广西大瑶山东南缘侏罗纪埃达克质花岗岩的特征、成因及构造意义

许 华，韩淑朋，钟锋运，黄启明，白 晓，陈子龙

(广西区域地质调查研究院， 广西 桂林 541003)

埃达克岩(adakite)最早是由美国学者Defant等(1990)提出的。原始定义是其具有独特的地球化学特征：SiO2≥56%、Al2O3≥15%(很少低于此值)、MgO<3%(很少>6%)； 亏损重稀土元素(HREE)、低Y和Yb(如Yb≤1.9×10-6、Y≤18×10-6)、高Sr(>400×10-6， 很少<400×10-6)、一般具有正铕异常(少数具有极弱负铕异常)； 为产生于岛弧环境由年轻(≤25 Ma)、热的俯冲板片部分熔融形成的一套中酸性岩浆岩组合(Defant and Drumond， 1990)。

板片熔融形成埃达克岩的概念提出之后， 研究者发现一些具有埃达克岩的地球化学成分特征的中酸性火成岩不一定产出在岛弧环境， 也不全是俯冲板片熔融产生的。如Atherton 等(1993)注意到一些富钠的中酸性侵入岩也具有埃达克岩的组成特征， 但不是板片熔融的产物， 而提出是新底侵的玄武质下地壳部分熔融形成的。又如Castillo等(1999)指出菲律宾南部的一套具有埃达克岩成分特征的火山岩， 可能是玄武岩浆高压分异的产物。之后中国的科学家(如， 张旗等， 2001； 王强等， 2001)也发现中国东部的一些具有埃达克岩成分特征的中酸性火成岩， 是大陆下地壳物质部分熔融的产物。因此， 也有学者将具有埃达克质地球化学组成特征但不是板片熔融形成的火成岩统称为埃达克质岩(adakitic rock)。

埃达克质岩因具有独特的地球化学特征和独特的地球动力学意义而备受地学界的关注。近年来， 埃达克质岩的研究取得较大进展， 但关于埃达克质岩的成因机制及地球动力学背景仍存在较多争议(张旗等， 2001， 2020； 王强等， 2001， 2008， 2020； 杨文平等， 2005； 汪洋等， 2010； 许继峰等， 2014)。在钦-杭结合带北东段(赣-杭带)分布着众多中生代埃达克质岩体及与其有成因联系的大型铜铁金矿床(周永章等， 2012； 毛建仁等， 2013； 梁锦等， 2015)。但西南段(广西段)尚未见有埃达克质岩的相关报道。特别是广西侏罗纪花岗岩成因类型众多， 但以往研究报道的多以富碱的高钾钙碱性花岗岩和钾玄质侵入岩为主， 认为是华南岩石圈伸展-减薄的产物(李献华等， 1999； 华仁民， 2005； 朱金初等， 2006)； 而同时期的一些富钠花岗岩因出露较少且分布局限， 以往研究较少， 仅仅将其归为普通的“钙碱性I型花岗岩”(广西区域地质调查研究院， 2017(1)广西区域地质调查研究院. 2017. 广西区域地质志.)， 其成因机制是伸展还是挤压(胡升奇等， 2013)尚存在疑义。

笔者在广西1∶25万贵县幅区域地质调查(2010～2012)和广西区域地质志修编(2012～2014)的工作中发现， 在两广交界的广西大瑶山东南缘地区广泛发育的花岗岩株(脉)群中， 既有早古生代TTG侵入岩组合(许华等， 2012， 2016)， 也有一些中晚侏罗世富钠的花岗闪长岩体， 二者在空间上相邻产出， 但彼此均为独立侵入体， 无相互侵入的接触关系。后者具高Sr和低Y、Yb特征， 明显区别于前者形成于早古生代活动陆缘弧的花岗岩组合， 也不同于桂东(南岭地区)和桂东南地区广泛发育的同时代(侏罗纪)的高钾钙碱性花岗岩和钾玄质侵入岩。本文对该系列侏罗纪富钠花岗岩(本文称“埃达克质花岗岩”)的岩石学、地球化学进行了系统研究， 并对其岩石成因、构造背景进行了探讨， 为华南地区燕山早期的构造-岩浆演化和成矿研究提供新的资料。

1 区域地质背景

大瑶山位于广西东部的两广交界地区(图1)， 面积近1 800 km2。是一个由南华系-寒武系组成的隆起区， 加里东期褶皱带广泛发育， 其褶皱为紧密线状复式褶皱， 构造线主要为东西向， 局部北东向。在大地构造上属于湘桂断陷盆地之大瑶山隆起(潘桂棠等， 2009)或大瑶山地体(郭令智等， 1980)。

图1 大瑶山地区大地构造位置略图(a)和地质简图(b)(据广西区域地质调查研究院， 2017(2)广西区域地质调查研究院. 2017. 广西区域地质志.)

该地区在南华纪-志留纪时期是古南华洋盆的组成部分， 沉积了一套巨厚的复理石、类复理石砂页岩、硅质岩建造， 杂砂岩和含砾砂岩较多， 鲍马层序特征明显。早奥陶世郁南运动该地区逐步抬升， 致使奥陶纪时沉积环境发生了很大变化， 甚至缺失志留系。志留纪末， 发生了强烈的广西运动(加里东造山旋回最重要的一幕构造运动)， 广西运动褶皱造山后遭受剥蚀。早泥盆世， 海侵自西南往北东， 本区开始接受晚古生代盖层沉积， 下泥盆统滨岸相碎屑岩沉积不整合于寒武系之上， 沿隆起周边分布。印支期至喜山期均处于隆升状态， 边缘有中新生代断陷盆地分布。区域性大断裂博白-岑溪断裂带、灵山-藤县断裂带均于大瑶山东南缘苍梧一带汇合， 而后往北东贺街、鹰扬关一带延伸(称梧州-贺街-鹰扬关断裂)。该断裂带也被认为是钦杭结合带广西段的东南边界， 也是扬子克拉通与云开岛弧(华夏板块)汇聚碰撞带(潘桂棠等， 2009； 广西区域地质调查研究院， 2017(4)广西区域地质调查研究院. 2017. 广西区域地质志.)。

