刘伯崇，李康宁,2，史海龙，蒲万峰，汪宏涛，王舒恒

(1.甘肃省地质矿产勘查开发局 第三地质矿产勘查院，甘肃 兰州 730050；2.中国地质大学(北京) 地球科学与资源学院 北京 100083)

0 引 言

西秦岭位于华北板块南缘祁连—北秦岭加里东构造带和扬子板块北缘海西构造带的拼结部位，是诸多地块和造山带汇聚交接地带[1-4]。三叠纪以来的印支运动，奠定了西秦岭地区的构造格局[5]，这一时期西秦岭岩浆活动强烈，火山岩发育，并产出有金、银、铜 、银 、铅 、锌、钼等大量矿产资源。这些岩浆事件不仅是中生代复杂的俯冲-碰撞造山过程的重要记录，也是西秦岭地区乃至中国大陆中央造山带地质构造演化的深部动力学机制和背景的重要指示，并对成矿规律研究和指导矿产勘查具有实际意义。本文选取西秦岭甘肃、青海交界处三叠纪华日组各种类型岩石单元开展了详细的岩石学和地球化学研究，以期揭示西秦岭三叠纪火山岩带岩石组成、成因和成岩构造背景。

1 地质背景

研究区位于西秦岭西北部，区域地层呈北西向展布(图1)[6]，主要为早中三叠世果木沟组、江里沟组、古浪堤组。早三叠世果木沟组、江里沟组为半深海浊流沉积，而中三叠世古浪堤组则变为陆棚浅海-河流三角洲沉积，为一套退积型海相复理石建造[7]。各个时期的砂岩碎屑组成具有相似性，沉积物源区主要来研究区北部中秦岭隆起的增生杂岩及陆缘弧，是一套形成于活动大陆边缘背景的碎屑沉积组合，呈现出安第斯型大陆边缘弧前沉积的特征。区域上侵入岩呈弧形北西向展布，以石英闪长玢岩、花岗闪长岩组合为主，化学成分与火山岩相当，均属钙碱性。多呈岩株、岩脉分布，具多期脉动性。侵入岩时代集中在210～250 Ma(图1)[8]。岩石组合类似于陆缘弧或洋内岛弧的火成岩构造组合[7-9]。

华日组火山岩主要分布在甘青交界的青海同仁县麦秀、甘肃夏河县甘加和德乌鲁一带，角度不整合于三叠纪江里组、古浪堤组砂板岩之上，为一套以安山岩、英安岩、流纹岩为主，局部夹陆源碎屑岩的组合，火山碎屑物较多，安山质占比大(大于70%)，前人测得该套火山岩喷发时代为230～245 Ma[10-11]。本次研究区主要位于麦秀火山盆地东侧青海省多哇乡台乌龙—甘肃省甘加东一带(图2)， 区内火山活动强烈，尤以晚三叠世中—酸性火山岩最为发育，以中心式喷发为主，在台乌龙—狼牙山、年支北、下毛娘—甘加滩南部一带形成3个火山盆地。岩性主要有安山岩、安山质角砾岩、流纹岩、英安岩、流纹质火山角砾岩、流纹质火山集块岩等，其碎屑岩夹层中含有丰富的植物化石Cladophlebis.sp.(cf.kaoianaSze)，为晚三叠世陆相植物分子。

2 火山岩岩石学特征

2.1 岩石组合特征

研究区华日组火山岩以安山(玢)岩、流纹(斑)岩为主，局部含大量的火山碎屑岩(火山角砾岩、集块岩、凝灰岩等)，少数火山机构后期出露侵出相的安山玢岩、英安斑岩及花岗闪长斑岩等。可划分为3个岩相组合：安山质火山岩夹陆源碎屑岩组合(华日组一段)、流纹质火山岩组合(华日组二段)、安山质火山岩组合(华日组三段)。

安山质火山岩夹碎屑岩组合整体呈东西向展布，分布于下毛娘北一带，为早期火山作用产物，其特点是火山喷发速率低，时喷时停，形成一套与河湖相共存的砂砾岩、粉砂岩、板岩夹火山碎屑岩，熔岩等，偶夹煤线的组合。从火山岩岩性上看是以安山质为主，流纹质、英安质少量，并且有互层(交替喷发)的特点，表明其岩浆分异作用较为明显。

