試論埃達克巖與斑巖銅礦的成礦關系

張富榮 張麗倩

（1.中國煤炭地質總局煤航地質勘查院，陜西 西安 710054；2.陜西國際商貿學院珠寶學院，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，如果年輕的、熱的洋殼發生俯沖，則沿Benioff 帶的地熱梯度高(25～30℃/km)，洋殼可能發生脫水熔融，形成高鋁的中-酸性巖石。這類巖石最早發現于aleutian群島的Adak 島，因此被命名為adakite。埃達克巖與斑巖銅礦的關系存在著很大爭議，支持者認為埃達克巖并沒有很明確的地球化學界限，而與斑巖銅礦有關的巖石可歸納為埃達克質巖，而反對者認為所謂的埃達克巖根本就是橄欖安粗巖。本文旨在探討斑巖銅礦與埃達克巖的成礦關系。

1 與之有關的斑巖銅礦床

1.1 埃達克巖的形成方式

埃達克巖的形成方式主要有：①年輕的、熱的板片俯沖時發生部分熔融：如巴拿馬的La Yeguada 和El Valle 的埃達克巖。②早期洋殼斜向俯沖后的部分熔融：如Adak 島的埃達克巖。③已經消亡俯沖板片的部分熔融：如Jaraquay 的埃達克巖。④老洋殼在俯沖開始階段發生的部分熔融：如菲律賓的東部埃達克巖。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：如秘魯的埃達克巖。⑦下地殼的拆沉作用：如我國東部的埃達克巖。

1.2 埃達克巖與斑巖銅礦關系爭論

Thieblemont 等(1997)統計了全 球43 個Au、Ag、Cu 和Mo 低溫 熱液和斑巖型銅礦，發現其中38 個與埃達克巖有關，在全球規模上，多數埃達克巖省也是重要成礦省；在地區規模上，多數礦床的主巖為埃達克巖；在礦區規模上，當埃達克巖與非埃達克巖其存時，成礦的主要是埃達克巖。Oyarzun 等(2001)通過對智利北部斑巖銅礦的研究發現，古新世-早中新世正常的鈣堿性中酸性火成巖與較小規模的斑巖銅礦有關，而晚中新世-早更新世大型-超大型的斑巖銅礦則與埃達克巖有關。Bellon 等(2001)調查了菲律賓16 個斑巖銅礦，發現其中14 個在時間和空間上與埃達克巖有關。Sajona 等(1998)研究了菲律賓的斑巖銅礦和低溫熱液Au 礦床，發現它們中的大多數與埃達克巖有關。Oyarzunet a1.(2001)通過對智利北部火山巖的研究發現，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模的斑巖銅礦(上千萬噸級的斑巖銅礦(如Chuquicamata，銅金屬儲量達6000 萬噸)則與埃達克巖有關。綜上，一些俯沖板片熔融成因的埃達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)進行了初步的研究，認為這些斑巖銅礦的成因均與埃達克巖有關。王元龍、張旗等認為這些礦床的成礦物質來源于埃達克巖漿。埃達克質巖漿是玄武質巖石在高壓、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、萃取從而進入熔體。而埃達克巖與殼幔交換等相互作用有關，這可能也是有利于斑巖型銅礦形成的條件之一。

上述可知，雖然國內很多類型的斑巖銅礦含礦巖體的地球化學特征與埃達克巖相似，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克巖有關，不如說我國的斑巖銅礦與埃達克質巖關系比較密切。朱章顯，楊振強，姚華舟等人認為只要符合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，都可認為是埃達巖或類埃達克巖；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克質巖石或類埃達克巖。

2 埃達克巖與斑巖銅礦的成礦關系

主要表現在以下幾個方面：

（1）成礦物理化學條件：研究表明，埃達克巖漿的形成需要很高的溫度(850℃-1100℃)和壓力(1.2-4.0Gpa)。在埃達克巖漿形成過程中，由于角閃巖相轉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，并有適當的條件下富集成礦。

（2）在高溫、高壓、富水和高氧逸度狀態下，硫化物不飽和巖漿的結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)提出的埃達克巖形成模式中，為什么將埃達克巖的形成確定在洋殼俯沖達到角閃巖相與榴輝巖相轉變界面的附近，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，形成埃達克質巖漿。在加厚的下地殼環境，埃達克質巖漿將通過下列方式(Rapp et a1.，1995)產生：角閃石+斜長石±石英=石榴石+輝石+埃達克質熔體+新生的鈉長石。

（4）巖漿條件：埃達克質巖一般不可能由分離結晶作用形成(Defant et a1.1990；Atherton et a1.1993)。由于埃達克質巖漿起源于石榴石穩定區，斜長石為主要的熔融相，因此，埃達克質巖所表現出來的正銪異常一弱負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，埃達克巖的形成與殼幔交換作用有關，埃達克巖漿的形成可能有利于與下地殼和殼幔交換作用有關的Cu、Au 等元素的熔出。

（5）構造條件：與消減作用有關的埃達克質巖更有利于成礦。世界級的Au、Ag、Cu、Mo 等淺成熱源和斑巖礦床多數集中于環太平洋區域(戴自希，1996；Thieblemont et a1.，1997；Oyarzon et a1.，2001)，說明與板塊俯沖有關的O 型埃達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熱液金、銅、鉬及斑巖銅礦大多產于陸內環境，與C 型埃達克質巖有關。中國發現的與O 型埃達克巖有關的礦床還不多。

3 埃達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，因為礦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造和物理化學條件下才可以形成礦床；或者當巖漿同化混染了富S 的圍巖使S 達到飽合，并改變氧化還原狀態，可以使金等元素進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，與埃達克巖有關的斑巖銅-金礦床及淺成低溫金-銀礦床是巖漿島弧快速抬升的產物，多形成于俯沖碰撞帶，侵位較淺。這些地區后期往往形成造山帶，成為主要的剝蝕區；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；這就導致它們絕大部分產于古近系與新近系。

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

4 結論

（1）埃達克巖與斑巖銅礦的關系密切主要表現在：成礦的物理化學條件，包括溫度、壓力、氧逸度、硫化物的飽和狀態、流體作用、巖漿作用和構造環境。

（2）成礦的不必然性：①富含金屬元素的巖漿在有利的構造和物理化學條件下才可以形成礦床；或者當巖漿同化混染了富S 的圍巖使S 達到飽合，并改變氧化還原狀態，可以使金等元素進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、與埃達克巖漿有密切關系的超大型斑巖礦床具有一定的保存時限。③有些埃達克巖顯示與成礦無關或者只有一小部分與埃達克巖有關。

［1］張旗，王元龍，張福勤，等.埃達克巖與斑巖銅礦[J].華南地質與礦產，2002.

［2］張靜.埃達克巖及其成礦作用和相關問題的討論[J].礦物巖石地球化學通報，2003.

［3］王元龍，張旗，王強，等.埃達克質巖與Cu-Au 成礦作用關系的初步探討[J].巖石學報，2003.

［4］廖宗庭.埃達克巖研究及斑巖銅礦找礦新方向[J].銅業工程，2004.

［5］王焰，張旗，錢青.埃達克巖(adakite)的地球化學特征及其構造意義[J].地質科學，2000.