新疆北部晚古生代埃达克岩、富铌玄武岩组合:古亚洲洋板块南向俯冲的证据

地球化学研究结果表明 ,新疆北部富蕴县境内的晚古生代下泥盆统托让格库都克组的安山质岩石具有与埃达克岩非常相似的地球化学特征 ,它们具有较高的Al2 O3 ,Na2 O和Sr含量以及Sr/Y比值 ;明显亏损重稀土和Y ,它们的MORB标准化微量元素蛛网图表现为明显的Nb ,Ta负异常和Sr正异常 ,同时强烈亏损高场强元素。与埃达克岩共生的玄武岩的地球化学特征则与富铌玄武岩一致 ,表现为Si过饱和及富Na的特征 ,同时具有较高的Nb ,TiO2 和P2 O5含量 ,并富集高场强元素。由于埃达克岩和富铌玄武岩的形成均与板块俯冲有关 ,因此 ,它们的存在表明 ,古亚洲洋在早 -中泥盆世向南 (哈萨克斯坦 -准噶尔板块 )

柴北缘东段奥陶纪埃达克岩-富Nb玄武岩:对大陆深俯冲之前大洋俯冲及地壳增生的启示

在柴北缘东段识别出早古生代埃达克岩-富Nb玄武岩的火山岩组合。埃达克岩富Na_2O、贫K_2O,K_2O/Na_2O比值介于0.14~0.43之间;高Sr (614×10^(-6)~1043×10^(-6)),但亏损Y (3.26×10^(-6)~14.1×10^(-6))和Yb (0.33×10^(-6)~1.46×10^(-6)),具有高的Sr/Y比值(44~282);富集Sr、Ba等大离子亲石元素,亏损Nb、Ta、Ti等高场强元素及Cr、Ni、Co、V等相容元素。富Nb玄武岩富Na_2O、贫K_2O、高TiO_2,其Nb含量较高,介于16.9×10^(-6)~17.9×10^(-6)之间,具有高的Nb/Ta、Nb/U、(Nb/La)N比值,同时富集高场强元素。埃达克岩锆石U-Pb定年得到453±4Ma和457±4Ma的结晶年龄。锆石ε_(Hf)(t)范围较大,介于3.40~13.23之间,对应的二阶段模式年龄t_(DM2)介于1059~566Ma之间,显示以新生物质为主的特征。综合研究表明柴北缘东段埃达克岩可能为岛弧环境下俯冲的南祁连大洋板片部分熔融的产物。板片来源的埃达克质熔体交代或与上覆地幔楔橄榄岩反应,导致被交代的地幔橄榄岩部分熔融而形成富Nb玄武质岩浆。柴北缘东段埃达克岩-富Nb玄武岩火山岩组合的厘定表明南祁连洋可能直到~455Ma之前并未完全闭合,同时表明俯冲大洋板片的部分熔融可能是柴北缘早古生代地壳增生的一种重要方式。

南菲律宾地区类埃达克岩和富铌玄武质熔岩的成因<英文>

埃达克岩(adakite)最初是指由消减板片玄武岩物质熔融形成的富硅、富钠、高Sr/Y和La/Yb比值的弧火山熔岩。它通常产在会聚带,这个部位的年轻的、因而仍然是热的大洋板片正在发生俯冲消减。富铌的岛弧玄武岩则是中等到高碱的镁铁质熔岩,它们相对于正常的岛弧玄武岩含有较多的高场强元素(HFSE)。这些玄武岩通常与埃达克岩共生,而这一组合一直被用于论证他们的高HFSE含量是因为他们的地幔源区受到板片来源的熔体的交代。先前的区域研究表明,南菲律宾是埃达克岩和富铌岛弧玄武岩的一个典型产地。然而最近的详细研究显示,尽管该地区的一些岛弧火山岩是类埃达克岩的,但是它们很可能是来自地幔楔的母岩浆的分异作用的产物,而这里的地幔楔主要是受沉积来源的成分交代的,此外,菲律宾南部最典型的富铌熔岩中HFSE的富集,也很有可能是起因于似乎是西太平洋边缘特有的富集地幔组分的熔融。这些结果提出了如下问题:南菲律宾是否存在真正的板片来源的熔体?这里的富铌岛弧熔岩是否起因于地幔楔被这种熔体交代?

