四川泸定地区新元古代火山岩地球化学特征及其大陆动力学意义
赖绍聪+朱韧之
Abstract：Neoproterozoic volcanic rocks in Luding area of Sichuan， China， belong to the western margin of Yangtze Block， and are the important part of the northern “Xikang-Yunnan axis”. They are exposed in the convergent region between Longmenshan and Xianshuihe fault zones. The results show that the formation age of the volcanic rocks is （772.4±5.5）Ma， belonging to Neoproterozoic； mass fraction of SiO2 is 59.18%-72.44%， and the rock is a set of andesite-dacite-rhyolite of typical high-K calc-alkaline series with magmatic arc generation； the trace and rare earth elements have geochemical characteristics of typical island-arc volcanic rock； Nb and Ta are obviously depleted， and w（Nb）/w（Th）， w（La）/w（Nb）， w（Ta）/w（Yb） and w（Th）/w（Yb） are 0.72-1.77， 3.12-7.36， 0.13-0.29 and 1.06-5.21， respectively， so that the volcanic rocks are obviously different from the volcanic associations of continental rift-related and mantle plume； N（87Sr）/N（86Sr）， N（143Nd）/N（144Nd）， N（206Pb）/N（204Pb）， N（207Pb）/N（204Pb） and N（208Pb）/N（204Pb） are 0.737 169-0.743 441， 0.512 091-0.512 549， 18.670 1-18.882 3， 15.663 3-15.677 4 and 38.717 2-39.177 4， respectively， and εNd（t） is -2.76-6.00； the tectonic setting in Neoproterozoic is island arc system. The Sr-Nd-Pb isotopic compositions suggest that the original magma should be derived from juvenile reservoir of a subduction zone. The upwelling of mantle material derived by subduction causes the crustal melting of continental marginal arc， and forms the continental marginal arc intermediate-acid volcanic rock association.
Key words：volcanic rock； geochemistry； continental dynamics； Neoproterozoic； Rodinia supercontinent； Yangtze Block； Sichuan
0 引 言
川西瀘定—康定地区发育了大量的新元古代浅变质火山岩-侵入杂岩系，其岩石成因以及所形成的大地构造背景在学术界存在很大争议，同时引起了地学界广泛的讨论和关注[1-18]。泸定—康定地区是NW向鲜水河与NE向龙门山造山系构造带交汇区，也是中国主要大陆构造地块与造山带交接聚集及变换地区。其构造活动强烈，地貌地形相当复杂，以及地震活跃程度异常，常作为地质学研究的关键区域。本区经过复杂的复合历史过程而形成现在格局，记录了中国主要大陆形成过程和演化历史以及大陆构造转换的关键原始成因信息。泸定—康定地区的新元古代火山岩-侵入杂岩系作为岩石深部探针是研究川西地区长期复杂地质演化历史以及深部动力学过程等地球科学问题的岩石学方面的重点研究对象[19]。
新元古代时期的火山岩-侵入杂岩系广泛发育于泸定—康定地区，前人对这些火山岩-侵入杂岩系进行了较长时间的反复研究。该套火山岩-侵入杂岩系广泛分布于东经102°左右的川西地区，呈SW—NE向带状展布，从康定—泸定—雅安一带开始，向南经过西昌—会理以及元谋—易门，一直延伸到云南中部地区，长800 km，宽50～100 km。 川西泸定—康定地区属于“康滇地轴”的一部分[20]，其发育的火山岩-侵入杂岩系被认为是扬子地块结晶基底，发育大量有代表性的变质杂岩组合。其中的变质杂岩属于典型奥长石花岗岩-云英闪长岩-花岗闪长岩（TTG）组合岩石地球化学特征[21]，同时其变质程度达到角闪岩相-麻粒岩相。新元古代—三叠纪以来较厚的沉积地层覆盖导致扬子地块的基底岩石出露较少[22]。已知的太古代基底岩石是扬子地块北缘的崆岭杂岩，这套杂岩主要由上覆的角闪岩相-麻粒岩相TTG片麻岩、角闪岩以及变沉积物构成[23]。SHRIMP锆石U-Pb年龄为2.90～2.95 Ga[23]，同时又被大量年龄约1.85 Ga的长英质和镁铁质岩石穿插[24-25]。近年来，地质年代学研究显示其角闪岩相-麻粒岩相变质年龄为2.03 Ga和1.97 Ga，变质事件被认为是哥伦比亚超大陆聚合碰撞事件造成的[26-28]。最新研究结果表明，扬子地块西缘发育了一套新元古代杂岩，形成年龄为753～828 Ma[1-18]，从而对扬子地块西缘这套杂岩体的形成时代产生异议。同时，在扬子地块西缘又发育了大量新元古代酸性侵入岩以及伴生的镁铁质到中性的岩石[8，29-32]，其锆石U-Pb年龄介于746～876 Ma[33]。对于该套岩石形成的大地构造背景，长期以来学术界也存在较大的争议：它们被认为是由地幔柱导致的Rodinia超大陆裂解的产物 或者是活动大陆边缘洋壳板片俯冲的产物[1-17，34]。对这一典型岩石组合进行有效岩石学、年代学和地球化学约束，对本区地质构造演化历史及深部动力学过程的进一步认识能提供有益帮助。基于此，本文选择对泸定—康定地区新元古代火山岩-侵入杂岩系中的酸性火山岩类进行详细的地球化学和岩石学研究，由此来探讨其源区性质、深部动力学过程以及形成的大地构造环境。
1 区域地质概况
研究区位于扬子地块西缘与“康滇地轴”北段交接部位，在泸定—康定地区境内（图1）。区内新元古代火山岩-侵入杂岩系沿康定—泸定—雅安一线广泛出露。其中，侵入岩类分布面积较大。侵入岩类型主要包括二长花岗岩、正长花岗岩、花岗闪长岩、石英闪长岩、英云闪长岩和辉长岩，并且主要以中酸性岩石类型为主[1-3，5，11，35]。这些岩体产出基本呈岩基、岩株或岩枝状，大都侵入前震旦系地层，而且被上震旦系—显生宙的沉积地层覆盖。
泸定地区新元古代火山岩出露面积不大，主要分布在康定地区以东以及泸定地区以北区域（图1）。这些中酸性火山岩整体呈NE向展布，同时与NE向区域断裂构造系的展布方向一致。火山岩以致密块状熔岩为主，由于受到区域构造变形的影响，区内火山岩已发生明显的剪切变形，可见一些火山岩的剪切片理化现象[图2（a）、（b）]。在局部区域可见火山岩不整合覆盖于前震旦系地层之上，但又被第四系砂砾层、粉砂土和亚砂土地层不整合覆盖于其上。
