Zircon U-Pb age, geochemical characteristics and tectonic implications of detrital zircon from Linxi Formation in the Wulanhaote area, central Da Hinggan Mountains
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摘要:
内蒙古乌兰浩特地区出露一套缺少化石、遭受接触变质作用的厚层碎屑岩。在该套地层采集碎屑锆石样品，进行碎屑锆石U-Pb测年研究。80个锆石分析点的年龄可分为3个主要年龄区间：242~294Ma，年龄加权平均值为263.6±3.3Ma(n=50，MSWD=4.9)，峰值年龄为261Ma；301~381Ma，峰值年龄为348Ma；454~530Ma，峰值年龄为487Ma。另有7个锆石分析点的年龄分别为824Ma、836Ma、859Ma、867Ma、1279Ma、1556Ma、2447Ma。261Ma的峰值年龄限定了该地层的沉积下限，即属晚二叠世林西组。主量元素SiO2含量为67.81%，Al2O3为18.22%，MgO为1.44%，CaO为0.41%，Na2O为1.54%，K2O为3.90%，K2O/Na2O为1.15~10.21；A12O3/(CaO+Na2O)为4.87~26.38；稀土元素总量介于162.39×10-6~223.46×10-6之间，平均值为200.88×10-6，负Eu异常，Ce为1.00~1.05，轻稀土元素富集，重稀土元素亏损，微量元素以亏损Nb、Ta、Sr，富集Rb、Ba、La、Ce、Pb、Nd、Sm为特征。以上分析表明，林西组形成于活动大陆边缘构造背景。依据碎屑锆石年龄谱值信息，林西组沉积物源具多样性和复杂性，除东北各地块，同时存在华北板块和西伯利亚板块的物源信息，说明林西组沉积时期华北板块与西伯利亚板块可能已经开始俯冲碰撞过程。
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关键词:
- 碎屑锆石U-Pb年龄 /
- 林西组 /
- 晚二叠世 /
- 地球化学 /
- 构造意义
Abstract:There are a set of thick layers of rocks in Wulanhaote of Inner Mongolia which are lack of fossil and suffered from contact metamorphism. LA-ICP-MS U-Pb isotope test was performed on the zircons from the clastic rock samples. The concordant-near concordant ages of 80 zircons were obtained. The 80 detrital zircons can be divided into three groups according to age and frequency distribution characteristics:242~294Ma with peak age at 261 Ma; 301~381Ma with peak age at 348, and 454~530Ma with peak age at 487Ma. In addition, other 7 zircons have ages of 824Ma, 836Ma, 859Ma, 867Ma, 1279Ma, 1556Ma and 2447Ma. The weighted average age for the youngest age group is 263.6±3.3Ma (MSWD=4.9, n=50), consistent with the minimum peak age of 261 Ma. It is inferred that the maximum deposition age of the Linxi Formation is 261 Ma. The major chemical composition of these rocks is SiO2 67.81%, Al2O3 18.22%, MgO 1.44%, CaO 0.41%, Na2O 1.54% and K2O 3.90%, with K2O/Na2O between 1.15 and 10.21, A12O3/(CaO + Na2O) between 4.87 and 26.38. The value of rare earth element ΣREE is in the range of 162.39×10-6~223.46×10-6, averagely 200.88×10-6. δEu is in the range of 0.58~0.71, averagely 0.64. δCe is between 1.00 and 1.05. The clastic rocks are characterized by LREE enrichment and HREE depletion. Trace elements are characterized by depletion of Nb, Ta, Sr and enrichment of Rb, Ba, La, Ce, Pb, Nd, Sm.These data show that the Linxi Formation was formed in an active continental marginal structural background. Based on detrital zircon age profile information, the authors hold that sediment sources in Linxi Formation were diverse and complex, in addition to blocks in the northeast, there existed provenance information for the North China plate and the Siberia plate at the same time, suggesting that the North China plate and the Siberia plate probably began the subduction collision process during the deposition period of the Linxi Formation.
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Keywords:
- detrital zircon U-Pb ages /
- Linxi Formation /
- Late Permian /
- geochemistry /
- tectonic significance
