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西天山博罗科努地区志留系碎屑锆石U-Pb定年及其地质意义

冯博, 计文化, 白建科, 刘一珉, 陈喜庆

冯博, 计文化, 白建科, 刘一珉, 陈喜庆. 2019: 西天山博罗科努地区志留系碎屑锆石U-Pb定年及其地质意义. 地质通报, 38(2-3): 276-287. DOI: 10.12097/gbc.dztb-38-2-3-276
引用本文: 冯博, 计文化, 白建科, 刘一珉, 陈喜庆. 2019: 西天山博罗科努地区志留系碎屑锆石U-Pb定年及其地质意义. 地质通报, 38(2-3): 276-287. DOI: 10.12097/gbc.dztb-38-2-3-276
FENG Bo, JI Wenhua, BAI Jianke, LIU Yimin, CHEN Xiqing. 2019: Detrital zircon U-Pb dating of Silurian sandstone in Borohoro area, Western Tianshan Mountains, and its geological implications. Geological Bulletin of China, 38(2-3): 276-287. DOI: 10.12097/gbc.dztb-38-2-3-276
Citation: FENG Bo, JI Wenhua, BAI Jianke, LIU Yimin, CHEN Xiqing. 2019: Detrital zircon U-Pb dating of Silurian sandstone in Borohoro area, Western Tianshan Mountains, and its geological implications. Geological Bulletin of China, 38(2-3): 276-287. DOI: 10.12097/gbc.dztb-38-2-3-276

西天山博罗科努地区志留系碎屑锆石U-Pb定年及其地质意义

基金项目: 

中国地质调查局项目《北方石炭—二叠纪关键地质问题专题调查》 DD20189612

陕西省自然科学基金项目《阿尔泰山南缘古生代增生造山过程:玛因鄂博增生楔组成结构的约束》 2018JM4001

详细信息
    作者简介:

    冯博(1993-), 男, 在读硕士生, 地质工程专业。E-mail:fengbo96@126.com

    通讯作者:

    计文化(1968-), 男, 博士, 研究员, 从事区域地质、构造古地理、区域成矿等领域研究。E-mail:jiwenhua1968@126.com

  • 中图分类号: P534.43;P597+.3

Detrital zircon U-Pb dating of Silurian sandstone in Borohoro area, Western Tianshan Mountains, and its geological implications

  • 摘要:

    西天山伊犁地块北缘博罗科努地区志留系出露齐全,是研究西天山早古生代构造演化的重要载体。对尼勒克县北水泥厂沟志留系库茹尔组砂岩开展了沉积特征和岩石学、地球化学研究及LA-ICP-MS锆石U-Pb测年。结果显示,库茹尔组形成于潮坪环境。砂岩样品LREE/HREE值为5.21~8.42,δEu值为0.74~0.90,球粒陨石标准化稀土元素配分模式呈现轻稀土元素富集、重稀土元素平坦及轻微的负Eu异常,地球化学特征指示,库茹尔组砂岩物源区构造背景为大陆岛弧。砂岩碎屑锆石U-Pb年龄分为3期,主要为425~510Ma,其次是698~796Ma和1240~1641Ma,表明库茹尔组物源区锆石年龄主要为早古生代,其次为中、新元古代。综合分析认为,库茹尔组形成于弧后盆地,沉积时代为晚志留世,其物源主要来自北侧岛弧带,其次是南侧伊犁地块。

    Abstract:

    The Silurian strata in the Borohoro area on the northern margin of the Yili block in the Western Tianshan Mountains are well exposed and serve as an important carrier for the study of the Early Paleozoic tectonic evolution of the Western Tianshan Mountains. In this paper, sedimentary petrology, geochemistry and LA-ICP-MS zircon U-Pb geochronology were investigated for the Silurian Kuruer Formation sandstone in Shuinichanggou, Nileke County. The result shows that Kuruer Formation was formed in tidalswamp facies. The sandstone in Kuruer Formation is characterized by high LREE, smooth HREE and rather weak negative Eu anomaly. The geochemical characteristics indicate that the sandstone source of Kuruer Formation belongs to the continental arc. According to the U-Pb ages of LA-ICP-MS of 80 detrital zircon grains, the source rocks of Kuruer Formation detrital rocks came from terrains with three different geological periods, mostly 425~510Ma, and subordinately 698~796Ma and 1240~1641Ma, which respectively correspond to the Early Paleozoic, Neoproterozoic and Mesoproterozoic. According to the comprehensive analysis, the Kuruer Formation was formed in Late Silurian and was deposited on the back-arc basin formed by the southward subduction of the North Tianshan Ocean. The material of Kuruer Formation was mainly derived from the northern island arc zone, with the addition of a small amount of materials from the south side of the Yili block.

  • 锌(Zn)是生物体不可或缺的微量元素,它对动植物的生长发育、生理代谢有重要的作用;同时Zn也是人体最易缺乏的营养元素之一[1-3]。锌缺乏在国际上是一个重要的公共卫生问题,在发展中国家更突出[4-5]。锌在人体内代谢旺盛,但人体不能合成锌,也没有锌的特殊储存机制,因此要求在食物摄取中有足够的锌补足[6-7]。土壤中锌的空间分异性很大,在中国中南部地区土壤存在大面积缺锌现象[8]。寻找天然富锌土地资源,开发天然富锌农产品,以满足人体对锌的日常需求, 具有十分重要的现实意义。

    中国人体锌摄入普遍不足,为富锌土地资源利用、天然富锌农产品开发奠定了广阔的市场,成为地球化学调查成果转化应用的重要方向。前人对土壤与农产品中Zn含量关系进行过调查和研究,探讨了土壤分布与地质背景和岩石地球化学的关系[9-11],但关于赣州石城地区土壤和农作物锌地球化学研究较少。2018年,按照中国地质调查局支撑赣州六县脱贫攻坚1:5万土地质量地球化学调查工作要求,开展石城县土地质量地球化学调查,在调查区发现了可开发的富锌土地资源。本次研究查明了石城县土壤及农作物中Zn、Se等有益微量元素分布特征,初步查明了地质背景、成土母质与土壤中Zn含量的关系,提出富锌土地资源利用的综合建议, 为合理开发利用石城县富锌资源, 促进当地经济发展,支持石城县脱贫攻坚工程提供了科学依据。

