試論埃達(dá)克巖與斑巖銅礦的成礦關(guān)系

張富榮 張麗倩

（1.中國煤炭地質(zhì)總局煤航地質(zhì)勘查院，陜西 西安 710054；2.陜西國際商貿(mào)學(xué)院珠寶學(xué)院，陜西 西安 712046）

0 引言

1990 年，Defant and Drummond 重新提出：某些島弧鈣堿性安山巖和英安巖為俯沖板片部分熔融形成。在一些地區(qū)，如果年輕的、熱的洋殼發(fā)生俯沖，則沿Benioff 帶的地?zé)崽荻雀?25～30℃/km)，洋殼可能發(fā)生脫水熔融，形成高鋁的中-酸性巖石。這類巖石最早發(fā)現(xiàn)于aleutian群島的Adak 島，因此被命名為adakite。埃達(dá)克巖與斑巖銅礦的關(guān)系存在著很大爭議，支持者認(rèn)為埃達(dá)克巖并沒有很明確的地球化學(xué)界限，而與斑巖銅礦有關(guān)的巖石可歸納為埃達(dá)克質(zhì)巖，而反對者認(rèn)為所謂的埃達(dá)克巖根本就是橄欖安粗巖。本文旨在探討斑巖銅礦與埃達(dá)克巖的成礦關(guān)系。

1 與之有關(guān)的斑巖銅礦床

1.1 埃達(dá)克巖的形成方式

埃達(dá)克巖的形成方式主要有：①年輕的、熱的板片俯沖時發(fā)生部分熔融：如巴拿馬的La Yeguada 和El Valle 的埃達(dá)克巖。②早期洋殼斜向俯沖后的部分熔融：如Adak 島的埃達(dá)克巖。③已經(jīng)消亡俯沖板片的部分熔融：如Jaraquay 的埃達(dá)克巖。④老洋殼在俯沖開始階段發(fā)生的部分熔融：如菲律賓的東部埃達(dá)克巖。⑤底侵玄武巖的部分熔融：如埃塞俄比亞西部的Birbir 雜巖。⑥俯沖角度平緩的洋殼的部分熔融：如秘魯?shù)陌＿_(dá)克巖。⑦下地殼的拆沉作用：如我國東部的埃達(dá)克巖。

1.2 埃達(dá)克巖與斑巖銅礦關(guān)系爭論

Thieblemont 等(1997)統(tǒng)計(jì)了全 球43 個Au、Ag、Cu 和Mo 低溫 熱液和斑巖型銅礦，發(fā)現(xiàn)其中38 個與埃達(dá)克巖有關(guān)，在全球規(guī)模上，多數(shù)埃達(dá)克巖省也是重要成礦?。辉诘貐^(qū)規(guī)模上，多數(shù)礦床的主巖為埃達(dá)克巖；在礦區(qū)規(guī)模上，當(dāng)埃達(dá)克巖與非埃達(dá)克巖其存時，成礦的主要是埃達(dá)克巖。Oyarzun 等(2001)通過對智利北部斑巖銅礦的研究發(fā)現(xiàn)，古新世-早中新世正常的鈣堿性中酸性火成巖與較小規(guī)模的斑巖銅礦有關(guān)，而晚中新世-早更新世大型-超大型的斑巖銅礦則與埃達(dá)克巖有關(guān)。Bellon 等(2001)調(diào)查了菲律賓16 個斑巖銅礦，發(fā)現(xiàn)其中14 個在時間和空間上與埃達(dá)克巖有關(guān)。Sajona 等(1998)研究了菲律賓的斑巖銅礦和低溫?zé)嵋篈u 礦床，發(fā)現(xiàn)它們中的大多數(shù)與埃達(dá)克巖有關(guān)。Oyarzunet a1.(2001)通過對智利北部火山巖的研究發(fā)現(xiàn)，古新世-早中新世“正常的(REE 分布為右傾型，但HREE 虧損不明顯)”鈣堿性中酸性火成巖與較小規(guī)模的斑巖銅礦(上千萬噸級的斑巖銅礦(如Chuquicamata，銅金屬儲量達(dá)6000 萬噸)則與埃達(dá)克巖有關(guān)。綜上，一些俯沖板片熔融成因的埃達(dá)克巖與斑巖銅礦密切共生。

