巽他古陆核东南边缘新生代埃达克质岩的成因和源区:回顾

2015-01-16 05:43高小卫吴秀荣杨振强
华南地质 2015年3期
关键词:岛弧源区图解

高小卫,吴秀荣,杨振强

(中国地质调查局武汉地质调查中心,武汉430205)

巽他古陆核东南边缘新生代埃达克质岩的成因和源区:回顾

高小卫,吴秀荣,杨振强

(中国地质调查局武汉地质调查中心,武汉430205)

本文介绍了巽他古陆核东南边缘(包括印度尼西亚群岛的爪哇岛和加里曼丹岛中部、苏拉威西岛、南苏门答腊楠榜省)和越南西北部的新生代埃达克质岩地球化学特征、成因类型及大地构造环境,并讨论其岩浆成因和源区。本区埃达克质岩成因类型由C-型(大陆型)和O-型(岛弧型)组成,其La/Yb比值变化范围很大。爪哇、加里曼丹中部和南苏门答腊楠榜省的埃达克质岩,形成于陆缘岛弧和火山弧环境。苏拉威西岛在空间上具有更加广阔的构造环境:从大洋岛弧、陆缘岛弧、大陆边缘火山弧至弧后裂谷盆地环境。越南西北部新生代埃达克质岩的成因类型为单一的C-型,属于活动大陆边缘火山弧。本文通过对比本区岩浆作用和源区,认为苏拉威西岛、爪哇岛、加里曼丹岛中部的新生代埃达克质岩具有相同的成因,起源于俯冲洋壳板片局部熔融,在其形成过程叠加上地幔楔(或埃达克质岩石下地壳)局部熔融和混染作用(MASH)以及上地壳混染结晶分异(AFC)作用,而越南西北部C-型高钾埃达克质岩显示更强烈的地壳岩浆结晶分异作用。

新生代埃达克质岩;岩浆成因和源区;巽他古陆核东南边缘

1 引言

埃达克岩是形成于主动大陆边缘构造环境中的一种新型中-酸性火成岩(SiO2>56%)[1-3],大致可划分为C-型和O-型两种不同成因类型,其成因被认为分别与俯冲洋壳板片部分熔融和下地壳底部中-基性岩的部分熔融作用有关[4-8]。

近年来,笔者等在东南亚地质和矿产研究中,针对西南太平洋带和东太平洋带的新生代埃达克岩的构造环境、成因和含矿性进行过初步研究和对比[9-15],认为西南太平洋带的巽他群岛是新生代埃达克质岩极其发育的地区。但是,对于巽他古陆核周边(包括苏门答腊等印度尼西亚群岛和中南半岛)的埃达克质岩研究程度较差,岩石地球化学文献记录也颇为少见[16-19]。最近,根据爪哇和加里曼丹火山岩的岩石化学分析数据[20-21],笔者及其同事们确认两岛存在新生代埃达克质岩[22]。

本文是在实施中-印尼国际合作研究项目的过程中,对巽他古陆核东南边缘新生代埃达克质岩研究的回顾和总结,旨在分析和对比研究苏拉威西岛、爪哇岛、加里曼丹岛中部、南苏门答腊楠榜省和越南西北部等地的新生代埃达克岩的地球化学特征、成因类型、构造环境、岩浆成因和源区。由于本区大地构造位置的特殊性,本文认为探讨和对比其(特别是苏拉威西岛)新生代埃达克质岩浆成因和源区是一个重要的化学地球动力学研究方向,它将有助于解释印度尼西亚群岛的岩浆起源和Cu-Au矿产分布规律,具有显著的经济价值和科学研究意义。

图1 巽他古陆核东南边缘埃达克质岩研究和对比区(方形框内)的大地构造简图[26]Fig.1 The study and comparison area for adakitic rocks in southeastern margin of Sundaland showing in the tectonic map of southeastern Asia[26]

2 区域构造、岩石类型和岩石地球化学背景

2.1 区域构造背景

本文研究和对比区域为巽他古陆核东南边缘(包括印度尼西亚群岛的爪哇岛、加里曼丹岛中部、苏拉威西岛、南苏门答腊楠榜省)、越南西北部Phan Si Pan地区和Pu Sam Cap等地。这是一个大地构造复杂地区,是自古生代来欧亚、古太平洋(菲律宾海)和古印度-澳大利亚三个大板块汇聚地带,也是巽他古大陆边缘增生的新生代碰撞造山带的所在地[23]。

