曾國平，王建雄，向文帥，童喜潤，邵 鑫，胡 鵬，吳發(fā)富，姜軍勝，向 鵬

中國地質調查局武漢地質調查中心（中南地質科技創(chuàng)新中心），武漢 43205

自南而北貫穿在東非高原上的東非裂谷系統(tǒng)（EARS）經歷了始新世（～45 Ma）以來長期的地幔柱活動（姚華舟等, 2018），形成了規(guī)模與峨眉山（Xu Y G et al., 2008; 夏林圻等, 2012）、西伯利亞（夏林圻等, 2012; Reichow et al., 2005）和德干高原（Peng Z X and Mahoney, 1995; Sheth et al., 2001）相當?shù)陌Ｈ肀葋喆蠡鸪蓭r?。↙IP）（Ayalew and Gibson, 2009），包含了地球上最年輕的、出露最好的大洋溢流玄武巖（CFB）-大洋島弧玄武巖（OIB）-洋中脊玄武巖（MORB）-流紋巖火山巖序列。EARS形成于地幔柱有關的大陸裂解過程（Marty et al., 1996），是一個由地幔柱大陸板內裂谷演變?yōu)槌跏即笱螅t海和亞丁灣）的典型范例（姚華舟等, 2018），其構造環(huán)境及成因具有全球對比意義。

EARS經歷了前-裂谷期（45～32 Ma）、裂谷期（26～12 Ma）和后-裂谷期（5～0 Ma）三個演化階段（Stewart and Rogers, 1996; 姚華舟等, 2018）。已有研究主要側重于前-裂谷期基性巖漿活動（Stewart and Rogers, 1996; Pik et al., 1998; George and Rogers, 2002; Kieffer et al., 2004; Meshesha and Shinjo, 2007），以及埃塞俄比亞大裂谷（MER）（Furman et al., 2006a; Caricchi et al., 2006; Rooney et al., 2007）和阿法（Afar）洼地（Barrat et al., 2003）的后-裂谷期火山作用，而對于裂谷期巖漿巖的地球化學研究有限（Kieffer et al., 2004; Furman et al., 2006b）。并且，前人研究也主要集中于埃塞俄比亞大裂谷、阿法洼地及其南部肯尼亞裂谷（KR）（姚華舟等, 2018），對于EARS北部厄立特里亞境內的新生代火山巖研究十分有限（Teklay et al., 2005; Abbate, 2014）。目前的觀點普遍認為，大多數(shù)火成巖省的巖漿活動主要源自巖石圈地幔和軟流圈地幔的部分熔融（Baker et al., 1996; Hawkesworth et al., 1999），雙峰式火山巖套中的流紋巖可能有地殼物質貢獻的記錄，如Paraná-Etendeka（Kirstein et al., 2000）、峨眉山（Xu Y G et al., 2008）和Chon Aike（Riley et al., 2001）。前人針對EARS中新生代基性巖開展較多研究，而對其中的流紋巖研究較為薄弱。

2011年，中國地質調查局武漢地質調查中心（以下簡稱武漢中心）在對厄立特里亞中南部地區(qū)開展地質地球化學調查時，于Adi Keyh地區(qū)識別出一套古近紀-新近紀火山巖。2019年，武漢中心針對區(qū)內出露的玄武巖-流紋巖雙峰式火山巖組合開展了詳細的野外調查和系統(tǒng)的采樣工作。本文主要針對厄立特里亞中部Adi Keyh地區(qū)流紋巖，通過地球化學、鋯石U-Pb年代學及Hf-Sr同位素的研究，分析其成因類型和成巖機制，探討其構造意義，為該區(qū)新生代巖漿作用和構造背景等提供參考。

