埃達(dá)克巖的特征與斑巖型礦床的成礦聯(lián)系

王一帆

（中國(guó)地質(zhì)大學(xué)武漢430074）

埃達(dá)克巖的特征與斑巖型礦床的成礦聯(lián)系

王一帆

（中國(guó)地質(zhì)大學(xué)武漢430074）

近年來(lái)，關(guān)于埃達(dá)克巖的研究越來(lái)越多，adakite（埃達(dá)克巖）是一種特殊的島弧安山巖，英安巖，流紋巖（英安巖中最為常見(jiàn)）。其地球化學(xué)特征表現(xiàn)為高的二氧化硅（SiO2＞56%），高的氧化鋁（Al2O3＞15%），氧化鎂3%（很少＞6%），豐富的鈉，一般Na2O＞K2O，Y，和Yb含量低（分別＜15μg/g，＜1.9μg/g），鍶含量較高（＞300μg/g），具有鍶異常，重稀土元素分餾較強(qiáng)等特點(diǎn)。本文總結(jié)了學(xué)者對(duì)埃達(dá)克巖和斑巖銅礦的形成與埃達(dá)克巖的分類，以及它們的起源研究進(jìn)展，并對(duì)近年來(lái)世界和中國(guó)范圍內(nèi)的時(shí)空分布特征進(jìn)行研究，通過(guò)總結(jié)其地球化學(xué)特征，探討其原因。在斑巖型礦床和低溫?zé)嵋旱V床接觸埃達(dá)克巖成礦分析討論中，內(nèi)蒙古白音寶力金礦床作為一個(gè)具體的例子存在的同時(shí)，進(jìn)一步闡述了兩者之間的關(guān)系。給國(guó)內(nèi)眾多學(xué)者總結(jié)了斑巖銅礦找礦方向。

埃達(dá)克巖斑巖型礦床時(shí)空分布找礦方向

1 前言

kay于1978年在阿留申群島發(fā)現(xiàn)埃達(dá)克巖（kay，1978），但其確切的條款是通過(guò)Defant等人（1990）提出。張旗等（2001年A，2001年B，2001年C）2001年，把中國(guó)東部中生代埃達(dá)克巖中酸性火山巖和侵入巖定為埃達(dá)克巖巖型（C）;2001年在中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京）舉辦了”埃達(dá)克質(zhì)巖（adakite-like）及其地球動(dòng)力學(xué)意義學(xué)術(shù)研討會(huì)”。自2002年以來(lái)，國(guó)內(nèi)埃達(dá)克巖研究進(jìn)入了一個(gè)新階段，在理論和實(shí)踐上取得了更大的進(jìn)步。

斑巖銅礦是最重要的銅之一——鉬和銅自動(dòng)礦床類型，研究發(fā)現(xiàn)，大陸邊緣弧環(huán)境不僅是產(chǎn)生碰撞造山帶環(huán)境，更是產(chǎn)生世界級(jí)規(guī)模的斑巖銅礦島弧的環(huán)境，最具斑巖礦成礦潛力的礦床通常與埃達(dá)克巖存在大規(guī)模的巖漿親和力。埃達(dá)克巖（adakite）與斑巖型銅，銅，鉬，銅礦床及淺成低溫?zé)嵋盒虯u-Ag礦床有密切的關(guān)系

2 埃達(dá)克巖的研究起源與現(xiàn)狀

2.1 埃達(dá)克巖的定義及分類

王焰（2000）把它引進(jìn)到中國(guó)，并翻譯成埃達(dá)克巖。形成于火山島弧環(huán)境是其原始定義，由于火成巖熔體的年輕（＜25Ma）海洋板塊俯沖，它們具有以下特征：巖石類型為酸性鈣堿性巖，缺失基性端元，共生組合巖是島弧安山巖、英安巖、鈉質(zhì)流紋巖和相應(yīng)的侵入巖;“輝石+斜長(zhǎng)角閃石+黑云母”是主要礦物組合;SiO2質(zhì)量分?jǐn)?shù)56%，氧化鋁質(zhì)量分?jǐn)?shù)15%或更高，氧化鎂質(zhì)量分?jǐn)?shù)通常＜3%（很少＞6%）;與正常島弧巖石組合相比，低重稀土元素Yb和Y（Y15μg/ g，Yb1.9μg/g或更少），高鍶（大多數(shù)＞400μg/g），高場(chǎng)強(qiáng)元素（HFSES）;87SR/86SR值通常低于0.7040（冷成彪，2007年）。