2 岩石学特征及样品分析方法
新鲜的岩石断面呈灰白色、块状构造、斑状结构以及显著的片理化现象。斑晶的体积分数约为15%，主要矿物包括角闪石、黑云母、斜长石、碱性长石和石英[图2（c）～（f）]。角闪石自形程度较高，呈长柱状，柱面明显发育一组完全解理，绿泥石化现象明显，边缘有明显的暗化边，部分显示出熔蚀现象；黑云母呈半自形片状， 同样具有绿泥石化现象，可见一组极完全解理，解理缝有弯曲变形现象；斜长石呈半自形柱状，发育良好的聚片双晶以及显著的钠黝帘石化；碱性长石呈半自形柱状，部分高岭土化；石英透明无色，一级灰干涉色，无蚀变。基质为微晶结构，呈半自形—他形的斜长石-碱性长石微晶以及他形微细粒状石英颗粒。由于受到构造变形影响，基质矿物颗粒呈明显定向排列，显微镜下可见片理化条带[图2（c）]。岩石副矿物主要有磁铁矿、磷灰石和锆石。
经过岩石薄片观察，精心挑选出可供分析测试的样品。首先，选取无后期交代脉体贯入以及无蚀变、新鲜且干净的均匀岩石样品；其次，把捣碎的细小岩石样品颗粒（粒径为5 mm）用牛皮纸进行严密包裹；接着，从中挑选出约200 g干净无污染的新鲜岩石颗粒，用蒸馏水洗净后放入烘箱烘干；最后，将干净无污染的岩石颗粒放入日本理学公司生产的振动盒式碎样机内粉碎到200目（孔径为0.074 mm）。
所有岩石数据在西北大学大陆动力学国家重点实验室完成，包括主量、微量元素以及全岩Sr-Nd-Pb同位素的分析测试。主量元素元素分析采用XRF法，微量元素分析采用ICP-MS法。样品先在高压溶样弹中用HNO3和HF混合酸溶解2 d，再用VG Plasma-quad Excell ICP-MS方法测试分析，与AGV-1（安山岩）、BCR-2（玄武岩）和 BHVO-1（玄武岩）这3个国际标准参考物质同步分析对比。岩石微量元素分析的精度以及准确度都优于10%，详细分析流程见文献[37]。采用AG50W-X8（200～400目，孔径为0.038～0.074 mm），HDEHP（自制）以及AG1-X8（200～400目，孔径为0.038～0.074 mm）离子交换树脂进行Sr-Nd同位素分离，利用实验室的多接收电感耦合等离子体质谱仪（MC-ICP-MS，Nu Plasma HR，Nu Instruments， Wrexham，英国）采用静态模式（Static Mode）進行数据结果的分析测试。
对锆石样品用常规重力-磁选方法进行分选，经过双目镜下挑纯，再将锆石置于环氧树脂中磨至一半，使内部暴露。用3% HNO3溶液对锆石颗粒表面清洗，以除去杂质。利用电子显微扫描电镜完成阴极发光（CL）图像照射，然后用激光剥蚀电感耦合等离子体制谱仪（LA-ICP-MS）进行U-Pb同位素组成剥蚀分析测试。激光剥蚀系统为193 nm ArF-excimer激光器的Geolas200M（Microlas Gottingen Germany），激光剥蚀孔径为30 μm，剥蚀深度为20～40 μm，激光脉冲为10 Hz，能量为32～36 mJ。最后结果用锆石91500外标进行校正，详细流程见文献[38]。
3 主量元素地球化学特征
14个采自泸定地区的新元古代火山岩样品主量元素分析结果及CIPW标准矿物计算结果见表1。火山岩SiO2含量（质量分数，下同）为59.18%～72.44%，属于典型的中酸性火山岩类。脚角坪火山岩SiO2含量为59.18%～69.84%，平均为68.25%，主体为一套英安岩类；这套英安岩类Al2O3含量为14.71%～15.73%，平均为15.00%；岩石全碱含量相对较高，但变化较大（5.52%～8.73%，平均为7.41%）；全部样品w（Na2O）>w（K2O），w（K2O）/w（Na2O）值为0.30～0.78，平均为0.64；岩石Fe2OT3含量（3.39%～7.76%，平均为4.14%）、MgO含量（0.99%～3.31%，平均为1.37%）和CaO含量（1.23%～4.86%，平均为2.00%）较低。而泸定北火山岩SiO2含量略高，为71.32%～72.44%，平均为71.69%，主体为一套流纹岩类；这套流纹岩类Al2O3含量变化不大，为13.13%～13.91%，平均为13.64%；岩石全碱含量（8.01%～9.57%，平均值为8.62%）高于本区英安岩类；所有样品都是w（K2O）>w（Na2O），w（K2O）/w（Na2O）值为1.19～2.38，平均为1.61；与英安岩类相比，本区流纹岩类具有更低的Fe2OT3含量（2.53%～2.99%，平均为2.79%）、MgO含量（0.84%～1.11%，平均为1.01%）和CaO含量（0.51%～1.24%，平均为0.71%）。很显然，本区新元古代火山岩符合共源岩浆化学成分演化趋势，由安山岩→英安岩→流纹岩，SiO2、K2O及全碱含量呈逐渐增高趋势，而岩石Fe2OT3、MgO和CaO含量呈逐渐降低趋势。值得注意的是，本区安山岩-英安岩-流纹岩总体均具有较高的K2O含量（1.28%～6.54%，平均为3.89%）、较低的TiO2含量（0.35%～1.05%，平均为0.44%）。这些地球化学特征远低于大洋岩石和大陆板内火山岩中的Ti含量，而且与低TiO2、高K2O含量的岛弧火山岩相类似[39-40]。
SiO2-K2O+Na2O图解[图3（a）]显示这些新元古代火山岩都属于亚碱性系列。火山岩TAS图解[图3（b）]中，脚角坪火山岩均投点于安山岩（样品JJP11）和英安岩范围内，泸定北火山岩属于流纹岩系列。但是K2O-Na2O图解[图3（c）]中，火山岩样品明显异于低钾拉斑质以及超钾质火山岩系列，应属于高钾钙碱性系列。在CIPW标准矿物计算结果（表1）中，石英标准矿物分子含量较高，充分表明本区火山岩属于硅强烈过饱和型。综上所述，这些火山岩属于亚碱性高钾钙碱系列中酸性火山岩。
4 微量及稀土元素地球化学特征
泸定地区新元古代14个火山岩样品的微量及稀土元素分析结果见表2。从表2可以看出，本区火山岩总体强烈富集轻稀土元素（LREE）。脚角坪安山岩稀土元素总含量为140.9×10-6，轻、重稀土元素分异明显，wLREE/wHREE值为1.90；w（La）N/w（Yb）N值为4.47；w（Ce）N/w（Yb）N值为3.93；而Eu异常为0.94，表明岩石没有明显的Eu亏损。脚角坪英安岩类稀土元素总含量为（138.6～166.8）×10-6（均值为155.5×10-6），wLREE/wHREE值较为稳定，介于2.81～3.14，平均为2.98；w（La）N/w（Yb）N值介于7.05～8.94，平均为8.05；w（Ce）N/w（Yb）N值介于5.41～6.68，平均为6.09；Eu异常为0.83～0.90（均值为0.85），指示出轻度的Eu亏损特征。泸定北流纹岩类稀土元素总含量偏高，介于（244.1～395.9）×10-6，平均值为303.8×10-6，wLREE/wHREE值介于2.83～5.19，平均值为3.82；w（La）N/w（Yb）N值介于8.97～18.06，平均值为12.67；w（Ce）N/w（Yb）N值介于6.87～12.91，平均值为9.33；Eu异常为0.48～0.53，平均值为0.51，表明岩石有显著的Eu亏损。上述稀土元素变化特征显示本区新元古代火山岩由安山岩→英安岩→流纹岩，稀土元素总含量逐渐增高，轻、重稀土元素分异程度和Eu亏损程度逐渐增强，与中酸性共源岩浆稀土元素化学成分演化趋势一致[39-40]。球粒陨石标准化稀土元素配分模式显示显著的轻稀土元素富集型配分模式（图4），这与典型岛弧火山岩具有一致的配分模式[39-40]。