1 地質背景與巖石學特征

1.1 地質背景

厄立特里亞地處非洲東北部，區(qū)內地質特色是出露大面積的新元古代變質巖和新生代火山熔巖，其間斷續(xù)夾有少量古生代和中生代的沉積物（Abbate et al., 2014）。新元古代變質巖形成于東、西岡瓦納拼合過程（Johnson et al., 2011; Stern et al., 2011），新生代火山熔巖則與EARS有關。東北非地區(qū)的新生代火山熔巖分布極不均勻，超過90%分布于埃塞俄比亞（圖1a）。巖性以玄武質熔巖、流紋質熔結凝灰?guī)r和火山碎屑巖為主，玄武質火山碎屑巖和流紋質熔巖較少。流紋巖主要為普里尼式-超普里尼式火山噴發(fā)形成（Pik et al., 1998; Ayalew et al., 2002；Ayalew and Gibson, 2009）?，F(xiàn)存的火山熔巖面積超過600萬平方千米，總量約35萬立方千米，據(jù)估計其原始體量可達100萬立方千米。EARS開始于始新世晚期，最早形成的火山熔巖是45～40 Ma的拉斑玄武巖和～35 Ma的堿性玄武巖，主要分布于埃塞俄比亞南部和西南部。隨著漸新世（31～29 Ma）阿法地幔柱的活動，紅海南部大陸裂解，短時間內（～1 Ma）噴發(fā)了大量玄武熔巖和流紋巖，同時形成拉斑質和堿性火山巖（Ayalew and Gibson, 2009）。大約11 Ma時，隨著巖石圈伸展向南遷移，形成埃塞俄比亞主裂谷和圖爾卡納（Turkana）凹陷，伴隨大量流紋質和玄武質火山活動，玄武質熔巖為弱堿性，流紋質巖石為過堿性。厄立特里亞位于EARS北側，受影響相對較弱，新生代火山巖主體分布于其中南部和東部（圖1a）。

Adi Keyh位于厄立特里亞中部，北距其首都阿斯馬拉（Asmara）約80 km，有公路聯(lián)通。區(qū)內出露地層主要為新元古代Tsuliet巖群，為一套變火山巖、變火山碎屑巖、變沉積巖構成的層狀巖石，巖層走向近南北向，從東向西按巖性組合可劃分為四個組級非正式巖石地層單元。其次為古生代—新近紀沉積地層，主要由礫巖、砂巖、泥巖以不規(guī)則狀分布于山體頂部?；鹕綆r主要為一套漸新世陸相火山噴發(fā)組合，主要巖性為溢流玄武巖、火山角礫巖、凝灰?guī)r組合。溢流玄武巖位于底部，是本區(qū)最老的火山噴出物，被火山碎屑巖嵌入和覆蓋，并被上新世的堿性巖、粗面巖巖頸切割。Adi Keyh東南部Kerbesa村內可見火山角礫巖、流紋巖集中分布于破火山口及其周緣。新元古代粗粒二長花崗巖呈不規(guī)則狀產出于研究區(qū)西北側，侵入體長軸近南北向分布。研究區(qū)構造發(fā)育較少，僅見北部少量推測斷層（圖1b）。

圖1 非洲東北部新生代火山巖（a）（據(jù)Abbate et al., 2014）和厄立特里亞中部Adi Keyh地區(qū)（b）（據(jù)陳開旭等, 2013）地質圖Fig. 1 The Cenozoic volcanic rocks in NE African (a) (after Abbate et al., 2014) and geological map of the Adi Keyh in Central Eritrea (b) (after Chen K X et al., 2013)

1.2 巖石學特征

Adi Keyh流紋巖呈淺肉紅色，流紋構造明顯（圖2a），具斑狀結構，局部為霏細結構（圖2b）。斑晶主要是石英（含量＜1%）、火山玻璃和巖屑?；|部分為隱晶質，部分為長英質微晶。

石英斑晶無色透明，它形粒狀，粒徑0.2-0.7 mm，正低突起，邊部被熔蝕，且有裂紋和窄的反應邊，與基質接觸邊部為細小毛發(fā)狀長英質顆粒或者隱晶質（圖2b）?；鹕讲Ａ闊o色透明，脫?；黠@，多為纖維狀或隱晶質玉髓（圖2c）。巖屑為褐鐵礦化長英質巖屑，內含沸石（圖2d）。

基質主體為隱晶質-微晶長英質礦物，其中長石主要為斜長石，局部長英質呈放射狀晶簇（圖2b，c，d），未見堿性長石。薄片中間有少量不透明礦物，主要呈棕褐色，可能是褐鐵礦，含量少于3%。

圖2 厄立特里亞中部Adi Keyh流紋巖巖石學特征Fig. 2 Hand specimen and micrographs of the Adi Keyh Rhyolite in Central Eritreaa. 流紋巖手標本；b. 石英斑晶與流紋構造（鏡下正交偏光）；c. 脫?；幕鹕讲ＡВㄧR下正交偏光）；d. 長英質巖屑（鏡下正交偏光）；Qz-石英，Pl-斜長石

