试论埃达克岩与斑岩铜矿的成矿关系

张富荣 张丽倩

（1.中国煤炭地质总局煤航地质勘查院，陕西 西安 710054；2.陕西国际商贸学院珠宝学院，陕西 西安 712046）

0 引言

1990 年，Defant and Drummond 重新提出：某些岛弧钙碱性安山岩和英安岩为俯冲板片部分熔融形成。在一些地区，如果年轻的、热的洋壳发生俯冲，则沿Benioff 带的地热梯度高(25～30℃/km)，洋壳可能发生脱水熔融，形成高铝的中-酸性岩石。这类岩石最早发现于aleutian群岛的Adak 岛，因此被命名为adakite。埃达克岩与斑岩铜矿的关系存在着很大争议，支持者认为埃达克岩并没有很明确的地球化学界限，而与斑岩铜矿有关的岩石可归纳为埃达克质岩，而反对者认为所谓的埃达克岩根本就是橄榄安粗岩。本文旨在探讨斑岩铜矿与埃达克岩的成矿关系。

1 与之有关的斑岩铜矿床

1.1 埃达克岩的形成方式

埃达克岩的形成方式主要有：①年轻的、热的板片俯冲时发生部分熔融：如巴拿马的La Yeguada 和El Valle 的埃达克岩。②早期洋壳斜向俯冲后的部分熔融：如Adak 岛的埃达克岩。③已经消亡俯冲板片的部分熔融：如Jaraquay 的埃达克岩。④老洋壳在俯冲开始阶段发生的部分熔融：如菲律宾的东部埃达克岩。⑤底侵玄武岩的部分熔融：如埃塞俄比亚西部的Birbir 杂岩。⑥俯冲角度平缓的洋壳的部分熔融：如秘鲁的埃达克岩。⑦下地壳的拆沉作用：如我国东部的埃达克岩。

1.2 埃达克岩与斑岩铜矿关系争论

Thieblemont 等(1997)统计了全 球43 个Au、Ag、Cu 和Mo 低温 热液和斑岩型铜矿，发现其中38 个与埃达克岩有关，在全球规模上，多数埃达克岩省也是重要成矿省；在地区规模上，多数矿床的主岩为埃达克岩；在矿区规模上，当埃达克岩与非埃达克岩其存时，成矿的主要是埃达克岩。Oyarzun 等(2001)通过对智利北部斑岩铜矿的研究发现，古新世-早中新世正常的钙碱性中酸性火成岩与较小规模的斑岩铜矿有关，而晚中新世-早更新世大型-超大型的斑岩铜矿则与埃达克岩有关。Bellon 等(2001)调查了菲律宾16 个斑岩铜矿，发现其中14 个在时间和空间上与埃达克岩有关。Sajona 等(1998)研究了菲律宾的斑岩铜矿和低温热液Au 矿床，发现它们中的大多数与埃达克岩有关。Oyarzunet a1.(2001)通过对智利北部火山岩的研究发现，古新世-早中新世“正常的(REE 分布为右倾型，但HREE 亏损不明显)”钙碱性中酸性火成岩与较小规模的斑岩铜矿(上千万吨级的斑岩铜矿(如Chuquicamata，铜金属储量达6000 万吨)则与埃达克岩有关。综上，一些俯冲板片熔融成因的埃达克岩与斑岩铜矿密切共生。

张旗等(2002)对我国主要的斑岩铜矿(如安徽沙溪、黑龙江多宝山、内蒙乌奴格吐山、新疆乌伦布拉克和土屋、四川西范坪、江西德兴、西藏玉龙等)进行了初步的研究，认为这些斑岩铜矿的成因均与埃达克岩有关。王元龙、张旗等认为这些矿床的成矿物质来源于埃达克岩浆。埃达克质岩浆是玄武质岩石在高压、高温和含水条件下熔融形成的，这些条件有利于金属元素铜的溶解、萃取从而进入熔体。而埃达克岩与壳幔交换等相互作用有关，这可能也是有利于斑岩型铜矿形成的条件之一。

上述可知，虽然国内很多类型的斑岩铜矿含矿岩体的地球化学特征与埃达克岩相似，但是部分特征还是有所差异的，与其说这些斑岩铜矿床与埃达克岩有关，不如说我国的斑岩铜矿与埃达克质岩关系比较密切。朱章显，杨振强，姚华舟等人认为只要符合Yb≤1.9×10-6、Y≤19×10-6、Sr≥355×10-6、A1203≥14.5%的中性和中酸性岩，在满足低Yb、Y 和高Sr 值的条件下，都可认为是埃达岩或类埃达克岩；A1203含量接近或超过14.5%的中酸性岩，即使Sr≤355×10-6或超过20。仍然可以将其看成是埃达克质岩石或类埃达克岩。