原始地幔标准化微量元素蛛网图也显示轻稀土元素富集型配分模式（图5）。图5中显示富集型的不相容元素以及低富集度的相容元素，包括显著的Nb和Ta负异常，这类似于岛弧火山岩的微量元素分布特征[39-40]，这一特征指示它们应该是俯冲带深部局部熔融的产物。同时，图5中还显示出显著的Sr、P和Ti负异常，这与稀土元素指示的地质事实一致。从安山岩→英安岩→流纹岩，岩石中Sr、P和Ti负异常程度逐渐增强。Sr作为碱土金属族元素与Ca具有相类似的地球化学行为[41]，这使其与Ca形成类质同像关系。因此，Ca和Sr之间很容易发生类质同像置换，导致岩浆作用中Sr的地球化学特征一定程度上容易受富含Ca矿物的影响。本区火山岩样品亏损Sr，说明了在岩浆作用过程中可能发生斜长石的结晶分离作用[36，44-48]。岩浆岩中P主要赋存在磷灰石中。Ti容易在岩浆作用过程中集中在钛铁氧化物等独立副矿物中。对造岩矿物来说[41]，Ti最容易赋存在链状硅酸盐中，其次是层状硅酸盐，再次是架状硅酸盐。这一特征随着岩浆演化程度不断增强，从安山岩→英安岩→流纹岩， Sr、P和Ti的负异常亦逐渐增强[36，44-48]。
5 同位素地球化学特征
泸定地区泸定北3个新元古代流纹岩样品的Sr-Nd-Pb同位素分析结果见表3。这些新元古代流纹岩的地球化学特征总体显示出较高的Sr含量以及相对低的Nd同位素比值。N（87Sr）/N（86Sr）值为0.737 169～0.743 441（平均值为0.739 283），εSr（t）值为403.04～477.80（平均值为428.31），N（143Nd）/N（144Nd）值为0.512 091～0.512 549（平均值约为0.512 393），εNd（t）值为-2.76～6.00。N（143Nd）/N（144Nd）-N（87Sr）/N（86Sr）图解（图6）中，火山岩样品投点位于显著高N（87Sr）/N（86Sr）值以及相对低N（143Nd）/N（144Nd）值的典型演化型陸源区域。
从表3还可以看出，N（206Pb）/N（204Pb）值为18.670 1～18.882 3（均值为18.763 6），N（207Pb）/N（204Pb）值为15.663 3～15.677 4（均值为15.669 0），N（208Pb）/N（204Pb）值为38.717 2～39.177 4（均值为38.949 9）。N（207Pb）/N（204Pb）-N（206Pb）/N（204Pb）图解和N（208Pb）/N（204Pb）-N（206Pb）/N（204Pb）图解（图7）显示本区火山岩明显高于北半球参考线（NHRL）（w（Th）/w（U）值为4.0）的趋势。N（208Pb）/N（204Pb）-N（206Pb）/N（204Pb）图解[图7（a）]又显示本区火山岩与地球总成分（BSE）组分相接近的同位素特征，而且它们都位于上地壳、下地壳和EMⅡ型富集地幔的交叉范围内。
Hart曾经对全球Pb 同位素分布进行过详细研究，认为南半球大洋玄武岩具有普遍意义上的Pb同位素异常特征，即一般而言的Dupal异常[50]。一般的Dupal异常显示出Δ8/4>60以及初始N（87Sr）/N（86Sr）值大于0.705 0。对南极乔治王岛火山岩的代表性样品分析指示广义Dupal异常概念是Δ7/4>3以及Δ8/4>10[51]。计算显示本区火山岩样品的Δ8/4介于49.7～89.4，Δ7/4较低，介于14.0～14.8（表3）。这些特征完全符合广义Dupal 异常的Pb同位素特征。
6 LA-ICP-MS锆石U-Pb定年
LA-ICP-MS锆石 U-Pb 年龄分析显示，流纹岩样品（BLD08）的锆石颗粒是无色透明的柱状半自形—自形晶，粒径为100～200 μm，长宽比为1∶1～2∶1。大多数锆石具有典型的岩浆成因韵律环带，个别具有核边结构（图8）。对 34 颗锆石进行了36 个分析点的激光剥蚀分析。分析点5、10、13、20、25、27、35和36为不和谐年龄点，这里不予讨论；相对较老的年龄分析点包括2、15和33， 其中分析點2的n（206Pb）/n（238U）年龄为（811±8）Ma，但阴极发光（CL）图像特征显示其可能受Pb丢失影响或者为混合年龄，分析点15和33可能是捕获锆石，年龄分别为（797±8）Ma和（800±8）Ma；分析点1、3、7、9、11、17、19、21、22、26、32和34的年龄比较年轻，零散分布于（577±6）～（754±7）Ma， 结合阴极发光图像判断这些年龄可能受到变质流体导致的Pb丢失或者重结晶生长锆石影响；其他13个分析点的年龄为759～784 Ma，n（206Pb）/n（238U）年龄加权平均值为（772.4±5.5）Ma（平均标准权重偏差（MSWD）为1.5，误差类型为2σ）（图9），Th含量为（89～250）×10-6，U含量为（125～356）×10-6，
w（Th）/w（U）值为0.40～0.99（均大于0.4），属于典型的岩浆成因。其年龄加权平均值（（772.4±5.5）Ma）在误差范围内保持一致，代表了流纹岩的结晶年龄，这与Li等研究本地区同类型火山岩年龄结果[11，29]一致。
7 岩石成因及其形成的大地构造环境
如果岩浆的w（La）/w（Sm）值保持为一常数，就说明在岩浆分离结晶作用过程中，亲石元素丰度会随着超亲石元素的富集表现出正比例增长趋势[49，52]。在部分熔融过程中，源区物质中的La会快速进入到熔体中，同样，Sm也会不断的在熔体中富集。而且 La在结晶相/熔体相分配系数远远小于Sm，导致Sm的增长加速度慢于La。La/Sm-La图解显示La丰度的增高与Sm成正比例（图10），指示其为源区岩石局部熔融产物的地球化学特征。
本区火山岩样品主体为一套安山岩-英安岩-流纹岩组合，是典型的亚碱性高钾钙碱系列中酸性火山岩类，未见基性岩石端元，SiO2含量为59%～73%，都大于56%。很显然，该组火山岩不能由地幔岩石直接局部熔融产生[40]。微量元素地球化学特征显示本区火山岩样品有着显著的Nb、Ta亏损特征，与岛弧火山岩特征[39-40]保持一致，指示它们应是俯冲带深部局部熔融的产物。另外，本区火山岩的w（Nb）/w（Th） 值（0.72～1.77，平均为1.03）和w（La）/w（Nb） 值（3.12～7.36，平均为4.05）低，在Nb/Th-Nb图解和La/Nb-La 图解（图11）中都投点于典型岛弧火山岩区域内。而w（Th）/w（Yb）值和w（Ta）/w（Yb）值可以有效地区分大陆边缘弧与洋内岛弧。通常，洋内岛弧具有很低的w（Ta）/w（Yb）值（<0.1），而本区火山岩w（Ta）/w（Yb）值（0.13～0.29，平均为0.26）大于0.1，w（Th）/w（Yb）值为1.06～5.21，平均为3.43，均位于活动陆缘（大陆边缘弧）范围内，这与本区火山岩主体为一套安山岩-英安岩-流纹岩组合，未见基性岩石端元的火山岩组合类型完全吻合[39-40]。Ti/Zr-Ti/Y图解（图12）以及火山岩Sr/Y-Y图解、（La/Yb）N-YbN图解（图13）进一步说明，本区火山岩是一套大陆边缘弧的典型中酸性火山岩类，陆壳物质的参与和岩浆成因有直接的联系。这些地球化学特征与同时代大陆边缘弧俯冲作用产生的岩石就有相类似的特征，包括相对亏损的εNd（t）值。近年来，多数学者认为扬子地块西缘发育了大量新元古代侵入岩和火山岩，主要以花岗岩类为主，还包括一些基性到中酸性火山岩、片麻岩、辉长岩、角闪斜长岩、角闪岩以及辉石岩等[2-3，8，11，13，22，29，31，34，53-57]，时间跨度约100 Ma，从746 Ma到876 Ma[33]，其地球化学特征类似于安第斯型大陆边缘弧岩浆作用。
8 大陆动力学意义
关于泸定地区岛弧火山岩组合的成因解释为研究者提供了深入探讨该区新元古代时期大陆动力学背景的初步线索。岩浆喷发以及之后伴随的向上侵位作用与构造活动存在密切的关系。强烈的构造活动或者扰动通常给深部岩浆侵位作用提供了相当的动力学诱因。
本文研究的泸定地区新元古代火山岩系隶属扬子地块西缘岩浆岩带，是构成“康滇地轴”的重要组成部分。关于扬子地块西缘新元古代构造环境的认识，历来就存在两种截然不同的观点：一种认为其属于板块俯冲性质的岛弧环境[1，6，13-16，22，34]，扬子地块西缘SN向带状分布的岩浆岩代表了当时的岩浆弧；另一种认为其是地幔柱背景下的产物[8-11]。