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页岩油气已经成为当今油气资源研究领域进展最快的油气类型，最近几年中国在页岩气勘探开发领域取得的成果显著，四川涪陵页岩气田已经实现商业开采，成为北美之外第二个实现商业开发的页岩气田，同时，在四川盆地周缘先后发现了多个页岩气田，为中国非常规油气的发展做出了巨大贡献。中国页岩气资源潜力巨大，有望成为能源工业的重要支柱[1]，页岩气资源的勘探开发对缓解中国能源供给压力，改善能源供给结构具有重要意义[2]。但是，同属扬子地块的下扬子地区与上扬子地区具有类似的地质条件，却没有取得页岩油气的重大发现。
近年来，油气公司、地矿部门陆续在下扬子地区开展了油气勘探，部署了多口调查井和油气探井，对下扬子地区页岩油气发育层位进行了调查研究，认为下扬子地区具备发育页岩气的地质条件[3-5]。中国地质调查局南京地质调查中心自2013年以来陆续在下扬子地区开展了页岩油气调查工作，先后部署了基础地质调查工作和地质调查井钻探工作，在系统分析前人工作成果的基础上，于2015年部署实施了“港地1井”钻探，在矿权空白区、新的层系取得了页岩气、煤层气、致密砂岩气和页岩油“三气一油”的发现。
多期构造运动对下扬子地区油气储集、保存条件产生了较大影响。近年来，地质研究者将研究对象从下古生界逐渐转移到上古生界，特别是针对上古生界二叠系页岩展开了较详细的研究。周东升等[6]、蔡周荣等[7]对二叠系龙潭组页岩发育特征进行了研究，陈平等[8]通过露头剖面对大隆组进行了划分和分析，发现大隆组页岩中部为紫红色页岩，与钻井岩心观察到的页岩特征不同，这可能与露头样品受风化剥蚀影响有关。本文以港地1井的钻探发现为基础，对二叠系大隆组页岩的发育特征和含油气性进行论述，以期对下扬子地区页岩油气的勘探提供借鉴。
1. 区域地质背景
下扬子地区位于扬子地块东北缘，西部以郯庐断裂为界，西北与鲁苏造山带相连，西南到江西九江，以赣江大断裂为界与中扬子地区相邻，南部及东南部以江绍断裂为界向南黄海延伸（图 1）。下扬子地区自震旦纪以来经历了多期构造运动，对地层破坏严重，其中，中生代以来的浅层次脆性构造变形对海相沉积盆地破坏尤为强烈[9-12]。总体上具有构造复杂、变形剧烈、岩浆活动强的特点，给油气勘探带来了极大的挑战。
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图 1 下扬子地区构造简图及港地1井位置（据参考文献[9]修改）Figure 1. Structural outline of the lower Yangtze area and the position of GD1 well工作区位于安徽省宣城市水东—泾县地区，地处南陵盆地南缘的水东向斜，构造破坏较小，地层发育较连续（图 2）。水东向斜西翼被第四系覆盖，轴向45°~60°。核部为扁担山组(T2b)，轴部通过穴溪岭—港口北—虎山一带。向斜东部(包括翼及仰起端)出露地层为唐家坞群和龙山组，向北西倾斜，自西往东，翼部倾角逐渐变缓。向斜两翼地层浅部陡深部缓。港口东南面为北东向广德-绩溪构造带，南端为北西向长桥-穴溪岭断裂带，北端为一单斜构造。断裂较发育，有北东向、北北西向及近东西向3组，前两组在平面上构成“X”型断裂，一般断层面倾角50°~70°。
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图 2 水东向斜剖面图(据参考文献①修改)D1-2tn2—唐家坞群上段；D3w—五通组；C1—下石炭统；C2h—黄龙组；C3c—船山组；P1q—栖霞组；P1g—孤峰组；P2l—龙潭组；P2d—大隆组；T1y—殷坑组；T1h—和龙山组；T2b1—扁担山组下段Figure 2. Geological section of Shuidong syncline2. 港地1井含油气性特征
2.1 大隆组富有机质页岩特征
港地1井开孔层位是三叠系扁担山组灰岩，在915.6m进入目的层二叠系大隆组，大隆组与上覆殷坑组、下伏龙潭组为整合接触关系，地层倾角10°~ 25°，整体上岩性为黑色富有机质页岩，连续厚度约70m。依据岩性变化可分为3段，上段为黑色薄层碳质页岩夹灰白色粉砂质条带，厚度约20m，界面下覆地层为一套黑色钙质炭质页岩，滴稀盐酸轻微反应，厚度约3m；中段为黑色炭质页岩，与上段相比，泥质含量明显增加，发育大量的生物化石（肉眼可见大量的菊石和双壳类化石），且化石黄铁矿化，呈金黄色，反映当时的沉积环境为强还原环境，有利于有机质的形成和保存；下段为黑色硅质炭质页岩，与上段、中段相比，硅质含量、炭质含量明显增加，岩心硬度明显增大，偶见高角度方解石细脉，脉宽约2mm，抗风化能力远强于上段与中段（图 3）。
2.2 大隆组富有机质页岩油气显示
港地1井的钻探在二叠系大隆组与龙潭组中获得了页岩气、煤层气、致密砂岩气及页岩油“三气一油”的发现，钻遇的油气呈“上油下气”的特征（图 4），最上部为页岩油，页岩油下面依次发育页岩气、煤层气和致密砂岩气，呈现非常规油气类型。
港地1井在三叠系灰岩层段方解石脉中见到油迹显示，进入大隆组后岩性由灰岩变为黑色富有机质页岩，油气含量急剧增加。井口及泥浆槽中见大量漂浮的页岩油，页岩油呈黄绿色（图 5），具柴油味，收集油样沉淀后发现呈红褐色，含油层段厚度约30m。岩心现场解吸实验显示，产油层段的页岩同时具有良好的含气性。
张金川等[13-14]认为，页岩气指主体位于富有机质页岩中，以吸附或游离状态为主要赋存方式的天然气聚集。大隆组黑色富有机质页岩厚度约为70m。对港地1井钻遇的二叠系大隆组富有机质页岩开展现场解吸工作，应用高精度含气量解吸仪对页岩含气量进行测试（采样间隔3~5m），大隆组富有机质页岩总含气量在0.5~1.5m3/t之间。现场随机挑选岩心进行浸水实验，实验显示大量气泡从岩心中冒出，多组气泡呈线状溢出，大的气泡直径约1mm（图 6）。
大隆组与龙潭组为整合接触，接触面下为一套压煤灰岩，压煤灰岩下伏地层是皖南地区的主要产煤层，通常称为C煤层，此套煤层发育较稳定，也是区域上较好的标志层。钻遇的C煤层为粉煤，厚度约0.7m，由于煤层岩心收获率低，也较破碎（样品直径2~3cm），仅选取较大的样品进行现场解吸实验，含气量约7.2m3/t。
煤层下部发育一套厚约6m的致密砂岩，岩性为灰白色厚层粉砂岩。现场随机选取致密砂岩岩心做浸水实验，气泡从整段岩心中呈幕状不断冒出，大量的气泡在水面形成白色泡沫聚集（图 7），现场解吸测得致密砂岩含气量约0.5m3/t。
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图 7 龙潭组致密砂岩浸水实验Figure 7. The experiment of Longtan Formation tight sandstone core in water2.3 页岩解吸气成分分析
现场解吸实验获采集了大量页岩气样，页岩气中甲烷含量达到80%。随机选取3个大隆组页岩气样进行气体组分分析，3个样品的甲烷含量分别接近或超过80%（图 8），其中GD1-3号样品甲烷含量达83.16%，乙烷和丙烷含量接近或超过5%。分别统计样品中甲烷、乙烷和丙烷的总含量，每个样品3种烷烃的总含量接近或超过90%，其中GD1-3号样品3种烷烃的总含量达94.12%。气体组分分析实验说明，港地1井钻遇的大隆组富有机质页岩中发育的页岩气是一种可燃性较好的天然气。