流纹质火山岩分布较广，与早期火山岩及碎屑岩组呈喷发不整合接触。由华日、马尼库、恰乌钦等多个火山的喷发物组成，其岩性为流纹-英安质，岩相与岩石组合有爆发相的火山碎屑岩、喷溢相的熔岩、火山通道相的角砾岩、角砾状熔岩及侵出相的斑状岩石。根据岩性、岩相及产状等特点可大致判断火山活动的期次：早期火山活动强烈，岩浆喷出火口，形成爆发相的碎屑岩、喷溢相的熔岩；后期火山活动能量降低，熔浆依靠机械压力挤出管道堆积于火口，形成侵出相的角砾熔岩等。地貌上多形成四周较陡、中央突起的山峰。

安山质火山岩在调查区分布广，为台乌龙、孔果雄和狼牙山等火山机构的喷发物组成，是三叠纪火山活动后期的产物，与早期形成的火山岩呈喷发不整合接触。其岩性为安山岩及同质火山碎屑岩，岩石组合有：早期形成大面积喷溢相安山岩与爆发相火山碎屑岩呈互层产出；形成于火山作用期后塌陷的火山口湖、火山洼地中的喷发-沉积相沉火山碎屑岩(沉火山角砾岩、沉火山集块岩夹沉角砾凝灰岩和沉凝灰岩)。

2.2 火山岩岩石学特征

图3 研究区典型火山岩照片Fig.3 Photographs of typical volcanic rocks in the study areaA.安山岩中的气孔构造;B.流纹质角砾集块岩;C.层状凝灰岩;D.层状凝灰岩与英安岩互层;E.蚀变安山岩斜长石斑晶(Pl)被绢云母和方解石集合体代替，仅具假象，基质中斜长石(Pl)具交织结构，正交镜10×10;F.蚀变英安岩斑晶石英(Q)和斜长石(Pl)熔蚀明显，黑云母(Bi)则强烈暗化，正交镜10×2.5;G.蚀变流纹岩方解石(Cal)脉体发育，正交镜10×5;H.蚀变角闪安山玢岩斑晶，包括斜长石(Pl)和角闪石(Hb)，正交镜10×2.5

安山岩(图3A、C、I)分布在下毛娘一带，为华日组一段、三段的主要组成岩石，占全区火山岩的60%以上。灰绿色，斑状结构，气孔-杏仁构造。斑晶为斜长石(中长石)，具环带结构，含量为20%～35%，大小主要介于0.15～0.60 mm之间，角闪石长柱状，大小为0.24～1.60 mm，含量为5%～15%，辉石微量。

流纹岩、英安岩(图3D、F、H)分布在研究区东部色日欠一带，为华日组二段的主要组成岩石，主要为流纹岩，约占全区的30%。灰白色-紫红色，斑状结构，块状构造。斑晶的矿物主要有斜长石、石英、钾长石和黑云母等，晶体大小主要介于0.2～3.0 mm之间。

火山集块岩(图3B)主要分布于火山口，具有火山集块结构，块状构造。火山碎屑物(40%～50%)以大于64 cm的集块为主(>30%)，火山角砾次之，含少量晶屑。集块次棱角—次圆状，成分复杂，有英安岩、安山岩、流纹岩、凝灰岩等，以压结和熔岩胶结为主，胶结物有凝灰质和熔岩。

火山角砾岩为大多数火山机构的组成岩石，火山角砾结构，块状构造。火山碎屑物(50%～80%)以岩屑、晶屑为主，大小主要介于1～30 mm之间。晶屑包括斜长石和石英等，岩屑的成分复杂，有英安岩、安山岩、流纹岩等。

凝灰岩(图3C、D)分布在火山机构之间的洼地中，灰白色、灰绿色，晶屑玻屑凝灰结构，块状构造。火山碎屑物(30%～50%)和隐晶状火山灰(50%～70%)组成。火山碎屑物包括玻屑和晶屑两部分，大小主要介于0.05～2.00 mm之间。晶屑有斜长石、石英和黑云母。