本文研究结果表明：泸定地区火山岩系形成年龄为（772.4±5.5）Ma，属于新元古代；火山岩以亚碱性高钾钙碱系列安山岩-英安岩-流纹岩等中酸性岩石组合为典型特征，未见基性岩石端元；其岩石组合类型与裂谷型双峰式火山岩以及以基性岩为典型代表的地幔柱型岩浆岩组合明显不同；且该套火山岩地球化学及同位素特征显示了无可争议的大陆边缘弧特征。综上所述，本文更倾向于认为在新元古代时期本区的构造背景为岛弧系统，因此，有理由认为新元古代期间，扬子地块西缘总体处于活动大陆边缘的俯冲带环境。俯冲带楔形地幔的局部熔融形成了泸定地区（772.4±5.5）Ma的这套陆缘弧中酸性火山岩组合。尽管新元古代全球大地构造背景处于Rodinia超大陆裂解环境，但这并不与扬子地块西缘存在俯冲系统矛盾，在裂解的超大陆局部（特别是边部）同时存在俯冲碰撞环境是很容易理解的。
值得注意的是，本区火山岩样品具有Dupal同位素异常特征。这说明新元古代时期的泸定地区火山岩与现今印度洋有着一致或者类似的Dupal异常地幔域背景，暗示了在新元古代时期泸定地区火山岩系较可能与其具有相似的背景。因此，可以认为这些新元古代时期的泸定地区火山岩套是当时位于南半球冈瓦纳大陆的一个重要组成部分，经过后期不同阶段的地质构造演化改造作用，导致从冈瓦纳大陆裂解分离，最后向北漂移，到达现今的大地构造位置。这些推论都需要今后更多扎实有效的地质工作去进一步证實。
Rodinia超大陆概念于20世纪90年代被国际地学界提出，主要描述了在Pangea之前的新元古代早期存在一个超大陆，即大多数学者所认为的Rodinia超大陆[63]。王江海提出在700～900 Ma，扬子地块发生裂解，进而从Rodinia超大陆上分离出来，在此过程中，扬子地块边缘部位发生了强烈岩浆作用，从而使新元古代时期的火山岩类广泛发育于扬子地块边缘地区[64]；Du等认为理解扬子板块周缘新元古代岩浆作用的成因对于解释其在Rodinia超大陆中的位置至关重要[33]；Li等认为，位于华南板块新元古代期间与裂谷相关的岩浆以及同期的沉积地层显示华南板块处于西南部的劳伦古大陆和东南部的澳大利亚大陆之间[8]，它被认为是Rodinia超大陆的核心或者中央部分；但另外有一些学者认为其紧邻澳大利亚大陆和印度大陆，处于Rodinia超大陆的边缘[34-35]。基于以上争论，这些扬子地块的新元古代岩浆作用都是与俯冲和碰撞相关的[18，29，33-36]。同时，沿着扬子地块北缘和西缘的岩浆作用类似安第斯型大陆边缘弧，说明其是Rodinia超大陆边缘部位。古地磁证据也显示其在新元古代时期与澳大利亚西北部紧邻，而且碎屑锆石也证明了其与北印度大陆的相似性[34-35]。扬子地块北缘和西缘的这些岩浆作用与马达加斯加、塞舌尔群岛以及大印度都有相同的时间跨度[34-35，65-68]。这些证据都证明其在新元古代时期位于Rodinia超大陆西北缘，这样岩浆作用与马达加斯加、塞舌尔群岛、大印度一样都是俯冲碰撞作用的产物（图14），是Rodinia超大陆裂解背景下大陆边缘弧岩浆作用的一部分。扬子地块仍然是全球保存了新元古代时期最完整沉积作用和岩浆活动记录的古老地块，这些古老记录都与Rodinia超大陆早期演化相关。
扬子地块在重建Rodinia超大陆中扮演“核心”角色，不仅处于劳亚古陆和澳大利亚地块之间，也是连接劳亚古陆和冈瓦纳大陆的关键桥梁[69]。因此，扬子地块是研究Rodinia超大陆的关键地区之一。毫无疑问，对扬子地块西缘新元古代火山岩的精细解析和研究将为进一步深入探讨Rodinia超大陆的形成和演化提供重要的基础科学资料。
9 结 语
（1）四川泸定地区中酸性火山岩形成年龄为（772.4±5.5）Ma，属于新元古代。地球化学特征显示本区火山岩属于一套典型的岩浆弧成因亚碱性高钾钙碱系列安山岩-英安岩-流纹岩组合，明显不同于大陆裂谷型火山岩组合以及与地幔柱相关的火山岩组合。
（2）经过与区域地质资料、岩浆事件、碎屑锆石和古地磁数据对比发现，这些证据都证明扬子地块西缘在新元古代时期位于Rodinia超大陆西北缘，这些新元古代岩浆作用与马达加斯加、塞舌尔群岛、大印度岩浆活动事件一样，都是俯冲碰撞作用的产物，属于Rodinia超大陆裂解背景下大陆边缘弧岩浆作用的一部分。
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Abstract：Neoproterozoic volcanic rocks in Luding area of Sichuan， China， belong to the western margin of Yangtze Block， and are the important part of the northern “Xikang-Yunnan axis”. They are exposed in the convergent region between Longmenshan and Xianshuihe fault zones. The results show that the formation age of the volcanic rocks is （772.4±5.5）Ma， belonging to Neoproterozoic； mass fraction of SiO2 is 59.18%-72.44%， and the rock is a set of andesite-dacite-rhyolite of typical high-K calc-alkaline series with magmatic arc generation； the trace and rare earth elements have geochemical characteristics of typical island-arc volcanic rock； Nb and Ta are obviously depleted， and w（Nb）/w（Th）， w（La）/w（Nb）， w（Ta）/w（Yb） and w（Th）/w（Yb） are 0.72-1.77， 3.12-7.36， 0.13-0.29 and 1.06-5.21， respectively， so that the volcanic rocks are obviously different from the volcanic associations of continental rift-related and mantle plume； N（87Sr）/N（86Sr）， N（143Nd）/N（144Nd）， N（206Pb）/N（204Pb）， N（207Pb）/N（204Pb） and N（208Pb）/N（204Pb） are 0.737 169-0.743 441， 0.512 091-0.512 549， 18.670 1-18.882 3， 15.663 3-15.677 4 and 38.717 2-39.177 4， respectively， and εNd（t） is -2.76-6.00； the tectonic setting in Neoproterozoic is island arc system. The Sr-Nd-Pb isotopic compositions suggest that the original magma should be derived from juvenile reservoir of a subduction zone. The upwelling of mantle material derived by subduction causes the crustal melting of continental marginal arc， and forms the continental marginal arc intermediate-acid volcanic rock association.