本区岩浆活动频繁， 加里东期至喜山期均有岩浆活动。大瑶山隆起区主要发育有加里东期和燕山期岩浆活动， 多呈规模大小不等的岩株(或岩脉)状星散或成群产出。前者岩石类型丰富多样， 在大瑶山隆起区的东南缘形成以(辉长)闪长岩-石英闪长岩-英云闪长岩-斜长花岗岩(奥长花岗岩)-花岗闪长岩(+少量角闪石黑云二长花岗岩)组合的加里东期(475～432 Ma)岩浆岩带， 具TTG侵入岩组合的特征(许华等， 2016)； 后者包括燕山早、晚两期， 燕山早期以中晚侏罗世富钠的英云闪长岩、斜长花岗岩(奥长花岗岩)、花岗闪长岩为主(即本文所称的“埃达克质花岗岩”)， 空间上与古龙-倒水-夏郢一带的早古生代TTG岩株群紧密相邻产出。燕山晚期以白垩纪花岗闪长岩、花岗岩等I型花岗岩为主， 呈规模较小的岩株或岩脉状星散分布， 代表性岩体有大黎、大平天山等岩体。

在大瑶山隆起区南侧的桂东南地区， 广泛发育有呈北东向展布的十万大山-大容山印支期花岗岩带和燕山早期富碱花岗岩或钾玄质侵入岩带(李献华等， 1999)； 北侧贺州-钟山地区发育有呈近东西向展布的花山-姑婆山燕山早期富碱的高钾钙碱性花岗岩带， 也称为“A型花岗质杂岩带”(朱金初等， 2006)。

2 岩石组合及时空分布特征

2.1 岩石组合及岩石学特征

侏罗纪埃达克质花岗岩主要分布于大瑶山隆起区东南缘的藤县大佛顶-梧州倒水-沙头镇一带(图1)， 由一系列富钠的花岗闪长岩体组成， 包括有大佛顶、凤凰、富庆、大榜、上洞等5个侵入体， 大致沿梧州-贺街-鹰扬关断裂呈北东向串珠状展布。岩体规模大小不等， 西南部的大佛顶、凤凰、富庆等岩体， 地表出露面积仅0.6～1.2 km2， 在古龙-倒水-夏郢一带与早古生代TTG岩株群相邻产出； 东北部的上洞、大榜岩体出露面积较大， 分别达到16.5 km2和60 km2， 与粤西园珠顶铜钼矿床的侏罗纪花岗斑岩体(154 Ma， 胡升奇等， 2013)相邻。

岩体多侵入于寒武系砂、泥岩中， 其中最北端的大榜岩体侵入至泥盆系碎屑岩中， 岩体外接触带围岩均具热接触变质-角岩化。岩石组合为石英闪长岩-英云闪长岩-斜长花岗岩-花岗闪长岩组合， 其中大佛顶岩体以中细粒英云闪长岩、石英闪长岩为主； 凤凰、富庆岩体以中细粒斜长花岗岩、花岗闪长岩为主； 大榜、上洞岩体以中细粒含角闪石黑云母花岗闪长岩为主， 少量二长花岗岩和石英闪长岩。岩石中暗色包体不常见， 偶见少量细粒暗色闪长质包体， 个体较小。

主要岩石类型及岩石学特征： ① 英云闪长岩/石英闪长岩： 浅灰色， 中细粒结构， 主要矿物成分为斜长石(60%～65%， 体积分数)、石英(18%～22%)、钾长石(5%～7%)、普通角闪石(6%～9%)、黑云母(2%～6%)。斜长石为中长石(An=31～36)， 半自形板状晶体， 略具环带结构； 钾长石(主要为微斜长石)、石英呈他形充填于其间， 普通角闪石呈半自形长柱状， 黑云母鳞片多与普通角闪石相伴， 但多已绿泥石化。常见于大佛顶岩体， 以英云闪长岩为主， 少量石英闪长岩。② 斜长花岗岩/花岗闪长岩： 浅灰白色， 中细粒结构， 主要矿物成分为斜长石(56%～ 60%)、石英(26%～28%)、钾长石(4%～6%)、黑云母(6%～8%)、白云母(1%±)。斜长石为中长石(An=35～38)， 呈半自形-他形， 略具环带结构， 多绢云母、绿帘石化； 钾长石(主要为微斜长石)、石英呈他形充填于其间， 黑云母较自形， 多绿泥石化。常见于凤凰、富庆岩体， 以斜长花岗岩(奥长花岗岩)为主， 少量花岗闪长岩。③ 含角闪石黑云母花岗闪长岩/二长花岗岩: 浅灰白色， 中细粒花岗结构， 主要矿物成分为斜长石(38%～46%)、钾长石(17%～22%)、石英(25%～30%)、黑云母(3%～6%)， 角闪石(1%±)。斜长石为中长石或更长石(An=21～39)， 呈半自形-自形板状， 聚片双晶、环带结构发育； 钾长石主要为微斜长石， 呈他形-半自形板状， 具钠长石显微条纹及不明显的格子双晶； 石英呈他形粒状充填于长石间。常见于上洞、大榜岩体， 以花岗闪长岩为主， 含少量二长花岗岩和石英闪长岩。