3 分析方法

本文研究的样品采自甘加乡火山岩剖面(图2)，岩性有流纹岩、英安岩、安山岩以及火山碎屑岩。火山岩主量元素、稀土元素、微量元素由国土资源部中南矿产资源监督检测中心完成。主量元素采用X-射线荧光光谱法(XRF)分析，分析仪器为X荧光光谱仪(型号RIX2100)，采用GB/T4506.28—93硅酸盐岩石化学分析方法，FeO采用容量滴定法测定，分析精度优于1%且误差小于5%。稀土元素和微量元素采用等离子体质谱法(ICP-MS)，仪器为Agilent公司等离子体质谱仪(型号Agilent 7500a)，微量稀土元素分析误差为5%～10%。

锆石U-Pb测年样品取自研究区安山岩，测试工作在西北大学大陆动力学国家重点实验室激光剥蚀电感耦合等离子体质谱仪(LA-ICP-MS)上完成。采用Plesovice和Qinghu标准锆石作为外标进行基体校正；成分标样采用NIST SRM 612，其中29Si作为内标元素。样品的同位素比值及元素含量计算采用GLITTER_ver 4.0程序，普通铅校正采用Anderson提出的ComPbCorr#3.17校正程序[12]，U-Pb谐和图、年龄分布频率图绘制和年龄权重平均计算采用Isoplot/Ex_ver3[13]程序完成。

4 火山岩地球化学特征

4.1 火山岩主量元素特征

研究区火山岩SiO2的质量分数为56.67%～78.17%，平均69.78%，可分为明显的两组：一组SiO2的质量分数为56.67%～61.05%，平均59.15%；一组SiO2的质量分数为70.41%～78.17%，平均74.33%，两端岩石分别为安山质火山岩、流纹质火山岩。

全碱(Na2O+K2O)变化范围较大，为1.60%～8.27%，平均5.89%。MgO含量低，为0.10%～4.22%，平均0.96%。Al2O3含量较高，为12.77%～17.29%，平均14.64%。Na2O/K2O含量较小，为0.03%～2.68%，平均0.65%，并且安山质火山岩中含量高于流纹岩，属于钾质火山岩。TiO2含量介于0.02%～0.75%之间，平均0.22%，同样安山质火山岩也高于流纹质火山岩。

在经典的TAS火山岩岩石类别判别图解中(图4(a))，样点分别落入安山岩和流纹岩所在区域。在Zr/TiO2-SiO2图解(图4(b))中，绝大多数样品落入区域与TAS相同，只有一个样品落入碱流岩区域。在硅碱图中火山岩样品主要落于亚碱性系列，据火山岩碱度率异变图(图4(c))可知，研究区火山岩具有钙碱岩浆系列的演化趋势，属于钙碱性系列。在K2O-SiO2图解(图4(d))中，样品点主要落于中高钾钙碱性-中钾钙碱性区域。

图4 研究区火山岩分类图解Fig.4 Classification diagrams for volcanic rocks in the study area(a)TAS火山岩分类图解[14]；(b)Zr /TiO2-SiO2分类图解[15]；(c)AR-SiO2碱率图[16]；(d)K2O-SiO2图解[17]；数据据表1

图5 研究区火山岩稀土元素球粒陨石标准化配分图(a)和微量元素原始地幔标准化蛛网图(b)[18]Fig.5 Chondrite-normalized REE pattern (a)and primitive mantle-normalized multi-element spider diagram (b) [18] for the West Qinling volcanic rocks

4.2 稀土元素和微量元素特征

安山质火山岩的∑REE介于164.18×10- 6～207.97×10-6之间，在稀土元素球粒陨石标准化配分型式图解上，配分曲线呈右倾的“海鸥型”(图5(a)) 。 (La/Yb)N=9.92～14.73，(La/Sm)N=3.79～3.95，(Ce/Yb)N=8.35～12.44，轻重稀土分异明显。流纹质火山岩的ΣREE在68.10×10-6～236.32×10-6之间，球粒陨石标准化的REE 配分曲线显示与安山岩相似的LREE富集的稀土配分型式，但轻重稀土分异更加明显。(La/Yb)N=52.94～162.17，(La/Sm)N=1.91～4.03，(Ce/Yb)N=49.74～202.31。二者均具有弱的Eu负异常，显示岩浆演化过程中可能存在斜长石分离结晶作用或部分熔融过程中有斜长石的残留。(Dy/Yb)N=1.20～5.83，说明源区部分熔融很可能存在石榴子石的源区残留。安山质火山岩与流纹质火山岩重稀土元素的分馏程度差异较大，暗示安山质岩浆与流纹质岩浆可能产于不同源区。