爪哇岛和加里曼丹岛中部在大地构造上属于该古陆核东南边缘上的白垩纪加积楔(图1)。该两岛的新生代岩浆-火山岩位于此古大陆板块汇聚边缘的岛弧系统中。加里曼丹中部新生代岩浆岩带,呈NE-SW向分布。其中,加里曼中部丹新塘地区所形成的埃达克质岩为大陆边缘扩张和裂陷作用的产物,与古南海(中国)地体的早期俯冲有关[17]。南苏门答腊楠榜省位于西爪哇的西北,隔巽他海峡与爪哇岛相望,是西苏门答腊地体的东南端[24-25]。地球化学研究结果表明,该第四纪火山岩地球化学上具典型的岛弧和主动大陆边缘特征[16]。它们与爪哇岛新生代的火山岩的成因相似,和古印度洋俯冲有关。

苏拉威西在古地理-构造图上可分为两个大的构造单元:①西苏拉威西省(包括中、南、西北)和北分支。前者为巽他古大陆边缘,后者是第三纪的岛弧(洋岛和陆缘岛弧);②东苏拉威西省及东南分支,前者由蛇绿岩洋壳组成,后者是从澳大利亚板块分离和漂移而来的大陆碎块(例如,布敦-图康伯西群岛和邦盖-苏拉岛)[11]。

越南西北部Pu Sam Cap地区和Phan Si Pam地区的岩浆岩分别位于哀牢山剪切带中段和南段西侧,其构造背景皆为陆缘岛弧。新生代埃达克质岩出露于印支地块与华南板块结合处(缝合线)西侧,是该两板块碰撞的产物。其中,Phan Si Pam地区属于为活动大陆边缘。

2.2 岩石类型和区域地球化学

爪哇岛新生代的火山岩可划分为南、北两条E-W向展布的岩浆岩带:南带(称为“老第三系”火山岩)新近纪发育钙-碱性玄武岩和安山岩,并见少量高钾的钙-碱性岩和橄榄粗玄岩系列;而北带的形成时代较晚。该岛的岩浆岩为低钾火山岩,微量元素Rb、Sr、Ba和稀土元素La、Ce含量较低,亏损高场强元素Ta和Nb。随着地质年代变新,演变为高钾特征,其不相容元素也逐渐增加,其成因与板块俯冲有关。南苏门答腊楠榜省第四纪火山岩为岛弧型的玄武岩和英安岩[16]。

加里曼丹岛中部区域在古近纪早期形成了晚始新-早渐新世的硅质火山碎屑岩;晚渐新世-更新世的岩浆演化系列由钙-碱性演化为高钾钙-碱性和高镁特征系列,并与该岛中部新近纪浅成热泉金矿化(新塘至克莲金矿成矿带“金矿带”)的成因有关。新生代岩浆岩SiO2与K2O、Na2O和CaO成正比,而与MnO、Al2O3、Fe2O3、MgO成反比。古近纪火山岩普遍为活动大陆边缘岛弧岩浆。

苏拉威西区域的新生代岩浆岩的岩石组合为岛弧型玄武岩、安山岩、英安岩、钾(钠)质流纹岩及相应的侵入岩。其中,中-酸性侵入岩包括花岗闪长岩、闪长岩、石英二长岩、二长岩、二长花岗岩、正长岩、正长花岗岩等,分布在苏拉威西北分支,北西苏拉威西、中苏拉威西和南苏拉威西,可划分为磁铁矿系列和钛铁矿系列(图2)。根据主量元素的地球化学特征,岩浆岩可以划分出拉斑/低钾钙碱性岩系列、高钾钙碱性岩系列、高钾碱性岩和橄榄粗玄岩系列。其岩浆作用显示为板块俯冲演化过程,即从拉斑/钙碱性系列的“较老系列”发展为富钾钙碱性岩浆和碱性-富钾岩石类型为主的长英质“较新系列”[20]。在中新世和渐新世之间,苏拉威西岩浆作用出现过一次较大的改变,致使出现与早期演化不同的系列,大多数岩浆岩样品都具碰撞后高钾的特征(K-Ar法年龄14~1.6 Ma)。