    石城县位于江西省东南部、赣州市东北部,是千里赣江的发源地,因“环山多石、耸峙如城”而得名,素有“中国白莲之乡”、“中国烟叶之乡”之称。石城县总面积1581.53 km2,其中山地面积1407.56 km2,约占总面积的89%;耕地面积158.15 km2,约占总面积的10%;水面面积47.45 km2,约占总面积的3%;道路、城镇、村落、厂矿158.13 km2,约占总面积的10%。全县海拔最高为1389.9 m,最低为173 m,按海拔高度和相对高度划分,全县地貌主要可分为中低山和丘陵2个类型。中低山海拔高度500~1400 m,相对高度200~500 m,占全县总面积的21.3%;丘陵海拔高度500 m以下,相对高度200 m以下,占全县总面积的78.7%。该县土壤类型以红壤与酸性紫色土为主,分布规律为海拔600 m以下为红壤或紫色土,600~1000 m为黄红壤,1000 m以上为山地黄壤或山地草甸土。成土母质类型与分布规律表现为,粗晶花岗岩风化物分布在县城以北的中高及中山地区,石英岩类风化物分布在全县各个乡(镇)的丘陵、山地,紫色砂砾岩类风化物、紫色泥页岩类风化物分布在中部西南的中低丘地区。此外,还有少量泥质岩类风化物和第四纪红色粘土零星分布。

    石城县是具有辉煌历史的中央苏区全红县。多年来由于交通不便、频繁的自然灾害等,导致这片大山深处的红土地成为了罗霄山脉集中连片特困县。“居难安、食难饱、衣难添、路难行”是长期以来石城县的真实写照。2018年,中国地质调查局支撑赣州六县脱贫攻坚1:5万土地质量地球化学调查工作在石城县展开,工作区包含小松镇、丰山乡、琴江镇(县政府驻地)、屏山镇、珠坑乡、大由乡和龙岗乡7个乡镇,调查面积达400 km2(图 1)。

    图  1  石城县调查区范围与区域地质简图
    Figure  1.  Regional geological map and the surveying area in Shicheng County

    表层土壤样品平均采集密度为8/km2,采样深度为0~20 cm,共计3200件。土壤样品采集位置均选择在采样地块的中间部位,避开沟渠、林带、田埂、路边及微地形高低不平的无代表性地段。每件土壤样品由3~5个子样等量混合而成,样品重量为1.5 kg。在典型种植区采集莲子、烟叶、花生、果蔬等农作物120件,以及对应根系土120件。对应不同农作物种植区,在灌溉季采集灌溉水样品26件。研究区内布置大气干湿沉降采集点4个,放置集尘桶收集大气沉降物,时间周期为一年。

    将采集的土壤样品置于干净、无污染的场地自然风干。在风干过程中,适时翻动,并将大土块捏碎以加速干燥,同时剔除土壤以外的杂物。风干后用橡皮锤将土壤样品锤碎,并过2 mm(10目)的尼龙筛。样品全部过筛混合均匀后装入干净的自封袋中,编号后送至实验室。莲子、烟叶、花生样品在无污染、无扬尘、通风的条件下自然风干后,送至实验室进一步处理。果蔬、大气干湿沉降与灌溉水样品,采集后直接送至实验室进行处理。所有样品均由安徽省地质实验研究所测试。土壤与根系土、大气干湿沉降物、灌溉水、农作物等样品测试指标见表 1

    表  1  各类样品分析测试指标
    Table  1.  The analytical indicators for all samples
    土壤样品测试指标 灌溉水 大气干湿沉降物 农作物
    有机质、氮、磷、钾、硼、锰、锌、铜、硒、钼及碱解氮、速效磷、速效钾 酸碱度、砷、镉、铬、汞、铅、镍、铜、锌、钴、钒、锰 酸碱度、总磷(以P计)、总砷、总汞、总镉、六价铬、总铅、总铜、总锌、总硒、硼 砷、镉、汞、铬、铅、铜、镍、镉、硒 铅、铬、镉、汞、砷、锰、铜、钙、镁、铁、锌、锗、硒、磷、钾、氟
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    样品测试严格执行《土地质量地球化学评价规范》(DZ/T 0295—2016)、《生态地球化学评价样品分析技术要求》(DD 2005—03)等规定选用的分析方法。所有项目各元素报出率均大于99.8%,各元素国家一级标准物质测定值准确度、精密度合格率均为100%,各元素重复性检验一次合格率均大于97.5%,异常检查合格率均大于95%,外部质量控制样插入比例约8.26%,各批次各元素合格率均大于93%,相关系数均大于0.93。样品分析数据均通过“中国地质调查局区域地球化学样品分析质量检查组”验收,分析质量良好,数据质量可靠。

    石城县调查区表层土壤中Zn含量在22.0×10-6~268.7×10-6之间,平均值为72.25×10-6,剔除异常值后的平均值为72.01×10-6。参照《中国矿产地质志:江西卷》[12]的地层系统,将调查区表层土壤与其所在地层对应。结果显示,调查区表层土壤中Zn含量及分布受地质背景控制明显,青白口系周潭岩组、南华系万源岩组、白垩系周田组岩性主要为紫红色砂砾岩、钙质粉砂岩,土壤Zn含量较高,这一特征与前人研究结果一致[13-16](表 2)。土壤中Zn元素主要来自风化红层,风化物质中的锌在中性—弱碱性条件下沉淀进入土壤,形成丰富的Zn元素储备库。