2 樣品與測試方法

本次研究在厄立特里亞中部Adi Keyh地區(qū)共采集了5件流紋巖樣品，樣品較新鮮，且采樣位置分布均勻，具有較好的代表性。5件樣品均開展了全巖主量、微量和稀土元素以及Sr同位素分析，選取其中1件樣品（KB1901-b04，采樣位置：N14°43′10″，E39°25′03″）進 行LA-ICP-MS鋯 石U-Pb和Hf同位素測試，所有分析均在自然資源部中南礦產資源監(jiān)督檢測中心完成。

全巖地球化學分析需將新鮮流紋巖樣品先去除風化面，再破碎、研磨至200目。主量元素分析采用帕拉科生產的AXIOS型X-熒光光譜儀（XRF），分析精度高于1%。微量元素分析運用美國熱電公司生產的X Ⅱ Series型等離子體質譜儀（ICPMS），分析過程中采用與來樣巖性相近的國家一級標樣控制分析質量。主、微量元素分析具體流程詳見趙凱等（2020）、劉超然等（2021）。稀土元素分析流程：稱取50 mg樣品于塑料坩鍋中，用H2SO4、HClO4、HF和HNO3于控溫電熱板上加熱消解，蒸干。以（1+1）王水和H2O，加熱溶解鹽類后定容至100 mL。以103Rh和185Re作內標元素直接測定稀土各分量。

鋯石同位素分析的前期準備主要由廣州拓巖檢測技術有限公司完成，首先將巖石樣品粉碎淘洗后用電磁選和重液浮選法分選，鏡下選出無明顯裂痕且晶形和透明度較好的鋯石，然后均勻粘貼在環(huán)氧樹脂表面，打磨拋光并露出近中心部位，進行反射光、透射光和陰極發(fā)光顯微照相。在此基礎上選擇包體和裂痕少，環(huán)帶較好的鋯石作為分析對象，采用GeoLas 2005（Lambda Physik，德國）為激光剝蝕系統(tǒng)。鋯石U-Pb定年的激光束斑為32μm，ICPMS為Agilent 7500a，詳細的儀器操作條件和數(shù)據(jù)處理方法參見Liu Y S et al.（2008, 2010a, 2010b）。在鋯石U-Pb分析的相同點位或附近分析Hf同位素，激光束斑為50μm，MC-ICP-MS為Neptune Plus (Thermo Fisher Scientific，德國)，詳細儀器操作條件和分析方法參見Hu Z C et al.（2012）。采用軟件ICPMSDataCal（Liu Y S et al., 2008, 2010a）離線處理分析數(shù)據(jù)。鋯石U-Pb年齡諧和圖繪制、年齡權重平均計算以及Hf同位素計算等均采用Isoplot/Ex_ver3軟件（Ludwig, 2004）進行。

全巖Sr同位素組成分析采用熱電離質譜儀Triton（00682T）完成。整個分析過程用標準物質NBS987和GBW04411分別對儀器和分析流程進行監(jiān)控。儀器標樣NBS987的87Sr/86Sr同位素組成測定平均值為0.71028±0.00002（2σ），流程標樣GBW04411（鉀長石）的87Sr/86Sr同位素組成測定平均值為0.75999±0.00020（2σ），全流程Sr空白為3×10-10g。

3 分析結果

3.1 鋯石U-Pb年齡

Adi Keyh流紋巖的鋯石U-Pb同位素測試結果見表1。鋯石多呈不規(guī)則菱形，少量為短柱狀，它形-半自形，鋯石粒徑為60～150μm。鋯石表面裂隙較少，振蕩環(huán)帶清晰且窄細（圖3）。測試點的Th含量為95.6×10-6～1977×10-6，U含量為128×10-6～ 1439×10-6，Th/U比值變化范圍為0.69～1.37（均值1.03），表明其為巖漿成因。23個測試點的諧和度均超過95%，均位于諧和曲線及附近，表明鋯石未遭受明顯的后期熱事件影響。206Pb/238U年齡范圍為25.7～27.0 Ma，其年齡加權平均值為26.1±0.2 Ma（MSWD=0.45），代表其成巖年齡（圖4a）。