2.2 时空分布特征

大瑶山东南缘埃达克质花岗岩体的形成年龄165～153 Ma(表1)， 其中， 西南部的大佛顶、凤凰、富庆等岩体可能形成稍早(165～160 Ma)， 而东北部的大榜、上洞岩体稍晚(156～153 Ma)。从区域上现有的高精度同位素年龄资料看(表1)， 广西侏罗纪花岗岩的形成年龄主要集中于165～151 Ma， 其中以163 Ma左右(即中、晚侏罗世之交)的花岗岩体居多， 区域上华南陆壳重熔型花岗岩最广泛发育，与其侵位的时期(160 Ma左右； 华仁民， 2005)基本吻合。而且， 埃达克质花岗岩与隆起区南、北两侧的花山-姑婆山花岗岩带及桂东南钾玄质侵入岩带在形成时间上也基本一致， 均形成于燕山早期(即中、晚侏罗世之交)。

表1 大瑶山东南缘及相邻地区侏罗纪花岗岩体同位素年龄一览表

从燕山早期花岗岩的空间分布及岩石组合上看， 本区(也即是广西侏罗纪花岗岩的集中分布区)自北而南可划分为3条侏罗纪花岗岩带： ① 花山-姑婆山花岗岩带， 产于大瑶山隆起北侧的凹陷区， 沿中新生代断陷盆地边缘发育， 呈近东西向展布， 以酸性富碱的高钾钙碱性花岗岩为主， 少量中基性的碱性杂岩(牛庙、同安岩体)， 也称为“A型花岗质杂岩带”(朱金初等， 2006)； ② 大瑶山东南缘埃达克质花岗岩带， 仅局限分布于大瑶山隆起区东南缘， 沿梧州-贺街断裂呈北东向串珠状展布， 岩体规模较小， 以富钠的花岗闪长岩、英云闪长岩或斜长花岗岩为主； ③ 桂东南钾玄质侵入岩带， 分布于大瑶山隆起南侧的桂东南地区， 沿北东向中新生代断陷盆地及深大断裂带产出， 由南而北发育有香山、清湖、马山、罗容、南渡等碱性杂岩体以及西山、杨梅、长岗顶、大坡等壳-幔相互作用形成的浆混花岗岩体。

花山-姑婆山花岗岩带及桂东南钾玄质侵入岩带的岩石类型众多， 既有酸性的富碱高钾钙碱性花岗岩(二长花岗岩-正长花岗岩组合)， 也有中基性的碱性杂岩(二长闪长岩-二长岩-正长岩组合为主， 极少量辉石岩、辉长岩)。它们既有呈独立的侵入杂岩体产出， 也有相互共生呈复式岩体产出(如花山、姑婆山复式岩体)， 有的则由中基性钾玄质岩浆与酸性高钾钙碱性岩浆混合而形成典型的浆混花岗岩(如西山、里松等岩体)。而埃达克质花岗岩仅局限分布于大瑶山隆起区东南缘， 多呈独立侵入体产出， 与同时期的富碱高钾钙碱性花岗岩、钾玄质侵入岩等没有紧密的共生关系， 空间上与早古生代TTG岩株群紧密相邻。

3 测试方法

选取新鲜的代表性岩石进行岩石地球化学测试。共对5个岩体采集主、微量元素分析样品9件， 基本涵盖了各侵入体不同岩性的代表性岩石(表2)。岩石样品风化程度较低， 新鲜且无氧化、无污染、无明显的蚀变。

表2 大瑶山东南缘侏罗纪埃达克质花岗岩主量元素(wB/%)和微量元素(wB/10-6)含量

续表2 Continued Table 2

主、微量及稀土元素分析测试由武汉综合岩矿测试中心完成。首先将样品粗碎至2～4 cm， 采用3%～5%的稀盐酸经超声波清除表面杂质， 再碎至200目备用。全岩主量元素采用X射线荧光光谱法(XRF)分析SiO2、Al2O3、TFe2O3、CaO、MgO、K2O、Na2O、MnO、P2O5、TiO2等， 重铬酸钾滴定法分析FeO， 高温加热-浓硫酸吸收-重量法分析H2O+， 非水滴定容量法分析CO2， 高温加热-重量法分析灼失量(LOI)， 分析精度优于2%； 全岩稀土元素、微量元素采用电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)分析完成， Nb、Ta、Zr和Hf的测试精度为9%， 其它元素测试精度优于5%。

4 岩石地球化学特征

岩石主、微量元素含量及相关特征参数列于表2。主、微量元素地球化学图件采用GeoKit软件(路远发， 2004)制作。

4.1 主量元素特征

SiO2含量为63.76%～72.13%， Al2O3含量14.76%～18.85%， 其中以大佛顶岩体Al2O3(17.75%～18.85%)含量最高。总体上均具高Al2O3特征(Al2O3≥15%)， Al2O3与SiO2呈负相关； 低MgO(0.69%～1.49%)、CaO(1.55%～4.72%)和低Mg#值(33.95～49.19)； 相对富Na， Na2O(3.60%～4.73%)>K2O(2.09%～3.3%)， Na2O/K2O值为1.19～2.25， 部分岩体(如大佛顶、富庆)属钠质系列(Na2O-2.0>K2O)的火成岩类。在侵入岩SiO2-(Na2O+K2O)(TAS)图解(图2)中， 岩石主要落于花岗闪长岩区和花岗岩区， 均属于亚碱性系列， 岩石化学分类命名与镜下定名基本一致。在岩石化学系列K2O-SiO2图解(图3a)中， 岩石主要落于中钾钙碱性系列， 少部分落于高钾钙碱性系列。

图2 大瑶山东南缘侏罗纪埃达克质花岗岩TAS图解(底图据Middlemost, 1994)

岩石铝饱和指数A/CNK值多接近于1， 以偏铝质-弱过铝质为主(图3b)， 部分为强过铝质(A/CNK值>1.1)。其CIPW标准矿物组合主要为铝过饱和类型C+Q+Or+Ab+An+Hy组合， 个别为正常类型Q+Or+Ab+An+Di+Hy组合。尽管CIPW标准矿物计算结果中大多数出现刚玉(C)， 但在其岩石矿物组成中， 一般极少见到过铝质标型矿物。