由于埃達(dá)克巖只有地球化學(xué)唯一標(biāo)志，也沒(méi)有明確的巖石學(xué)和礦物學(xué)標(biāo)志。關(guān)于巖石定名和野外的識(shí)別，有很大的困難，導(dǎo)致許多學(xué)者爭(zhēng)議，因此Defant（2002年）解釋埃達(dá)克巖的定義：埃達(dá)克巖只是一個(gè)一般意義上的術(shù)語(yǔ)，是指巖石的埃達(dá)克巖地球化學(xué)特征，并沒(méi)有具體的建構(gòu)意義。kay（2002）也指出，與榴輝巖相礦物殘留物（富石榴石和貧斜長(zhǎng)石）平衡的任何安山質(zhì)和英安質(zhì)巖漿都是典型的埃達(dá)克巖。

2.2 埃達(dá)克巖分布和形成時(shí)間和空間背景

我國(guó)的埃達(dá)克巖的分布很廣，幾乎遍及全國(guó)各地。東北的埃達(dá)克巖，大多數(shù)在吉林，內(nèi)蒙古和黑龍江東部較少，分別形成古亞洲洋、蒙古-鄂霍茨克洋和環(huán)太平洋3個(gè)構(gòu)造帶。根據(jù)構(gòu)造環(huán)境和造山帶分布，主要集中在古亞洲洋造山帶和環(huán)太平洋地區(qū)的造山帶（吉林黑龍江東部），其次是秦嶺-祁連-昆侖造山帶；新特提斯造山帶，一個(gè)在安徽省南部中國(guó)東北造山帶，這是在中生代和新生代的青藏高原，只有零星分布在中國(guó)南部（張旗，2003年）。

2.2.1 造山帶

暴露在與造山帶巖石相關(guān)的板塊俯沖帶的埃達(dá)克巖，主要是少數(shù)板塊碰撞后的大陸地殼增厚產(chǎn)物。根據(jù)區(qū)域位置，可分為：

⑴古亞洲洋埃達(dá)克巖可以分布在奧陶系，二疊系。如東準(zhǔn)噶爾、新疆阿爾泰、老山口、北山、金山，花崗巖閃長(zhǎng)巖型的南緣泥盆紀(jì)火山巖;西準(zhǔn)噶爾包古圖地區(qū)的花崗巖，和泰斜長(zhǎng)花崗斑巖，東天山小屋阿東花崗斑巖等。

⑵秦嶺-祁連-昆侖造山帶：發(fā)現(xiàn)埃達(dá)克巖大多在早古生代形成，如北部的西昆侖山地區(qū)的阿爾金山，甘肅雷公山北祁連一毛毛山，老虎山英云閃長(zhǎng)巖。

⑶新特提斯造山帶，只有零星的埃達(dá)克巖巖石裸露，如岡底斯帶的曲水(41～56Ma），云南騰沖的那邦(55Ma)，班公湖一怒江帶的日土花崗巖80Ma)。

2.3 埃達(dá)克巖巖石地球化學(xué)特征及成因

2.3.1 德巖石地球化學(xué)特征

最早的埃達(dá)克巖被定義為一組火山巖和侵入巖，形成于島弧區(qū)，25個(gè)或更少的百萬(wàn)年，由俯沖洋殼部分熔融形成;斜長(zhǎng)石和角閃石為其主要成分，但也可出現(xiàn)黑云母、輝石和不透明礦物。這些巖石的地球化學(xué)特征如下：埃達(dá)克巖SiO2≥56%、Al2O3≥15%和MgO通常小于3%為其特點(diǎn)，Y和重稀土元素含量低（Y＜18×10-6，Yb≤1.9×10-6），Sr含量高（很少小于400×10-6），(87Sr/86Sr)i＜0.7040，富鈉(3.5%≤Na2O≤7.5%)及低的K2O/Na2O(＜0.42)。在Na2O和K2O—二氧化硅圖形埃達(dá)克巖落在鈣堿性區(qū)，并沒(méi)有顯示與鈣堿性趨勢(shì)有任何關(guān)聯(lián)。