圖3 厄立特里亞中部Adi Keyh流紋巖鋯石陰極發(fā)光照片F(xiàn)ig. 3 Zircon CL images of the Adi Keyh Rhyolite in Central Eritrea紅圈及黑色數(shù)字代表U-Pb年齡點位及年齡值，黃圈及黃色數(shù)字表示Hf同位素分析點位及εHf (t)值

圖4 厄立特里亞中部Adi Keyh流紋巖鋯石U-Pb年齡諧和圖（a）和鋯石REE球粒隕石配分模式圖（b）Fig. 4 Zircon LA-ICP-MS U-Pb isotope Concordiadiagram (a) and chondrite-normalized REE patterns (b) from the Adi Keyh Rhyolite in Central Eritrea

鋯石的稀土元素整體顯示出重稀土元素富集、輕稀土元素相對虧損的左傾模式，且具有明顯的負Eu異常和正Ce異常，Y/Ho比值為26.73～27.88（均值27.53），具有典型巖漿鋯石的特征（Hoskin, 2005）。鋯石Ti含量溫度計估算的結晶溫度為672～859℃，均值為795℃。

3.2 全巖地球化學特征

1σ 0.5 0.4 0.3 0.5 0.5 0.5 0.4 0.4 0.4 0.5 0.5 0.3 0.5 0.4 0.5 0.4 0.5 0.5 0.4 0.6 0.4 0.5 0.5(Ma)206Pb/238U 26.2 26.6 26.4 26.0 26.6 26.1 26.0 25.9 25.7 26.2 25.9 25.7 26.0 25.7 25.8 26.0 26.3 26.2 26.1 27.0 26.0 26.2 26.1果結試U-Pb測石鋯巖紋Adi Keyh流部中亞里特立1 厄表Table 1 LA-ICP-MS U-Pb data of zircons from the Adi Keyh Rhyolite in Central Eritrea齡年1σ 1.5 0.6 0.6 1.2 1.2 1.3 0.7 0.7 1.2 1.0 1.1 0.7 1.0 1.0 1.3 0.6 1.3 1.0 0.8 1.9 0.8 1.6 1.1 207Pb/235U 27.5 26.9 27.3 25.5 25.8 26.2 26.6 26.8 26.7 27.5 25.0 26.3 26.0 25.9 25.0 26.0 26.8 25.9 25.6 26.0 27.2 25.5 24.9 1σ 0.0001 0.0001 0.0001 0.0001 0.0001 0.0001 0.0001 0.0001 0.0001 0.0001 0.0001 0.0000 0.0001 0.0001 0.0001 0.0001 0.0001 0.0001 0.0001 0.0001 0.0001 0.0001 0.0001 206Pb/238U 0.0041 0.0041 0.0041 0.0040 0.0041 0.0041 0.0040 0.0040 0.0040 0.0041 0.0040 0.0040 0.0040 0.0040 0.0040 0.0040 0.0041 0.0041 0.0041 0.0042 0.0040 0.0041 0.0041值1σ比0.0015 0.0006 0.0006 0.0012 0.0012 0.0013 0.0007 0.0007 0.0012 0.0011 0.0011 0.0007 0.0010 0.0010 0.0013 0.0006 0.0013 0.0010 0.0008 0.0019 0.0008 0.0016 0.0011素位同207Pb/235U 0.0275 0.0268 0.0273 0.0254 0.0257 0.0262 0.0265 0.0268 0.0266 0.0275 0.0249 0.0262 0.0259 0.0258 0.0249 0.0259 0.0267 0.0258 0.0255 0.0259 0.0272 0.0255 0.0248 1σ 0.0030 0.0010 0.0010 0.0021 0.0021 0.0024 0.0012 0.0013 0.0022 0.0020 0.0022 0.0012 0.0019 0.0021 0.0024 0.0010 0.0025 0.0020 0.0013 0.0039 0.0014 0.0034 0.0020 207Pb/206Pb 0.0497 0.0472 0.0483 0.0456 0.0455 0.0475 0.0476 0.0484 0.0487 0.0494 0.0462 0.0476 0.0472 0.0476 0.0456 0.0465 0.0479 0.0466 0.0456 0.0469 0.0488 0.0468 0.0451 Th/U 0.80 1.37 0.89 1.32 1.08 0.81 1.14 1.09 1.14 0.83 1.17 1.03 1.06 1.18 1.35 1.19 0.92 0.89 1.03 0.69 1.12 0.74 0.77 238U10-6）（×242 1439 1021 326 248 209 1033 822 283 373 306 1286 289 371 317 1033 184 433 900 143 928 128 259 232Th10-6）（×192 1977 910 430 268 169 1178 896 324 309 358 1331 306 436 429 1230 169 387 925 99.1 1043 95.6 199號點KB1901-b04 - 1 KB1901-b04 - 2 KB1901-b04 - 3 KB1901-b04 - 4 KB1901-b04 - 5 KB1901-b04 - 6 KB1901-b04 - 7 KB1901-b04 - 8 KB1901-b04 - 9 KB1901-b04 - 10 KB1901-b04 - 11 KB1901-b04 - 12 KB1901-b04 - 13 KB1901-b04 - 14 KB1901-b04 - 16 KB1901-b04 - 18 KB1901-b04 - 19 KB1901-b04 - 20 KB1901-b04 - 22 KB1901-b04 - 23 KB1901-b04 - 24 KB1901-b04 - 25 KB1901-b04 - 26