3. “三气一油”成藏地质条件
总体上，下扬子地区经历了多期构造运动，地质条件复杂，与中上扬子地区相比，保存条件更不利，早期形成的油气藏受到强烈的破坏。港地1井钻遇良好的油气显示，这一地区具有发育非常规油气的有利地质条件。本文通过对港地1井构造条件、沉积环境、有机地球化学和储集空间的研究，初步分析了下扬子地区非常规油气的成藏地质条件。
3.1 构造地质条件
下扬子地区经历了印支期挤压推覆构造和燕山期、喜马拉雅期伸展构造等[6]多期构造运动，受构造运动的影响，整体较破碎，但是存在局部较完整的凹陷，具备油气聚集成藏的地质条件。港地1井位于下扬子地区南京坳陷带中的水东向斜，通过二维地震勘探，研究区构造相对简单，向斜形态较完整（图 9），晚古生代地层标定较清楚，二叠系上覆地层为一大套三叠系灰岩，保存条件较好。水东向斜为一残留向斜，面积较小，构造挤压运动形成向斜后没有受到较大的破坏，为后期页岩油气的储集与保存提供了较好的地质条件。通过港地1井钻遇页岩油气，说明面积小、构造简单、保存条件好的向斜区域具备发育页岩油气藏的地质条件。
3.2 沉积环境
上扬子地区上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组页岩气勘探证明，海相、深水陆棚沉积环境有利于富有机质页岩的发育，有机质类型多为Ⅰ型或Ⅱ1型干酪根[15]，有机质丰度较高。下扬子地区二叠系龙潭组为海陆交互相沉积环境，是发育煤系地层的良好环境。20世纪六七十年代至八十年代，龙潭组上部的煤层是皖南地区开采煤炭的主力煤层，也证明龙潭组海陆交互相为煤层气发育提供了良好的沉积环境。下扬子泾县—水东地区二叠系大隆组沉积环境为深水陆棚相-盆地边缘相沉积环境[16]，总体上水体较深，发育钙质炭质页岩、炭质页岩、硅质炭质页岩等富含有机质的页岩。采集3个岩心样品进行干酪根类型实验，2个样品为Ⅱ1型，1个样品为Ⅲ型，Ⅱ1型干酪根属于生油潜力较大的干酪根类型，Ⅲ型干酪根属于生气能力较大的干酪根，两类干酪根与钻遇的页岩油气匹配较好，整体上，大隆组页岩具有较大的生烃潜力。
3.3 有机地球化学
张金川等[17]、邹才能等[18]学者对页岩油进行了较系统的研究，认为页岩油以游离态或吸附态赋存于富有机质页岩、纳米级孔隙及微裂隙内的石油或非液态烃。发育页岩油的页岩中有机质成熟度(Ro)在0.5%~2.0%之间，总有机碳含量（TOC）在0.7%~ 3.0%之间。港地1井大隆组3个岩心样品有机地球化学实验显示，总有机碳含量（TOC）在1.9%~2.3%之间，平均值约为2.0%，有机质成熟度(Ro)在1%~ 1.25%之间，与美国TMS页岩的Ro相近[19]（0.64%~ 1.46%），平均值约为1.2%。对比港地1井的地球化学指标与前人的研究成果，大隆组有机质丰度和成熟度与页岩油发育地球化学指标吻合，具备发育页岩油的基础条件。
3.4 储集空间
（1）纳米级孔隙为游离气提供了较好的储集空间
大隆组富有机质页岩发育较丰富的纳米级孔隙和裂隙，是页岩油气得以保存的重要条件。非常规油气能够保存下来的一个重要条件是具备自生自储的能力，纳米级孔隙和裂隙是页岩油气具备自储能力的重要基础。通过氩离子剖光制片，扫描电子显微镜观察3个样品，大隆组富有机质页岩孔径在88~397nm之间，其中微孔（小于2nm）占比约11.5%，中孔（2~50nm）占比约65.1%，宏孔（大于50nm）占比约24.35%，中孔是对储集空间贡献最大的孔隙类型。相较常规储层，页岩储层更致密，生成的油气更容易被束缚在页岩中的纳米级孔隙中，纳米级孔隙中的页岩油气运移不受达西定律的约束，在同等条件下，能够将生成的页岩油气保存下来。
（2）页岩气有吸附态、游离态和溶解态3种基本赋存形态，其中吸附态是下扬子地区大隆组页岩气聚集成藏的重要形式。
通过对大隆组页岩样品的比表面和测试，3个样品的比表面积为7.08~9.55m2/g，平均值为8.16m2/g，与川西坳陷新页HF-1井须五段页岩比表面积（1~11m2/g）相近。陈磊等[20]、郭怀志等[21]研究认为，比表面是影响页岩吸附气含量的主要因素。通过对比分析港地1井与新页HF-1井页岩比表面积，大隆组泥岩具有较好的吸附能力。现场解吸测试显示，大隆组页岩中发育大量的页岩气，结合比表面积测试数据，吸附气在大隆组页岩气中占有相当高的比例，是下扬子地区二叠系大隆组富有机质页岩中页岩气聚集的重要形式。
4. 结论
（1）港地1井在二叠系大隆组、龙潭组获得了页岩气、煤层气、致密砂岩气和页岩油“三气一油”的发现。油气储集呈现“上油下气”的非常规油气储集方式，揭示下扬子地区二叠系大隆组具备发育多种类型非常规油气的潜力。
（2）实验数据显示，港地1井大隆组富有机质页岩总有机碳含量（TOC）在1.9%~2.3%之间，平均值约2.0%，有机质成熟度（Ro）在1%~2.5%之间，平均值约1.2%，纳米级孔隙汇中，中孔（2~50nm）占比约65.1%，页岩气甲烷含量达到或超过80%，大隆组页岩厚度为70m，有利区面积约120km2，证明二叠系大隆组页岩具备良好的地化、储层条件，且厚度大、面积适中，具备良好的页岩气资源勘探前景。
（3）受构造运动影响，下扬子地区地质条件复杂，但局部地区存在有利于页岩油气发育的地质条件。港地1井的油气发现，说明构造运动影响弱、盆地规模小、保存条件好的“小而整”的凹陷或盆地具备发育页岩油气藏的潜力。
（4）港地1井的钻探发现揭示，下扬子地区二叠系大隆组是一套有利的页岩气发育层系，是开展页岩气勘探的有利目标层位，为下扬子地区页岩油气的勘探提供了有力支撑。
致谢: 样品测试过程中得到吉林大学葛文春老师的大力帮助，审稿专家提出了宝贵的修改意见和建议，在此表示衷心的感谢。 -
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图 1 研究区地质略图
F1—德尔布干断裂；F2—贺根山黑河断裂；F3—牡丹江断裂；F4—依兰伊通断裂；F5—西拉木伦河断裂；F6—敦化密山断裂；F7—延吉断裂；F8—跃进山断裂
Figure 1. Geological sketch map of the study area
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图 2 林西组碎屑岩宏观（a）及镜下特征（b，正交偏光）照片
Qz—石英；Pl—斜长石
Figure 2. Macroscopic (a) and microscopic (b) photos of clastic rocks from the Linxi Formation
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图 3 林西组(D1142TWS)碎屑锆石阴极发光（CL）图像和年龄
（小于1000Ma者采用206Pb/238U年龄，大于1000Ma者采用207Pb/206Pb年龄）
Figure 3. CL images and 206Pb/238U ages of detrital zircons from the Linxi Formation
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图 4 林西组(D1142TWS)碎屑锆石稀土元素配分曲线
