华夏早古生代俯冲作用(Ⅱ):大爽高镁-镁质安山岩新证据

早古生代加里东期造山运动（广西运动）的性质是华南大地构造演化长期争议的重大地质问题.桂东南岑溪大爽一带出露一套早古生代玄武安山岩-安山岩火山岩系.玄武安山岩-安山岩SiO2含量为47.8%～58.8%,Al2O3含量为13.35%～14.25%,CaO含量为3.79%～5.61%,TiO2含量为0.46%～0.56%,而MgO（4.39%～9.96%）、Ni（141×10^-6～210×10^-6）和Cr（427×10^-6～750×10^-6）的含量明显偏高,属钙碱性到过渡系列的高镁-镁质玄武安山岩-安山岩.轻稀土富集,轻重稀土分异明显,δEu弱负异常（0.73～0.92）,（La/Yb）N为3.4～7.9,（La/Sm）N为3.15～4.95.大离子亲石元素Rb、Ba、Th、U、K、Pb明显富集,高场强元素Nb、Ta、Ti相对亏损,具较低Ti/V（14.7～21.8）,表现为高镁-镁质玄武安山岩-安山岩（赞岐岩）的典型特征.镁质安山岩由LA-ICP-MS锆石U-Pb法获得的成岩年龄为443±4Ma,表明这套火山岩系形成于晚奥陶世-早志留世.上述研究表明,大爽玄武安山岩-安山岩系为晚奥陶世-早志留世形成于洋壳俯冲岛弧弧前环境的高镁-镁质玄武安山岩-安山岩系,其发现为华南扬子与华夏之间存在早古生代洋壳俯冲作用提供了重要证据.

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.