    表  2  调查区不同地质单元土壤中Zn含量
    Table  2.  Zn content in soils of different geological units in the survey area
    地层名称 坝里组 河口组 洪山组 老虎塘组 莲荷组 茅店组
    Zn平均含量/10-6 60.56 52.58 59.82 59.42 56.88 67.62
    样品数/个 155 340 66 5 38 236
    地层名称 沙坝黄组 石溪组 塘边组 万源岩组 周潭岩组 周田组
    Zn平均含量/10-6 61.37 70.20 63.16 77.65 83.10 79.52
    样品数/个 29 8 330 787 373 723
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    从土壤营养指标角度,依据《土地质量地球化学评价规范》(DZ/T 0295—2016)对石城县表层土壤中的Zn元素进行丰缺评价(图 2表 3)。结果显示,石城县土壤中的Zn含量总体以较丰富和丰富为主,上述两者占比达49.62%,主要分布于石城县北部、琴江沿岸河谷地带,以及南部的大由乡和龙岗乡。土壤中的Zn含量超过84×10-6,富锌土壤面积达85.48 km2

    图  2  石城县调查区土壤中锌元素丰缺分级图
    Figure  2.  Classification of zinc abundance and deficiency in soil, Shicheng
    表  3  石城县调查区土壤中锌丰缺分级统计
    Table  3.  Classification of zinc abundanceand deficiency in soil, Shicheng
    分级 丰富(一等) 较丰富(二等) 中等(三等) 较缺乏(四等) 缺乏(五等)
    分布面积/km2 85.48 113.56 68.24 83.86 49.00
    面积占比/% 21.31 28.31 17.05 20.96 12.25
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    依据《土地质量地球化学评价规范》(DZ/T 0295—2016)要求,对研究区表层土壤Cd、Hg、Pb、As、Cr、Ni、Cu、Zn八项重金属元素进行综合环境质量评价。结果显示,石城县完成的400 km2调查区中,优先保护的土壤面积为399.91 km2,占评价面积的99.98%,安全利用的土壤面积0.09 km2,占比0.02%,未出现严格管控土壤。评价结果表明调查区土壤地球化学质量整体状况优良,为该地区特色农业开发提供了必要条件。

    石城县调查区灌溉水样品分析结果(表 4)显示,其各项指标测定值均满足《农田灌溉用水质标准》(GB 5084—92)要求,同时达到《无公害食品:大田作物产地环境条件》(NY 5332—2006)和《绿色食品产地环境技术条件标准》(NYT 391—2000)要求,为划定绿色、无公害农业区奠定了基础条件。

    表  4  调查区灌溉水元素平均含量特征
    Table  4.  Average content of chemical elements in irrigation water in the survey area mg/L
    灌溉水 pH值 As Hg Cd Cr6+ Pb Zn Se B
    最大值 7.17 0.0119 0.00007 0.000392 <0.003 0.0055 0.0155 < 0.2 <0.02
    最小值 6.22 <0.0004 <0.00005 < 0.00006 <0.003 0.0006 < 0.0002 0.00028 <0.02
    中位数 6.66 - - - - 0.0023 - - -
    标准差 0.25 - - - - 0.0014 - - -
    灌溉水标准 5.5~8.5 ≤0.05-0.1 ≤0.001 ≤0.01 ≤0.1 ≤0.2 ≤2 ≤0.02 ≤1-3
    评价 达标
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    本次在石城县共布设4个大气干湿沉降样点,样品接收期为一年,根据干沉降和湿沉降样品量计算年沉降通量,衡量大气干湿沉降对土壤环境质量的影响程度。结果显示,石城县重金属元素的年沉降通量从大到小依次为:Cr>Zn>Cu>Ni>Pb>As>Cd>Se>Hg,以Zn、Cr元素的年沉降通量最大,分别为28.073 mg/(m2·a)、50.117 mg/(m2·a)(表 5)。依据《土地质量地球化学评价规范》(DZ/T 0295—2016),对Cd和Hg元素的年沉降通量进行评价,石城县Cd和Hg元素的年沉降通量均符合规范划分一等标准。大气环境质量优良,为调查区绿色富锌土地资源开发提供了保障。

    表  5  石城县调查区大气中元素年沉降通量
    Table  5.  Annual deposition fluxes of the main elements in the atmosphere in Shicheng mg/(m2·a)
    元素 Cd Hg As Pb Cr Ni Cu Zn Se
    石城县 0.281 0.005 0.328 5.242 50.117 5.868 10.315 28.073 0.155
    规范划分标准(一级) ≤3 ≤0.5 - - - - - - -
    规范划分标准(二级) >3 >0.5 - - - - - - -
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    依据《土地质量地球化学评价规范》(DZ/T 0295—2016),石城县调查区在综合土壤质量地球化学综合评价、大气干湿沉降物环境质量地球化学评价、灌溉水环境质量地球化学评价结果所形成的土地质量地球化学等级,以二等良好和三等中等为主。其中一等土地面积13.22 km2,占总评价面积的3.29%;二等良好土地面积182.93 km2,占总评价面积的45.58%;三等中等土地面积188.94 km2,占总评价面积的47.07%;四等差等土地面积16.28 km2,占总评价面积的4.06%;无五等土地。石城调查区土地质量优良(图 3)。

    图  3  石城县调查区土地质量地球化学等级图
    Figure  3.  Geochemical comprehensive grade of land quality in Shicheng

    采集石城县调查区种植面积较广的莲子、烟叶、花生、大棚果蔬、露天果蔬等农作物共计120件。依照《食品安全国家标准-食品中污染物限量》(GB 2762—2017)对石城县调查区所有农作物进行评价,各类农作物中的Pb、Cd、Hg、As、Cr含量均不超标。由于中国缺少农作物富锌标准,本文采用《中国食物成分表》[17]中相对应食物可食用部分的主要矿物质元素Ca、P、K、Mg、Fe、Zn、Se、Cu、Mn作为参照,对上述农产品进行对比研究。结果显示,所有莲子中Zn元素含量都超过《中国食物成分表》中的对应要求,平均含量为食物成分表中含量的1.5倍左右,莲子富硒率也达到15%(参照《江西省富硒食品硒含量分类标准》(DB36/T 566—2017))。同时,莲子中其他有益元素含量均衡,Ca、K、P、Mn等元素含量达到食物成分表中含量的2倍左右(表 6)。与其他地区调查发现的富锌农作物相比[18-22],石城调查区农作物中有益元素含量更均衡更有效,是更具特色的富锌农产品。

