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埃達(dá)克巖的種類及拉曼實(shí)驗(yàn)討論

2013-11-09 02:07:04常銘王洋
資源節(jié)約與環(huán)保 2013年8期
關(guān)鍵詞:埃達(dá)克板片拉曼

常銘 王洋

(中國地質(zhì)大學(xué) 北京 100083)

埃達(dá)克巖最初被定義為年輕洋殼(洋脊)在俯沖過程中發(fā)生部分熔融產(chǎn)生的熔體(adakite;Defant and Drummond,1990)。埃達(dá)克巖是一種富鈉中酸性火成巖(英安巖、安山巖、鈉質(zhì)流紋巖及相應(yīng)的侵入巖),其突出的地球化學(xué)特征就是SiO2≥56%,Al2O3≥15%,貧重稀土元素(HREE)與Y元素,富Sr(大多數(shù)>400×10-6,La/Yb(≥10.0)與Sr/Y(>20.0~40.0),一般具有正Eu異常(少數(shù)具有極弱負(fù)Eu異常)。筆者針對前人對埃達(dá)克巖。筆者針對前人對埃達(dá)克巖分類的討論進(jìn)行了總結(jié),并針對自己的相應(yīng)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行討論。

1 按巖石中化學(xué)成分分類

(1)典型的埃達(dá)克巖:與島弧正常的鈣堿性巖相比,這類埃達(dá)克巖具高鋁、高鈉、高鍶、無明顯的負(fù)Eu異常。它們的地球化學(xué)特征表明它們可能來源于消減板片MORB的部分熔融。(2)高鎂埃達(dá)克巖:與典型的埃達(dá)克巖相比,高鎂埃達(dá)克巖的Mg#值較高,富Cr、Ni。高鎂埃達(dá)克巖有倆種成因:a來自于高溫富水條件下虧損幔巖的部分熔融。B來自于板片熔融的埃達(dá)克質(zhì)熔體與上覆地幔楔間的交代作用。(3)TTG巖套:是由奧長花崗巖-英云閃長巖-花崗閃長巖組成的巖石組合,根據(jù)地球化學(xué)性質(zhì)及元素相應(yīng)含量可分為低鋁和高鋁兩類。高鋁TTG的地球化學(xué)特征與埃達(dá)克巖大體類似。許多學(xué)者認(rèn)為高鋁TTG是太古宙拉斑玄武巖通過部分熔融向含石榴子石角閃巖或榴輝巖轉(zhuǎn)變時(shí)形成的[2]。(4)高鉀鈣堿性埃達(dá)克巖:該類埃達(dá)克巖最早是Atherton等[3]報(bào)道的富Na質(zhì)的秘魯安第斯帶Cordillera Blanca巖基(平均的Na2O/K2O=1.3)他們認(rèn)為該巖基不是由于板片熔融而形成的[3]。高鉀鈣堿性埃達(dá)克巖的形成有下列3種模型:a底侵玄武質(zhì)下地殼的部分熔融[4];b加厚的下地殼的直接部分熔融;c拆沉的下地殼的部分熔融。(5)富鉀和鎂的埃達(dá)克巖:該類埃達(dá)克巖由于富Mg、Ni、Cr和Mg#,可與前述的高鎂安山巖對比,與高鎂安山巖相區(qū)別的是其明顯富K。前人多解釋為其是由拆沉下地殼被地幔先加熱后的再熔融形成。(6)鉀質(zhì)埃達(dá)克巖:這類巖石的地球化學(xué)性表現(xiàn)為SiO2含量約為60%,K2O含量約為5%~6%,但其成因還不是很清楚。

2 按巖石成因類型分類

張旗等人將中國東部埃達(dá)克巖命名為C型埃達(dá)克巖,產(chǎn)生與內(nèi)陸。將環(huán)太平洋的埃達(dá)克巖命名為O型埃達(dá)克巖。

(1)C型埃達(dá)克質(zhì)巖:大部分仍然是富鈉質(zhì)的,少數(shù)為鉀質(zhì),產(chǎn)于大陸內(nèi)部,主要可能是加厚陸殼底部的下地殼中基性麻粒巖部分熔融形成的,少數(shù)可能是來源于底侵的大陸玄武質(zhì)巖漿或巖石圈地幔中的基性巖部分熔融。

(2)O型埃達(dá)克巖:O型埃達(dá)克巖由俯沖的年輕(≤25~30Ma)大洋板片熔融形成,其性質(zhì)表現(xiàn)為富Na,分布于太平洋及其周邊地區(qū),板塊的消減作用是其主要的成因機(jī)制,部分與低K拉斑玄武巖底侵或具洋殼特征的增厚下地殼部分熔融有關(guān)。

3 拉曼實(shí)驗(yàn)討論

目前對于埃達(dá)克巖成因上的討論還沒有明確的結(jié)論,大多有關(guān)成因方面的結(jié)論都只限于推論,尚缺乏更直接的證據(jù)支撐。

筆者對大別山埃達(dá)克巖進(jìn)行了較為詳細(xì)的觀察,前人認(rèn)為它們來自>2.0 GPa的源區(qū),但也是限于理論推斷,筆者對大別山埃達(dá)克質(zhì)巖鋯石中的包裹物進(jìn)行激光拉曼鑒定,并對比直接用大別山埃達(dá)克質(zhì)巖作為初始物料、不同溫壓下近液相線礦物組合的實(shí)驗(yàn)巖石學(xué)資料(Xiao and Clemens,2007),可以對其起源深度提供直接的下限制約[5]。若在這些包裹物中發(fā)現(xiàn)石榴子石、綠輝石等高壓礦物,則可以直接證實(shí)大別山埃達(dá)克質(zhì)巖來自于>50 km的深部地殼。在進(jìn)行拉曼鑒定的過程中發(fā)現(xiàn)了鋯石包裹物中確實(shí)有金紅石高壓礦物的出現(xiàn),并發(fā)現(xiàn)了其光譜圖中顯示了石榴子石的特征峰出現(xiàn),但由于峰值較弱現(xiàn)階段我們?nèi)圆荒艿贸鲎詈蠼Y(jié)論。(見圖1)

圖1

在實(shí)驗(yàn)研究過程中我們發(fā)現(xiàn)在大別上普通花崗巖的鋯石包裹體中拉曼光譜上同樣出現(xiàn)了白云母特的特征峰,但由于白云母的特征峰與高壓礦物多硅白云母特征峰相近,所以現(xiàn)階段仍不能得出其到底是那種礦物。(見圖2)

圖2

關(guān)于埃達(dá)克巖成因的研究廣大學(xué)者仍在進(jìn)行中,相信不久的將來埃達(dá)克巖的問題將會徹底結(jié)束。

[1]張旗,許繼峰,王焰,肖龍,劉紅濤,王元龍.埃達(dá)克巖的多樣性.地質(zhì)通報(bào),2004,10

[2]Martin H.Adakitic magmas:modern analogues of Archaean granitids[J].Lithos,1999,46;411~429

[3]Atherton MP,Petford.Generation of sodium-rich magmas from newly underplated basaltic crust[J].Geology,1993,4;596~600

[4]Petford N,Atherton M.Na-rich partial melts from newly underplated basaltic crust:the Cordillerablanca Batholith,Peru[J].Journal of Petrology,1996,37:491~521.

[5]黃方,何永勝.干的基性大陸下地殼部分熔融:對C型埃達(dá)克巖成因的制約.科學(xué)通報(bào),2010,55(13):1255-1267.

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