微量元素的原始地幔标准化蛛网图(图5(b))整体呈右倾，除流纹质火山岩中的Ti、Y、Lu等元素亏损外，其他元素均相对原始地幔富集。高场强元素Nb、Ta、P、Ti、HREE等相对亏损，大离子亲石元素K、Rb、Th等则相对富集，这些特征指示该火山岩源区为来自于斜长石分离结晶后的地壳残余岩浆。Sr强烈负异常表明岩浆发生了明显的斜长石分离结晶作用，P和Ti亏损说明岩浆经历了磷灰石以及钛铁矿等矿物的分离结晶作用或部分熔融过程中有这些矿物的残留。尤其流纹英安质火山岩中，Ti严重亏损，可能发生了较严重的地壳熔融作用。Nb-Ta谷地较浅，与岛弧环境的深谷不同，Nb、Ta亏损可能与岩浆源区岩石中陆壳组分的参与有关[17]。由于Ba离子与Ca离子的半径相近，Ba元素可能替代Ca元素进入钾长石中，随着钾长石在源区的残留，岩石显示了比较明显的Ba亏损。

表1 西秦岭甘加一带火山岩主量元素(%)、微量元素(10-6)含量

(续)表1西秦岭甘加一带火山岩主量元素(%)、微量元素(10-6)含量

(Continued)Table1Compositionsofmajorelements(%)andtraceelements(10-6)oftheWestQinlingvolcanicrocksinGanjia

岩性样号CsRbTbDyHoErTmYbLuYΣREELREE/HREEδEuLa/Sm安山岩灰绿色角闪安山玢岩浅灰色流纹岩流纹质角砾(熔)岩凝灰岩2014Ⅳ-114.8048.40.603.520.701.910.3001.9600.28017.40194.98 13.68 0.69 5.87 2014Ⅳ-26.6768.50.030.180.030.090.0130.0880.0111.0706.28 8.76 0.58 5.35 2014Ⅳ-1011.7139.00.683.820.742.020.3002.1000.30018.50164.18 10.06 0.66 6.12 2014Ⅳ-195.17114.00.733.850.731.960.2901.8800.26017.50186.24 11.34 0.71 6.12 2014Ⅳ-206.46172.00.894.960.972.640.3902.6600.36023.60207.97 9.91 0.48 6.08 2014Ⅳ-2114.50121.00.703.670.681.770.2601.6900.23016.70170.89 11.06 0.71 5.91 2014Ⅳ-74.21137.00.401.270.120.260.0200.1060.0183.38104.09 20.80 0.26 3.79 2014Ⅳ-89.63244.00.351.200.120.230.0210.1600.0193.2168.56 13.37 0.30 3.68 2014Ⅳ-96.59255.00.431.480.140.250.2200.1600.0204.3374.94 14.23 0.22 3.10 2014Ⅳ-113.90228.00.521.800.180.320.0300.2100.0245.3886.06 11.65 0.17 3.20 2014Ⅳ-129.89312.00.581.960.190.330.0280.2200.0275.64102.69 12.22 0.17 2.96 2014Ⅳ-136.3097.70.281.770.0740.170.0120.1000.0122.2798.76 17.85 0.64 4.39 2014Ⅳ-169.19368.00.260.610.050.140.009 0.0920.0131.52105.26 24.65 0.76 4.54 2014Ⅳ-147.37220.00.201.500.050.130.0120.0980.0141.3968.10 15.47 0.79 3.63 2014Ⅳ-33.30181.00.330.980.120.310.0320.2200.0263.36129.73 22.05 0.64 4.99 2014Ⅳ-157.62321.00.250.600.560.150.0120.1100.0161.5896.94 20.55 0.81 4.23 2014Ⅳ-46.87195.00.702.580.340.760.0780.5000.0649.23236.32 19.64 0.48 6.24 2014Ⅳ-55.78236.00.421.340.120.250.0200.1600.0213.6597.63 18.84 0.31 3.56 2014Ⅳ-65.11247.00.521.680.160.320.0270.2100.0274.92110.39 14.28 0.29 3.55 2014Ⅳ-188.44254.00.210.60.060.140.0140.1200.0181.58118.53 35.16 0.64 3.07 2014Ⅳ-175.96208.00.270.690.050.140.010 0.0820.0121.7185.86 20.16 0.73 3.91

① 青海省地质矿产局.青海省多福顿幅、温库河幅1∶5万区域地质调查报告.1991.