    表  6  石城县调查区莲子中矿物质营养元素特征(以每100 g可食部分计)
    Table  6.  Characteristics of mineral elements in lotus seeds in Shicheng
    特色农产品 Ca P K Mg Fe Zn Se Cu Mn
    /mg /mg /mg /mg /mg /mg /μg /mg /mg
    莲子(n=40) 果实 158 949 1958 263 5 4 4.9 1 15
    食物成分表 97 550 846 242 3.6 2.8 3.4 1.33 8.23
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    特色有益元素土地资源开发中,要综合考虑土壤养分、有益元素分布特征、土壤环境质量、灌溉水环境质量、农作物富集特点、耕地耕作条件等因素,产生潜在特色有益元素土地开发规划区[23-25]。对富锌土地资源开发中所需因素进行综合评价,产生石城县调查区适宜富锌产业开发区1个(大由—龙岗绿色富锌产业区)(图 4)。

    图  4  石城县大由—龙岗绿色富锌产业区范围与土壤点位图
    Figure  4.  Scope of green zinc-enriched industrial zone and the soil sample locations, Shicheng County

    该绿色富锌产业区面积36.41 km2,区内地势平坦、交通便利、水源充足、可开发利用程度高。区内土壤中B、Mn和Mo丰富,N、P中等,有机质、K较缺乏;土壤中Zn平均含量为102×10-6,超过富锌土壤84×10-6的富锌标准,低于200×10-6限量标准;土壤未见重金属污染,属清洁土壤。区内莲子的Zn平均含量为47.01×10-6,高于中国食物成分表相应食品种类中Zn的含量;莲子的Se平均含量为0.13×10-6,达到富硒标准;Ca、Cu、Mn等元素含量均高于中国食物成分表中的相应含量;重金属元素含量均不超标。

    在富锌产业规划区中,涉及具体开发的产业基地,要根据环境条件、投入成本、预期成效等指标进行排序,并进行分批建设,选出最优的区域作为优先开发区。要将耕地质量高且高度集中地区列为优先和重点开发区域,与土地整治工程结合进行开发[26-28]。依据此原则提出富锌产业区基地建设建议。具体包括:①按照“统一规划、连片种植、适度规模、分户经营”的理念,在已经确定的大由—龙岗绿色富锌产业区范围,为《石城县2020年蔬菜产业高质量发展工作方案》发展方案再择优选区。在2020年石城县新(扩)建规模蔬菜基地建设中,为大由乡和龙岗乡分别提供钢架大棚0.13 km2及露天蔬菜基地0.1 km2的建设区域,发展富锌蔬菜产业。②在大由乡政府周边村落已有莲子种植的基础上,增加种植面积,形成规模化、产业化种植基地,利用莲子种植过程产生的观赏性和食用性,与乡村旅游和地质文化村建设相结合,助力地方乡村振兴。

    (1) 石城县土地环境质量优越。调查区49.62%的土壤中,Zn元素含量处于较丰富或丰富等级,主要分布于石城县北部、琴江沿岸河谷地带、大由乡和龙岗乡。土壤中Zn元素含量及分布受地质背景控制明显,南华系万源岩组、白垩系周田组对应土壤中Zn元素含量较高,其岩性主要为紫红色砂砾岩、钙质粉砂岩。土壤中Zn元素主要来自于风化红层,风化物质中的锌在中性-弱碱性条件下沉淀进入土壤中,形成丰富的Zn元素储备库,为天然富锌土壤的形成提供了优越的条件。

    (2) 石城县特色农产品中微量元素丰富,尤其是Zn元素含量达到中国食物成分表中平均含量的2~4倍,且农作物及其根系土中重金属含量均低于限量值,富锌绿色农产品开发前景光明。

    (3) 石城县土地质量调查成果在土地资源管护、富锌土地开发、农业安全生产、环境治理等方面具有广阔的应用前景。石城县富锌土地资源开发利用尚处于初级阶段,富锌农产品的开发也刚刚起步,富锌产业建设仍需得到地方政策支持。

    致谢: 野外工作期间得到长安大学孙万龙硕士的大力指导, 数据处理阶段得到长安大学孙万龙和邵博琪硕士的大力帮助, 中国地质调查局西安地质调查中心乔耿彪高级工程师在成文过程中提出了宝贵意见和建议, 在此一并表示衷心感谢。
  • 图  1   博罗科努地区库茹尔组地质简图(a据参考文献[5]修改, b据参考文献修改)

    Figure  1.   Sketch geological map of Kuruer Formation, Borohoro area

    图  2   博罗科努地区晚志留世库茹尔组剖面

    Figure  2.   Geological section of Upper Silurian Kuruer Formation in Borohoro area

    图  3   库茹尔组砂岩野外(a、c、d)和镜下特征(b)

    Q-石英; Cal-碳酸盐岩岩屑

    Figure  3.   Field characteristics (a, c, d) and microscopic features (b) of sandstones in Kuruer Formation

    图  4   库茹尔组砂岩碎屑锆石U-Pb谐和图(a)和年龄频率直方图(b)

    Figure  4.   U-Pb concordia diagram (a) and age frequency diagram (b) of detrital zircon from the sandstone of Kuruer Formation

    图  5   库茹尔组砂岩代表性锆石阴极发光(CL)图像

    Figure  5.   CL images of detrital zircons of the sandstone in Kuruer Formation

    图  6   微量元素构造判别图解[29]

    a-La-Th-Sc图解; b-Th-Sc-Zr/10图解; c-Sc/Cr-La/Y图解; d-La-Th图解; A-大洋岛弧; B-大陆岛弧; C-活动大陆边缘; D-被动大陆边缘

    Figure  6.   Tectonic setting discrimination diagrams of trace elements

    图  7   Hf-La/Th判别图[29-30]

    Figure  7.   Discrimination of Hf -La/Th

    表  1   库茹尔组砂岩微量和稀土元素含量

    Table  1   The content of trace elements and REE of the sandstone samples from Kuruer Formation

