張成林 陳開運(yùn)
【摘 要】本文總結(jié)了埃達(dá)克巖研究的進(jìn)展,論述了埃達(dá)克巖的提出和原始定義,埃達(dá)克巖的分類和地球化學(xué)特征及其產(chǎn)生的原因,埃達(dá)克巖的成因和成因機(jī)制以及埃達(dá)克巖與金屬礦產(chǎn)成礦作用的關(guān)系。最后提出了當(dāng)前研究未解決的問題,為以后的研究提出了建議。
【關(guān)鍵詞】埃達(dá)克巖;地球化學(xué);特征;成因;成礦
Kay在美國阿留申群島中的Adak島發(fā)現(xiàn)了顯生宙的板片熔融事件((Kay,1978))和島弧火山巖組合, 但當(dāng)時并沒有引起足夠的重視。而在20世紀(jì)90年代初期,Defant(Defant等,1990)將這種巖石組合稱為埃達(dá)克巖(adakite),埃達(dá)克巖的概念提出以后引起了國際上同行的廣泛關(guān)注。Defant 等厘定出這種新的火成巖——埃達(dá)克巖,最先在美國阿留申群島中的埃達(dá)克(Adak)島發(fā)現(xiàn)這種巖石(Kay,1978)。與絕大多數(shù)來自于地幔楔(受俯沖大洋板片流體交代過) 的火山弧火成巖不同,Defant等提出的埃達(dá)克巖,是指形成于火山弧環(huán)境、由俯沖的年輕(<25M a) 大洋板片熔融所形成的火成巖。在Defant等的原始定義中,埃達(dá)克巖具有如下特征:巖石類型為中酸性鈣堿性巖石,缺失基性端員,巖石組合為島弧安山巖、英安巖、鈉質(zhì)流紋巖及相應(yīng)的侵入巖;主要礦物組合為斜長石+ 角閃石±黑云母±輝石±不透明礦物;SiO2≥56%,Al2O3≥15%,MgO 通常< 3% (很少> 6% );與正常的島弧安山巖—英安巖—流紋巖相比,低重稀土元素和Y (如Y≤18×10-6?g/g, Yb ≤1.9×10-6?g/g ),高Sr (大多數(shù)> 400×10-6?g/g),高場強(qiáng)元素(HFSEs) 含量相似(王強(qiáng)等,2001)。
近十幾年來,埃達(dá)克巖的研究取得了長足的進(jìn)步,已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出對埃達(dá)克巖本身的研究,與陸殼的生長、演化,地球動力學(xué)過程以及成礦作用等基礎(chǔ)地質(zhì)問題緊密聯(lián)系在一起。根據(jù)埃達(dá)克巖的地球化學(xué)特征及推斷的巖漿起源條件,結(jié)合俯沖帶巖石圈物質(zhì)結(jié)構(gòu)、熱結(jié)構(gòu)及構(gòu)造巖漿演化,埃達(dá)克巖可能起源于板塊俯沖的初始階段。因此,埃達(dá)克巖概念的提出與研究可能具有與蛇綠巖同等重要的意義(羅照華等,2002)。
1. 埃達(dá)克巖的定義和基本特征
1.1埃達(dá)克巖的定義
Defant等(Defant等,1990)定義的埃達(dá)克巖是與年輕的大洋巖石圈俯沖作用有關(guān)的、地球化學(xué)特征比較特殊的島弧安山巖、英安巖、流紋巖(以英安巖最常見) 或英云閃長巖和奧長花崗巖, 其化學(xué)成分與太古代高-Al奧長花崗巖-英云閃長巖-英安巖(高- AlTTD/TTG)很類似, 突出的特征為較低的Yb (≤1.9?g/g)和Y (≤18L?g/g) 含量和高的Sr/Y 比值(>20-40)。當(dāng)時這種巖石只在一些新生代島弧火山巖中發(fā)現(xiàn), 因其首先發(fā)現(xiàn)于阿留申群島的Adak 島上(Kay, 1978) , 故Defant和Drummond (1990) 將這種特殊的新生代島弧高-AlTTD命名為adakite (埃達(dá)克巖)。