5 讨 论

5.1 火山岩形成时代

本次对研究区安山岩进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素测年，测试所选锆石为粉色，半自形双锥柱状，晶体长0.01～0.16 mm。阴极发光图像显示出典型的岩浆韵律环带和明暗相间的条带构造(图6)，核幔结构较为清晰，核部颜色较暗，幔部有较清晰的震荡环带，属于岩浆结晶的产物。从CL图像上观察可以看出这些测点多位于明显的岩浆环带上，测年结果可以岩浆锆石的结晶年龄。

测定安山岩锆石U-Pb同位素有效数据(表2)，并绘制锆石U-Pb谐和图(图7(a))和年龄权重平均值分布图(图7(b))。安山岩锆石的206Pb/238U数据点基本集中分布在谐和曲线附近，其下交点年龄为(236±1.7) Ma，206Pb/238U年龄的加权平均值为(236±1.2) Ma，可代表火山岩浆喷发时代。青海省地质矿产局在本区火山岩及碎屑岩组采到植物化石Cladophlebis.sp.(cf.kaoianaSze)，其时代为晚三叠世。LI等[20]获得研究区西侧麦秀安山岩40Ar-39Ar同位素年龄为(234±5) Ma，测年时代基本一致，说明研究区华日组火山岩的喷发时代为晚三叠世早期(卡尼期)。

图6 西秦岭安山岩锆石阴极发光照片Fig.6 Zircon cathodoluminescence (CL) images of the West Qinling andesite

数据类别编号207Pb/206Pb1σ207Pb/235U1σ206Pb/238U1σ208Pb/232Th1σU-Pb同位素分析数据U-Pb同位素表面年龄数据30.054 170.002 280.287 220.008 870.038 460.000 540.012 440.000 2340.054 740.002 510.287 260.010 240.038 060.000 560.012 090.000 2350.051 880.002 760.242 500.010 740.033 900.000 540.010 810.000 2490.050 400.003 000.252 190.013 030.036 300.000 620.011 860.000 34100.0553 100.002 180.290 390.007 910.038 080.000 520.012 890.000 22140.051 340.002 200.269 970.008 600.038 140.000 540.012 500.000 28150.053 100.004 230.278 240.020 440.038 020.000 760.012 350.000 52160.080 480.004 560.417 030.020 010.037 590.000 690.016 480.000 473377.891.42256.46.99243.33.35249.84.674401.699.12256.48.08240.83.50243.04.615280.0117.21220.58.78214.93.35217.34.739213.2132.43228.410.56229.83.84238.26.7710424.685.35258.96.22240.93.22258.94.3214256.295.43242.76.87241.33.34251.15.5715332.8170.86249.316.24240.54.73248.110.28161 208.7107.68353.914.34237.94.30330.49.29

注：U-Pb同位素表面年龄单位为Ma。

图7 西秦岭安山岩U-Pb同位素年龄谐和图(a)及206Pb/238 U加权平均年龄(b)分布图Fig.7 Zircon U-Pb concordia diagram (a) and age distribution of the West Qinling andesite

5.2 岩浆演化作用

研究区华日组火山岩中斑晶含量较多，没有发现幔源包裹体，火山岩中基性端元(安山质火山岩)的Mg#值介于37.3～53.4之间，小于幔源原生岩浆的成分范围(68～73)[21]，说明岩浆来源并非幔源的原生岩浆，而是岩浆演化过程中发生了分异、熔融或混染作用。