Adi Keyh流紋巖的全巖地球化學結果及相關參數(shù)列于表2?？傮w上顯示出高硅、富堿、富鉀的特征，SiO2變化范圍為72.97%～73.53%，平均值為73.15%。在TAS圖解中5件樣品均落入流紋巖區(qū)域內（圖5a），屬于高硅流紋巖系列；堿質含量較高，ALK（Na2O+K2O）為8.94%～9.12%，平均值為9.05%，同時K2O/Na2O的比值為1.15～1.18，平均值為1.17。在SiO2-K2O圖解中，樣品均落入高鉀鈣堿性區(qū)域，顯示出高鉀鈣堿性特征（圖5b）。Al2O3含 量 為12.35%～12.66%（均 值12.54%），鋁指 數(shù)A/CNK為1.00～1.02（均 值1.01），A/NK為1.03～1.03（均值1.03），屬弱過鋁質巖石（圖5c）。5件樣品均有富鐵（FeOT=3.50%～3.73%）、相對貧鎂（MgO=0.08%～0.103%）和 鈣（CaO=0.09%～0.21%）的特點，F(xiàn)eOT/MgO的比值為33.01～46.67，屬于鐵質系列巖石（圖5d）。

表2 厄立特里亞中部Adi Keyh流紋巖主量（wt.%）、微量和稀土（×10-6）元素測試結果Table 2 Major oxides (wt.%) and Trace elements (ppm) of the Adi Keyh Rhyolite in Central Eritrea

圖5 厄立特里亞中部Adi Keyh流紋巖主量元素特征圖解Fig. 5 Major element diagrams of the Adi Keyh Rhyolite in Central Eritrea(a) 火山巖TAS分類圖解（底圖據(jù)Le Maitre, 1989）；(b) K2O-SiO2圖解（底圖據(jù)Peccerillo nad Taylor, 1976）；(c) A/NK-A/CNK圖解（底圖據(jù)Maniar and Piccoli, 1989）；(d) FeOT/( MgO+ FeOT)-SiO2圖解（底圖據(jù)Frost et al., 2001）.

Adi Keyh流紋巖的ΣREE為809.16×10-6～ 1003.51×10-6，平 均 為914.4×10-6，遠 高 于 地 殼平 均 值（117.98×10-6）（Taylor and Mclennan, 1981）。LREE為668.04×10-6～814.85×10-6，平均為747.75×10-6，HREE為141.12×10-6～188.66×10-6，平均為166.64×10-6。LREE/HREE為4.32～4.73，平均為4.49。稀土元素球粒隕石標準化配分曲線總體右傾，LREE富集，HREE相對虧損，其中La/Sm和Gd/Yb比值分別為6.30～6.67和1.85～1.93，表明輕稀土分餾程度較重稀土更為顯著（圖6a）；Eu負異常強烈（δEu=0.28～0.30，平均為0.29），說明巖漿演化過程中發(fā)生了長石的結晶分異或部分熔融過程中源區(qū)有斜長石殘留。微量元素原始地幔標準化蛛網圖（圖6b）顯示，巖石較富集Th、La、Ce、Nd、Zr元素，略微虧損Ta、Nb，強烈虧損Ba、Sr、P、Ti元素。