Figure 4. Chondrite-normalized REE patterns of the zircons from the Linxi Formation (D1142TWS)
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图 5 林西组碎屑锆石U-Pb年龄频率分布图
(年龄大于1000Ma采用207Pb/206Pb，年龄小于1000Ma采用206Pb/238U)
Figure 5. Relative probability plot of detrital zircons from the Linxi Formation
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图 6 林西组碎屑岩锆石U-Pb谐和图
Figure 6. U-Pb concordia plots of detrital zircons from the Linxi Formation
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图 7 微量元素蛛网图（a）及稀土元素配分模式图（b）
Figure 7. Trace elements distribution patterns(a)and chondrite- normalized REE patterns(b)
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图 8 林西组碎屑岩物源属性判别
Figure 8. Discrimination diagram for provenance attribute of clastic rocks from the Linxi Formation
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图 9 林西组碎屑岩构造背景判别
Figure 9. Discrimination diagrams for tectonic setting of clastic rocks from the Linxi Formation
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图 10 林西组碎屑岩构造背景判别
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 10. Discrimination diagrams for tectonic setting of clastic rocks from the Linxi Formation
表 1 林西组碎屑岩锆石原位微区稀土元素分析测试结果
Table 1 REE analyses of the detrital zircons from Linxi Formation
10-6 测点 La Ce Pr Nd Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu δEu δCe 1 4.99 45.6 1.82 12.6 12 3.19 49.7 16.1 193 69.9 321 65.2 657 121 0.34 3.17 2 0.152 17.5 0.306 3.78 6.5 1.86 34.3 12.1 153 58.3 276 60.3 646 124 0.29 13.8 3 11.3 36.5 3.33 16.1 4.77 0.97 14.3 4.98 64.7 26.1 133 31.5 353 72.1 0.33 7.66 4 52.5 183 17.1 83.3 21.9 2.52 43.1 13 155 56.6 261 56.3 563 101 0.68 43.4 5 0.0602 12.2 0.051 0.734 1.49 0.286 9.12 3.64 48.6 19.1 91.5 20.3 213 40.3 0.17 0.89 6 1.16 21.9 0.655 3.86 2.94 1.03 11.6 4.03 50.4 20.5 103 24.4 274 55.5 0.11 1.84 7 0.511 14.2 0.223 3.27 5.72 0.748 32.8 11.4 142 51.7 233 48.3 474 85.7 0.21 6.84 8 1.34 25.3 0.614 5.43 8.1 1.54 40.9 14.7 186 70.5 330 66.1 674 127 0.34 5.15 9 4.85 31.7 1.53 9.12 5.9 0.85 18.2 6.07 72.3 25.2 115 24.7 251 45.7 0.34 3.71 10 0.767 38.5 0.487 3.84 4.56 0.961 21 7.63 105 41.7 200 44.4 467 90.4 0.16 4.53 11 0.0644 28.9 0.117 1.97 3.84 1.29 21 7.91 106 42.4 205 46.5 498 97.3 0.13 10.3 12 0.263 8.7 0.199 1.59 1.91 0.271 10.4 4.03 50.7 20 96.6 23 263 53.1 0.34 2.05 13 0.0345 24.3 0.103 1.74 4.19 1.54 22.5 8.39 108.6 42.3 200 43.2 453 87.8 0.2 1.12 14 0.0791 12 0.0537 0.952 1.72 1.05 8.67 2.76 34.2 13.1 63.3 15 171 34.8 0.36 58.5 15 0.0016 2.77 0.0281 0.772 2 0.14 15.3 6.68 89.8 35.8 174.3 39 409 78.6 0.15 8.87 16 0.68 11.8 0.332 3.67 5.32 0.833 26.9 9.32 116.9 44.1 198 40.8 402 75 0.24 1.11 17 1.25 51 0.727 5.37 5.34 2.12 20.3 6.38 74.1 26.2 119 25.8 278 55.9 0.18 50.4 18 31.3 127 19.1 106 29.7 5.18 44.2 11.7 127 43.8 186 37.8 365 66.2 0.1 1.51 19 1.76 15 0.588 3.72 4.55 0.673 22.2 7.9 100 37.7 179 38.7 403 75.5 0.1 3.07 20 0.14 8.6 0.275 3.87 7.37 1.23 37.2 12.4 150 53.2 230 46.2 454 83.2 0.21 4.44 21 0.361 17.9 0.158 1.19 1.62 0.397 8.18 3.03 39.9 15.8 79.7 18.7 211 42.5 0.19 1.18 22 0.275 18.5 0.124 0.984 1.71 0.436 8.75 3.38 46.3 