图8 西秦岭火山岩La-La/Sm图解Fig.8 La vs.La/Sm diagram of the West Qinling volcanic rocks

研究区华日组火山岩多为斑状结构，斑晶主要为石英、斜长石、角闪石和少量的黑云母。这些斑晶矿物的存在，证实岩浆演化过程中经历了明显分离结晶作用。从La-La/Sm图解(图8)中可以发现，安山质火山岩La-La/Sm趋势线基本呈水平，即安山质火山岩在演化过程中主要受分异结晶作用控制。流纹质火山岩La-La/Sm趋势线倾斜，说明流纹质火山岩主要受部分熔融作用控制[22]。总体来看，从安山质火山岩-流纹英安质火山岩，均受部分熔融的控制，安山质火山岩的La/Sm比值和La含量较高，而流纹质火山岩的La/Sm比值和La含量较低，这说明形成流纹质火山岩部分熔融程度较小，而形成安山质火山岩部分熔融程度则较大。

La/Nb比值在岩浆演化过程中基本稳定，比值大小不受流体的控制。研究区晚三叠世火山岩中性端元安山岩中La/Nb=2.19～3.22，高于原始地幔的La/Nb比值(0.94)，接近地壳的La/Nb比值(2.2)[23]，显然发生了明显的陆壳混染作用。

5.3 岩石成因与构造环境

研究区火山岩稀土元素总量较高，轻稀土元素富集，具负铕异常；富集大离子亲石元素(Ba、K、Rb等)，相对亏损高场强元素(Nb、Ta和Ti)，相容元素(Cr、Ni、Co等)强烈亏损，表明该火山岩可能产出于由于陆壳混染的板内构造环境或者与洋壳俯冲作用有关的构造环境[24-26]。

在Rb/30-Hf-3×Ta(图9(a))与Rb-(Y+Nb)构造环境判别图解(图9(b))上，安山质火山岩均落入火山弧区域，流纹质火山岩落在火山弧与同碰撞环境的界线附近，即相比安山岩而言，流纹岩更倾向于碰撞环境。Rb-(Y+Nb)构造环境判别图解中不仅可以区分构造环境，而且根据投影位置可以推断成岩途径及其源区特点：流纹质火山岩趋于落在弧陆碰撞环境，其形成与俯冲板片熔融形成的熔体有关；安山质火山岩落在火山弧上部环境，其形成与俯冲流体有关。二者落点全部位于上地壳附近，反映其源区成分有陆壳物质的参与。

图9 西秦岭火山岩Rb/30-Hf-3×Ta(a)、Rb-(Y+Nb)(b)构造环境判别图解[27-28]Fig.9 Tectonic discrimination diagrams of Rb/30-Hf-3×Ta(a)and Rb vs.(Y+Nb)(b) of the West Qinling volcanic rocks[27-28]

高镁安山岩(HMA)、镁安山岩(MA)为与洋俯冲作用相关的两类典型火成岩类型[23]。一般认为产于洋俯冲带上面的弧盆系内，高镁安山岩是俯冲带上面的楔形地幔在俯冲洋壳放出H2O的条件下发生局部熔融的产物；镁安山岩则是俯冲洋壳脱水熔融产生的岩浆与上覆楔形地幔发生相互作用后形成的岩浆[29-30]。它们比普通的岛弧安山岩具更高的Mg#值、MgO、Cr、Ni和较低的 Al2O3和CaO含量及FeO*/MgO比值[31]。依据识别镁安山岩的SiO2-MgO图解(图10(a))、SiO2-FeO*/MgO图解(图10(b)) ，研究区安山质火山岩为具有低铁钙碱系列特征的镁安山岩。

研究区火山岩以安山质、流纹质为主，安山质火山岩在火山活动的3个阶段均有出现，以初期和末期为主，并且二者在时间上相继、空间上毗邻或叠置，说明安山质火山岩与流纹质火山岩为同一次岩浆事件的结果，即二者的形成均与洋壳俯冲有关，为洋陆俯冲过程中岩浆在不同深度、不同演化阶段的产物。俯冲隧道内的板片-地幔相互作用是形成火山岩地幔源区的关键过程，俯冲地壳物质是形成板块边界火山岩重要的组分来源[31]。

5.4 火山岩形成模式

图10 西秦岭高镁/镁安山岩SiO2-MgO(a)、SiO2-FeO*/MgO(b) 判别图解[29-30]Fig.10 SiO2 vs.MgO(a) and SiO2 vs.FeO*/MgO(b) discrimination diagrams of the West Qinling (high)-Mg andesite[29-30]