Defant等人（2002）指出，它的典型的高鍶的特性（＞400×10-6），最高達(dá)3000×10-6，稀土圖呈現(xiàn)強(qiáng)烈輕重稀土分異((La/Yb)N＞10)和重稀土類元素的含量很低（Y≤18×10-6）特點(diǎn)。

2.3.2 埃達(dá)克巖巖層

目前有兩種埃達(dá)克巖成因觀點(diǎn)：即板塊熔融派（Defant等，1990）和多成因派（張旗，2001年A，2001年B，2001年C;kay，1978）。熔融玄武巖洋殼俯沖可生產(chǎn)埃達(dá)克巖消融已被實(shí)驗(yàn)和地質(zhì)觀測(cè)證實(shí)。實(shí)驗(yàn)研究表明，水飽和熔融或角閃石脫水熔融可以產(chǎn)生埃達(dá)克巖融化。埃達(dá)克巖玻璃包裹體在島弧火山巖中，涉及到火山巖石包體中的礦物和他們的蛇綠巖混合酸的俯沖堤已被發(fā)現(xiàn)。此外，在離子探針?lè)治鲅趸V單斜輝石安山巖時(shí),在阿留申區(qū)域顯示Mg和Sr、Nd/Yb之間具有典型的相關(guān)性，這意味著，在平衡板的地幔，橄欖熔化用于產(chǎn)生典型的埃達(dá)克巖是必須的（Martin，1999）。

⑴板塊熔化原因

Defant等人對(duì)于埃達(dá)克巖的原始定義要求是低于25Ma，且沒(méi)有出現(xiàn)玄武洋殼俯沖冷卻。但隨后的研究發(fā)現(xiàn)，下地殼熔融也可以產(chǎn)生類似的效果，而且還發(fā)現(xiàn)，在一些地區(qū)埃達(dá)克巖從相對(duì)較老的（＞25 Ma）洋殼俯沖產(chǎn)生?？赡苁且?yàn)樗麄冇刑厥獾臉?gòu)造環(huán)境和地溫梯度異常。埃達(dá)克巖體通常和富Nb玄武巖共生，此共生關(guān)系，可以被看作是所述俯沖熔化的證據(jù)。雖然巖漿中最現(xiàn)代化的俯沖帶被認(rèn)為是來(lái)自地幔楔的部分熔融交代，但最近的研究表明也可以通過(guò)熔融的玄武質(zhì)洋殼俯沖帶（喻良繁，2008年）產(chǎn)生。

目前埃達(dá)克巖定義是從強(qiáng)調(diào)板塊熔融形式有了重要的改變，例如Yogodzinski（1995）在西部阿留申一些氧化鎂安山巖確實(shí)具有很高的鍶含量和高La/ Yb比值，但它們有中等MgO和高Ni、Cr含量的特征，被認(rèn)為是俯沖帶和地幔的產(chǎn)物有橄欖相平衡。

⑵地殼下玄武使得部分熔融

Athertonetal（1993）認(rèn)為埃達(dá)克巖也可以通過(guò)地殼部分熔融增厚的玄武巖產(chǎn)生，而南美，北美和新西蘭的中生代和新生代花崗巖和中國(guó)東部埃達(dá)克巖具有相似特性。在鎂鐵質(zhì)下地殼中石榴石穩(wěn)定相或三相殘留熔融形式的條件下，俯沖也一直是高壓下玄武巖熔融實(shí)驗(yàn)的支持。通常地殼熔融的MgO的含量不高，這些特征清楚地揭示了熔體和地幔橄欖巖的平衡。

⑶玄武質(zhì)母巖漿的分異

埃達(dá)克巖母巖漿的另一種形成的可能方式是通過(guò)玄武巖漿分化。例如，菲律賓棉蘭老島(Mindanao)東部的馬帕瓦半島更新世的埃達(dá)克巖，這些并不是板塊熔融的產(chǎn)物（余良范，2008）。更新世埃達(dá)克巖和那些有關(guān)的上新世島弧熔巖有類似的不兼容的元素比率，但除了輕稀土元素。

