埃达克岩和埃达克质岩石

作者&投稿:徵华 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
周口店岩体与典型埃达克岩(adakite)的对比~

埃达克岩 ( adakite) 最先发现于阿留申群岛中的 Adak 岛,并由 Defant et al. ( 1990)厘定出一种新的火成岩。由于其与太古宙 TTG 在成分上十分相似 ( Martin,1999) ,所包含的特殊岩石成因机理,对研究陆壳的起源和演化、俯冲带的元素地球化学行为以及壳-幔相互作用具有重要意义,以及常与 Au、Ag、Cu、Mo 等低温热液矿床及斑岩矿床密切相关,因此一经提出就引起了广泛的关注。
通过对周口店岩体岩石与埃达克岩岩石特征的对比研究 ( 表 4. 1) ,可以发现:
表 4. 1 周口店岩体岩石与两类埃达克岩岩石地球化学特征对比


续表


1) 周口店岩体岩石在 SiO2、Al2O3、MgO、Sr、Y 和 Yb 含量及 REE、w( La) /w( Yb)和 w( Sr) /w( Y) 比值、δEu 等方面具有埃达克质岩相似的地球化学特征。
2) 在 ( La / Yb)N-YbN图解 ( 图 3. 6) 和 Sr/Y-Y 图解 ( 图 3. 7) 上,周口店岩体岩石的投点均是落入埃达克岩区内。
3) 在 w( Na2O) / w( K2O) 比值上,周口店岩体与中国东部燕山期高 Sr 低 Y 型中酸性火成岩一致 ( 2) 。
4) 典型埃达克岩同位素以87Sr /86Sr 0 为特征,而周口店岩体和中国东部燕山期高 Sr 低 Y 型中酸性火成岩的同位素特征是87Sr /86Sr >0. 7040、ISr> 0. 7050 和 εNd( t) <0。
5) 在 K2O-SiO2图解上,周口店花岗岩体主要落入高钾钙碱性系列岩石区 ( 图 3. 3) ,与中国东部燕山期高 Sr 低 Y 型中酸性火成岩一致,而典型的埃达克岩基本落入正常的钙碱性系列岩石区,少部分为拉斑玄武岩系列和高钾钙碱性系列。
6) 因为周口店岩体和中国东部燕山期高 Sr 低 Y 型中酸性火成岩一样,是产于板内环境,显然与板块的消减作用无关,为陆内岩浆作用的产物。因此周口店岩体与典型的Ⅰ类埃达克岩或 O 型埃达克岩形成的环境明显不同,而与Ⅱ类埃达克岩或 C 型埃达克岩形成的环境相似,更具体为高钾钙碱性埃达克岩 ( HKCAA) ( 张旗等,2001a,2001b,2004; 王强等,2001a,2001b) 。
综上所述,周口店岩体和中国东部燕山期高 Sr 低 Y 型中酸性火成岩同属于 C 型埃达克岩类或Ⅱ类埃达克岩,具体为高钾钙碱性埃达克岩 ( HKCAA) 。