新疆北部的两类埃达克岩

新疆北部有两类埃达克岩,一是俯冲型,形成于早、中泥盆世-早石炭世晚期(≥320Ma),包括了埃达克岩、富Nb玄武岩、高(富)Mg安山岩。第二类埃达克岩是底侵型,形成于中晚二叠世(≤280Ma)。第一类埃达克岩分布于西天山的阿拉套山、博罗科努山,中天山的骆驼沟和巴仑台,东天山的土屋-延东,阿尔泰山陆缘南富蕴-青河南,准噶尔盆地中部陆梁,克拉玛依等地。在阿尔泰陆缘南,苦橄岩与埃达克岩、富Nb玄武岩和高(富)Mg安山岩密切组合。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(富)Mg安山岩组合。俯冲型埃达克岩、富Nb玄武岩和高(富) Mg安山岩的高Sr低Y、Yb、富Eu及高ε_(Nd)(t)(+1．5～+10．0),低(^(87)Sr/^(86)Sr);(＜0．7070)的同位素组成,均一致表明其源区物质为洋壳板片,部分为地幔楔、弧前棱柱,产于岛弧环境;而底侵型埃达克岩源于底侵的幔源玄武质物质,形成于后造山环境。两类埃达克岩及其组合岩石的地质及地球化学特点,展示了中亚型造山在本区晚古生代陆壳增生作用的多样性:在增生构造过程上,有洋壳板片的斜俯冲、俯冲板片的撕裂、板片窗、俯冲剥蚀及玄武质物质的底侵作用等;在增生方向上,有洋壳板片的侧向斜俯冲,也有玄武质物质垂向上底侵于壳-幔边界;在增生物质上,有洋壳板片、地幔楔、受地幔楔混染的洋壳板片熔体,弧前棱柱、地幔楔受板片熔体交代后形成熔体及底侵的幔源玄武质物质。与两类埃达克岩有关,尤其是第一类埃达克岩及其组合岩石,在本区广泛发育了Cu、Au成矿作用,其中部分达到大型-超大型规模。因此,对埃达克岩及其组合岩石的识别及相关Cu、Au成矿作用的找矿勘探应予以足够重视。

江西会昌盆地晚白垩世站塘高钠埃达克质岩石的地球化学特征及岩石成因

江西会昌盆地晚白垩世喷发的站塘安山岩,其形成与晚中生代岩石圈伸展和玄武质岩浆的底侵作用有关。这些岩石是高Na(6.59%～8.46%Na2O)、高Al的奥长花岗质岩石,具有与埃达克岩相似的高Sr和Ba、低Y和HREE、高Sr/Y和La/Yb比等特点。与埃达克岩相比,它们的Na2O较高而CaO较低,其εNd(t)值-2.3～-3.8和87Sr/86Sr初始比值0.707～0.708也与具大洋同位素组成特征的埃达克岩有明显区别。这些化学的和同位素特征,表明它们并非消减板片部分熔融的产物。站塘埃达克质岩浆可能源自底侵玄武质下地壳,其异常的高Na和低Ca特点反映其源岩成分的特殊性。因其成分与由实验产生的富碱玄武岩部分熔融体组成相当,因此,我们认为站塘高钠安山质岩浆可能是富碱玄武质岩石部分熔融的产物。

天山石炭纪火山岩系中含有富Nb岛弧玄武岩吗?

中国西北部天山石炭纪—早二叠世裂谷火山作用代表了一个新近被认可的大火成岩省。有人认为,在天山石炭纪火山岩系中发育有富Nb岛弧玄武岩、埃达克岩和高镁安山岩组合。然而,该岩石组合具有与典型富Nb岛弧玄武岩、埃达克岩和高镁安山岩不同的化学和同位素特点,表明其并非是岛弧岩石组合。这一推断的岛弧岩石组合实际上是大陆板内火山岩组合,由未遭受地壳混染、受到地壳轻微混染和遭受地壳强烈混染的大陆火山岩组成。