    10-6
    样品编号 16SNC/1QY 16SNC/2QY 16SNC/3QY 16SNC/4QY 16SNC/5QY 平均值
    La 22.80 22.30 17.80 18.20 21.90 20.60
    Ce 47.50 46.80 36.60 38.50 45.50 42.98
    Pr 5.83 5.55 4.28 4.64 5.37 5.13
    Nd 23.10 21.80 16.10 18.30 21.20 20.10
    Sm 4.51 4.42 3.19 3.80 4.19 4.02
    Eu 1.10 1.04 0.87 1.10 1.12 1.05
    Gd 4.40 4.14 3.07 3.66 4.07 3.87
    Tb 0.67 0.63 0.46 0.55 0.63 0.59
    Dy 3.91 3.77 2.75 3.19 3.59 3.44
    Ho 0.80 0.77 0.56 0.64 0.73 0.70
    Er 2.27 2.11 1.57 1.71 2.01 1.93
    Tm 0.34 0.32 0.24 0.26 0.30 0.29
    Yb 2.23 2.05 1.56 1.66 1.94 1.89
    Lu 0.34 0.32 0.24 0.25 0.29 0.29
    Y 22.30 21.50 15.70 19.40 21.50 20.08
    Cu 20.20 23.30 17.00 38.90 22.80 24.44
    Pb 13.50 13.10 9.87 14.30 14.10 12.97
    Zn 87.20 75.20 57.90 50.40 73.70 68.88
    Cr 62.80 53.20 38.80 42.70 56.40 50.78
    Ni 33.10 37.90 37.10 26.70 29.70 32.90
    Co 12.70 13.20 10.00 10.50 11.30 11.54
    Rb 78.30 63.70 47.60 35.20 53.30 55.62
    Cs 3.70 3.51 2.34 1.90 2.97 2.88
    Sr 186.00 244.00 216.00 3190.00 446.00 856.40
    Ba 326.00 322.00 558.00 881.00 805.00 578.40
    V 80.60 80.60 67.20 51.80 71.60 70.36
    Sc 12.40 11.20 10.80 8.14 12.20 10.95
    Nb 13.20 12.50 10.10 9.32 12.00 11.42
    Ta 1.02 0.96 0.86 0.73 0.98 0.91
    Zr 137.00 130.00 97.90 89.90 130.00 116.96
    Hf 3.70 3.55 2.74 2.43 3.48 3.18
    Ga 12.20 12.30 10.60 8.02 11.40 10.90
    U 1.96 2.02 1.64 1.45 1.81 1.78
    Th 7.07 7.23 5.60 5.04 6.30 6.25
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    表  2   库茹尔组砂岩碎屑锆石LA-ICP-MS U-Th-Pb测年分析结果

    Table  2   Detrital zircon LA-ICP-MS U-Th-Pb analytical results of the sandstones in Kuruer Formation