張旗等(2002)對我國主要的斑巖銅礦(如安徽沙溪、黑龍江多寶山、內(nèi)蒙烏奴格吐山、新疆烏倫布拉克和土屋、四川西范坪、江西德興、西藏玉龍等)進(jìn)行了初步的研究，認(rèn)為這些斑巖銅礦的成因均與埃達(dá)克巖有關(guān)。王元龍、張旗等認(rèn)為這些礦床的成礦物質(zhì)來源于埃達(dá)克巖漿。埃達(dá)克質(zhì)巖漿是玄武質(zhì)巖石在高壓、高溫和含水條件下熔融形成的，這些條件有利于金屬元素銅的溶解、萃取從而進(jìn)入熔體。而埃達(dá)克巖與殼幔交換等相互作用有關(guān)，這可能也是有利于斑巖型銅礦形成的條件之一。

上述可知，雖然國內(nèi)很多類型的斑巖銅礦含礦巖體的地球化學(xué)特征與埃達(dá)克巖相似，但是部分特征還是有所差異的，與其說這些斑巖銅礦床與埃達(dá)克巖有關(guān)，不如說我國的斑巖銅礦與埃達(dá)克質(zhì)巖關(guān)系比較密切。朱章顯，楊振強(qiáng)，姚華舟等人認(rèn)為只要符合Yb≤1.9×10-6、Y≤19×10-6、Sr≥355×10-6、A1203≥14.5%的中性和中酸性巖，在滿足低Yb、Y 和高Sr 值的條件下，都可認(rèn)為是埃達(dá)巖或類埃達(dá)克巖；A1203含量接近或超過14.5%的中酸性巖，即使Sr≤355×10-6或超過20。仍然可以將其看成是埃達(dá)克質(zhì)巖石或類埃達(dá)克巖。

2 埃達(dá)克巖與斑巖銅礦的成礦關(guān)系

主要表現(xiàn)在以下幾個方面：

（1）成礦物理化學(xué)條件：研究表明，埃達(dá)克巖漿的形成需要很高的溫度(850℃-1100℃)和壓力(1.2-4.0Gpa)。在埃達(dá)克巖漿形成過程中，由于角閃巖相轉(zhuǎn)化為榴輝巖相而釋放出大量的水。較高的溫度和壓力，特別是富含水，十分有利于巖漿(熱液)對金屬元素的萃取、富集，并有適當(dāng)?shù)臈l件下富集成礦。

（2）在高溫、高壓、富水和高氧逸度狀態(tài)下，硫化物不飽和巖漿的結(jié)晶分異作用使成礦元素成為不相容元素而在巖漿中富集，最后釋放出富Cu、Au、Ag 的巖漿熱液；反之，如果硫化物飽和，則變成相容元素保留在殘留相中。

（3）流體作用條件：流體在金屬礦床的形成過程中具有重要的作用(Hedenquist et a1.1994)。在Defant 等(1990)提出的埃達(dá)克巖形成模式中，為什么將埃達(dá)克巖的形成確定在洋殼俯沖達(dá)到角閃巖相與榴輝巖相轉(zhuǎn)變界面的附近，就是考慮到角閃石消失時將釋放出大量的水，從而降低MORB 熔融的固相線溫度，形成埃達(dá)克質(zhì)巖漿。在加厚的下地殼環(huán)境，埃達(dá)克質(zhì)巖漿將通過下列方式(Rapp et a1.，1995)產(chǎn)生：角閃石+斜長石±石英=石榴石+輝石+埃達(dá)克質(zhì)熔體+新生的鈉長石。

（4）巖漿條件：埃達(dá)克質(zhì)巖一般不可能由分離結(jié)晶作用形成(Defant et a1.1990；Atherton et a1.1993)。由于埃達(dá)克質(zhì)巖漿起源于石榴石穩(wěn)定區(qū)，斜長石為主要的熔融相，因此，埃達(dá)克質(zhì)巖所表現(xiàn)出來的正銪異常一弱負(fù)銪異常反映了初始巖漿(或弱分異巖漿)的特征(Springer 1997)。地幔和基性巖中Cu、Au、Ag、Mo 等元素的豐度值高，埃達(dá)克巖的形成與殼幔交換作用有關(guān)，埃達(dá)克巖漿的形成可能有利于與下地殼和殼幔交換作用有關(guān)的Cu、Au 等元素的熔出。