18.9 97.7 23.5 273 57.1 0.19 8.06 23 0.328 57 0.311 4.56 6.84 2.14 33.8 11.9 149.7 55.7 257 53.7 549 102 0.47 16.3 24 12.9 52.6 1.58 6.13 2.65 1.03 10.4 3.27 41 15.6 74.8 17.4 189 38.2 0.33 23.2 25 286 716 86.3 409 85.8 7.38 99.4 20.9 200 65.6 282 57.6 574 107 0.3 7.33 26 0.405 1.6 0.087 0.565 1.26 0.333 13.2 7.88 121 42.9 196 44.9 481 83 0.33 1.82 27 0.643 11.8 0.283 2.29 3.07 0.452 18.6 6.75 89.5 34.5 163 34.8 364 69.4 0.33 1.44 28 3.55 20.1 1.5 11.4 9.98 3.45 46.7 14.6 171 58.9 247 46.9 436 77.7 0.17 1.74 29 0.0412 26.7 0.169 2.19 4.75 1.57 28.1 11.1 152 61.1 307 68.6 763 149 0.32 44.7 30 3.23 28.5 1.59 12.1 10.3 0.814 45 14.6 176 62.9 275 54.2 518 93.7 0.35 62.8 31 4.07 36.1 0.89 4.33 2.98 0.552 14.9 5.61 77.6 31.3 158 37.9 417 80.8 0.29 2.2 32 0.311 22.1 0.166 1.91 3.49 0.536 18.7 6.61 88.2 33.9 166 37.7 399 75.4 0.17 6.03 33 0.317 12.4 0.167 1.79 2.96 0.554 16.7 6.24 78.3 29.2 133 28.1 284 51 0.17 3.6 34 13.9 69.1 4.9 25.7 9.56 2.13 31.6 10.7 139 53.7 254 57 603 119 0.26 49.4 35 0.115 7.41 0.0549 0.904 1.79 0.269 11.5 4.15 55.7 21.5 101 22.3 229 43.2 0.26 1.23 36 0.133 5.1 0.0649 0.884 1.92 0.136 13.4 5.32 71.8 27.9 131 28 290 52.7 0.14 6.78 37 24.6 98.3 12.4 74 22.6 1.21 39.1 10.3 117 43.2 199 43.1 449 83.2 0.3 11.5 38 3.4 53.1 0.789 5.69 8.59 2.81 48.6 18.1 238 92 444 89.7 939 174 0.52 2.43 39 0.24 32 0.213 2.41 4.36 1.5 21.9 8.06 104 39.9 187 40.4 414 78.2 0.14 22.7 40 0.0542 1.19 0.058 0.922 2.81 0.0814 21.3 9.25 127 46.3 207 43.1 424 76.1 0.12 1.37 41 0.0779 6.61 0.0375 0.647 1.41 0.439 7.6 2.76 38.4 15.3 79.2 19.3 222 46.2 0.16 23.6 42 127 306 34 153 28.8 2 32.8 7.34 78.2 28.4 133 29.9 318 61.3 0.32 19.8 43 0.791 30.6 0.344 3.39 4.59 1.37 19.9 6.71 85.3 32.1 150 32.2 336 64.4 0.21 1.82 44 1.86 8.3 0.85 6.86 7.86 0.476 38.1 12.8 151 52.7 224 44.4 420 72.9 0.33 29.9 45 1.3 31.2 0.455 3.23 3.52 0.507 16.8 5.81 75.7 29.3 142 32 351 68.5 0.22 4.13 46 4.79 20.1 1.97 11.1 4.66 0.279 14.8 5.12 64 24.8 114 24.1 245 46 0.19 26.4 47 8.17 36.3 2.92 16.4 8.36 2.21 36.2 12.1 149 54.8 243 48.8 475 85.6 0.4 57.3 48 0.0545 14.9 0.0574 0.926 1.78 0.64 10.2 3.91 55.3 22.9 119 28.7 334 69.8 0.31 14.8 49 0.258 15.9 0.109 1.37 2.82 0.829 13.8 5.05 66 25.6 120 26.6 283 53.6 0.39 65.8 50 0.114 29.5 0.198 3.54 8.67 1.8 53.1 18.3 226 81.8 369 72.6 731 134 0.25 15 51 2.86 25.7 0.788 3.81 2.18 0.388 9.62 3.58 48.3 19.5 98.6 22.9 256 51.2 0.25 1.49 52 0.0679 4.01 0.0697 1.06 2.45 0.105 10.4 3.24 38.2 13.5 60.2 13 135 24.7 0.38 32.1 53 16.7 63.3 6.34 34.4 11.9 0.673 32.9 10 124.8 45.9 203 41.6 409 74.8 0.47 6.05 54 24.6 96.2 7.27 34.7 8.84 0.817 21.3 7.32 97.4 38.6 193 44.4 484 93.8 0.35 40 55 35.8 91.3 9.73 45.1 10.9 1.03 23.1 7.05 86.7 32.4 151 32.6 339 64 0.19 13.1 56 20.3 58.1 6.51 37.9 18.4 3.11 60.7 17.9 200 69.1 293 56.2 544 96.1 0.37 14.4 57 0.865 23.4 0.284 2.53 4.9 1.41 27 9.11 115 42.5 187 39.4 394 72.5 0.44 1.24 58 2.96 28.4 0.763 6.16 6.37 0.916 33.2 11.7 148 55.4 259 55.7 586 111 0.41 2.13 59 0.47 42.7 0.627 10.3 18.7 7.32 86 27.4 325 115 516 98.9 1018 184 0.06 5.69 60 4.34 31.2 1.32 9.29 4.88 1.13 16.8 5.86 77 29.5 147 33.8 362 69.4 0.39 64.8 61 0.25 15.9 