    测点号 含量10-6 232Th238U 同位素比值 年龄
    232Th 238U 206Pb 207Pb/235U 1σ 206Pb/238U 1σ 208Pb/232Th 1σ 207Pb/235U 1σ 206Pb/238U 1σ 208Pb/232Th 1σ
    02 181 480 149 0.38 0.566 0.016 0.0737 0.0010 0.0242 0.0005 455 10 458 6 484 9
    03 117 272 83 0.43 0.522 0.021 0.0726 0.0011 0.0239 0.0006 427 14 452 6 478 12
    04 182 480 159 0.38 0.596 0.021 0.0783 0.0011 0.0269 0.0006 475 13 486 7 537 12
    05 75 196 60 0.38 0.560 0.026 0.0720 0.0011 0.0204 0.0007 451 17 448 7 408 14
    06 333 372 119 0.90 0.634 0.022 0.0755 0.0011 0.0217 0.0004 498 14 469 6 433 8
    07 106 449 146 0.24 0.670 0.052 0.0769 0.0018 0.0195 0.0016 521 32 478 11 390 31
    08 272 475 140 0.57 0.507 0.017 0.0695 0.0009 0.0232 0.0004 416 11 433 6 463 8
    09 112 201 69 0.56 0.633 0.031 0.0815 0.0013 0.0267 0.0007 498 19 505 8 532 15
    10 107 343 105 0.31 0.528 0.021 0.0722 0.0011 0.0232 0.0007 430 14 450 6 464 13
    11 161 560 170 0.29 0.526 0.016 0.0715 0.0010 0.0213 0.0005 429 11 445 6 425 10
    12 138 340 103 0.40 0.535 0.023 0.0712 0.0011 0.0253 0.0007 435 15 443 6 506 13
    13 148 245 78 0.60 0.570 0.029 0.0754 0.0012 0.0250 0.0007 458 19 469 7 499 13
    14 120 305 98 0.39 0.568 0.024 0.0757 0.0011 0.0296 0.0008 456 16 470 7 590 16
    15 109 272 86 0.40 0.537 0.030 0.0744 0.0013 0.0267 0.0009 436 20 463 8 533 18
    16 194 356 122 0.54 0.596 0.036 0.0802 0.0015 0.0344 0.0010 475 23 498 9 683 20
    17 265 820 261 0.32 0.556 0.017 0.0749 0.0010 0.0261 0.0006 449 11 465 6 521 11
    18 105 200 198 0.53 2.76 0.074 0.2331 0.0032 0.0813 0.0016 1344 20 1351 17 1579 30
    19 196 473 146 0.41 0.545 0.020 0.0727 0.0010 0.0254 0.0006 442 13 452 6 507 12
    20 185 591 188 0.31 0.561 0.022 0.0746 0.0011 0.0274 0.0008 452 14 464 6 547 15
    21 457 422 145 1.08 0.583 0.049 0.0809 0.0018 0.0315 0.0009 466 31 501 11 626 18
    22 185 365 114 0.51 0.602 0.027 0.0734 0.0011 0.0299 0.0007 479 17 456 7 596 15
    23 135 292 90 0.46 0.538 0.026 0.0719 0.0011 0.0252 0.0007 437 17 447 7 503 14
    24 150 454 149 0.33 0.574 0.023 0.0771 0.0011 0.0262 0.0008 460 15 479 7 523 15
    25 217 295 95 0.73 0.581 0.027 0.0754 0.0012 0.0251 0.0006 465 17 469 7 500 12
    26 92 252 80 0.37 0.566 0.027 0.0747 0.0012 0.0238 0.0008 456 18 465 7 475 16
    27 228 501 158 0.45 0.585 0.022 0.0737 0.0010 0.0278 0.0006 468 14 458 6 553 12
    28 137 598 190 0.23 0.560 0.020 0.0743 0.0010 0.0285 0.0008 452 13 462 6 568 16
    29 191 547 174 0.35 0.563 0.019 0.0743 0.0010 0.0263 0.0006 454 12 462 6 525 12
    30 278 265 149 1.05 1.18 0.044 0.1314 0.0019 0.0409 0.0008 789 21 796 11 810 15
    31 314 491 151 0.64 0.544 0.034 0.0719 0.0013 0.0225 0.0008 441 22 447 8 449 15
    32 158 248 84 0.64 0.692 0.032 0.0794 0.0013 0.0317 0.0008 534 19 492 8 630 15
    33 117 279 86 0.42 0.540 0.024 0.0722 0.0011 0.0226 0.0007 438 16 449 6 452 13
    34 221 202 184 1.10 2.39 0.072 0.2121 0.0030 0.0677 0.0011 1240 21 1240 16 1325 21
    35 181 416 127 0.44 0.589 0.021 0.0713 0.0010 0.0275 0.0006 470 13 444 6 548 12
    36 244 535 168 0.46 0.560 0.020 0.0732 0.0010 0.0264 0.0006 452 13 455 6 527 12
    37 114 344 104 0.33 0.534 0.023 0.0703 0.0010 0.0259 0.0008 434 15 438 6 516 16
    38 100 338 110 0.30 0.600 0.024 0.0757 0.0011 0.0347 0.0010 478 15 471 7 690 19
    39 92 238 71 0.39 0.528 0.027 0.0699 0.0011 0.0258 0.0009 431 18 436 7 514 17
    40 73 162 83 0.45 1.05 0.044 0.1197 0.0019 0.0373 0.0011 728 22 729 11 740 22
    41 194 211 65 0.92 0.576 0.027 0.0720 0.0011 0.0251 0.0005 462 17 448 7 500 10
    42 179 444 150 0.40 0.632 0.026 0.0784 0.0012 0.0274 0.0008 497 16 486 7 546 15
    43 82 121 38 0.68 0.572 0.053 0.0730 0.0018 0.0259 0.0012 459 34 454 11 517 23
    44 172 420 129 0.41 0.553 0.019 0.0710 0.0010 0.0256 0.0006 447 13 442 6 512 12
    45 160 367 111 0.44 0.554 0.019 0.0704 0.0010 0.0233 0.0006 448 13 439 6 465 11
    46 35 91 113 0.39 4.08 0.160 0.2899 0.0050 0.0880 0.0033 1651 32 1641 25 1705 62
    47 121 292 92 0.42 0.556 0.022 0.0729 0.0010 0.0258 0.0007 449 14 454 6 515 13
    48 221 324 100 0.68 0.547 0.021 0.0714 0.0010 0.0248 0.0005 443 14 444 6 495 10
    49 199 455 142 0.44 0.551 0.018 0.0722 0.0010 0.0254 0.0005 445 12 449 6 508 11
    50 197 222 67 0.89 0.551 0.030 0.0701 0.0012 0.0222 0.0006 446 20 437 7 443 12
    51 347 1061 354 0.33 0.648 0.029 0.0771 0.0012 0.0304 0.0010 507 18 479 7 604 19
    52 189 510 156 0.37 0.556 0.017 0.0708 0.0009 0.0233 0.0005 449 11 441 6 466 10
    53 152 347 105 0.44 0.546 0.021 0.0702 0.0010 0.0260 0.0006 442 13 437 6 519 12
    54 136 282 94 0.48 0.611 0.023 0.0771 0.0011 0.0277 0.0007 484 14 479 7 553 13
    55 303 526 159 0.58 0.620 0.018 0.0699 0.0009 0.0267 0.0005 490 12 436 6 533 9
    56 216 257 85 0.84 0.605 0.023 0.0764 0.0011 0.0249 0.0005 480 15 475 6 498 9
    57 110 264 84 0.42 0.564 0.024 0.0731 0.0011 0.0258 0.0007 454 16 455 7 515 15
    58 183 509 167 0.36 0.587 0.018 0.0754 0.0010 0.0248 0.0006 469 12 469 6 496 11
    59 193 375 114 0.51 0.565 0.018 0.0702 0.0009 0.0235 0.0005 455 11 437 6 470 9
    60 162 252 80 0.64 0.549 0.031 0.0720 0.0010 0.0225 0.0002 444 20 448 6 449 5
    61 202 703 224 0.29 0.578 0.015 0.0732 0.0009 0.0284 0.0006 463 9 455 5 565 11
    62 162 349 110 0.46 0.553 0.029 0.0716 0.0010 0.0223 0.0003 447 19 446 6 446 5
    64 358 342 122 1.05 0.659 0.020 0.0823 0.0011 0.0288 0.0004 514 12 510 6 573 9
    65 341 308 95 1.11 0.560 0.019 0.0705 0.0010 0.0224 0.0004 451 12 439 6 448 7
    66 154 268 88 0.57 0.606 0.022 0.0758 0.0011 0.0266 0.0006 481 14 471 6 531 11
    67 135 283 101 0.48 0.699 0.022 0.0816 0.0011 0.0246 0.0006 538 13 506 6 491 11
    68 345 521 162 0.66 0.574 0.016 0.0713 0.0009 0.0266 0.0004 461 10 444 5 531 8
    69 73 100 107 0.73 3.06 0.089 0.2453 0.0035 0.0787 0.0016 1422 22 1414 18 1530 30
    70 82 177 54 0.47 0.547 0.025 0.0698 0.0011 0.0262 0.0007 443 16 435 6 523 14
    72 157 254 76 0.62 0.537 0.023 0.0681 0.0010 0.0238 0.0006 437 15 425 6 475 11
    73 88 231 70 0.38 0.550 0.021 0.0693 0.0010 0.0232 0.0007 445 14 432 6 463 14
    74 82 168 51 0.49 0.557 0.025 0.0700 0.0010 0.0249 0.0007 449 16 436 6 497 13
    75 223 366 115 0.61 0.584 0.018 0.0715 0.0009 0.0267 0.0005 467 11 445 6 533 9
    76 210 393 127 0.54 0.602 0.022 0.0739 0.0010 0.0265 0.0006 478 14 459 6 528 12
    77 235 419 130 0.56 0.562 0.016 0.0706 0.0009 0.0240 0.0004 453 11 440 5 479 8
    78 313 957 306 0.33 0.578 0.012 0.0731 0.0009 0.0268 0.0004 463 8 455 5 534 8
    79 290 265 133 1.10 1.01 0.062 0.1144 0.0022 0.0429 0.0012 711 31 698 13 849 22
    80 40 229 73 0.18 0.573 0.023 0.0725 0.0010 0.0255 0.0010 460 15 451 6 508 20
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    表  3   库茹尔组特征元素比值范围对比[31]