越南西北部Phan Si Pam地区新生代埃达克质岩以花岗岩为主,而Pu Sam Cap地区为高钾碱性花岗岩。

3 埃达克质岩的地球化学特征

3.1 爪哇和加里曼丹岛中部

爪哇和加里曼丹岛中部中-酸性的埃达克质火山岩的Ti2O、Fe2O3和P2O5含量偏低(见文献[22]表1)和富钾。埃达克质岩在ANK-ACNK图上,多数表现为准铝质,少数为准铝质与过铝质岩之间的过渡类型(图3b);在(K2O+Na2O)-FeOt-MgO三角图解上,显示由非埃达克质基-中性的拉斑玄武岩系列转变为埃达克质的钙-碱性岩系列和高钾钙-碱性岩系列的变化趋势(图3c);多数样品在主量元素MgO-FeOt-Al2O3三角图解上,落在扩张岛中心和岛弧分界线附近,而爪哇的非埃达克质基-中性火山岩则落在大陆溢流玄武岩和拉斑玄武岩范围内(图3d)。在元素蛛网图中形成Ta、Nb、P和Fe的低谷区(图3a),显示为强烈亏损Ta和Nb的岛弧型特征。稀土元素表现为LREE富集右倾型,La/Yb比值为3.47~28,显示以C-型为主,O-型为次。在Harker图解上,当SiO2小于66%时与(K2O+Na2O)、Sr、Sr/Y和La/Yb呈正比关系,而当SiO2大于66%时则呈反比关系的变化趋势(图4a、c、e)。这反应了埃达克质岩的演化具有明显的板块俯冲作用和碰撞后上地壳混染结晶分异作用(AFC)的两个过程[27]。在图4f上,Yb随SiO2递增略,与之呈反比关系,表明埃达克质岩的成因与俯冲板块和软流圈地幔楔(或下地壳的埃达克质岩石)部分熔融有密切关系。

3.2 苏拉威西

苏拉威西埃达克质岩主要见于苏拉威西岛的北西、北分支和苏拉威西岛的南分支[11]。主量元素SiO2为55.7%~70.4%,属于从大洋岛弧低钾碱性至弧后盆地高钾钙碱性的岩石系列。多数样品的MgO<3%(少数高于3.20%~6.6%),以低Y和Yb、高Sr和Sr/Y(>20)为特征。在微量元素蛛网图上有明显的Nb、Ta、P、Fe的谷(图3a)。埃达克质岩具有由富钠的拉斑玄武岩系列(K-Ar法年龄51~17 Ma)转变为高钾碱性系列(K-Ar法年龄14~5 Ma)和高钾钙碱性岩系列(K-Ar法年龄5 Ma)的变化趋势(图3c)。C-型高钾埃达克质岩具有Th、Sr的峰和大离子亲石元素(LILE)相对富集的特征[29],属于大洋岛弧至活动大陆边缘的产物。特别要指出的是,在苏拉威西北分支发现有泥盆-石炭纪贫Y和Yb的变质岩基底 (富钠片麻岩)[11],属于碱性TTG岩石系列,说明本区埃达克质岩成因和源区可能与富钠TTG的下地壳部分熔融有关。

3.3 南苏门答腊

南苏门答腊楠榜省第四纪火山岩为岛弧型的玄武岩和英安岩[16]。其中所见的埃达克质岩(位置见文献[22]中图1,化学分析结果见文献[22]的表1),以Na2O>K2O和低MgO为特征,具有高的Ba、Sr、Th和K,低的高场强元素Ta、Nb、Zr、Hf和Ti、P以及低Ce、Sm、Y和Yb。Ti和Ce比MORB高。在Nb/Zr-La/Zr判别图(图5b)上落在陆缘岛弧的范围内;在微量元素Th/Yb-Ta/Yb和Th/Ta-Yb图解上落在岛弧(IA)的范围内(图5c、5d)。

图2 苏拉威西岛埃达克质花岗岩体分布图[28]Fig.2 Distribution of adakitic granitoids in Sulawesi Island[28]