班公湖带多不杂富金斑岩铜矿床斑岩-火山岩的地球化学特征与时代:对成矿构造背景的制约

西藏多不杂铜矿床是班公湖-怒江带北侧新近发现的具有超大型远景的、典型的富金斑岩型铜矿床。本文对含矿斑岩、玄武质火山岩进行了系统的地球化学分析,甄别出三套岩石系列:埃达克岩、高 Nb 玄武岩和正常的岛弧玄武安山岩。三套岩石 SiO_2含量47%～68%,Al_2O_3含13%～18%,MgO 含量1.4%～8.5%,FeOt 含量2.3%～8.1%和 CaO 含量2.1%～ 10%,属于钙碱系列。MgO、CaO 和 FeOt与 SiO_2呈负相关,K_2O 与 SiO_2基本呈正相关。高 Nb 玄武岩和正常的岛弧玄武安山岩富 Na,Na_2O/K_2O 在0.9～7之间,而埃达克岩是相对富 K,Na_2O/K_2O比为0.8。稀土元素总量ΣREE 为29×10^(-6)-203×10^(-6),从基性到酸性岩∑REE 是逐渐减小的,高 Nb 玄武岩的稀土元素含量最高,而埃达克岩最低。球粒陨石标准化配分曲线为轻稀土富集型,LREE/HREE 为7.0～12.4,(La/Yb)_N 为3.2～13,δEu 为0.9～2.1。埃达克岩和正常的岛弧玄武岩富集大离子亲石元素(LILE:如 Rb、Ba、K、Sr)和活泼的高场强元素(如:U、Th),相对亏损其它高场强元素(HFSE:如 Nb、Ta、Zr、Hf、Ti),表明具有俯冲带之上岛弧岩浆的特征。而高 Nb 玄武岩具有明显 Nb、Ta 正异常,且 TiO_2含量高(>2%),(La/Nb)_(PM)<2。微量元素地球化学特征和 Ar、Nd 同位素结果表明该区埃达克岩直接来源于俯冲洋壳的部分熔融,但可能有俯冲沉积物成分的加入;而高 Nb 的玄武岩则可能来源于埃达克质熔体交代或者超临界流体交代而产生富 Nb、Ta 的地幔源区,可能有软流圈地幔的加入;而正常的岛弧火山岩则来源于俯冲流体交代过的地幔楔。另外,多不杂矿区埃达克岩和高 Nb 玄武岩(HNB)空间共生的"埃达克质岩浆交代的火山岩系列",表明多不杂铜矿床形成于典型的岛弧俯冲构造背景。对与成矿密切相关的花岗闪长斑岩进行精确的 SHRIMP 锆石 U-Pb 年代学研究,其锆石具有明显的岩浆结晶环带,Th/U 比值范围为0.51～0.90,均大于0.1,为岩浆成因锆石,其 SHRIMP U-Pb 年龄为121.6±1.9Ma,表明至少在大约120Ma 期间班公-怒江洋盆正在向北俯冲,洋盆闭合时间应晚于早白垩世中期。

新疆阿拉套山石炭纪埃达克岩、富Nb岛弧玄武质岩:板片熔体与地幔橄榄岩相互作用及地壳增生

在新疆阿拉套山石炭纪岛弧火山岩中发现有埃达克岩(adakite)和富Nb岛弧玄武质岩。埃达克岩的岩石类型主要为钙碱性的英安岩和流纹岩,它们都强烈亏损重稀土元素Yb与Y,但高Sr和Sr/Y比值,具有不明显Eu异常至明显正Eu异常、明显正Sr异常以及Nb,Ti亏损,这与世界上典型的由俯冲洋壳熔融形成的埃达克岩非常类似。高硅的埃达克岩(流纹岩)具有低MgO含量(0.35％)和低Mg~#值(=100×Mg^(2+)/(Mg^(2+)+Fe^(2+)(全铁))(17),但是低硅的埃达克岩(英安岩)则具有高的MgO含量(2.67％～3.32％)和高Mg~#(53～58),这表明埃达克岩在形成过程中受到了地幔橄榄岩的混染。富Nb岛弧玄武质岩富钠(Na_2O/K_2O>2.0)、高P_2O_5与TiO_2,具有正Nb至微弱的负Nb异常以及无Ti至正Ti异常,可能由板片熔体交代的地幔橄榄岩熔融在高地热梯度的条件下熔融形成。阿拉套山石炭纪埃达克岩可能由准噶尔南缘晚古生代洋(盆)的洋壳在向博乐地体俯冲的过程中熔融形成。阿拉套山石炭纪埃达克岩和富Nb岛弧玄武质岩的发现表明,博乐地区石炭纪弧下地幔存在俯冲板片的熔融以及板片熔体与地幔楔橄榄岩的明显相互作用,也暗示石炭纪可能是准噶尔南缘晚古生代洋(盆)发生俯冲消减的重要时期。阿拉套山在石炭纪可能处在一种高地热梯度的环境中。