（5）構(gòu)造條件：與消減作用有關(guān)的埃達(dá)克質(zhì)巖更有利于成礦。世界級的Au、Ag、Cu、Mo 等淺成熱源和斑巖礦床多數(shù)集中于環(huán)太平洋區(qū)域(戴自希，1996；Thieblemont et a1.，1997；Oyarzon et a1.，2001)，說明與板塊俯沖有關(guān)的O 型埃達(dá)克巖尤其有利于成礦元素的富集。如前所述，中國東部中生代的低溫?zé)嵋航稹~、鉬及斑巖銅礦大多產(chǎn)于陸內(nèi)環(huán)境，與C 型埃達(dá)克質(zhì)巖有關(guān)。中國發(fā)現(xiàn)的與O 型埃達(dá)克巖有關(guān)的礦床還不多。

3 埃達(dá)克巖有利于成礦的不必然性

有了上述成礦條件，并不意味著一定能夠形成礦床，因?yàn)榈V床的形成和保存還需要以下的條件：

首先，形成的富含金屬元素的巖漿在有利的構(gòu)造和物理化學(xué)條件下才可以形成礦床；或者當(dāng)巖漿同化混染了富S 的圍巖使S 達(dá)到飽合，并改變氧化還原狀態(tài)，可以使金等元素進(jìn)入硫化物沉淀而成礦。否則，“先天條件很好，后天不足”也無法形成礦床。

其次，與埃達(dá)克巖有關(guān)的斑巖銅-金礦床及淺成低溫金-銀礦床是巖漿島弧快速抬升的產(chǎn)物，多形成于俯沖碰撞帶，侵位較淺。這些地區(qū)后期往往形成造山帶，成為主要的剝蝕區(qū)；隨著時間的推移，先前形成的老的斑巖銅-金礦床和淺成低溫金-銀礦床就難以保存下來；這就導(dǎo)致它們絕大部分產(chǎn)于古近系與新近系。

最后，有些埃達(dá)克巖顯示與成礦無關(guān)；而礦床即使是斑巖銅礦也不完全形成于火山弧環(huán)境且有俯沖洋殼熔體的參與，即只有一部分與埃達(dá)克巖有關(guān)。

4 結(jié)論

（1）埃達(dá)克巖與斑巖銅礦的關(guān)系密切主要表現(xiàn)在：成礦的物理化學(xué)條件，包括溫度、壓力、氧逸度、硫化物的飽和狀態(tài)、流體作用、巖漿作用和構(gòu)造環(huán)境。

（2）成礦的不必然性：①富含金屬元素的巖漿在有利的構(gòu)造和物理化學(xué)條件下才可以形成礦床；或者當(dāng)巖漿同化混染了富S 的圍巖使S 達(dá)到飽合，并改變氧化還原狀態(tài)，可以使金等元素進(jìn)入硫化物沉淀而成礦。②造山帶的快速剝蝕率使形成于地殼淺部、與埃達(dá)克巖漿有密切關(guān)系的超大型斑巖礦床具有一定的保存時限。③有些埃達(dá)克巖顯示與成礦無關(guān)或者只有一小部分與埃達(dá)克巖有關(guān)。

［1］張旗，王元龍，張福勤，等.埃達(dá)克巖與斑巖銅礦[J].華南地質(zhì)與礦產(chǎn)，2002.

［2］張靜.埃達(dá)克巖及其成礦作用和相關(guān)問題的討論[J].礦物巖石地球化學(xué)通報，2003.

［3］王元龍，張旗，王強(qiáng)，等.埃達(dá)克質(zhì)巖與Cu-Au 成礦作用關(guān)系的初步探討[J].巖石學(xué)報，2003.

［4］廖宗庭.埃達(dá)克巖研究及斑巖銅礦找礦新方向[J].銅業(yè)工程，2004.

［5］王焰，張旗，錢青.埃達(dá)克巖(adakite)的地球化學(xué)特征及其構(gòu)造意義[J].地質(zhì)科學(xué)，2000.