圖6 厄立特里亞中部Adi Keyh流紋巖稀土元素球粒隕石標準化分布型式圖（a）和微量元素原始地幔標準化蛛網圖（b）（標準化值據(jù)Sun and McDonough, 1989）Fig. 6 Chondrite-normalized REE patterns (a) and primitive mantle-normalized trace element spider diagrams (b) of the Adi Keyh Rhyolite in Central Eritrea (The chondrite and PM normalizing values are from Sun and McDonough, 1989)

3.3 鋯石原位Hf同位素特征

在鋯石U-Pb測年的基礎上，進一步開展了原位Hf同位素分析。鋯石Hf同位素的分析點位及對應的εHf(t)值（黃色數(shù)字所示）見圖3，Hf同位素組成、相關參數(shù)及計算結果列于表3。結果顯示，Adi Keyh流紋巖鋯石的176Hf/177Hf比值變化在0.283096～0.283335之間，εHf(t)值較為集中，顯示為異常高的正值（+12.0～ +20.4）。在鋯石εHf(t)頻率直方圖（圖7a）上，Adi Keyh流紋巖具有單峰組成特征。

表3 厄立特里亞中部Adi Keyh流紋巖鋯石Hf同位素分析結果Table 3 Lu-Hf isotopic compositions of zircons from the Adi Keyh Rhyolite in Central Eritrea

圖7 厄立特里亞中部Adi Keyh流紋巖鋯石Hf同位素圖解Fig. 7 Hf isotope diagrams for the Adi Keyh Rhyolite in Central Eritrea（a）鋯石εHf(t)直方圖；（b）鋯石εHf(t)-年齡（Ma）圖解.

3.4 全巖Sr同位素特征

本次研究分析了5件流紋巖的全巖Sr同位素組成（表4），結果顯示Adi Keyh流紋巖具有較為均一的Sr同位素初始值（0.70424～0.70477），且初始值較低（均值為0.70460），揭示了其與地幔的親緣性。

表4 厄立特里亞中部Adi Keyh流紋巖Sr同位素分析結果Table 4 Sr isotopic compositions of the Oligocene rhyolite in Central Eritrea

4 討論

4.1 巖石類型

A型流紋巖代表產于伸展構造背景（非造山或裂谷環(huán)境）中高溫無水的巖漿巖（＞760℃），其以“富堿”、“高溫”、“無水”為特征（Loiselle and Wones, 1979; 吳福元等, 2007; 張旗等, 2012），具有較高的SiO2、Na2O+K2O、FeOT/MgO和較低的CaO含量，富集Ga、Zr、Nb、Ta、Y、Ce、F、REE等元素，虧損Ba和Sr。從巖石類型上，A型流紋巖可以是堿性流紋巖，也可能是鈣堿性、弱堿-準鋁質、弱過鋁質流紋巖（許保良等, 1998）。

Adi Keyh流紋巖具有較高的硅含量（SiO2=72.97%～73.53%），P2O5含量極低（0.056%～ 0.057%），A/CNK比值也較低（1.00～1.02）（表2），且未見富鋁礦物等特征，基本排除S型流紋巖的可能。同時，巖石富鉀（K2O/Na2O=1.15～1.18）、鐵質（FeOT=3.50%～3.73%）等也明顯不同于I型流紋巖（賈小輝等, 2009）。其富堿（ALK均值9.05%）和稀土元素（REE均值914.39×10-6），貧Al2O3（均值12.54%）和Sr（均值10.56×10-6）等特征與A型流紋巖的吻合度較高（Loiselle and Wones , 1979; Whalen et al., 1987; 張旗等, 2012）。樣品10000×Ga/Al 為3.42～3.58，均大于2.6；Zr+Nb+Ce+Y為1688.1× 10-6～1984.6×10-6，遠大于350×10-6。在流紋巖巖石類型判別圖解中（圖8），均落入A型流紋巖區(qū)域。鋯石Ti含量溫度計估算的結晶溫度中值為795℃，也呈現(xiàn)出較高的成巖溫度下限。綜上所述，Adi Keyh流紋巖應屬于A型流紋巖。

圖8 厄立特里亞中部Adi Keyh流紋巖類型判別圖解（據(jù)Sun and McDonough, 1989）Fig. 8 Adi Keyh Rhyolite samples plotted in the discrimination diagrams for A-type granitoids（after Sun and McDonough, 1989）(a) Nb-10000×Ga/A1圖解；(b) Zr-10000×Ga/A1圖解；(c) (K2O+Na2O)/CaO-(Zr+Nb+Ce+Y)圖解；(d) FeOT/MgO-(Zr+Nb+Ce+Y)圖解；A-A型流紋巖；I&S-I型與S型流紋巖；FG-分異的流紋巖；OGT-未分異的M、I、S型流紋巖.