3.4 越南西北部

越南西北部Phan Si Pam和Pu Sam Cap两地区的花岗岩的主量元素以高Si、Al、K、Na,低Mg、Ca的地球化学性质为特征,属于高钾埃达克质岩花岗岩(位置见文献[22]中图1,化学分析结果见文献[22]的表1)。在Harker图解上,(K2O+Na2O)与SiO2变化趋势不明显(图4a)。大离子亲石元素(LILE)和轻稀土元素(LREE)富集。微量元素以高Sr和低Y为特点。在元素蛛网图上显示强烈的Ta、Nb、Ti和P谷。TiO2、Sr、Sr/Y和La/Yb似乎与SiO2呈反比关系(图4c、d、e)。在Rb-(Y+Nb)图解上(图5a),样品落在靠近陆-陆碰撞带的火山弧花岗岩类范围内。大多数样品在Nb/Zr-La/Zr判别图上(图5b),分别分布于陆-陆碰撞带和陆缘岛弧的范围内;在微量元素Th/Yb-Ta/Yb图解和Th/Ta-Yb图解上,落在岛弧和远离海沟的活动大陆边缘构造环境范围内(图5b、c)。

图3 新生代火成岩的地球化学图解Fig.3 Geochemical diagram of Cenozoic igneous rocks

4 成因类型和大地构造环境判别

4.1 成因类型

环太平洋带埃达克岩的成因类型、产状具有多样性和多变的地球化学特征。埃达克质岩可以明显地划分为两种成因类型:大陆型(C-型)和岛弧型(O-型)[10、11、13、15]。C-型埃达克岩形成于活动大陆边缘火山弧、大陆板内裂谷或弧-陆碰撞后的造山带,以强烈富集稀土元素La和Ce为特征;形成于岛弧环境的O-型埃达克质岩的La/Yb小于12)。产状的多样性表现为:C-型和O-型分别可以产出于单独的岩浆岩带中。但是,本区以C-型和O-型混合产出在同一条岩浆岩带者居多(La/Yb=2.49~80.14)。

苏拉威西岛的埃达克质岩也是以C-型和O-型混合产出为特征,其中苏拉威西的北分支见有更多的O-型埃达克质岩,而C-型则更广泛分布于西北苏拉威西、中苏拉威西和苏拉威西南分支,具有更宽的La/Yb比值变化范围和更完整的次一级构造环境(即由大洋岛弧、陆缘岛弧、大陆边缘火山弧发展演化为弧后裂谷盆地环境)。爪哇和加里曼丹中部大多数新生代埃达克岩以C-型为主,少数为O-型。南苏门答腊楠榜省埃达克质岩为C-型和O-型混合产出,而越南西北部Phan Si Pam地区和Pu Sam Cap地区为单一的C-型埃达克质岩。

总之,巽他古陆核周边(特别是苏拉威西岛)代表从海沟至弧后裂谷盆地的主动大陆边缘所形成的新生代埃达克质岩的构造环境与洋壳板片俯冲、地幔楔(或富钠的埃达克质TTG下地壳)混染作用(MASH)及碰撞后地壳混染结晶分异作用(AFC)有关。

4.2 大地构造环境判别

实践证明,微量元素Th-Nb-Zr、Th-Ta-Hf和La-Nb-Zr的地球化学-构造环境判别图解[29-31]与Th/Yb-Ta/Yb判别图解[32]一样,不仅对玄武-安山岩-英安岩系列的大地构造环境具有很好的判别效果,而且也适合于主动大陆边缘长英质岩浆岩的环境判别[33]。

从Nb/Zr-La/Zr判别图可知,爪哇和加里曼丹中部的大多数埃达克质岩分布于板块汇聚边缘的大洋岛弧、陆缘岛弧及其相邻的陆缘火山弧范围内。部分爪哇样品(Nb/Zr比值>0.1)落在陆-陆碰撞带的范围内(图5b)。在微量元素Th/Yb-Ta/Yb和Th/Ta-Yb图解上,爪哇的玄武-安山岩样品落在活动大陆边缘(ACM)和大陆板内火山带范围内(图5c、5d)。在Nb-Y图解上(图5a),爪哇和加里曼丹中部多数埃达克质岩样品,落在火山弧花岗岩类的范围内,而在MAF图解上落在火山弧与扩张中心岛分界线附近(图3d),完全与上述判别图解的结果吻合。

图4 新生代火成岩的Harker图解Fig.4 Harker diagram of Cenozoic igneous rocks.