图3 大瑶山东南缘侏罗纪埃达克质花岗岩K2O-SiO2图解(a， 底图据Peccerillo and Taylor, 1976； 虚线据Middlemost, 1985)和A/NK-A/CNK图解(b， 底图据Maniar and Piccoli, 1989)

4.2 微量元素特征

岩石∑REE为54.36×10-6～173.81×10-6， 不同侵入体不同岩石的稀土元素含量有所差异， ∑REE与酸度无明显的线性演化关系， 总体上大榜、上洞岩体∑REE略高。轻、重稀土元素分馏程度高， LREE/HREE为7.62～20.25， 亏损重稀土元素、低Y(3.26×10-6～16.19×10-6)和Yb(0.35×10-6～1.5×10-6)， (La/Yb)N值为8.68～29.15； δEu值为0.78～1.10， 具弱Eu负异常或正异常， 其中大榜、上洞岩体普遍具弱Eu负异常(δEu值0.78～0.93)， 而大佛顶、凤凰、富庆等岩体Eu异常不明显或具弱Eu正异常(δEu值0.92～1.10)。岩石稀土元素配分曲线均为右倾轻稀土元素富集型曲线(图4)， 不同侵入体及不同岩性的稀土元素曲线有所差异， 大致可细分为3类： ① 以富庆岩体为代表(图4a)， HREE强烈亏损， 具Eu正异常(δEu值1.10)， 暗示源区由石榴子石+辉石组成， 残留相为榴辉岩； ② 以大佛顶、凤凰岩体为代表(图4a)， HREE平坦型的分布， 无明显Eu异常， 说明源区可能有角闪石残留(石榴子石+辉石+角闪石)， 残留相为角闪榴辉岩或含角闪石的辉石岩； ③ 以大榜、上洞岩体(图4b)为代表， HREE平坦型， 有弱的Eu负异常(δEu值0.78～0.93)， 说明残留相可能有少量斜长石存在， 残留相为含斜长石的榴辉岩或麻粒岩； 或残留相中无斜长石存在， 而熔融体中的斜长石发生了分离结晶作用。

岩石微量元素Sr 、Ba含量普遍较高， 而过渡金属元素Cr、Ni含量较低。其中大佛顶、凤凰、富庆等岩体的Sr含量高达773×10-6～1 313×10-6， 而大榜、上洞岩体Sr含量(237.85×10-6～324.54×10-6)相对偏低， 但Ba含量(712×10-6～1 217×10-6)普遍都较高。在微量元素原始地幔标准化蛛网图(图4)上， 相对富集大离子亲石元素(LILE)Rb、K、Ba、Sr， 亏损高场强元素(HFSE)Nb、Ta、P、Ti。不同侵入体的微量元素配分曲线具明显的差异性特征， 总体上高场强元素(HFSE)Nb、Ta、P、Ti均显示出不同程度的负异常， 而Th、Sr异常差别较大。其中， 大佛顶、凤凰、富庆等岩体具明显Sr、Ba正异常， 而Th表现为负异常(图4c)； 大榜、上洞岩体具弱Sr、Ba负异常， 而Th则表现为正异常(图4d)。

图4 大瑶山东南缘侏罗纪埃达克质花岗岩稀土元素配分曲线图(a、b)和微量元素蛛网图(c、d)(球粒陨石和原始地幔标准数据据Sun and McDonough, 1989)

5 讨论

5.1 岩石成因

5.1.1 I型弧花岗岩属性

大瑶山东南缘侏罗纪埃达克质花岗岩， 岩石组合为石英闪长岩-英云闪长岩-斜长花岗岩(奥长花岗岩)-花岗闪长岩组合， 岩石普遍含角闪石； 岩石化学系列主要为中钾钙碱性系列， 少部分达到高钾钙碱性系列， 相对富钠(Na2O>K2O)， 且部分岩体(如大佛顶、富庆)属钠质系列的火成岩类， 显示了壳-幔同熔I型花岗岩特征。从铝饱和指数A/CNK值看， 岩石多数仍为偏铝质-弱过铝质， 尽管部分表现为强过铝质(A/CNK值>1.1， 通常被判定为S型花岗岩)， 但在其岩石矿物组成中， 一般极少见到过铝质标型矿物， 且普遍含角闪石。因此， 岩石总体仍表现为I型花岗岩特征， 而部分岩石具高A/CNK值， 也正反映了埃达克质岩石普遍具高Al2O3的特征。

岩石富集大离子亲石元素(LILE)， 亏损高场强元素(HFSE)， 具明显Nb、Ta负异常。Nb/Ta值(7.95～21.70)变化较大， 多数介于下地壳(8.3)与原始地幔(17.4)之间； Rb/Sr值0.04～0.49， 均低于华南同熔I型花岗岩的Rb/Sr值(0.50)。反映了其源岩主要来自于下地壳和地幔来源基性火成岩物质的部分熔融， 具壳-幔同熔I型弧花岗岩的地球化学特征。

Nb/Zr值通常被认为是判别构造背景的灵敏指示标志， 一般认为火山弧环境岩石的Nb/Zr<0.1， 而板内环境一般Nb/Zr>0.1。本区埃达克质花岗岩的Nb/Zr值在0.06～0.11间， 绝大多数<0.1， 显示其绝大部分仍具有弧花岗岩的地球化学特征。在Whalen的岩浆成因Zr-SiO2判别图(图5a)中， 岩石均落于I型花岗岩区。在(Na2O+K2O)/CaO-(Zr+Nb+Ce+Y)判别图(图5b)中， 埃达克质花岗岩均落于未分异的I & S型花岗岩区； 而同时期的桂东南钾玄质侵入岩(二长岩、正长岩)及浆混花岗岩、花山-姑婆山高钾钙碱性花岗岩则落于A型花岗岩区(或分异花岗岩区)。总体反映了侏罗纪埃达克质花岗岩与同时期邻区的桂东南钾玄质侵入岩及花山-姑婆山高钾钙碱性花岗岩具有明显不同的成因特征。前者兼具I型弧花岗岩的地球化学特征， 而后两者则为典型的板内A型花岗岩组合。

图5 大瑶山东南缘侏罗纪埃达克质花岗岩Zr-SiO2图解(a)和(Na2O+K2O)/CaO-(Zr+Nb+Ce+Y)图解(b)(底图据Whalen et al., 1987； 部分数据引自广西区域地质调查研究院， 2017(5)广西区域地质调查研究院. 2017. 广西区域地质志.)