黄岩海山链俯冲与吕宋岛斑岩铜金成矿

菲律宾吕宋岛上约5Ma以来的斑岩铜金矿床主要集中在北部的Baguio和Mankayan地区,它们在时空上与黄岩海山链密切相关。1907~2013年间的地震数据表明,在吕宋岛中部（16°N）附近存在地震稀疏带。吕宋岛上的斑岩铜金矿床分布在该地震稀疏带的两侧。收集到的相应时期埃达克岩的Sr/Y-（La/Yb）N、Sr/Y-Y和La/Yb-Yb图解表明,这些埃达克岩几乎都是洋壳部分熔融形成的。与吕宋岛北部侵入型埃达克岩相比,位于16°N附近的埃达克岩具有更高的Sr含量,这可能与南海古扩张脊俯冲撕裂形成的板片窗有关。斜长石是辉长岩的主要矿物之一,因此,撕裂的洋壳边缘的辉长岩层部分熔融,形成具有更高Sr含量的埃达克质岩浆。而位于吕宋岛南部Bataan弧中的埃达克质火山岩,可能是在南海古扩张脊俯冲之前形成的。根据已发表的斑岩铜金矿床数据,Mankayan地区的成矿年龄在约3.5~1.4Ma,Baguio地区的成矿年龄在约3.1~0.5Ma之间,有从北向南变年轻的趋势,这与黄岩海山链沿马尼拉海沟向南迁移一致。此外,吕宋岛北部Mt.Cagua到Baguio之间存在一个延伸了220km的第四纪火山活动的空隙,该区域大部分火山已经在中新世停止活动。这可能是黄岩海山链的俯冲使得俯冲倾角逐渐变缓、挤压加强而导致的。同时期的斑岩铜矿床正好分布在这一火山空隙中,是俯冲洋壳部分熔融的产物。

俯冲带环境下的火成岩岩石组合及其意义

大洋板块俯冲是板块构造中威尔逊旋回的重要环节。俯冲带环境下具有特殊的火成岩岩石组合,并产出有大量金属矿产。大洋岛弧与陆缘弧的火成岩组合以拉斑玄武岩、钙碱性玄武岩、安山岩和英安岩组合为主,其中陆缘弧的中酸性组分相对偏多。埃达克岩产出在特殊的俯冲带环境下,例如热的年轻洋壳、低角度缓慢俯冲及特殊的地热等环境。埃达克质岩浆上升侵位过程中与地幔楔发生交代作用,形成富Nb玄武岩。埃达克岩通常伴生有大量的金、铜等矿产资源。

埃达克岩成因回顾

埃达克岩最初是用来定义那些富硅、高Sr/Y和La/Yb的源于俯冲带玄武质洋壳部分熔融形成的火山岩和侵入岩.最初,人们认为埃达克岩仅形成在年青且尚未冷却的大洋板块俯冲会聚带,但随后的研究表明埃达克岩也可以形成于岛弧的一些特殊环境,在这里某些异常构造条件可降低古老板片的熔融温度.目前认为,埃达克岩涵盖了一系列的岛弧火山岩,包括原生俯冲洋壳熔体,埃达克岩-橄榄岩混合熔体以及源于板块熔体交代后地幔楔橄榄岩的熔融产物.近年来埃达克岩的研究产生了一些让人困惑的地方,其原因包括:(1)埃达克岩定义相当宽泛,并依化学特征与其他岩石相区别;(2)将含水体系下玄武岩的高压熔融实验结果作为板块熔融存在的确凿证据;而且(3)存在有与板块熔融无关的埃达克质岩.近期研究表明,埃达克质岩和许多曾被认为是埃达克岩的岩石在岛弧和非岛弧环境下均可形成,主要通过以下几种机制:镁铁质下地壳的分熔或直接是幔源低侵岩浆;高压下玄武质岩浆的结晶分异;低压下玄武岩浆的结晶分异加上相关的岩浆混合过程.这些机制在岛弧环境或非岛弧环境都有可能.尽管对埃达克岩和埃达克质岩的成因解释比较混乱,但对这些岩石的研究丰富了我们对俯冲带环境中物质循环、地壳演化和成矿作用的理解.