苏拉威西埃达克质岩样品在Nb/Zr-La/Zr判别图(图5b)上和在Th/Zr-Nb/Zr判别图(见文献[11]、图4)上均落在大洋岛弧、陆缘岛弧及陆缘火山弧、大陆板内裂谷及陆缘裂谷扩张和陆-陆碰撞带广阔的构造环境里,可以代表巽他古陆核东南边缘洋壳板块俯冲的构造环境特征,包括了MORB、大洋岛弧、活动大陆边缘、大陆边缘板内火山带至弧后扩张盆地环境(图5c、5d),而越南西北部的新生代埃达克质花岗岩主要为大陆火山弧、陆-陆碰撞带和板内裂谷及陆缘裂谷环境的产物(图5a、5b、5c、5d)。

5 岩浆演化和源区讨论

5.1 岩浆演化

埃达克质岩岩浆演化过程可以简单归纳为俯冲板片部分熔融加软流圈地幔楔混染(玄武质下地壳重熔)和上地壳混染结晶分异作用[8,27]。

本区新生代埃达克质岩的岩浆演化以苏拉威西的岩浆演化过程最为完整,在时间上由洋壳板块俯冲(51~17 Ma),经过弧-陆碰撞和陆-陆碰撞(14~5 Ma)到后碰撞(5 Ma)的全过程;在空间上由大洋岛弧、陆缘岛弧、陆缘火山弧一直变为弧后裂谷盆地环境[30]。

由图4f所示,本区埃达克岩的Yb含量与SiO2含量呈反比关系。这就表明俯冲板片的残留相是属于高压来源的矿物组合(榴辉岩相),或者为地幔楔的蛇绿岩化橄榄岩(或者为下地壳底部TTG片麻岩)MASH(熔融-混染-储存-均一化)作用的结果。岩浆来源区应该为俯冲板片和受混染的地幔楔。如文献[20]的图2b所示,加里曼丹中部的O-型和C-型埃达克质岩与俯冲的洋壳板片发生部分熔融和地幔楔(或加厚的地壳底部)局部熔融有关。

然而,地壳混染结晶分异作用是埃达克岩形成和演化中不可忽视的过程。 如图4a、4c所示,(Na2O+K2O)含量和Sr含量与SiO2含量在66%以上发生突变,由正比关系转变为反比关系,反映了上地壳发生了强烈的长石结晶分离(AFC)过程。

图5 新生代火成岩的的地球化学-构造环境判别图Fig.5 Geochemic-tectonic setting discrimination diagrams for Cenozoic igneous rocks.

俯冲的洋壳板片发生部分熔融可反映在Zr/Nb-Zr图解和Zr/Nb-Nb图解上。图上Zr/Nb比值的增加代表俯冲板片部分熔融加强和俯冲深度加深,而Zr和Nb含量增加则指示上地壳混染结晶分异作用增强的趋势(图7b、7d)。苏拉威西、爪哇、加里曼丹中部和南苏门答腊楠榜省的埃达克质岩在Zr/Nb-Zr图解(图7d)上,明显地出现俯冲板片局部熔融和上地壳混染结晶分异的两种不同岩浆演化趋势,分别代表两种不同的岩浆岩源区(软流圈和上地壳)。

5.2 岩浆源区探讨

埃达克质岩浆成因和源区是化学地球动力学领域内探索性很强的研究内容[3-8,27]。埃达克质岩浆可以来自上地壳、下地壳、地幔楔软流圈及其下覆的俯冲板片局部熔融区。根据主量元素含量和微量元素比值和图解,可以对其来源做出判断。

上述埃达克岩的两种基本成因类型,反映了洋壳板块俯冲演化过程中两种不同深度的岩浆源区的性质。O-型埃达克岩是起源于地球深部莫霍面以下岩石圈和地幔楔混染作用(或埃达克质岩石下地壳)的部分熔融;而C-型埃达克岩是由俯冲大洋板片部分熔融和上地壳混染和结晶分异而成。由俯冲板片局部熔融与其上覆岩石圈地幔发生岩浆混染形成埃达克岩的过程称为MASH(熔融-混染-储存-均一化),而上地壳重熔和结晶分异的过程称为AFC(混染-分异-结晶)[27]。这种岩浆演化的过程,可反映在图6上。