    Table  3   Comparison of characteristic element ratio ranges of Kuruer Formation

    元素 长英质源区 镁铁质源区 库茹尔组
    粗砂岩 细砂岩 粗砂岩 细砂岩
    Eu/Eu* 0.40~0.94 0.32~0.83 0.71~0.95 0.7~1.02 0.24~0.29
    La/Sc 2.5~16.3 0.7~27.7 0.43~0.86 0.4~1.1 1.64~2.23
    Th/Sc 0.84~20.5 0.64~18.1 0.05~0.22 0.05~0.4 0.52~0.65
    La/Co 1.8~13.8 1.4~22.4 0.14~0.38 —— 1.69~1.93
    Th/Co 0.67~19.4 0.3~7.5 0.04~1.4 —— 0.48~0.56
    Th/Cr 0.067~4.0 0.13~2.7 0.018~0.046 0.002~0.045 0.11~0.14
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  • Gao J, Long L, Klemd R, et al. Tectonic evolution of the South Tianshan orogen and adjacent regions, NW China:geochemical and age constraints of granitoid rocks[J]. International Journal of Earth Sciences, 2009, 98(6):1221. doi: 10.1007/s00531-008-0370-8

    高俊, 何国琦, 李茂松.西天山造山带的古生代造山过程[J].地球科学, 1997, (1):27-32. doi: 10.3321/j.issn:1000-2383.1997.01.004
    于海峰, 王福君, 潘明臣, 等.西天山造山带区域构造演化及其大陆动力学解析[J].西北地质, 2011, 44(2):25-40. doi: 10.3969/j.issn.1009-6248.2011.02.004
    朱志新, 董连慧, 王克卓, 等.西天山造山带构造单元划分与构造演化[J].地质通报, 2013, 32(z1):297-306. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/zgqydz201302009
    白建科, 李智佩, 徐学义, 等.西天山早石炭世构造环境:大哈拉军山组底部沉积地层学证据[J].沉积学报, 2015, 33(3):459-469. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/cjxb201503004
    白建科, 李智佩, 徐学义, 等.西天山乌孙山地区大哈拉军山组碎屑锆石U-Pb定年及其地质意义[J].中国地质, 2015, (1):85-95. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/zgdizhi2015010007
    舒良树, 朱文斌, 王博等.新疆古块体的形成与演化[J].中国地质, 2013, 40(1):43-60. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/zgdizhi201301003
    李锦轶, 何国琦, 徐新, 等.新疆北部及邻区地壳构造格架及其形成过程的初步探讨[J].地质学报, 2006, 80(1):148-168. doi: 10.3321/j.issn:0001-5717.2006.01.017
    王新利, 顾雪祥, 章永梅, 等.新疆西天山博罗科努成矿带岩浆岩时空分布、构造演化与成矿响应[J].地质通报, 2013, 32(5):774-783. doi: 10.3969/j.issn.1671-2552.2013.05.011
    姜寒冰, 董福辰, 张振亮, 等.西天山哈勒尕提含矿花岗岩地球化学、锆石U-Pb年代学及地质意义[J].新疆地质, 2014(1):25-34. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/xjdz201401005
    舒良树, 卢华复, 印栋浩, 等.新疆北部古生代大陆增生构造[J].新疆地质, 2001, 19(1):59-63. doi: 10.3969/j.issn.1000-8845.2001.01.011
    顾雪祥, 章永梅, 周超, 等.西天山哈勒尕提铁铜多金属矿床成岩成矿时代:锆石U-Pb和辉钼矿Re-Os同位素年代学[J].矿物岩石地球化学通报, 2014, 33(5):614-623. doi: 10.3969/j.issn.1007-2802.2014.05.007
    李锦轶, 王克卓, 李亚萍, 等.天山山脉地貌特征、地壳组成与地质演化[J].地质通报, 2006, 25(8):895-909. doi: 10.3969/j.issn.1671-2552.2006.08.001
    张力强.西天山博罗科努地区古生代地质特征及构造环境分析[D].中国地质大学(北京)硕士学位论文, 2014. http://cdmd.cnki.com.cn/Article/CDMD-11415-1014233724.htm
    薛春纪, 陈波, 贾志业, 等.新疆西天山莱历斯高尔-3571斑岩铜钼矿田地质地球化学和成矿年代[J].地学前缘, 2011, 18(1):149-165. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/dxqy201101020

    Anderson T. Detrital zircons as tracers of sedimentary provenance:limiting conditions from statistics and numerical simulation[J]. Chemical Geology, 2005, 216(3/4):249-270. http://cn.bing.com/academic/profile?id=c84793cd61eb60b6a879e09d7399bfb5&encoded=0&v=paper_preview&mkt=zh-cn