巖石類型為中酸性鈣堿性巖石, 缺失基性端員,巖石組合為島弧安山巖、英安巖、鈉質(zhì)流紋巖及相應(yīng)的侵入巖;主要礦物組合為斜長石+ 角閃石±黑云母±輝石±不透明礦物。這樣,埃達(dá)克巖從一開始命名就與構(gòu)造環(huán)境掛上了鉤。Defant等(Defant等,1990)和Drummond等(Drummond等,1996)堅持認(rèn)為,只有島弧環(huán)境下俯沖板片部分熔融形成的才是埃達(dá)克巖。因此,許多人將埃達(dá)克巖的定義理解為形成于島弧環(huán)境的高鋁高鍶而貧重稀土的一種特殊類型的中酸性巖漿巖可見埃達(dá)克巖不是指的某一種具體的巖石,而是具有特定地球化學(xué)性質(zhì)的一套中酸性火成巖組合的術(shù)語(陳斌等,2002;葛小月等,2002;錢青等,2002)。張旗等(張旗等,2003)則認(rèn)為巖石命名是一種描述性的表述,不應(yīng)當(dāng)與其成因及其形成的構(gòu)造環(huán)境聯(lián)系起來。把巖石定名與構(gòu)造環(huán)境捆綁在一起的作法是不合適的(張旗等,2003),實際上,也沒有任何一種巖石固定只形成在一種構(gòu)造環(huán)境。當(dāng)然,在一種新的巖石剛剛出現(xiàn)的時候,為了解釋其成因,往往把它與某種環(huán)境相聯(lián)系,例如埃達(dá)克巖的例子。其實,早在1978年Kay(Kay,1978) 就發(fā)現(xiàn)了 (Adak)島的火山巖具有獨特的地球化學(xué)特征,并認(rèn)為可能與消減板片的熔融有關(guān),但是沒有引起廣泛的注意。而當(dāng)12年后Defant(Defant等,1990)重提這個問題,并根據(jù)新的地質(zhì)和地球物理證據(jù)給予了恰當(dāng)而令人信服的解釋之后,才使埃達(dá)克巖在短期內(nèi)風(fēng)靡全球(張旗等,2003)。在1990年Defant的文章發(fā)表之后,隨著科學(xué)的發(fā)展,新的實例不斷補(bǔ)充,人們的認(rèn)識不斷的深化,對原先的定義進(jìn)行修正和補(bǔ)充,埃達(dá)克巖的概念不斷地被擴(kuò)展,“擴(kuò)大化”是必然的,是科學(xué)發(fā)展和進(jìn)步的表現(xiàn)?!盎氐桨__(dá)克巖原始定義上去”的提法并不合適,我們不應(yīng)當(dāng)局限于早先的認(rèn)識,連一直堅持埃達(dá)克巖只形成在島弧環(huán)境的Defant(Defant等,1990)也不再堅持了(Defant等,2002;Defant,2002), 他認(rèn)為,埃達(dá)克巖是一個一般意義上的術(shù)語,指的是具有埃達(dá)克巖地球化學(xué)特征的那些巖石,而沒有特定的構(gòu)造含義。也就是說“埃達(dá)克質(zhì)巖”的含義更廣,包含了所有具有上述地球化學(xué)特征但可能形成不同構(gòu)造背景并有不同成因的巖漿巖,甚至包括了經(jīng)典的“埃達(dá)克巖”(王強(qiáng)等,2008)。因此現(xiàn)在所說的埃達(dá)克巖不僅僅是指Defant等(Defant等,1990)提出的產(chǎn)生于那種特殊的構(gòu)造環(huán)境的巖石,還包括概念擴(kuò)大化后的具有埃達(dá)克巖地球化學(xué)特征的那些巖石。
1.2埃達(dá)克巖的地球化學(xué)特征
1.3 埃達(dá)克巖地球化學(xué)特征的成因分析
(1)高SiO2高Al2O3??赡芊从沉褫x巖或角閃巖在高壓下的部分熔融(Castillo,2006)。
(2)高HREE底LREE。LREE富集而HREE相對虧損,可能反映其形成的源區(qū)含有石榴石,石榴石優(yōu)先富集HREE,造成埃達(dá)克巖的HREE相對虧損(王強(qiáng)等,2001)。