埃达克岩(adakite)并非一种具体的岩石名称,而是一套具有一定地球化学特征的中酸性火山岩或侵入岩组合。它没有明确的岩相学标志。其地球化学特征是以w(SiO2)≥56%,w(Al2O3)≥15%,w(MgO)<3%和Mg#<0.5为前提;w(Y)<18×10-6,w(Yb)≤1.9×10-6,Sr>400×10-6,为标志(即贫Y、Yb和富Sr);而Sr/Y、Sr/Yb和La/Yb不是关键值(张旗2008)。
实际上在该术语提出前就有人对具埃达克岩性质的岩石有所研究。据董申保等(2004)资料:19世纪末有人曾在日本的小笠原群岛发现与上述埃达克岩性质相近的岩石,当时定名为Sanukite(Weinschenk,1891),这种岩石产于近代岛弧带(12~14Ma),岩石为富镁的玻基(斜方)辉石安山岩。埃达克岩原始命名出自阿拉斯加(Alaska)的埃达克岛,其代表的岩石是辉石安山岩。早在1978年Kay在美国阿留申(Aleutian)岛弧火山链西部的埃达克岛上发现了镁质安山岩,其化学成分以富Mg、富Sr和Sr/Y、La/Yb比值高为特征,并认为这种岩石是玄武质俯冲板块经部分熔融形成的英安岩熔液与橄榄石反应生成的安山岩。随着研究的不断深入和完善,在前人基础上Defant和Drummond才于20世纪90年代初提出“埃达克岩”这一术语,并认为埃达克岩除上述地球化学特征外,它形成于岛弧地区,是年龄≤25 Ma的热俯冲洋壳熔融形成的。正是由于当时将埃达克岩与形成环境挂钩,因而引发了后来各派学者的激烈争论。争论的主要内容有两点:
(1)埃达克岩是否一定生成在岛弧环境或活动大陆边缘。根据深入研究,许多学者甚至包括Defant本人,在2002年对埃达克岩的定义重新作了厘定,认为“埃达克岩只是一个一般意义上的术语,指具有埃达克岩地球化学特征的那些岩石,而没有特定的构造含义”。经实验研究表明埃达克岩可以形成在多种构造环境,只不过不同构造环境下,其形成深度不同。
(2)埃达克岩的源岩是俯冲的板片还是加厚的下地壳,坚持岛弧环境观点的许多学者(如Drummond)认为只有岛弧环境下由俯冲的大洋中脊拉斑玄武岩(MORB)板片部分熔融形成的才是埃达克岩,而持不同观点者则认为加厚的基性下地壳熔融也可以形成埃达克岩。例如,Defant和Drummnod认为美国St.Helens的埃达克岩是板片熔融形成,而有些学者则认为是基性下地壳部分熔融或岩浆混合作用形成。Kay对阿留申岛弧埃达克岩的研究认为,它们是板块重熔熔浆和幔源楔相互作用(同化-分异作用)的产物。Rapp通过实验也证实了这一点。张旗等(2008)经多年反复研究认为它可以是板片熔融的,也可以是加厚的下地壳底部熔融的;既产于板块消减带环境,也可以在陆内环境中形成。实验岩石学资料也证实,地壳岩石在高压下熔融的产物,不论是玄武岩还是其他各种能够部分熔融形成花岗质岩浆的岩石,只要达到一定的压力和温度,都可部分熔融形成埃达克岩。埃达克岩的真谛在于熔融残留相为石榴子石,而斜长石少或无。
以上只是对各家观点作梗概介绍。通过争论人们对埃达克岩的认识会越来越深入。

在现代俯冲带,洋壳通常是在相对冷的条件下(图3.1地热梯度①)俯冲进入地幔的。这个过程中洋壳随温度和压力的增加只发生固态相转变,同时含水矿物失稳释放出富含大离子亲石元素的水流体交代上覆地幔楔,并导致地幔楔熔融,这是广泛接受的弧岩浆产生作用模型。然而,在特定的热条件下,如年轻的、快速的、斜向的及平缓的俯冲过程中,洋壳在发生从绿片岩相到角闪岩相最后到榴辉岩相的相转变时释放水的同时,其经历的温度-压力途径(图3.1地热梯度②)将与变质玄武岩湿固相线相交而导致洋壳熔融作用,产生高Na、Al和Sr,低Y和HREE以及Nb、Ta亏损等特征的钠质花岗质熔体,它们喷发到地表或侵入到地壳称为埃达克岩(Defant and Drummond,1990)。俯冲洋壳熔融形成的埃达克岩主要分布于环太平洋现代俯冲带,南美、中北美、俄罗斯勘察加、日本、菲律宾和巴布亚新几内亚等地越来越多的埃达克岩的发现表明俯冲板片熔融并不是非常稀少的事件(Defant et al., 2002及其所附的参考文献)。除了玄武质的洋壳,陆内玄武质下地壳(Atherton and Petford, 1993;张旗等,2001 ,2002,2003;熊小林等,2001;王强等,2001,2003,2005;吴福元等,2002;Wu FY et al.,2002,2005;曲晓明等,2002;马昌前等,2003;赖绍聪,2003;Chung et al.,2003;Hou ZQ etal.,2004)或拆沉的玄武质下地壳(Xu JF et al.,2002; Gao S et al., 2004; 肖龙等,2004;Wang Qet al.,2006)部分熔融也能产生具有埃达克岩成分特征的岩石;此外,玄武质岩浆在地幔或地壳深部高压条件下经由石榴石和角闪石的分离结晶(±岩浆混合)也可能产生一些埃达克质岩石(Fee-ley and Davidson, 1995; Castillo et al., 1999; Chen Bet al., 2004; 汪洋等, 2004; Macpherson et al.,2006)。 由俯冲洋壳和拆沉下地壳熔融产生的埃达克质岩浆在穿过地幔时将与地幔橄榄岩发生相互作用,导致SiO2和Na2O降低,MgO、Mg#、Cr和Ni增高(Yogodzinski et al., 1995; Stern and Killian,1996;Xiong XL et al., 2006),但实验证明,除了Cr和Ni等过渡元素,与地幔橄榄岩的相互作用并不明显改变埃达克质岩石的其他微量元素特征(Rapp et al., 1999)。

图3.1 含水玄武岩部分熔融域温度-压力相图以及俯冲板片的温度-压力途径(据熊小林等,2005)