Castillo（2002）認(rèn)為，在埃達(dá)克巖中SiO2含量與微量元素的變化有濃度和比例之間的良好關(guān)系。結(jié)合地質(zhì)構(gòu)造證據(jù)：這些埃達(dá)克巖，最終由熔融地幔楔產(chǎn)生。由地幔楔熔融巖漿產(chǎn)生的原始島弧巖漿，在高壓下（約35km）上地幔的差異結(jié)晶石榴石和角閃石，重熔的液相和結(jié)晶的分化后在同一時(shí)間最終形成埃達(dá)克巖質(zhì)玄武巖巖漿。在巖漿上升的過(guò)程中上升到莫霍面和地幔，形成高鎂的埃達(dá)克巖漿，巖漿最后侵位到地殼結(jié)晶分化（包括石榴石相），形成了一系列埃達(dá)克巖。

3 埃達(dá)克巖（質(zhì)）的巖石和斑巖型礦床成礦

從構(gòu)造環(huán)境上看，埃達(dá)克巖巖層和斑巖型礦床具有類似的環(huán)境，張旗（2002年）總結(jié)的結(jié)論是，與斑巖銅礦構(gòu)造相關(guān)的環(huán)境一般有三種：⑴島弧環(huán)境，如北美，菲律賓;⑵淺海環(huán)境，如安第斯山脈和巴布亞新幾內(nèi)亞;⑶陸內(nèi)環(huán)境，如德興和玉龍。根據(jù)中國(guó)了解的發(fā)現(xiàn)-超大型斑巖銅礦，除少數(shù)外（如泥土，寶山，被吐山等），大多屬于第三構(gòu)造環(huán)境。而世界上最大的斑巖銅礦被發(fā)現(xiàn)在與消減作用有關(guān)的構(gòu)造環(huán)境。

從巖漿巖特征的分析，冷成彪（2007）總結(jié)了埃達(dá)克巖有利于大規(guī)模的巖漿礦化的三個(gè)因素：

（1）與正常長(zhǎng)英質(zhì)巖漿不同，埃達(dá)克巖巖漿含水量高，高氧逸度和含硫的特性（Oyarzún，2001）。在這種高溫，高壓和富水和高氧逸度的條件下，S主要存在于+6價(jià)，-2價(jià)硫含量降低，從而導(dǎo)致硫化物巖漿不飽和。在氧化狀態(tài)，銅硫化不飽和，巖漿結(jié)晶分化，金成礦元素變成不兼容的元素，所以在后期巖漿活動(dòng)中，最后富集沉淀形成礦床的成礦元素。Mungall（2002）指出，地幔親銅元素通過(guò)巖漿移動(dòng)時(shí)，熔融巖漿源區(qū)發(fā)生巖石脫硫。只有來(lái)自板塊的埃達(dá)克質(zhì)巖漿或是超臨界的流體才有高的氧化潛力產(chǎn)生淺成熱液和斑巖Cu－Au礦床（余良范，2008）。

（2）無(wú)論是O型埃達(dá)克巖還是C型埃達(dá)克巖，其源區(qū)都為基性巖，控制Cu－Au成礦作用的因素是親銅元素的可用性。銅成礦過(guò)程中地幔起到了至關(guān)重要的作用，元素如銅、金、銀、鉬在豐度上很高，而且埃達(dá)克質(zhì)巖漿在上升過(guò)程中與地幔巖石或熔巖發(fā)生反應(yīng)，或與地?；旌蠒r(shí)會(huì)發(fā)生混合作用，這也可能導(dǎo)致埃達(dá)克巖質(zhì)量和巖漿成礦金屬元素（侯增謙，2002）的富集。

（3）實(shí)驗(yàn)巖石學(xué)研究表明，埃達(dá)克巖巖漿的形成需要較高的溫度（850℃ 1100℃）和壓力（為1.2 GPa～4.0GPA）（Proutesu，2001），在其形成過(guò)程中，角閃巖相變成榴輝巖相，角閃石分解的同時(shí)，釋放出大量的水。大量的流體萃取，對(duì)金屬元素的富集和礦床的形成是非常有利的。

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收稿：2015-05-24

10.16206/j.cnki.65-1136/tg.2015.04.008