Key words：volcanic rock； geochemistry； continental dynamics； Neoproterozoic； Rodinia supercontinent； Yangtze Block； Sichuan
0 引 言
川西瀘定—康定地区发育了大量的新元古代浅变质火山岩-侵入杂岩系，其岩石成因以及所形成的大地构造背景在学术界存在很大争议，同时引起了地学界广泛的讨论和关注[1-18]。泸定—康定地区是NW向鲜水河与NE向龙门山造山系构造带交汇区，也是中国主要大陆构造地块与造山带交接聚集及变换地区。其构造活动强烈，地貌地形相当复杂，以及地震活跃程度异常，常作为地质学研究的关键区域。本区经过复杂的复合历史过程而形成现在格局，记录了中国主要大陆形成过程和演化历史以及大陆构造转换的关键原始成因信息。泸定—康定地区的新元古代火山岩-侵入杂岩系作为岩石深部探针是研究川西地区长期复杂地质演化历史以及深部动力学过程等地球科学问题的岩石学方面的重点研究对象[19]。
新元古代时期的火山岩-侵入杂岩系广泛发育于泸定—康定地区，前人对这些火山岩-侵入杂岩系进行了较长时间的反复研究。该套火山岩-侵入杂岩系广泛分布于东经102°左右的川西地区，呈SW—NE向带状展布，从康定—泸定—雅安一带开始，向南经过西昌—会理以及元谋—易门，一直延伸到云南中部地区，长800 km，宽50～100 km。 川西泸定—康定地区属于“康滇地轴”的一部分[20]，其发育的火山岩-侵入杂岩系被认为是扬子地块结晶基底，发育大量有代表性的变质杂岩组合。其中的变质杂岩属于典型奥长石花岗岩-云英闪长岩-花岗闪长岩（TTG）组合岩石地球化学特征[21]，同时其变质程度达到角闪岩相-麻粒岩相。新元古代—三叠纪以来较厚的沉积地层覆盖导致扬子地块的基底岩石出露较少[22]。已知的太古代基底岩石是扬子地块北缘的崆岭杂岩，这套杂岩主要由上覆的角闪岩相-麻粒岩相TTG片麻岩、角闪岩以及变沉积物构成[23]。SHRIMP锆石U-Pb年龄为2.90～2.95 Ga[23]，同时又被大量年龄约1.85 Ga的长英质和镁铁质岩石穿插[24-25]。近年来，地质年代学研究显示其角闪岩相-麻粒岩相变质年龄为2.03 Ga和1.97 Ga，变质事件被认为是哥伦比亚超大陆聚合碰撞事件造成的[26-28]。最新研究结果表明，扬子地块西缘发育了一套新元古代杂岩，形成年龄为753～828 Ma[1-18]，从而对扬子地块西缘这套杂岩体的形成时代产生异议。同时，在扬子地块西缘又发育了大量新元古代酸性侵入岩以及伴生的镁铁质到中性的岩石[8，29-32]，其锆石U-Pb年龄介于746～876 Ma[33]。对于该套岩石形成的大地构造背景，长期以来学术界也存在较大的争议：它们被认为是由地幔柱导致的Rodinia超大陆裂解的产物 或者是活动大陆边缘洋壳板片俯冲的产物[1-17，34]。对这一典型岩石组合进行有效岩石学、年代学和地球化学约束，对本区地质构造演化历史及深部动力学过程的进一步认识能提供有益帮助。基于此，本文选择对泸定—康定地区新元古代火山岩-侵入杂岩系中的酸性火山岩类进行详细的地球化学和岩石学研究，由此来探讨其源区性质、深部动力学过程以及形成的大地构造环境。
1 区域地质概况
研究区位于扬子地块西缘与“康滇地轴”北段交接部位，在泸定—康定地区境内（图1）。区内新元古代火山岩-侵入杂岩系沿康定—泸定—雅安一线广泛出露。其中，侵入岩类分布面积较大。侵入岩类型主要包括二长花岗岩、正长花岗岩、花岗闪长岩、石英闪长岩、英云闪长岩和辉长岩，并且主要以中酸性岩石类型为主[1-3，5，11，35]。这些岩体产出基本呈岩基、岩株或岩枝状，大都侵入前震旦系地层，而且被上震旦系—显生宙的沉积地层覆盖。
泸定地区新元古代火山岩出露面积不大，主要分布在康定地区以东以及泸定地区以北区域（图1）。这些中酸性火山岩整体呈NE向展布，同时与NE向区域断裂构造系的展布方向一致。火山岩以致密块状熔岩为主，由于受到区域构造变形的影响，区内火山岩已发生明显的剪切变形，可见一些火山岩的剪切片理化现象[图2（a）、（b）]。在局部区域可见火山岩不整合覆盖于前震旦系地层之上，但又被第四系砂砾层、粉砂土和亚砂土地层不整合覆盖于其上。
2 岩石学特征及样品分析方法
新鲜的岩石断面呈灰白色、块状构造、斑状结构以及显著的片理化现象。斑晶的体积分数约为15%，主要矿物包括角闪石、黑云母、斜长石、碱性长石和石英[图2（c）～（f）]。角闪石自形程度较高，呈长柱状，柱面明显发育一组完全解理，绿泥石化现象明显，边缘有明显的暗化边，部分显示出熔蚀现象；黑云母呈半自形片状， 同样具有绿泥石化现象，可见一组极完全解理，解理缝有弯曲变形现象；斜长石呈半自形柱状，发育良好的聚片双晶以及显著的钠黝帘石化；碱性长石呈半自形柱状，部分高岭土化；石英透明无色，一级灰干涉色，无蚀变。基质为微晶结构，呈半自形—他形的斜长石-碱性长石微晶以及他形微细粒状石英颗粒。由于受到构造变形影响，基质矿物颗粒呈明显定向排列，显微镜下可见片理化条带[图2（c）]。岩石副矿物主要有磁铁矿、磷灰石和锆石。
经过岩石薄片观察，精心挑选出可供分析测试的样品。首先，选取无后期交代脉体贯入以及无蚀变、新鲜且干净的均匀岩石样品；其次，把捣碎的细小岩石样品颗粒（粒径为5 mm）用牛皮纸进行严密包裹；接着，从中挑选出约200 g干净无污染的新鲜岩石颗粒，用蒸馏水洗净后放入烘箱烘干；最后，将干净无污染的岩石颗粒放入日本理学公司生产的振动盒式碎样机内粉碎到200目（孔径为0.074 mm）。
所有岩石数据在西北大学大陆动力学国家重点实验室完成，包括主量、微量元素以及全岩Sr-Nd-Pb同位素的分析测试。主量元素元素分析采用XRF法，微量元素分析采用ICP-MS法。样品先在高压溶样弹中用HNO3和HF混合酸溶解2 d，再用VG Plasma-quad Excell ICP-MS方法测试分析，与AGV-1（安山岩）、BCR-2（玄武岩）和 BHVO-1（玄武岩）这3个国际标准参考物质同步分析对比。岩石微量元素分析的精度以及准确度都优于10%，详细分析流程见文献[37]。采用AG50W-X8（200～400目，孔径为0.038～0.074 mm），HDEHP（自制）以及AG1-X8（200～400目，孔径为0.038～0.074 mm）离子交换树脂进行Sr-Nd同位素分离，利用实验室的多接收电感耦合等离子体质谱仪（MC-ICP-MS，Nu Plasma HR，Nu Instruments， Wrexham，英国）采用静态模式（Static Mode）進行数据结果的分析测试。
