caused by dehydration reactions of hydrous minerals. In the context of this “dehydration embrittlement” hypothesis, we propose a new model to explain key features of subduction zone magmatism on the basis of hydrous phase relations in peridotite and basaltic systems determined by thermodynamic calculations and seismic structures of Northeast Japan arc revealed by latest seismic studies. The model predicts that partial melting of basaltic crust in the subducting slab is an inevitable consequence of subduction of hydrated oceanic lithosphere. Aqueous fluids released from the subducting slab also cause partial melting widely in mantle wedge from just above the subducting slab to just below overlying crust at volcanic front. Hydrous minerals in the mantle wedge are stable only in shallow (< 120 km) areas, and are absent in the layer that is dragged into deep mantle by the subducting slab. The position of volcanic front is not restricted by dehydration reactions in the subducting slab but is controlled by dynamics of mantle wedge flow, which governs the thermal structure and partial melting regime in the mantle wedge.     

滇西剑川OIB型苦橄玢岩:俯冲板块断离的产物?

滇西剑川地区出露小规模的OIB型苦橄质次火山岩,主要由橄榄石、单斜辉石和斜长石组成,其中橄榄石主要为贵橄榄石,Mg^#最高可达88.8。全岩SiO₂含量为43%~48%,MgO含量为12%~24%。根据橄榄石-熔体平衡原理,恢复的原始岩浆为苦橄质岩浆(MgO=13%,FeO=10%)。苦橄玢岩的微量元素标准化图解与洋岛玄武岩(OIB)相似,具有相对富集轻稀土(LREE)和大离子亲石元素(LILE)的特点。此外,斑晶橄榄石中普遍含有熔融包裹体和尖晶石包裹体。尖晶石属于富铬尖晶石,Cr^#最高可达69.0,且尖晶石具有较低的Al₂O₃(12.5%~18.6%)和较高的TiO₂(0.2%~1.7%)含量。微量元素模拟结果表明,苦橄质岩浆是高温高压(T≈1470℃,P≈2.7GPa)条件下石榴子石相橄榄岩低度部分熔融(4%~7%)的产物。结合苦橄玢岩的分布特征,推测苦橄质岩浆的形成可能与中新世时印度板块向欧亚板块高角度深俯冲过程中板片的断离导致软流圈物质沿着板片窗上涌而发生熔融有关。     

西藏拉萨地体南缘汤白地区始新世辉绿岩脉——新特提斯洋壳断离的证据

拉萨地体南缘汤白地区广泛分布新生代的辉绿岩脉。为探讨该辉绿岩脉形成时代、岩石成因和地质意义,对其开展了详细的岩相学、地球化学、锆石U-Pb年代学及Hf同位素研究。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果显示辉绿岩脉的结晶年龄为(54±1)Ma,表明其形成于早始新世。微量元素地球化学特征显示富集大离子亲石元素(LILEs:如Rb、Sr和Ba),亏损高场强元素(HFSEs:如Nb、Ta和Ti)。与典型的弧岩浆岩、区域上叶巴组和桑日岩群中的玄武岩相比具有较高的Nb、TiO_2和Zr含量,在微量元素构造环境判别图解中显示出板内玄武岩地球化学属性。微量元素地球化学特征结合锆石Hf同位素表明岩浆源区除被俯冲板片释放的流体交代的岩石圈富集地幔外,还有软流圈亏损地幔物质加入。汤白辉绿岩脉侵入年龄与区域上林子宗群火山活动峰期接近(52 Ma)。同时结合岩石成因及构造背景,作者认为汤白辉绿岩脉是54～52 Ma新特提斯洋壳断离诱发岩浆作用的产物。根据最新大陆碰撞及板片断离的三维数值模型,暗示了印度板块与欧亚大陆碰撞的起始时间为65 Ma或者更早。