4.2 成巖機制

A型流紋巖可能的形成機制主要有幔源巖漿與殼源巖漿混合（Yang J H et al., 2006）、幔源巖漿結晶分異（Eby, 1992）以及地殼物質部分熔融（Skjerlie and Johnston, 1992; Pati?o Douce, 1997）三種。Adi Keyh流紋巖的標本和顯微鏡下的特征顯示，其缺乏鎂鐵質暗色微粒包體，Hf（表3）和Sr（表4）同位素組成及全巖地球化學成分都較為均一，與殼幔巖漿混合作用產生的相對分散的同位素特征（Griffin et al., 2002; Eiler, 2007）明顯不同。顯然，地質和地球化學特征都不支持Adi Keyh流紋巖為殼?；旌铣梢颉?/p>

幔源玄武質巖漿結晶分異通常形成過堿質巖漿（Pati?o Douce, 1997），這與厄立特里亞Adi Keyh流紋巖弱過鋁質的特征不一致。此外，Adi Keyh流紋巖外圍雖發(fā)育大面積玄武巖，但是缺失安山巖等一系列過渡巖石類型，這與幔源巖漿結晶分異作用的巖石類型組合也明顯不同（Litvinovsky et al., 2002）。并且當前的共識也認為流紋巖來自幔源巖漿也極少見（吳福元等, 2007）。因此，Adi Keyh流紋巖由幔源巖漿結晶分異形成的可能性不大。

研究表明，不同地殼物質的部分熔融都可以形成A型流紋巖，如變質沉積巖（Collin et al., 1982）、無水下地殼殘留體以及新生鎂鐵質下地殼（雷勇亮等, 2021）等。Adi Keyh流紋巖的弱過鋁質特征，較高的相容元素含量（Cr：4.78×10-6～14.90×10-6、Ni：2.76×10-6～4.96×10-6、Co：0.36×10-6～2.20×10-6）和Nb/U、Ce/Pb比值（均值36.61和19.90）（Hofmann et al., 1986）等，均有別于變質沉積巖部分熔融形成的巖漿巖。此外，Adi Keyh流紋巖的高TiO2/MgO比值（1.90～2.43）、高（Na2O+K2O）/Al2O3比值（0.72）和高SiO2（72.97%～73.53%）含量等與無水下地殼殘留體部分熔融形成的巖漿巖也不一致（Skjerlie and Johnston, 1992）。

吳福元等（2007）指出，具有正εHf(t)值的花崗巖基本上都是初生地殼再造的產物，花崗巖中所包含的地幔地球化學信息很可能與新生鎂鐵質地殼有關，新生鎂鐵質下地殼的部分熔融可以產生A型流紋巖。Adi Keyh流紋巖εHf(t)值集中于虧損地幔演化線附近（圖7b），Sr同位素初始值[(87Sr/86Sr)i=0.70424～0.70477]接 近 地 幔 值（Lindberg and Eklund, 1988），并具有較高的K2O（4.81%～4.92%）和相容元素（Cr、Ni、Co）含量等，均指示其可能為新生鎂鐵質下地殼部分熔融產物。綜上所述，Adi Keyh流紋巖可能形成于東非EARS漸新世新生鎂鐵質下地殼的部分熔融。Adi Keyh流紋巖的MgO含量偏低、Fe/Mg比值較高，并且貧Ca，強烈虧損Ba和Sr，Eu負異常較強，反映源區(qū)經歷了低程度部分熔融，斜方輝石和斜長石成為殘留相（于玉帥等, 2011; 馬超等, 2019）。