对锆石样品用常规重力-磁选方法进行分选，经过双目镜下挑纯，再将锆石置于环氧树脂中磨至一半，使内部暴露。用3% HNO3溶液对锆石颗粒表面清洗，以除去杂质。利用电子显微扫描电镜完成阴极发光（CL）图像照射，然后用激光剥蚀电感耦合等离子体制谱仪（LA-ICP-MS）进行U-Pb同位素组成剥蚀分析测试。激光剥蚀系统为193 nm ArF-excimer激光器的Geolas200M（Microlas Gottingen Germany），激光剥蚀孔径为30 μm，剥蚀深度为20～40 μm，激光脉冲为10 Hz，能量为32～36 mJ。最后结果用锆石91500外标进行校正，详细流程见文献[38]。
3 主量元素地球化学特征
14个采自泸定地区的新元古代火山岩样品主量元素分析结果及CIPW标准矿物计算结果见表1。火山岩SiO2含量（质量分数，下同）为59.18%～72.44%，属于典型的中酸性火山岩类。脚角坪火山岩SiO2含量为59.18%～69.84%，平均为68.25%，主体为一套英安岩类；这套英安岩类Al2O3含量为14.71%～15.73%，平均为15.00%；岩石全碱含量相对较高，但变化较大（5.52%～8.73%，平均为7.41%）；全部样品w（Na2O）>w（K2O），w（K2O）/w（Na2O）值为0.30～0.78，平均为0.64；岩石Fe2OT3含量（3.39%～7.76%，平均为4.14%）、MgO含量（0.99%～3.31%，平均为1.37%）和CaO含量（1.23%～4.86%，平均为2.00%）较低。而泸定北火山岩SiO2含量略高，为71.32%～72.44%，平均为71.69%，主体为一套流纹岩类；这套流纹岩类Al2O3含量变化不大，为13.13%～13.91%，平均为13.64%；岩石全碱含量（8.01%～9.57%，平均值为8.62%）高于本区英安岩类；所有样品都是w（K2O）>w（Na2O），w（K2O）/w（Na2O）值为1.19～2.38，平均为1.61；与英安岩类相比，本区流纹岩类具有更低的Fe2OT3含量（2.53%～2.99%，平均为2.79%）、MgO含量（0.84%～1.11%，平均为1.01%）和CaO含量（0.51%～1.24%，平均为0.71%）。很显然，本区新元古代火山岩符合共源岩浆化学成分演化趋势，由安山岩→英安岩→流纹岩，SiO2、K2O及全碱含量呈逐渐增高趋势，而岩石Fe2OT3、MgO和CaO含量呈逐渐降低趋势。值得注意的是，本区安山岩-英安岩-流纹岩总体均具有较高的K2O含量（1.28%～6.54%，平均为3.89%）、较低的TiO2含量（0.35%～1.05%，平均为0.44%）。这些地球化学特征远低于大洋岩石和大陆板内火山岩中的Ti含量，而且与低TiO2、高K2O含量的岛弧火山岩相类似[39-40]。
SiO2-K2O+Na2O图解[图3（a）]显示这些新元古代火山岩都属于亚碱性系列。火山岩TAS图解[图3（b）]中，脚角坪火山岩均投点于安山岩（样品JJP11）和英安岩范围内，泸定北火山岩属于流纹岩系列。但是K2O-Na2O图解[图3（c）]中，火山岩样品明显异于低钾拉斑质以及超钾质火山岩系列，应属于高钾钙碱性系列。在CIPW标准矿物计算结果（表1）中，石英标准矿物分子含量较高，充分表明本区火山岩属于硅强烈过饱和型。综上所述，这些火山岩属于亚碱性高钾钙碱系列中酸性火山岩。
4 微量及稀土元素地球化学特征
泸定地区新元古代14个火山岩样品的微量及稀土元素分析结果见表2。从表2可以看出，本区火山岩总体强烈富集轻稀土元素（LREE）。脚角坪安山岩稀土元素总含量为140.9×10-6，轻、重稀土元素分异明显，wLREE/wHREE值为1.90；w（La）N/w（Yb）N值为4.47；w（Ce）N/w（Yb）N值为3.93；而Eu异常为0.94，表明岩石没有明显的Eu亏损。脚角坪英安岩类稀土元素总含量为（138.6～166.8）×10-6（均值为155.5×10-6），wLREE/wHREE值较为稳定，介于2.81～3.14，平均为2.98；w（La）N/w（Yb）N值介于7.05～8.94，平均为8.05；w（Ce）N/w（Yb）N值介于5.41～6.68，平均为6.09；Eu异常为0.83～0.90（均值为0.85），指示出轻度的Eu亏损特征。泸定北流纹岩类稀土元素总含量偏高，介于（244.1～395.9）×10-6，平均值为303.8×10-6，wLREE/wHREE值介于2.83～5.19，平均值为3.82；w（La）N/w（Yb）N值介于8.97～18.06，平均值为12.67；w（Ce）N/w（Yb）N值介于6.87～12.91，平均值为9.33；Eu异常为0.48～0.53，平均值为0.51，表明岩石有显著的Eu亏损。上述稀土元素变化特征显示本区新元古代火山岩由安山岩→英安岩→流纹岩，稀土元素总含量逐渐增高，轻、重稀土元素分异程度和Eu亏损程度逐渐增强，与中酸性共源岩浆稀土元素化学成分演化趋势一致[39-40]。球粒陨石标准化稀土元素配分模式显示显著的轻稀土元素富集型配分模式（图4），这与典型岛弧火山岩具有一致的配分模式[39-40]。