0.148 1.36 2.29 0.72 12.9 4.75 61.9 23.8 114 25 261 49.5 0.2 37.6 62 9.22 37.4 2.61 12.7 3.82 0.271 12.8 4.75 64.8 26.5 132 31.5 351 70.8 0.17 9.94 63 0.147 30.7 0.107 1.81 3.33 1.22 17 5.71 72.6 27.9 133 29.2 313 61 0.55 12.9 64 0.162 8.52 0.296 3.5 4.98 1.17 21 6.91 86.6 32.2 148 31.7 330 60.3 0.28 24.6 65 3.84 23 1.71 11.9 8.86 1.88 34.5 10.6 126 45.6 202 41.9 430 78.4 0.72 1.94 66 0.552 12.9 0.554 3.72 4.17 1.29 21.2 8.43 114 45 217 48.4 498 91.5 0.07 1.61 67 0.117 14.4 0.123 1.93 4.04 0.777 23.2 8.57 111 43.8 204 43.6 449 84.5 0.09 1.6 68 6.42 40 1.84 9.41 4.46 0.666 15.3 5.01 61.5 23.5 111 25.4 277 53.1 0.03 5.71 69 2.53 18 1.46 11.7 10.1 2.13 32.4 9.13 95.1 31.1 131 26.9 270 48.7 0.17 7.25 70 0.0581 5.47 0.211 4.51 8.53 1.26 41 12.9 147 50 206 39.4 372 64.6 0.05 12.9 71 0.104 25.9 0.121 1.59 3.47 0.925 20.7 7.53 97.8 37.3 176 38.1 394 74.5 0.22 2.82 72 0.0219 23 0.0995 1.92 4.52 1.72 25.4 9.05 114 42.8 192 40.5 412 74.8 0.24 37.1 73 1300 2018 181 652 66.3 3.62 66.1 16.5 200 77.12 385 82.7 905 171 0.27 18.3 74 8.62 43.1 3.43 19.4 13.2 4.98 31.5 10.5 112 35 150 31.8 324 58.3 0.02 4.62 75 0.169 18.3 0.0854 1.26 2.22 0.475 10.9 3.93 50.6 19.6 94.3 21.5 238 45.9 0.06 29.9 76 8.6 39.7 3.31 18.9 8.57 1.16 27.6 8.98 109.9 41 189 40.6 419 78.4 0.33 2.26 77 0.33 21 0.34 2.31 3.23 0.751 13.8 5.48 74.4 30.2 154 35.9 408 80 0.13 7.24 78 0.0185 2.9 0.15 3.11 5.72 0.155 24.9 7.56 82.4 27.6 116 22.8 223 41.2 0.16 1.99 79 0.0564 12.1 0.495 1.44 3.86 0.506 23.1 8.63 112.7 42.7 194 40.7 404 74.3 0.06 13.4 80 0.028 1.69 0.0809 1.5 3.86 0.233 20.7 7.07 84.8 29.7 126 24.9 243 43.4 0.23 2.83 
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表 2 林西组碎屑锆石LA-ICP-MS U-Th-Pb分析结果
Table 2 LA-ICP-MS U-Th-Pb isotope composition of the detrital zircons from the Linxi Formation
测点 元素含量/10-6 Th/U 同位素比值及误差 年龄/Ma Pb Th U 207Pb/206Pb ±1σ 207Pb/235U ±1σ 206Pb/238U ±1σ 207Pb/206Pb ±1σ 207Pb/235U ±1σ Pb/206U238 ±1σ 1 8.87 191 149 1.28 0.0522 0.0017 0.29 0.01 0.0402 0.0009 295 39 258 7 254 5 2 27.4 340 449 0.76 0.0522 0.0013 0.327 0.0081 0.0454 0.0009 296 26 288 6 286 6 3 6.48 57 125 0.46 0.0524 0.002 0.302 0.011 0.0418 0.0009 302 48 268 9 264 6 4 25.5 308 415 0.74 0.0561 0.0013 0.357 0.0085 0.0461 0.0009 456 24 310 6 291 6 5 6.66 62.8 131 0.48 0.0504 0.002 0.286 0.011 0.0411 0.0009 214 53 255 9 260 6 6 46.7 290 837 0.35 0.0533 0.0012 0.343 0.0078 0.0467 0.001 340 23 300 6 294 6 7 39.8 517 764 0.68 0.0516 0.0013 0.287 0.0074 0.0403 0.0008 269 27 256 6 255 5 8 14.8 173 286 0.6 0.0519 0.0016 0.285 0.0087 0.0398 0.0008 281 35 255 7 252 5 9 99.2 70 177 0.39 0.159 0.0031 9.37 0.2 0.427 0.0087 2447 16 2375 19 2291 39 10* 21.2 249 335 0.74 0.0599 0.0038 0.377 0.023 0.0457 0.001 600 142 325 17 288 6 11 16 266 274 0.97 0.0526 0.0014 0.305 0.0081 0.042 0.0009 312 28 270 6 265 5 12 31.1 170 650 0.26 0.052 0.0018 0.293 0.01 0.0408 0.0009 287 42 261 8 258 5 13 6.42 67.9 85 0.8 0.0553 0.0023 0.418 0.018 0.0548 0.0012 422 55 355 13 344 7 14 7.27 81.7 146 0.56 0.0508 0.0021 0.274 0.011 0.0391 0.0009 229 55 246 9 247 5 15 124.7 103 788 0.13 0.0668 0.0014 1.28 0.028 0.138 0.0028 833 20 835 12 836 16 16 