5.1.2 埃达克质属性

本区侏罗纪埃达克质花岗岩普遍具高Al2O3(绝大多数Al2O3≥15%)、低MgO(<3%)， 亏损重稀土元素(HREE)、Eu异常不明显或具正Eu异常(部分具弱负Eu异常)， 低Y(≤18×10-6)和Yb(≤1.9×10-6)， 高Sr(大部分岩体Sr>300×10-6)、高Sr/Y值(>20)和La/Yb值(>15)等埃达克岩独特的地球化学特征。在Defant的经典岛弧岩石与埃达克岩判别(La/Yb)N-YbN图(图6a)和Sr/Y-Y图(图6b)上， 岩石绝大部分落于埃达克岩区或埃达克岩与岛弧岩石叠合区。

图6 大瑶山东南缘侏罗纪埃达克质花岗岩(La/Yb)N-YbN图解(a)和Sr/Y-Y 图解(b)(底图据Defant and Drummond, 1990)

Sr/Y值通常用于判别在岩石成因体系中长石和石榴子石是以分离结晶相还是残留相存在。如， 高Sr/Y值(>40)暗示源区是在含石榴子石角闪岩相或榴辉岩相(残留相矿物以含石榴子石、无长石为特征)条件下发生部分熔融； 低Sr/Y值(<20)表明熔融体是无石榴子石的物源区的部分熔融(以长石分离结晶、无石榴子石为标志)(Haschkeetal.， 2010)。本区侏罗纪埃达克质花岗岩均具较高的Sr/Y值(>20)， 西南部大佛顶、凤凰、富庆岩体的Sr/Y值(>40)总体较高， 北东部大榜、上洞岩体略低(大部分仅>20)。表明本区侏罗纪埃达克质岩浆熔融体可能是来自于下地壳深部含石榴子石角闪岩相或榴辉岩相源区部分熔融的结果。大榜、上洞岩体的Sr/Y值略低， 说明其源区可能有少量斜长石残余； 或残留相中无斜长石存在， 而熔融体中的斜长石发生了分离结晶作用。

许继峰等(2014)总结提出了非板片熔融的埃达克质岩的4种成因类型： ① 下地壳部分熔融的埃达克质岩； ② 拆沉下地壳部分熔融形成的埃达克质岩；③ 基性岩浆高压分异的埃达克质岩； ④ 混合成因的埃达克质岩(许继峰等， 2014)。从岩石的低MgO(0.69%～1.49%)和低Mg#值(<50)特征看， 本区侏罗纪埃达克质花岗岩应属于下地壳部分熔融形成的埃达克质岩(相对低镁)而非拆沉下地壳部分熔融形成的埃达克质岩(相对高镁)。从埃达克质花岗岩产出的地质特征看， 各花岗岩体均呈独立的侵入体产出， 其间并无有成因联系的中基性岩石密切共生， 暗色包体也极少见。因此， 也不属于基性岩浆高压分异的埃达克质岩或混合成因的埃达克质岩。

5.1.3 TTG岩类属性

本区侏罗纪埃达克质花岗岩与早古生代TTG侵入岩组合在空间上相邻产出， 且二者在岩石组合及岩石地球化学特征上都具相似性。在O’Connor(1965)CIPW标准矿物分类命名An-Ab-Or三角图中(图7)， 侏罗纪埃达克质花岗岩(标准矿物石英含量16.19%～33.80%， 均大于10%)亦主要落于T1T2G1和G1G2组合岩区， 其中西南部的大佛顶、凤凰、富庆岩体组合显示为T1T2G1(英云闪长岩-奥长花岗岩-花岗闪长岩)组合， 而北东部的大榜、上洞岩体组合显示为G1G2(花岗闪长岩-花岗岩)组合。

图7 大瑶山东南缘侏罗纪埃达克质花岗岩An-Ab-Or 图解(底图据O’Conner, 1965)

一般认为， TTG岩类形成于洋俯冲作用的构造环境(邓晋福等， 2007； 肖庆辉等， 2016)， 是洋俯冲玄武岩板片脱水熔融的产物(Martin, 1999)； TTG岩类与俯冲成因的埃达克岩相同， 也是俯冲板片熔融的产物(Defant and Drummond， 1990； Drummondetal.， 1996)。 但也有学者认为TTG性质岩浆并非俯冲成因， 而是镁铁质下地壳部分熔融形成， 其成因与加厚地壳底部岩石部分熔融形成的埃达克岩熔体类似(Smithies， 2000； Smithiesetal.， 2003， 2009)。

邓晋福等(2018)研究提出TTG岩类可分4个亚类： 镁安山岩系列(MA)低压型TTG亚类、镁安山岩系列(MA)高压型TTG亚类、低镁安山岩系列(LMA)低压型TTG亚类、低镁安山岩系列(LMA)高压型TTG亚类。并指出， LMA系列的高压型TTG亚类常形成于具山根的大陆边缘弧， MA系列的高压型TTG亚类形成于洋壳俯冲带， 二者的压力均≥1.5～1.6 GPa， >50～60 km的榴辉岩形成深度(邓晋福等， 2018)。本区侏罗纪埃达克质花岗岩具低MgO(0.69%～1.49%)和低Mg#值(<50)特征。在MgO-SiO2图解上(图8)， 大佛顶、凤凰、富庆岩体落于低镁安山岩/闪长岩系列(LMA)， 大榜、上洞岩体落于镁安山岩/闪长岩系列(MA)， 靠近低镁安山岩/闪长岩系列(LMA)界线附近。上述提示， 本区侏罗纪埃达克质花岗岩可能具有来自于岩浆弧下地壳和洋壳俯冲带两种不同源岩的TTG岩类属性。