原始地幔标准化微量元素蛛网图也显示轻稀土元素富集型配分模式（图5）。图5中显示富集型的不相容元素以及低富集度的相容元素，包括显著的Nb和Ta负异常，这类似于岛弧火山岩的微量元素分布特征[39-40]，这一特征指示它们应该是俯冲带深部局部熔融的产物。同时，图5中还显示出显著的Sr、P和Ti负异常，这与稀土元素指示的地质事实一致。从安山岩→英安岩→流纹岩，岩石中Sr、P和Ti负异常程度逐渐增强。Sr作为碱土金属族元素与Ca具有相类似的地球化学行为[41]，这使其与Ca形成类质同像关系。因此，Ca和Sr之间很容易发生类质同像置换，导致岩浆作用中Sr的地球化学特征一定程度上容易受富含Ca矿物的影响。本区火山岩样品亏损Sr，说明了在岩浆作用过程中可能发生斜长石的结晶分离作用[36，44-48]。岩浆岩中P主要赋存在磷灰石中。Ti容易在岩浆作用过程中集中在钛铁氧化物等独立副矿物中。对造岩矿物来说[41]，Ti最容易赋存在链状硅酸盐中，其次是层状硅酸盐，再次是架状硅酸盐。这一特征随着岩浆演化程度不断增强，从安山岩→英安岩→流纹岩， Sr、P和Ti的负异常亦逐渐增强[36，44-48]。
5 同位素地球化学特征
泸定地区泸定北3个新元古代流纹岩样品的Sr-Nd-Pb同位素分析结果见表3。这些新元古代流纹岩的地球化学特征总体显示出较高的Sr含量以及相对低的Nd同位素比值。N（87Sr）/N（86Sr）值为0.737 169～0.743 441（平均值为0.739 283），εSr（t）值为403.04～477.80（平均值为428.31），N（143Nd）/N（144Nd）值为0.512 091～0.512 549（平均值约为0.512 393），εNd（t）值为-2.76～6.00。N（143Nd）/N（144Nd）-N（87Sr）/N（86Sr）图解（图6）中，火山岩样品投点位于显著高N（87Sr）/N（86Sr）值以及相对低N（143Nd）/N（144Nd）值的典型演化型陸源区域。
从表3还可以看出，N（206Pb）/N（204Pb）值为18.670 1～18.882 3（均值为18.763 6），N（207Pb）/N（204Pb）值为15.663 3～15.677 4（均值为15.669 0），N（208Pb）/N（204Pb）值为38.717 2～39.177 4（均值为38.949 9）。N（207Pb）/N（204Pb）-N（206Pb）/N（204Pb）图解和N（208Pb）/N（204Pb）-N（206Pb）/N（204Pb）图解（图7）显示本区火山岩明显高于北半球参考线（NHRL）（w（Th）/w（U）值为4.0）的趋势。N（208Pb）/N（204Pb）-N（206Pb）/N（204Pb）图解[图7（a）]又显示本区火山岩与地球总成分（BSE）组分相接近的同位素特征，而且它们都位于上地壳、下地壳和EMⅡ型富集地幔的交叉范围内。
Hart曾经对全球Pb 同位素分布进行过详细研究，认为南半球大洋玄武岩具有普遍意义上的Pb同位素异常特征，即一般而言的Dupal异常[50]。一般的Dupal异常显示出Δ8/4>60以及初始N（87Sr）/N（86Sr）值大于0.705 0。对南极乔治王岛火山岩的代表性样品分析指示广义Dupal异常概念是Δ7/4>3以及Δ8/4>10[51]。计算显示本区火山岩样品的Δ8/4介于49.7～89.4，Δ7/4较低，介于14.0～14.8（表3）。这些特征完全符合广义Dupal 异常的Pb同位素特征。
6 LA-ICP-MS锆石U-Pb定年
LA-ICP-MS锆石 U-Pb 年龄分析显示，流纹岩样品（BLD08）的锆石颗粒是无色透明的柱状半自形—自形晶，粒径为100～200 μm，长宽比为1∶1～2∶1。大多数锆石具有典型的岩浆成因韵律环带，个别具有核边结构（图8）。对 34 颗锆石进行了36 个分析点的激光剥蚀分析。分析点5、10、13、20、25、27、35和36为不和谐年龄点，这里不予讨论；相对较老的年龄分析点包括2、15和33， 其中分析點2的n（206Pb）/n（238U）年龄为（811±8）Ma，但阴极发光（CL）图像特征显示其可能受Pb丢失影响或者为混合年龄，分析点15和33可能是捕获锆石，年龄分别为（797±8）Ma和（800±8）Ma；分析点1、3、7、9、11、17、19、21、22、26、32和34的年龄比较年轻，零散分布于（577±6）～（754±7）Ma， 结合阴极发光图像判断这些年龄可能受到变质流体导致的Pb丢失或者重结晶生长锆石影响；其他13个分析点的年龄为759～784 Ma，n（206Pb）/n（238U）年龄加权平均值为（772.4±5.5）Ma（平均标准权重偏差（MSWD）为1.5，误差类型为2σ）（图9），Th含量为（89～250）×10-6，U含量为（125～356）×10-6，
w（Th）/w（U）值为0.40～0.99（均大于0.4），属于典型的岩浆成因。其年龄加权平均值（（772.4±5.5）Ma）在误差范围内保持一致，代表了流纹岩的结晶年龄，这与Li等研究本地区同类型火山岩年龄结果[11，29]一致。
7 岩石成因及其形成的大地构造环境
如果岩浆的w（La）/w（Sm）值保持为一常数，就说明在岩浆分离结晶作用过程中，亲石元素丰度会随着超亲石元素的富集表现出正比例增长趋势[49，52]。在部分熔融过程中，源区物质中的La会快速进入到熔体中，同样，Sm也会不断的在熔体中富集。而且 La在结晶相/熔体相分配系数远远小于Sm，导致Sm的增长加速度慢于La。La/Sm-La图解显示La丰度的增高与Sm成正比例（图10），指示其为源区岩石局部熔融产物的地球化学特征。