周口店岩体的成因
答:>2GPa、温度 >1075℃。岩浆事件与地幔柱上涌导致的区域岩石圈减薄,燕山期岩浆大爆发和深部构造体制的转换密切相关。因此,周口店岩体的形成应该与俯冲洋壳的部分熔融无关,而与增厚陆壳底侵玄武岩部分熔融形成的埃达克岩关系密切,从而同时具有 EM Ⅰ型富集地幔的同位素标志和埃达克岩的地球化学性质。

西湾型埃达克岩的成因
答:(1995)报道,在Kamchatka弧地幔捕虏体中有奥长花岗岩细脉产出,他们解释这种体积和数量极少的熔体可能不易穿过岩石圈而以细脉的形式被保存在地幔中(本书作者注:可能相当于西湾型埃达克岩)。 因此,熊小林等(2003)认为,并非所有的埃达克质岩浆都已侵位到浅部或喷发到地表,可能有一部分被保存在俯冲的大洋岩石圈中或地幔...

早侏罗世-早白垩世的额尔古纳山脉
答:由于颚霍茨克在俄罗斯境内,本书将其在中国的部分称为额尔古纳山脉。该山脉主要是根据国内的资料厘定的。在国内的大兴安岭北部,最近发现了许多侏罗纪的埃达克岩和部分喜马拉雅型花岗岩。 如赵书跃等(2004)通过对大兴安岭北段晚侏罗世吉祥峰组中酸性火山岩的研究,发现其中存在埃达克质岩(图7.5),并指出中酸性火...

中国对埃达克岩研究的贡献
答:西湾型埃达克岩和与钾玄岩有关的埃达克岩的相继发现,使我们有可能对埃达克岩进行分类。如本书第2章所述,可以按照K2O含量和Na2O/K2O比值将埃达克岩划分为低钾、中钾、高钾和超钾质的4类,分别相当于西湾型、阿留申型、华北型和可可西里型埃达克岩。4类埃达克岩各自具有什么不同的特征和意义是今后需要认真研究的。

埃达克岩的特点
答:1.是一套火山侵入岩组合,并非单一岩石类型;2.岩相变化较大,主要由安山质英安质流纹质岩石组成,不与玄武岩或玄武安山岩共生;3.斑晶主要为环带斜长石、角闪石和黑云母;斜方辉石和单斜辉石斑晶仅见于产于阿留申和墨西哥的镁铁质安山岩中(Kay, 1978; Rogers et al., 1985; Calmus et al., 2003...

川西地区的埃达克岩
答:川西地区埃达克岩主要产于晚三叠世—早侏罗世深成相含角闪石钙碱性花岗岩类和晚三叠世、古近纪浅成相含角闪石钙碱性花岗岩类中。晚三叠世—早侏罗世深成相含角闪石钙碱性花岗岩类除雅江-九龙花岗岩带的放马坪岩体群、塔马岩体群外,均与同一构造岩浆期的钙碱性火山岩伴生,其较早期中酸性岩石(闪长...

中国埃达克岩文献为什么多
答:(4)中国地域大,地质情况复杂,存在不同时代不同环境不同特征的埃达克岩或埃达克质岩。我们研究埃达克岩的起步比国外晚,我们还处在积累资料的阶段,因此,各地报道性的文献也比较多。(5)我们发现埃达克岩及其所具有的意义后,及时向全国推广。例如,2001年底在北京召开的埃达克岩研讨会,例如《岩石学报...

九瑞地区中生代岩浆活动及其与成矿关系
答:其他:25.与俯冲板片熔融有关的埃达克岩、埃达克质岩石分离结晶和受地幔混染的演化线;26.岩浆分离结晶和受地壳混染的演化线;19.武山、城门山花岗闪长斑岩;20.武山煌斑岩 图3 岩浆岩的Sr/Y-Y图解(据Defantetal.,1990;王强等,2001) 图4 岩浆岩的球粒陨石标准化的(La/Yb)N-YbN图解(据Drummond et al.,19...

侵入岩成因类型与构造环境判别
答:具有高Al2O3,高Sr,低Y,Yb,轻重稀土分馏显著,(La/Yb)N值大,无或弱Eu异常,具有埃达克岩的地球化学特征,投点基本都落在埃达克质岩区(图3-43)。鉴于早白垩世兴安地块与松辽地块已经拼合为一个整体,所以矿区早白垩世花岗岩不是俯冲洋壳板片熔融的产物,可以归为C型埃达克岩。

中亚造山带埃达克岩
答:第二类埃达克岩分布于西天山的阿吾拉勒山和东天山的三岔口,未发现富Nb玄武岩和高镁安山岩组合。俯冲型埃达克岩、富Nb玄武岩和高镁安山岩具有较高的εNd和较低的Sr同位素组成,表明源区物质为洋壳板片,部分为地慢楔、弧前棱柱,产于岛弧环境。而底侵型埃达克岩源于底侵的慢源玄武质物质(赵振华等,2006)。