一般地说,富钠的O-型埃达克质岩反映了俯冲板片的拆沉作用和下地壳(或岩石圈地幔)部分熔融(幔源岩浆底侵作用),或者地幔柱(或地幔隆起)所引起的软流圈(或地幔)热流的上涌过程[3,7],反映在La/Yb-Yb和Sr/Y-Sr图解上,埃达克质岩样品都落在Yb小于1.8和Y小于19的范围内,例如产于菲律宾的棉兰老岛-巴坦地区、北美北安第斯的厄瓜多的Pichincha地区、墨西哥梅兹卡拉矿区、北智利的拉埃斯康迪达斑岩铜矿床和南美的南安第斯山等地的埃达克质岩,没有Y大于19和Yb大于1.8的岩浆岩与其共生[27],很显然,这些O-型埃达克质岩的源区为上地幔,不出现Y大于19和Yb大于1.8的分异结晶作用。然而与C-型埃达克质岩及其共生的岩浆岩的Y含量的范围变化很大,反映了壳-幔的相互作用和上地壳混染结晶分异作用加剧的结果,例如东太平洋带大多数埃达克质岩以及西南太平洋的几内亚岛的欧文斯坦利褶皱带、新几内亚的俾斯麦岛弧所见的C-型埃达克质岩都与Y大于19和Yb大于1.8的岩浆岩共生,表明与俯冲板片部分熔融有关。因此,俯冲板片和地幔楔部分熔融以及和下地壳(基性岩石)重熔都可能是成为C-型埃达克质岩岩浆的母岩策源地。

图6 新生代埃达克质岩的(a)La/Yb-Yb和(b)Sr/Y-Sr图解Fig.6 La/Yb-Yb(a)and Sr/Y-Sr(b)diagrams for Cenozoic adakitic rocks

La/Yb-Yb和Sr/Y-Sr图解是判断埃达克质岩俯冲板片部分熔融成因的常用图解。La/Yb和Sr/Y比值增加(图6)意味着俯冲板片中的石榴子石、辉石等矿物发生结晶分离,岩浆源的残留相为榴辉岩相。Yb和Y含量递减(图4d、4f)表明岩浆源区在角闪石分解深度(70 km)以下。

图7 埃达克岩的成因图解Fig.7 Discrimination diagrams for origin of adakitic rocks

Zr/Nb比值是确定岩浆源区的重要标志。一般而言,洋中脊玄武岩(N-MORB)的Zr/Nb比值为20~40。该比值大于40表示分离,岩浆源的残留相为榴辉岩相。Yb和Y含量递减(图4d、4f)表明岩浆源区在角闪石分解深度(70km)以下。

Zr/Nb比值是确定岩浆源区的重要标志。一般而言,洋中脊玄武岩(N-MORB)的Zr/Nb比值为20~40。该比值大于40表示岩石样品来自地幔楔,小于20则表示地层对地幔楔的稀释作用[39]。从Zr/Nb-MgO图解(图7c)上可以看出,苏拉威西埃达克质岩样品具有最大的Zr/Nb(>40~160),MgO可达3.77%以上,暗示部分样品来自岩石圈地幔。在Nb/Ta-Zr/Sm图解上(图略)可明显地显示其样品落在源区为下地壳TTG和软流圈地幔的范围内。爪哇东部的帕芝坦(Pacitan)地区的两个O-型埃达克岩(PC-1和PC-3)(15.3Ma),具有较高的Zr/Nb比值(57~70)和MgO含量(3.07%~3.86%),表明其物质源区显然是来自岩石圈地幔,而Zr/Nb比值小于N-MORB(20~40)的样品则表示俯冲岩层对地幔楔的稀释作用。

南苏门答腊楠榜以西的大多数火山岩样品Zr/Hf比值变化于35.94~44.04之间,显示其岩浆来源与岩石圈地幔(Zr/Hf>36.27)[34]的部分熔融有关,是壳-幔交代的结果。由此可见,苏拉威西、爪哇、加里曼丹中部、南苏门答腊楠榜省和越南西北部新生代埃达克质岩是来源于两种不同源区和岩浆作用。其中,苏拉威西、爪哇和加里曼丹为俯冲洋壳板片局部熔融叠加地幔楔交代和混染作用成因,而楠榜省和越南西北部的埃达克质岩则是上地壳混染和结晶分异作用的结果。

越南新生代埃达克质岩高的Zr/Hf(38.08~48.7)和Nb/Ta(17.8~27.8)都比地幔的比值高[34-37],充分证明该埃达克质岩也是来源于岩石圈地幔的或下地壳底侵部分熔融的壳-幔交代作用的结果。

但是,尽管本区埃达克(质)岩的岩浆演化过程和源区不同,其演化规律却似乎是相同的。这种情况可显示在La-Ce图解上,除了少数苏拉威西和加里曼丹样品以外,所有埃达克质岩在图7a上都落在一条直线上,表明本区绝大多数的埃达克质岩具有同一的起源和演化趋势。