9.2 84.9 175 0.49 0.0517 0.0015 0.301 0.009 0.0422 0.0009 270 34 267 7 266 5 17 49.7 472 619 0.76 0.054 0.0012 0.453 0.01 0.0609 0.0012 369 23 380 7 381 8 18 9.39 121 142 0.85 0.0537 0.0025 0.355 0.016 0.048 0.0011 356 64 309 12 302 7 19 15 143 281 0.51 0.0517 0.0017 0.301 0.0098 0.0422 0.0009 274 38 267 8 266 6 20 12.6 136 241 0.57 0.0518 0.0018 0.295 0.01 0.0413 0.0009 275 43 262 8 261 5 21 25 121 230 0.53 0.0575 0.0014 0.68 0.017 0.0856 0.0018 511 24 526 10 530 10 22 23.1 144 247 0.58 0.0566 0.0013 0.57 0.014 0.0729 0.0015 477 23 458 9 454 9 23 24.2 359 360 1 0.0513 0.0013 0.338 0.0085 0.0478 0.001 252 26 296 6 301 6 24 26.8 405 450 0.9 0.0533 0.0012 0.316 0.0075 0.043 0.0009 340 24 279 6 271 5 25 13 183 239 0.77 0.0547 0.0016 0.308 0.0092 0.0408 0.0009 400 33 273 7 258 5 26 145 4.31 587 0.01 0.0834 0.0016 2.53 0.052 0.22 0.0045 1279 18 1282 15 1283 24 27 20.7 148 402 0.37 0.0519 0.0016 0.304 0.0094 0.0425 0.0009 279 36 269 7 268 6 28 13.6 140 205 0.68 0.057 0.0035 0.386 0.022 0.0491 0.0011 491 141 331 16 309 7 29 14.5 172 266 0.65 0.0529 0.0017 0.306 0.0099 0.0419 0.0009 325 38 271 8 264 5 30 23.1 277 439 0.64 0.0518 0.0013 0.295 0.0074 0.0412 0.0009 278 26 262 6 260 5 31 12.8 124 243 0.51 0.0533 0.0015 0.303 0.0088 0.0412 0.0009 343 32 269 7 260 5 32 6.62 76 118 0.65 0.0512 0.0017 0.306 0.01 0.0432 0.0009 251 40 271 8 273 6 33 12.5 95.4 209 0.46 0.0518 0.0014 0.342 0.0094 0.0478 0.001 278 30 299 7 301 6 34 18.3 339 320 1.06 0.0518 0.0013 0.288 0.0075 0.0403 0.0008 277 27 257 6 255 5 35 11.8 84 223 0.38 0.0525 0.0015 0.312 0.009 0.043 0.0009 309 32 276 7 272 6 36 61.4 60.7 190 0.32 0.0964 0.0019 3.49 0.074 0.262 0.0053 1556 18 1524 17 1500 27 37 15.5 151 280 0.54 0.0535 0.0013 0.319 0.0081 0.0432 0.0009 348 26 281 6 273 5 38 16 308 289 1.07 0.0517 0.0014 0.275 0.0073 0.0385 0.0008 273 28 247 6 244 5 39 5.38 69.1 844 0.83 0.0511 0.0019 0.329 0.013 0.0467 0.001 244 49 289 10 294 6 40 55.6 37.8 355 0.11 0.0666 0.0013 1.25 0.027 0.136 0.0028 826 20 825 12 824 16 41 8.05 67.1 148 0.45 0.0531 0.0018 0.32 0.011 0.0436 0.0009 335 42 282 9 275 6 42 10.7 120 201 0.6 0.0555 0.0018 0.31 0.01 0.0405 0.0009 431 37 274 8 256 5 43 10.3 129 157 0.82 0.0508 0.0015 0.336 0.01 0.0479 0.001 232 34 294 8 301 6 44 38.8 171 408 0.42 0.0583 0.0012 0.616 0.014 0.0766 0.0016 541 22 487 9 476 9 45 33.6 300 452 0.66 0.053 0.0012 0.409 0.0095 0.056 0.0011 329 23 348 7 351 7 46 31.1 84.8 340 0.25 0.0557 0.0013 0.591 0.014 0.0769 0.0016 439 23 471 9 477 9 47 19.7 273 351 0.78 0.0514 0.0013 0.294 0.0074 0.0415 0.0009 259 26 262 6 262 5 48 8.97 88.5 174 0.51 0.0526 0.0016 0.294 0.0092 0.0405 0.0009 311 36 262 7 256 5 49 6.99 76.5 129 0.59 0.0523 0.0023 0.299 0.013 0.0414 0.0009 300 61 265 10 261 6 50 38.7 566 472 1.2 0.0541 0.0012 0.412 0.0095 0.0552 0.0011 376 23 351 7 346 7 51 13.7 145 239 0.61 0.0522 0.0014 0.316 0.0085 0.0438 0.0009 294 29 278 7 276 6 52 92.9 260 977 0.27 0.0568 0.0011 0.624 0.013 0.0796 0.0016 483 21 492 8 494 10 53 27.8 248 533 0.46 0.0533 0.0014 0.303 0.0081 0.0412 0.0009 339 28 269 6 260 5 54 15.9 178 289 0.62 0.0516 0.0013 0.298 0.0078 0.0419 0.0009 266 28 265 