2 埃达克岩与斑岩铜矿的成矿关系

主要表现在以下几个方面：

（1）成矿物理化学条件：研究表明，埃达克岩浆的形成需要很高的温度(850℃-1100℃)和压力(1.2-4.0Gpa)。在埃达克岩浆形成过程中，由于角闪岩相转化为榴辉岩相而释放出大量的水。较高的温度和压力，特别是富含水，十分有利于岩浆(热液)对金属元素的萃取、富集，并有适当的条件下富集成矿。

（2）在高温、高压、富水和高氧逸度状态下，硫化物不饱和岩浆的结晶分异作用使成矿元素成为不相容元素而在岩浆中富集，最后释放出富Cu、Au、Ag 的岩浆热液；反之，如果硫化物饱和，则变成相容元素保留在残留相中。

（3）流体作用条件：流体在金属矿床的形成过程中具有重要的作用(Hedenquist et a1.1994)。在Defant 等(1990)提出的埃达克岩形成模式中，为什么将埃达克岩的形成确定在洋壳俯冲达到角闪岩相与榴辉岩相转变界面的附近，就是考虑到角闪石消失时将释放出大量的水，从而降低MORB 熔融的固相线温度，形成埃达克质岩浆。在加厚的下地壳环境，埃达克质岩浆将通过下列方式(Rapp et a1.，1995)产生：角闪石+斜长石±石英=石榴石+辉石+埃达克质熔体+新生的钠长石。

（4）岩浆条件：埃达克质岩一般不可能由分离结晶作用形成(Defant et a1.1990；Atherton et a1.1993)。由于埃达克质岩浆起源于石榴石稳定区，斜长石为主要的熔融相，因此，埃达克质岩所表现出来的正铕异常一弱负铕异常反映了初始岩浆(或弱分异岩浆)的特征(Springer 1997)。地幔和基性岩中Cu、Au、Ag、Mo 等元素的丰度值高，埃达克岩的形成与壳幔交换作用有关，埃达克岩浆的形成可能有利于与下地壳和壳幔交换作用有关的Cu、Au 等元素的熔出。

（5）构造条件：与消减作用有关的埃达克质岩更有利于成矿。世界级的Au、Ag、Cu、Mo 等浅成热源和斑岩矿床多数集中于环太平洋区域(戴自希，1996；Thieblemont et a1.，1997；Oyarzon et a1.，2001)，说明与板块俯冲有关的O 型埃达克岩尤其有利于成矿元素的富集。如前所述，中国东部中生代的低温热液金、铜、钼及斑岩铜矿大多产于陆内环境，与C 型埃达克质岩有关。中国发现的与O 型埃达克岩有关的矿床还不多。

3 埃达克岩有利于成矿的不必然性

有了上述成矿条件，并不意味着一定能够形成矿床，因为矿床的形成和保存还需要以下的条件：

首先，形成的富含金属元素的岩浆在有利的构造和物理化学条件下才可以形成矿床；或者当岩浆同化混染了富S 的围岩使S 达到饱合，并改变氧化还原状态，可以使金等元素进入硫化物沉淀而成矿。否则，“先天条件很好，后天不足”也无法形成矿床。

其次，与埃达克岩有关的斑岩铜-金矿床及浅成低温金-银矿床是岩浆岛弧快速抬升的产物，多形成于俯冲碰撞带，侵位较浅。这些地区后期往往形成造山带，成为主要的剥蚀区；随着时间的推移，先前形成的老的斑岩铜-金矿床和浅成低温金-银矿床就难以保存下来；这就导致它们绝大部分产于古近系与新近系。

最后，有些埃达克岩显示与成矿无关；而矿床即使是斑岩铜矿也不完全形成于火山弧环境且有俯冲洋壳熔体的参与，即只有一部分与埃达克岩有关。

4 结论

（1）埃达克岩与斑岩铜矿的关系密切主要表现在：成矿的物理化学条件，包括温度、压力、氧逸度、硫化物的饱和状态、流体作用、岩浆作用和构造环境。

（2）成矿的不必然性：①富含金属元素的岩浆在有利的构造和物理化学条件下才可以形成矿床；或者当岩浆同化混染了富S 的围岩使S 达到饱合，并改变氧化还原状态，可以使金等元素进入硫化物沉淀而成矿。②造山带的快速剥蚀率使形成于地壳浅部、与埃达克岩浆有密切关系的超大型斑岩矿床具有一定的保存时限。③有些埃达克岩显示与成矿无关或者只有一小部分与埃达克岩有关。

［1］张旗，王元龙，张福勤，等.埃达克岩与斑岩铜矿[J].华南地质与矿产，2002.

［2］张静.埃达克岩及其成矿作用和相关问题的讨论[J].矿物岩石地球化学通报，2003.

［3］王元龙，张旗，王强，等.埃达克质岩与Cu-Au 成矿作用关系的初步探讨[J].岩石学报，2003.

［4］廖宗庭.埃达克岩研究及斑岩铜矿找矿新方向[J].铜业工程，2004.

［5］王焰，张旗，钱青.埃达克岩(adakite)的地球化学特征及其构造意义[J].地质科学，2000.