图8 大瑶山东南缘侏罗纪埃达克质花岗岩MgO-SiO2图解(底图据邓晋福等， 2018， 有修改)

从稀土元素和微量元素特征看， 大佛顶、凤凰、富庆岩体均具陡倾斜的REE分布形态(高分离的REE分布样式)， 无明显的Eu异常(或具正Eu异常)， 具低HREE和较高Sr/Y值， 反映了其源区无斜长石残余及难熔残余矿物为石榴子石+角闪石+辉石的熔体， 它们是压力≥1.5～1.6 GPa时(榴辉岩相)， 高压条件下产生的岩浆， 属高压型TTG或埃达克岩。而大榜、上洞岩体具弱的负Eu异常和略低的Sr/Y值， 说明其源区可能有少量斜长石残余； 或残留相中无斜长石存在， 而熔融体中的斜长石发生了分离结晶作用。

岩浆弧下地壳产生的TTG岩浆虽然不是洋俯冲板片直接熔融出的岩浆， 但它仍然可表征岩浆弧的构造环境， 亦可以说它们仍与洋俯冲的环境有关， 是岩浆弧的另一种类型的TTG亚类(邓晋福等， 2018)。从区域构造演化上看， 印支期造山后， 华南地区已拼合为统一的华南陆块。本区处于华南大陆板内， 且远离古太平洋俯冲带， 其TTG岩类属性与中生代古太平洋俯冲板片熔融过程无关， 而可能与加厚下地壳底部岩石部分熔融形成的埃达克岩熔体的独特性质相关。从这个意义上说， 其应属于非俯冲成因的埃达克岩/TTG岩类。但这种埃达克岩/TTG质熔体的独特性质显然又带有洋俯冲成因的“基因”。因此， 本区侏罗纪埃达克质花岗岩具有类似于低镁安山岩/闪长岩系列(LMA)和镁安山岩/闪长岩系列(MA)两种高压型TTG亚类属性， 这两种属性均具有洋俯冲成因岩石的特征， 暗示其岩浆可能是来自于古洋壳俯冲带或古岩浆弧下地壳岩石部分熔融产生的埃达克岩/TTG质熔体。

5.2 构造意义

5.2.1 构造背景

关于埃达克质岩的成因机制及地球动力学背景仍存在较多争议。有学者认为， 埃达克质岩可以形成于不同的构造背景并与不同类型的岩石同时出现(王强等， 2008)； 但也有学者认为， 埃达克岩来自高压构造背景， 埃达克岩不与南岭型花岗岩共生(张旗等， 2020)。

岩石模拟和实验研究表明， 基性岩熔融产生埃达克质熔体的条件为压力>1.2～1.5 GPa、温度800～1 000℃、H2O含量1.5%～6.0%(Xiongetal., 2005； 熊小林等， 2007； 王强等， 2020)。不同成因或构造背景的埃达克质熔体形成时源区残留矿物组合为石榴石+金红石， 很少或无斜长石(许继峰等， 2014； 王强等， 2020)。这表明埃达克质熔体起源或产生在一个约大于或等于40～50 km的地壳(下地壳)深处， 而明显不同于不具有埃达克质成分组成的中酸性岩， 后者很可能主要起源或形成于比埃达克质岩相对浅(如小于40 km)的中上地壳内(许继峰等， 2014)。

张旗等(2006)利用Sr-Yb图解(图9)， 将中酸性岩(SiO2≥56%)分为埃达克型、喜马拉雅型、浙闽型、广西型、南岭型等5类花岗岩， 认为埃达克型来自于高压背景， 南岭型(大体相当于A型花岗岩)代表地壳减薄的产物， 而广西型(钾玄岩系列)则是在正常或减薄的地壳(压力较低)和较高温度下(>900℃)形成的(张旗等， 2006， 2020； 张旗， 2014)。在广西侏罗纪主要花岗岩(SiO2≥56%)Sr-Yb图解中(图9)， 本区侏罗纪埃达克质花岗岩均明显落于低Yb 高Sr的埃达克型岩区(其中， 大榜、上洞岩体部分因Sr含量略低而落于下部边线附近)， 而同时期的桂东南钾玄质侵入岩(二长岩、正长岩)及浆混花岗岩则落于高Yb 高Sr的广西型岩区； 花山-姑婆山高钾钙碱性花岗岩(二长花岗岩、正长花岗岩)落于高Yb 低Sr的南岭型岩区。虽然该图解在岩石成因分类上尚有争议， 但也大致反映了广西侏罗纪花岗岩丰富多样的岩石成因类型和条件各异的成岩环境。

图9 广西侏罗纪主要花岗岩Sr-Yb 图解(底图据张旗等， 2014； 部分数据引自广西区域地质调查研究院， 2017(7)广西区域地质调查研究院. 2017. 广西区域地质志.)