在研究区北侧隆务峡一带(图1b) ，出露一套宽度约500 m且呈 NW—SE 向展布的橄榄辉石岩、辉石橄榄岩、橄长岩、辉长岩、辉绿岩、枕状玄武岩组合，它们以构造岩片形式与二叠纪海山礁灰岩和深海浊积岩相互共生。王绘清等[33]认为这些岩石组合属于典型 SSZ 型蛇绿岩，辉长岩 LA-ICP-MS 锆石U-Pb 测年结果为(250.1±2.2) Ma，形成于晚二叠世—早三叠世。在空间上，合作、临潭一带石炭纪、二叠纪碳酸盐岩中的碎屑岩块体与超基性岩块相混杂，具有混杂岩的特征。这些共同构成了西秦岭楔内部的一条晚二叠世—早三叠世蛇绿混杂带[33]。笔者研究发现，从西向东，青海麦秀—甘肃甘加—德乌鲁一线的安山岩均为特征的高镁安山岩/镁安山岩(另文刊发)，为典型的洋壳俯冲的产物，并有TTG组合出露，构成即同仁—合作TTG岩浆弧(图1b，Ⅳ-3-3-1-1(TTG))，与北侧的隆务峡蛇绿混杂岩带构成明显的俯冲极性。说明研究区晚三叠世华日组火山岩的形成与隆务峡蛇绿混杂岩所代表的洋壳向南俯冲有关，而不是阿尼玛卿洋壳板块向北俯冲的结果。这也证明了西秦岭造山带是由一系列微板块与许多小洋盆组成的具有多幕俯冲的多岛洋盆[34-37]。

通过以上讨论，研究区华日组火山岩的形成与隆务峡蛇绿混杂岩所代表的洋壳向南俯冲有关，这些岩石应为俯冲洋壳在地幔深部发生高程度部分熔融作用的产物，并在上升过程中受到岩石圈地壳物质的同化混染作用。俯冲洋壳板片脱水形成熔体上升过程中会经过地幔楔，诱发地幔楔橄榄岩发生部分交代熔融作用，导致其高镁，形成具有富镁的安山质岩浆，溢流或喷发出地表形成的镁安山岩和相应的火山碎屑岩；富镁的安山质岩浆底侵，加热陆壳物质部分熔融，形成花岗质岩浆，通过火山通道溢出地表或喷出至空中，最后冷凝结晶形成流纹岩及其相应的火山碎屑岩(图11)。

图11 研究区流纹质/安山质火山岩形成示意图(据文献[29-30]修改) Fig.11 Schematic diagram showing formation of the West Qinling andesitic and rhyolitic volcanic rocks(Modified after reference[29-30])

6 结 论

(1)西秦岭甘青交界处火山岩均属于高钾钙碱性系列，其中安山质火山岩属于镁安山岩。总体高Al2O3，低TiO2，Na2O/K2O含量较小。稀土元素中等富集，轻、重稀土元素分馏明显，具Eu负异常。K、 Ba、Th、 Rb等大离子亲石元素明显富集，Ta、Ti、Nb、P等高场强元素相对亏损。Nb-Ta谷明显但较浅，火山岩的形成受到陆壳混染影响。

(2)研究区安山岩LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素定年结果为(236±1.2) Ma，火山喷发时代为中三叠世早期，形成于活动大陆边缘弧(安第斯型)环境，为印支期隆务峡蛇绿岩洋壳向南俯冲的产物，二者岩浆产生的源区不同：安山质岩浆来源于俯冲洋壳板片脱水部分熔融形成的熔体上升与地幔楔橄榄岩发生反应。流纹质岩浆来源于俯冲洋壳板片脱水部分熔融形成的熔体上升底侵加热陆壳物质部分熔融。岩浆演化过程中安山质火山岩主要受控于分异结晶作用，而流纹质火山岩受部分熔融作用较大。

致谢：在论文写作过程中得到中国地质大学(北京)地球科学与资源学院狄永军副教授的指导，甘肃省地质调查院黄增宝博士提出了许多有益的建议，在此一并表示感谢。