    Rollison H R.杨学明, 杨晓勇, 陈双喜译.岩石地球化学[M].合肥: 中国科学技术大学出版社, 2000.
    毛光周, 刘池洋.地球化学在物源及沉积背景分析中的应用[J].地球科学与环境学报, 2011, 33(4):337-348. doi: 10.3969/j.issn.1672-6561.2011.04.002
    闫义, 林舸, 王岳军, 等.盆地陆源碎屑沉积物对源区构造背景的指示意义[J].地球科学进展, 2002, 17(1):85-90. doi: 10.3321/j.issn:1001-8166.2002.01.013
    新疆维吾尔自治区地质矿产局.新疆维吾尔自治区岩石地层[M].武汉:中国地质大学出版社, 1999:1-430
    冯京.新疆博罗科努地区斑岩相关铜钼金成矿条件与矿产预测[D].中国地质大学(北京)博士学位论文, 2010. http://cdmd.cnki.com.cn/Article/CDMD-11415-2010085031.htm

    Van Achterbergh E, Ryan C, Jackson S, et al. Data reduction software for LA-ICP-MS[C]//Sylvester P. Laser ablation-ICPMS in the earth science. Mineral. Assoc. Canada, 2001: 239-243.

    李艳广, 汪双双, 刘民武, 等.斜锆石LA-ICP-MS U-Pb定年方法及应用[J].地质学报, 2015, 89(12):2400-2418. doi: 10.3969/j.issn.0001-5717.2015.12.015

    Ludwig K R. Isoplot/Ex, Version 3:A geochronological toolkit for Microsoft Excel[M]. Special Publication:Berkeley, CA, Geochronology Center Berkeley, 2003.

    Rudnick R L, Gao S. Composition of the continental crust[J]. Treatise on Geochemistry, 2003, 3:1-64. doi: 10.1016-0016-7037(95)00038-2/

    Anderson T. Correlation of common lead in U-Pb analysis that do not report 204Pb[J]. Chemical Geology, 2002, 192:59-79. doi: 10.1016/S0009-2541(02)00195-X

    Dodson M H, Compston W, Williams I S, et al. A search for ancient detrital zircons in Zimbabwean sediments[J]. J. Geol.Soc., (London), 1988, 145(6):977-983. doi: 10.1144/gsjgs.145.6.0977

    Bhatia M R. Plate tectonics and geochemical composition of sandstones:A Reply[J]. Journal of Geology, 1983, 91(6):611-627. doi: 10.1086/628815

    Bhatia M R, Crook K A. Trace element characteristics of greywackes and tectonic setting discrimination of sedimentary basins[J]. Contributions to Mineralogy & Petrology, 1986, 92(2):181-193. doi: 10.1007-BF00375292/

    陈斌, 李勇, 王伟明, 等.晚三叠世龙门山前陆盆地须家河组物源及构造背景分析[J].地质学报, 2016, 90(5):857-872. doi: 10.3969/j.issn.0001-5717.2016.05.003

    Cullers R L. The geochemistry of shales, siltstones and sandstones of Pennsylvanian-Permian age, Colorado, USA:implications for provenance and metamorphic studies[J]. Lithos, 2000, 51(3):181-203. doi: 10.1016/S0024-4937(99)00063-8

    Floyd P A, Leveridge B E. Tectonic environment of the Devonian Gramscatho basin, south Cornwall:Framework mode and geochemical evidence from turbidite sandstones[J]. Journal of the Geological Society, 1987, 144(4):531-542. doi: 10.1144/gsjgs.144.4.0531

    Floyd P A, Shail R, Leveridge B E, et al. Geochemistry and provenance of Rhenohercynian synorogenic sandstones:implications for tectonic environment discrimination[J]. Geological Society London Special Publications, 1991, 57(57):173-188. doi: 10.1144-GSL.SP.1991.057.01.14/

    胡霭琴, 韦刚健, 张积斌, 等.西天山温泉地区早古生代斜长角闪岩的锆石SHRIMP U-Pb年龄及其地质意义[J].岩石学报, 2008, 24(12):2731-2740. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/ysxb98200812007
    王行军, 王根厚, 专少鹏, 等.中天山晚奥陶世碰撞造山:来自变质花岗岩地球化学及年代学证据[J].岩石学报, 2011, 27(7):2203-2212. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/ysxb98201107028
    曹福根, 涂其军, 张晓梅, 等.哈尔里克山早古生代岩浆弧的初步确定——来自塔水河一带花岗质岩体锆石SHRIMP U-Pb测年的证据[J].地质通报, 2006, 25(8):923-927. doi: 10.3969/j.issn.1671-2552.2006.08.004

    Wang B, Jahn B M, Lo C H, et al. Structural analysis and 40Ar/39Ar thermochronology of Proterozoic rocks in Sailimu area (NW China): Implication to polyphase tectonics of the North Chinese Tianshan[C]//Wave interactions in solid state plasmas. McGrawHill, 2011: 821-832.

    胡霭琴, 张国新, 陈义兵, 等.新疆大陆基底分区模式和主要地质事件的划分[J].新疆地质, 2001, 19(1):12-19. doi: 10.3969/j.issn.1000-8845.2001.01.003
    丁海峰, 马东升, 姚春彦, 等.伊犁果子沟地区新元古代冰成沉积的碎屑锆石LA-ICP-MS U-Pb年龄及其地质意义[J].地质论评, 2014, 60(3):666-676. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/dzlp201403018
    新疆地矿局第一区调大队.1: 20万精河幅(L-44-XXXV).1988.
    新疆地质局区域地质调查大队.1: 20万巩留幅(K-44-V).1980.
    新疆地矿局第九地质大队.新疆尼勒克县胡吉尔台一带1: 5万区域地质矿产调查.2010.
图(7)  /  表(3)
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出版历程
  • 收稿日期:  2018-10-09
  • 修回日期:  2019-01-22
  • 网络出版日期:  2023-08-15
  • 刊出日期:  2019-03-14

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