从区域构造-岩浆演化上看， 本区埃达克质花岗岩产出的大瑶山隆起恰好处于北东向钦-杭结合带(成矿带)与东西向南岭成矿带(花岗岩带)的交汇结合部， 历经加里东期俯冲增生-碰撞造山和印支期褶皱回返造山。印支造山后， 拼合统一的华南陆块转入大陆地壳抬升、伸展减薄和裂谷发展(夭折)阶段。华仁民等(1999)认为， 燕山早期(180 Ma)开始, 华南尤其是南岭地区进入一个以岩石圈伸展-减薄为主的地球动力学环境, 并且呈现一种多阶段的伸展(华仁民等， 1999； 李献华等， 1999； 毛景文等， 2004； 华仁民， 2005)。地处南岭之南的桂东及桂东南地区， 在中、晚侏罗世之交(165～151 Ma)， 由于岩石圈持续的伸展-减薄， 地幔岩浆沿深大断裂底侵上涌， 并诱发下部地壳岩石发生重熔(及上部地壳垮塌重熔)形成了丰富多样的岩石成因类型。其中， 既有以地幔源区为主的钾玄质侵入岩(以中基性碱性杂岩为主， A1亚型)， 又有以重熔地壳源区为主的高钾钙碱性花岗岩(A2亚型)和壳-幔相互作用形成的浆混花岗岩(H型)， 具典型的后造山岩浆岩组合特征(广西区域地质调查研究院， 2017(9)广西区域地质调查研究院. 2017. 广西区域地质志.)。

而埃达克质花岗岩， 仅局限于大瑶山隆起区东南缘沿梧州-贺街断裂带分布， 空间上与早古生代俯冲增生带的TTG侵入岩组合(475～432 Ma)紧密相邻， 岩石组合上亦表现为英云闪长岩-斜长花岗岩(奥长花岗岩)-花岗闪长岩组合(TTG侵入岩组合)， 岩石地球化学具I型弧花岗岩的普遍特征， 同时又兼具有埃达克岩独特的地球化学特征。但从区域构造背景上看， 本区侏罗纪处于华南大陆板内， 远离古太平洋俯冲带， 也无证据显示存在中生代大陆弧或陆内俯冲环境。因此， 其与中生代大陆弧或洋俯冲环境无关， 应属于非弧环境的大陆板内I型花岗岩。

张旗等(2020)认为：埃达克岩与南岭型花岗岩， 一个是高压下形成的， 一个是低压下形成的， 二者不可能同时同地出现， 因为地壳不可能同时既加厚又减薄(张旗等， 2020)。本区埃达克质花岗岩与同时期(中晚侏罗世)的高钾钙碱性花岗岩(南岭型)和钾玄质侵入岩(广西型)虽然空间上没有紧密的共生关系， 但它们也都相距不远， 且同处于中晚侏罗世华南大陆岩石圈伸展-减薄的构造背景。所不同的是， 埃达克质花岗岩产出于加厚的大瑶山隆起区， 而高钾钙碱性花岗岩和钾玄质侵入岩则分布于隆起区南、北两侧的中新生代断陷盆地边缘。它们具有不同的岩石组合和不同的地球化学特征， 暗示它们可能来自于不同性质的岩浆源区和不同的成岩环境。埃达克质花岗岩的岩浆源区可能来自于相对较深(>40或50 km)的大陆下地壳底部岩石的部分熔融， 因而具有相对较高的压力(>1.2或1.5 GPa)背景； 而高钾钙碱性花岗岩主要源自于浅部(相对低压环境)上地壳的重熔； 钾玄质侵入岩、浆混花岗岩则可能是在伸展-减薄(减压)机制下， 地幔岩浆上涌， 壳-幔相互作用的产物。因此， 在中晚侏罗世陆内伸展构造背景下， 也形成了本区燕山早期大规模岩浆-成矿作用的两种不同的成矿系列， 即① 与富碱的高钾钙碱性花岗岩(A型花岗岩)相关的W、Sn多金属及稀有、稀土成矿系列； ② 与埃达克质花岗岩(I型花岗岩)相关的Au-Cu-Mo成矿系列。

需要指出的是， 胡升奇等(2013)报道了与大榜、上洞岩体相邻且同时期的粤西园珠顶铜钼矿床的花岗斑岩(154 Ma)， 认为园珠顶花岗斑岩属于壳-幔混源成因的I型花岗岩， 花岗斑岩体及铜钼矿形成于受太平洋板块俯冲作用控制的大陆边缘， 为俯冲挤压环境的产物(胡升奇等， 2013)。该岩体(相对富钾)强烈亏损重稀土元素(HREE)， 具低Y、Yb的特征， 但因具低的Sr含量而被认为“明显不同于埃达克岩”(胡升奇等， 2013)。园珠顶花岗斑岩体及铜钼矿的形成是否受太平洋板块俯冲作用的控制(远程构造效应)尚值得商榷。但无疑， 园珠顶花岗斑岩体及相邻同时期的埃达克质花岗岩体均同处于中晚侏罗世华南大陆岩石圈伸展-减薄的构造背景， 其岩浆源区亦来自于相对较深的加厚大陆下地壳岩石的部分熔融， 应同属于非弧环境的大陆板内I型花岗岩。

相比于西南部大佛顶、凤凰、富庆等岩体， 北东部的大榜、上洞岩体Sr含量明显降低， 仅接近或>300×10-6左右， 尤其是与大榜、上洞岩体相邻的园珠顶含矿花岗斑岩(相对富钾)。这种差异可能与岩浆分异作用斜长石的分离结晶或斜长石中Ca含量的减少(斜长石牌号降低)有关； 也可能与源岩性质和源区温度、压力、H2O含量等环境条件， 以及岩浆迁移侵位过程中的分离结晶、岩浆混合、混染作用等有关(张旗等， 2004； 王强等， 2020)。因此， 埃达克质花岗岩的岩浆演化及其金属成矿机理尚值得进一步的研究。

5.2.2 动力学

华南地区中生代动力机制经历了从特提斯构造域向滨太平洋构造域的转换， 产生了强烈的陆内造山作用和岩浆活动。但是关于其地球动力学机制， 特别是华南燕山早期的构造-岩浆作用， 是古太平洋板块向华南大陆之下俯冲作用的结果、还是多向挤压、是陆-陆碰撞、还是陆内伸展-裂谷作用的产物， 仍存在不同的认识(吴福元等， 2007； 董树文等， 2007； 徐先兵等， 2009； 张岳桥等， 2009， 2012； 肖庆辉等， 2010； 张国伟等， 2013)。