本区火山岩样品主体为一套安山岩-英安岩-流纹岩组合，是典型的亚碱性高钾钙碱系列中酸性火山岩类，未见基性岩石端元，SiO2含量为59%～73%，都大于56%。很显然，该组火山岩不能由地幔岩石直接局部熔融产生[40]。微量元素地球化学特征显示本区火山岩样品有着显著的Nb、Ta亏损特征，与岛弧火山岩特征[39-40]保持一致，指示它们应是俯冲带深部局部熔融的产物。另外，本区火山岩的w（Nb）/w（Th） 值（0.72～1.77，平均为1.03）和w（La）/w（Nb） 值（3.12～7.36，平均为4.05）低，在Nb/Th-Nb图解和La/Nb-La 图解（图11）中都投点于典型岛弧火山岩区域内。而w（Th）/w（Yb）值和w（Ta）/w（Yb）值可以有效地区分大陆边缘弧与洋内岛弧。通常，洋内岛弧具有很低的w（Ta）/w（Yb）值（<0.1），而本区火山岩w（Ta）/w（Yb）值（0.13～0.29，平均为0.26）大于0.1，w（Th）/w（Yb）值为1.06～5.21，平均为3.43，均位于活动陆缘（大陆边缘弧）范围内，这与本区火山岩主体为一套安山岩-英安岩-流纹岩组合，未见基性岩石端元的火山岩组合类型完全吻合[39-40]。Ti/Zr-Ti/Y图解（图12）以及火山岩Sr/Y-Y图解、（La/Yb）N-YbN图解（图13）进一步说明，本区火山岩是一套大陆边缘弧的典型中酸性火山岩类，陆壳物质的参与和岩浆成因有直接的联系。这些地球化学特征与同时代大陆边缘弧俯冲作用产生的岩石就有相类似的特征，包括相对亏损的εNd（t）值。近年来，多数学者认为扬子地块西缘发育了大量新元古代侵入岩和火山岩，主要以花岗岩类为主，还包括一些基性到中酸性火山岩、片麻岩、辉长岩、角闪斜长岩、角闪岩以及辉石岩等[2-3，8，11，13，22，29，31，34，53-57]，时间跨度约100 Ma，从746 Ma到876 Ma[33]，其地球化学特征类似于安第斯型大陆边缘弧岩浆作用。
8 大陆动力学意义
关于泸定地区岛弧火山岩组合的成因解释为研究者提供了深入探讨该区新元古代时期大陆动力学背景的初步线索。岩浆喷发以及之后伴随的向上侵位作用与构造活动存在密切的关系。强烈的构造活动或者扰动通常给深部岩浆侵位作用提供了相当的动力学诱因。
本文研究的泸定地区新元古代火山岩系隶属扬子地块西缘岩浆岩带，是构成“康滇地轴”的重要组成部分。关于扬子地块西缘新元古代构造环境的认识，历来就存在两种截然不同的观点：一种认为其属于板块俯冲性质的岛弧环境[1，6，13-16，22，34]，扬子地块西缘SN向带状分布的岩浆岩代表了当时的岩浆弧；另一种认为其是地幔柱背景下的产物[8-11]。
本文研究结果表明：泸定地区火山岩系形成年龄为（772.4±5.5）Ma，属于新元古代；火山岩以亚碱性高钾钙碱系列安山岩-英安岩-流纹岩等中酸性岩石组合为典型特征，未见基性岩石端元；其岩石组合类型与裂谷型双峰式火山岩以及以基性岩为典型代表的地幔柱型岩浆岩组合明显不同；且该套火山岩地球化学及同位素特征显示了无可争议的大陆边缘弧特征。综上所述，本文更倾向于认为在新元古代时期本区的构造背景为岛弧系统，因此，有理由认为新元古代期间，扬子地块西缘总体处于活动大陆边缘的俯冲带环境。俯冲带楔形地幔的局部熔融形成了泸定地区（772.4±5.5）Ma的这套陆缘弧中酸性火山岩组合。尽管新元古代全球大地构造背景处于Rodinia超大陆裂解环境，但这并不与扬子地块西缘存在俯冲系统矛盾，在裂解的超大陆局部（特别是边部）同时存在俯冲碰撞环境是很容易理解的。
值得注意的是，本区火山岩样品具有Dupal同位素异常特征。这说明新元古代时期的泸定地区火山岩与现今印度洋有着一致或者类似的Dupal异常地幔域背景，暗示了在新元古代时期泸定地区火山岩系较可能与其具有相似的背景。因此，可以认为这些新元古代时期的泸定地区火山岩套是当时位于南半球冈瓦纳大陆的一个重要组成部分，经过后期不同阶段的地质构造演化改造作用，导致从冈瓦纳大陆裂解分离，最后向北漂移，到达现今的大地构造位置。这些推论都需要今后更多扎实有效的地质工作去进一步证實。
Rodinia超大陆概念于20世纪90年代被国际地学界提出，主要描述了在Pangea之前的新元古代早期存在一个超大陆，即大多数学者所认为的Rodinia超大陆[63]。王江海提出在700～900 Ma，扬子地块发生裂解，进而从Rodinia超大陆上分离出来，在此过程中，扬子地块边缘部位发生了强烈岩浆作用，从而使新元古代时期的火山岩类广泛发育于扬子地块边缘地区[64]；Du等认为理解扬子板块周缘新元古代岩浆作用的成因对于解释其在Rodinia超大陆中的位置至关重要[33]；Li等认为，位于华南板块新元古代期间与裂谷相关的岩浆以及同期的沉积地层显示华南板块处于西南部的劳伦古大陆和东南部的澳大利亚大陆之间[8]，它被认为是Rodinia超大陆的核心或者中央部分；但另外有一些学者认为其紧邻澳大利亚大陆和印度大陆，处于Rodinia超大陆的边缘[34-35]。基于以上争论，这些扬子地块的新元古代岩浆作用都是与俯冲和碰撞相关的[18，29，33-36]。同时，沿着扬子地块北缘和西缘的岩浆作用类似安第斯型大陆边缘弧，说明其是Rodinia超大陆边缘部位。古地磁证据也显示其在新元古代时期与澳大利亚西北部紧邻，而且碎屑锆石也证明了其与北印度大陆的相似性[34-35]。扬子地块北缘和西缘的这些岩浆作用与马达加斯加、塞舌尔群岛以及大印度都有相同的时间跨度[34-35，65-68]。这些证据都证明其在新元古代时期位于Rodinia超大陆西北缘，这样岩浆作用与马达加斯加、塞舌尔群岛、大印度一样都是俯冲碰撞作用的产物（图14），是Rodinia超大陆裂解背景下大陆边缘弧岩浆作用的一部分。扬子地块仍然是全球保存了新元古代时期最完整沉积作用和岩浆活动记录的古老地块，这些古老记录都与Rodinia超大陆早期演化相关。
扬子地块在重建Rodinia超大陆中扮演“核心”角色，不仅处于劳亚古陆和澳大利亚地块之间，也是连接劳亚古陆和冈瓦纳大陆的关键桥梁[69]。因此，扬子地块是研究Rodinia超大陆的关键地区之一。毫无疑问，对扬子地块西缘新元古代火山岩的精细解析和研究将为进一步深入探讨Rodinia超大陆的形成和演化提供重要的基础科学资料。
9 结 语
（1）四川泸定地区中酸性火山岩形成年龄为（772.4±5.5）Ma，属于新元古代。地球化学特征显示本区火山岩属于一套典型的岩浆弧成因亚碱性高钾钙碱系列安山岩-英安岩-流纹岩组合，明显不同于大陆裂谷型火山岩组合以及与地幔柱相关的火山岩组合。
（2）经过与区域地质资料、岩浆事件、碎屑锆石和古地磁数据对比发现，这些证据都证明扬子地块西缘在新元古代时期位于Rodinia超大陆西北缘，这些新元古代岩浆作用与马达加斯加、塞舌尔群岛、大印度岩浆活动事件一样，都是俯冲碰撞作用的产物，属于Rodinia超大陆裂解背景下大陆边缘弧岩浆作用的一部分。
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