4.3 構造意義

研究表明，A型流紋巖的形成需要高溫低壓條件（張旗等，2012），主要形成于大陸弧后、后碰撞以及板內伸展等一系列地殼伸展減薄的構造環(huán)境（Whalen et al., 1996；Yang J H et al., 2006），因此A型流紋巖是判斷伸展背景的重要巖石學標志（吳福元等, 2007）。伸展背景又可分為板片俯沖的弧后或碰撞造山后伸展背景和非造山環(huán)境中的大陸裂谷與板內熱點、地幔柱等伸展背景（吳福元等, 2007）。俯沖-造山環(huán)境中大陸地殼或鎂鐵質下地殼物質的部分熔融通常形成A2型流紋巖（呂昭英等, 2019; Yan J M et al., 2019），非造山環(huán)境通常形成與洋島玄武巖類似的A1型流紋巖（Yang J H et al., 2006）。Adi Keyh流紋巖5件樣品在Nb-Y和Rb-（Yb+Ta）圖解（圖9a和b）中均落入板內區(qū)域，指示為非造山環(huán)境產物。并且，樣品的Y/Nb比值為0.74～1.19，均小于1.2，在Nb-Y-Ce和Yb/Ta-Y/Nb圖解（圖9c和d）中也均落入A1型流紋巖區(qū)域，說明其屬于A1板內型流紋巖（Yang J H et al., 2006）。姚華舟等（2018）在總結EARS的新生代火山作用地球化學標志過程中，指出區(qū)內流紋巖在Al2O3-SiO2哈克圖中均落入裂谷+大陸造陸隆升的構造環(huán)境內，暗示其形成于陸內非造山環(huán)境。本文結合鋯石LA-ICP-MS U-Pb定年結果（26.1±0.2 Ma），可以厘定Adi Keyh地區(qū)流紋巖為漸新世板內巖漿活動的產物。

圖9 厄立特里亞中部Adi Keyh流紋巖構造環(huán)境判別圖解（底圖據(jù)Pearce et al., 1984和Yang J H et al., 2006）Fig. 9 Tectonic discrimination diagrams of the Adi Keyh Rhyolite in Central Eritrea (after Pearce et al., 1984 and Yang J H et al., 2006)

地幔剪切波速異常（Ritsema et al., 1999）、新生代巖漿活動（George et al., 1998）以及稀土元素地球化學（Schilling, 1973）等證據(jù)表明，從始新世（～45 Ma）以來，東北非地區(qū)經歷了地幔柱大陸板內裂谷演變?yōu)槌跏即笱蟮臉嬙旎顒舆^程（姚華舟等, 2018），形成了貫穿東非高原的EARS，并以雙峰式火山巖組合為特色。厄立特里亞中部Adi Keyh地區(qū)的玄武巖-流紋巖雙峰式火山巖組合基本符合EARS的火山巖組合特征。結合其成巖年齡，本文認為該流紋巖的形成與EARS地幔柱活動有關。雖然，學界對于是一個還是多個地幔柱活動導致EARS形成還存在爭議（George et al., 1998；Ebinger and Sleep , 1998; Meshesha and Shinjo, 2008），但是一個基本的共識是連接紅海、亞丁灣和東北非裂谷東支的三角點阿法地區(qū)在32～25Ma之間為地幔柱活動中心[也叫阿法地幔柱（Schilling, 1973）]，隨 后 區(qū) 域 上 進 入 裂 谷 演 化 階 段（26～12 Ma）。 綜上可知，漸新世EARS裂谷期阿法地幔柱活動引發(fā)了巖石圈伸展，進而形成了厄立特里亞中部Adi Keyh地區(qū)的A型流紋巖。

5 結論

（1）厄立特里亞中部Adi Keyh流紋巖成巖年齡為26.1±0.2 Ma，屬漸新世，具有A型流紋巖地球化學特征：高硅、富堿、富鉀，并富集Th、La、Ce、Nd，Zr，而 強 烈 虧 損Ba、Sr、P和Ti，且Zr+Nb+Ce+Y含量和10000×Ga/Al比值高。

（2）巖石地球化學和Hf-Sr同位素特征指示，Adi Keyh流紋巖可能為新生鎂鐵質下地殼部分熔融的產物。

（3）微量元素地球化學圖解指示Adi Keyh流紋巖為A1型板內流紋巖，構造背景為漸新世EARS裂谷期阿法地幔柱活動環(huán)境下引發(fā)的巖石圈伸展。

成文過程中與邱嘯飛研究員、周佐民高級工程師及楊奇荻助理研究員等進行了有益探討，在此致以誠摯謝意。感謝兩位匿名審稿專家提出的建設性意見。