华南中生代岩浆岩是多板块汇聚和多方向挤压-伸展的产物(毛建仁等， 2013， 2014； 刘凯等， 2016)。钦-杭结合带北东段(赣-杭带)广泛分布的中生代埃达克质岩体具有岛弧型岩石的特征， 是古太平洋板块斜向俯冲导致位于扬子和华夏陆块结合部位的钦-杭带发生强烈挤压， 致使下地壳增厚， 促使下地壳深部新元古代的岛弧岩石部分熔融形成， 因而“遗传”了新元古代岛弧岩石的地球化学基因， 兼具埃达克质和岛弧型双重特征(周永章等， 2012； 毛建仁等， 2013， 2014； 梁锦等， 2015)。因此， 也有学者认为具岛弧型特征的岩石不一定是洋壳俯冲引起地幔熔融的大洋弧或者大陆弧岩石。这取决于岩浆形成的时间， 如果早期弧型岩石再次部分熔融， 所形成的岩石也表现出弧型岩石的特征， 这是火成岩岩石地球化学的“继承性”(毛建仁等， 2014)。

大瑶山东南缘侏罗纪埃达克质花岗岩， 产出于钦-杭结合带西南段(广西段)扬子克拉通与云开岛弧(华夏板块)汇聚碰撞带上， 与早古生代TTG岩株群在空间上紧密相邻， 且在岩石组合上具有类似于大陆边缘弧下地壳的低镁安山岩/闪长岩系列(LMA)和洋壳俯冲带的镁安山岩/闪长岩系列(MA)两种高压型TTG亚类属性。这两种“弧型”属性均与洋俯冲的环境有关， 但本区侏罗纪处于华南大陆板内， 且远离古太平洋俯冲带， 显然已不存在大洋弧或者大陆弧环境。

近年来， 在大瑶山东南缘及桂东鹰扬关地区陆续识别出早古生代的蛇绿岩残片、岛弧-弧后盆地型火山岩、TTG侵入岩组合等， 认为扬子克拉通与华夏地块之间存在早古生代洋盆和俯冲增生-碰撞造山(覃小锋等， 2015， 2017； 许华等， 2016； 彭松柏等， 2016； 广西区域地质调查研究院， 2017(10)广西区域地质调查研究院. 2017. 广西区域地质志.)。广西侏罗纪埃达克质花岗岩仅局限于沿大瑶山东南缘北东向梧州-贺街-鹰扬关断裂(早古生代俯冲增生带)分布， 空间上与早古生代TTG侵入岩组合高度重合， 且在岩石组合及岩石地球化学特征上具相似性， 提示二者在成岩环境或源岩性质上可能存在继承性的联系。本区侏罗纪处于华南大陆板内， 且远离古太平洋俯冲带， 与中生代古太平洋俯冲板片熔融过程无关。但可能正是由于古太平洋板块斜向俯冲， 导致沿大瑶山东南缘早古生代俯冲增生带发生强烈挤压， 下地壳增厚， 其后软流圈上涌， 岩石圈减薄， 促使早古代洋壳俯冲带下地壳深部弧型岩石部分熔融， 形成兼具埃达克质和岛弧型双重特征的TTG/埃达克质熔体， 而后沿深大断裂上侵就位于地壳浅部。

因此， 无论是侏罗纪非俯冲成因的埃达克质花岗岩， 还是俯冲成因的早古生代TTG侵入岩组合， 它们可能均与大瑶山隆起东南缘的特殊构造位置——早古生代俯冲增生带密切相关， 因而具有一脉相承的洋俯冲成因的特征属性。

6 结论

(1) 大瑶山东南缘中晚侏罗世(165～153 Ma)埃达克质花岗岩， 具有壳-幔同熔I型弧花岗岩的普遍特征， 同时又具有高Al2O3(绝大多数Al2O3≥15%)、低MgO(<3%)， 相对富钠(Na2O>K2O)， 亏损重稀土元素(HREE)、正Eu异常或弱的负Eu异常， 低Y(≤18×10-6)和Yb(≤1.9×10-6))， 高Sr(大部分Sr>300×10-6)、高Sr/Y值(>20)和La/Yb值(>15)等埃达克岩独特的地球化学特征。

(2) 沿大瑶山东南缘分布的侏罗纪埃达克质花岗岩形成于陆内伸展构造背景， 为大陆板内加厚(隆起区)的下地壳底部岩石部分熔融的产物， 属非弧环境的大陆板内I型花岗岩。其与同时期大瑶山隆起区南北两侧在伸展-减薄(减压)机制下形成的桂东南钾玄质侵入岩和花山-姑婆山富碱的高钾钙碱性花岗岩(A型花岗岩)， 共同构成了华南燕山早期丰富多样的岩石类型和不同的成矿系列。

(3)大瑶山东南缘侏罗纪埃达克质花岗岩具有类似于低镁安山岩/闪长岩系列(LMA)和镁安山岩/闪长岩系列(MA)两种高压型TTG亚类的属性， 为古俯冲增生带下地壳深部弧型岩石熔融的继承性特征， 与中生代古太平洋俯冲板片熔融过程无关， 属非俯冲成因的埃达克/TTG岩类。其空间上与大瑶山东南缘早古生代俯冲增生带高度重合， 且与早古生代TTG侵入岩组合紧密相邻， 提示它们可能源自于早古生代洋壳俯冲带或大陆边缘弧下地壳玄武质岩石的部分熔融， 因而具有洋俯冲成因的特征属性。

致谢本文成文过程中， 曾先后随同南京大学于津海教授、桂林理工大学时毓教授和东华理工大学谢才富教授在大瑶山地区野外考察交流， 受益良多。时毓教授和于津海教授还为本文提供了部分尚未发表的原始数据。成文后， 中国地质调查局肖庆辉研究员， 中国地质大学(北京)邓晋福、刘翠教授， 河南地质研究所卢欣祥高工审阅了全文并提出修改建议。编审过程中， 两位审稿专家和责任编辑又提出了宝贵的意见和建议， 在此一并表示衷心的感谢！