6 结论

(1)苏拉威西、爪哇、加里曼丹中部埃达克(质)岩与南苏门答腊第四纪埃达克(质)岩和越南西北部新生代高钾埃达克质岩产出的大地构造环境略有不同。前者以大洋岛弧、陆缘岛弧、陆缘火山弧和弧后盆地为主,后者则为大陆板内(陆-陆碰撞带或弧后盆地)为主(图5b)。

(2)本区新生代埃达克质岩的La/Yb比值(2.49~84.14)具有比阿留申群岛更低的La/Yb比值,多数为C-型,少数为O-型。富钠的O-型埃达克岩成因是与典型的俯冲板片部分熔融和叠加地幔楔交代和混染作用(或下地壳重熔)有关,而高钾的C-型则与地壳混染和结晶分异过程有关。

(3)微量元素Th-Nb-Zr,Th-Ta-Hf、La-Nb-Zr,与Th/Yb-Ta/Yb图解一样,是有效判别埃达克质岩地球化学-构造环境的工具,而Zr/Nb-Zr和Zr/Nb-MgO图解有助于源区和岩浆作用的分析。图解显示:苏拉威西、爪哇、加里曼丹中部和南苏门答腊的埃达克质岩浆岩起源于俯冲洋壳板片局部熔融叠加岩石圈地幔(下地壳TTG)混染作用( MASH),而越南西北部埃达克质岩主要来源于地壳混染和结晶分异作用(AFC)。

(4)研究表明,埃达克岩与铜、金、铅、锌等金属矿产成矿作用有密切的成因联系,在加里曼丹中部是浅成热液金矿的母岩;在苏拉威西和爪哇是斑岩型铜-金矿的母岩。因此,加强埃达克质岩研究,对找矿工作有一定的指导意义和经济价值。

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GAO Xao-Wei,WU Xiu-Rong,YANG Zhen-Qiang

(Wuhan Center of China Geological Survey,Wuhan 430205,Hubei,China)

Gao X W,Wu X R and Yang Z Q.Origin and provenances of Cenozoic adakitic rocks around the South-Eastern margin of Sundan Oldland:A review.,2015,31(3):225-235.

Based on compilation of magmatic lithogeochemical data and the discrimination diagrams for Geochemic-tectonic settings,this paper introduces the chemical characteristics,the original types,the tectonic settings for Cenozoic adakitic rocks around South-Easten margin of Sundan Oldland(including Java Island, central part of Kalimantan Island,Sulawesi Island,Lampung Province of Southern Sumatra among Indonesian Archipelago)and north-western part of Vietnam.And the magmatic origin and provenances of these rocks are discussed here.The Cenozoic adakitic rocks within this area consist of C-type (continental)and O-type (island arc),and the ratios of La/Yb(=2.49~80.14)vary widely compared to the typical adakitic rocks in Allusion Archipelago.The adakitic rocks in Java Island,central part of Kalimantan Island and Lampung Province of Southern Sumatra were formed at island arc and volcanic arc in active continental margin, whereas the adakitic rocks in Sulawesi Island spatially have more varying distribution of tectonic settings: including oceanic island arc,island arc and volcanic arc of continental margin,and rafting valley of backarc).The origin type of the Cenozoic adakitic rocks within north-western part of Vietnam only have C-type,which belongs to volcanic arc of active continental margin.The arm of this paper is to discuss the margma-tism and its provenances in these areas and suggest that the origin of the adakitic rocks in Java Island,central part of Kalimantan Island,Sulawesi Island,Lampung Province of Southern Sumatra may be derived from the partly melting of subducted oceanic slab,through partly melting and assimilation of mantle wedge(or adakitic Lower Crust)by melting-assimilation-storage-homogenization process(MASH)in addition to assimilation-fractional-crystallization process (AFC),whereas C-type of High-K adakitic rocks in north-western part of Vietnam mainly indicates the stronger crystallization fraction within upper crust.

Cenozoic adakitic rocks;magmatic origin and provenances;South-easten margin of Sundan Oldland

P588.13+2;P597

A

1007-3701(2015)03-225-11

10.3969/j.issn.1007-3701.2015.03.001

2014-10-09;

2015-03-30.

中国地质调查局项目“印尼中苏门答腊岛铜金等多金属矿产成矿规律研究(编号1212011120339)”.

高小卫(1968—),男,高级工程师,长期从事地质矿产勘查与研究,E-mail:574006680@qq.com.

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