6 264 5 55 16.4 194 305 0.63 0.0523 0.0013 0.3 0.0078 0.0413 0.0009 315 27 266 6 261 5 56 14.2 166 253 0.66 0.0519 0.0014 0.303 0.008 0.0423 0.0009 281 28 269 6 267 5 57* 14.9 239 226 1.05 0.0608 0.0052 0.356 0.029 0.0425 0.001 631 192 309 22 268 6 58 38.7 468 736 0.64 0.0513 0.0011 0.285 0.0065 0.0402 0.0008 256 23 255 5 254 5 59 10.9 216 176 1.23 0.0526 0.002 0.3 0.011 0.0413 0.0009 310 47 266 9 261 6 60 9.26 98.8 171 0.58 0.0556 0.006 0.268 0.028 0.0349 0.0009 438 245 241 22 221 5 61 6.38 70.7 111 0.64 0.0526 0.0018 0.314 0.011 0.0433 0.0009 310 41 277 8 273 6 62 17.8 175 353 0.5 0.0508 0.0013 0.279 0.0071 0.0397 0.0008 232 27 250 6 251 5 63 6.96 101 108 0.94 0.0536 0.0022 0.336 0.014 0.0453 0.001 356 52 294 10 286 6 64 17.7 194 330 0.59 0.0529 0.0013 0.302 0.0077 0.0414 0.0009 324 27 268 6 262 5 65 14.2 178 249 0.71 0.0546 0.0016 0.317 0.0096 0.042 0.0009 397 34 280 7 265 5 66 40 301 815 0.37 0.0531 0.0012 0.292 0.0068 0.0399 0.0008 333 24 260 5 252 5 67 18 173 314 0.55 0.0508 0.0013 0.307 0.0079 0.0439 0.0009 231 27 272 6 277 6 68 53.7 318 510 0.62 0.0568 0.0012 0.624 0.014 0.0797 0.0016 482 22 492 8 494 10 69 75.1 235 402 0.58 0.0683 0.0014 1.34 0.028 0.143 0.0029 877 20 864 12 859 16 70 15.9 80.9 154 0.52 0.057 0.0015 0.625 0.017 0.0794 0.0017 494 28 493 11 492 10 71 14.3 165 254 0.65 0.0499 0.0016 0.291 0.0091 0.0422 0.0009 189 37 259 7 266 5 72 9.34 94.3 156 0.61 0.0514 0.0015 0.323 0.0097 0.0456 0.001 260 34 284 7 287 6 73 63.3 1218 1112 1.09 0.0533 0.0011 0.292 0.0062 0.0396 0.0008 343 22 260 5 250 5 74 29.4 134 311 0.43 0.0562 0.0014 0.581 0.014 0.0749 0.0015 461 25 465 9 465 9 75 12.4 69.8 116 0.6 0.0576 0.0016 0.645 0.018 0.0812 0.0017 513 29 505 11 503 10 76 18.9 170 334 0.51 0.0527 0.0014 0.317 0.0085 0.0436 0.0009 315 28 279 7 275 6 77 12.1 111 248 0.45 0.0537 0.0018 0.283 0.0095 0.0382 0.0008 357 39 253 7 242 5 78 57.6 175 617 0.28 0.0567 0.0012 0.603 0.013 0.0771 0.0016 478 21 479 8 479 9 79* 27.3 56.8 148 0.38 0.0805 0.0033 1.6 0.055 0.144 0.003 1210 81 969 22 867 17 80 4.64 32.4 73.1 0.44 0.0515 0.002 0.359 0.014 0.0505 0.0011 261 50 311 10 318 7 注：*为不谐和年龄
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表 3 林西组样品主量、微量和稀土元素分析结果
Table 3 Major, trace and rare earth element composition of clastic rocks from Linxi Formation
样品号 D1141H X-1 D1141H X-2 D1141H X-3 D1142H X-1 D1142H X-2 SiO2 60.68 63.77 62.94 66.73 69.29 TiO2 0.7930 0.6910 0.7240 0.7140 0.7140 Al2O3 19.63 17.70 18.14 15.79 15.60 Fe2O3 3.794 1.676 1.996 3.089 2.733 FeO 2.291 4.268 4.178 1.752 1.123 MnO 0.1540 0.1890 0.1900 0.07800 0.09400 MgO 1.523 1.716 1.735 1.054 0.8400 CaO 0.2630 0.2550 0.2730 0.4100 0.7730 Na2O 0.4810 1.598 1.674 1.1670 2.429 K2O 4.912 3.649 3.777 3.460 2.789 P2O5 0.1100 0.1070 0.1230 0.1450 0.1390 总量 94.62 95.62 95.74 94.39 96.52 K2O/Na2O 10.21 2.283 2.257 2.965 1.148 Ba 587.1 589.8 624.7 486.6 586.7 Rb 191.0 113.5 120.9 119.8 86.44 Sr 71.34 76.33 80.19 84.39 172.7 Zr 267.0 229.3 232.9 243.1 262.6 Nb 17.01 15.05 14.72 15.06 14.58 Th 15.71 13.47 13.39 11.57 10.25 U 2.329 2.114 2.404 2.129 1.750 Pb 45.37 22.14 23.66 20.92 15.95 Ga 23.05 22.15 22.14 17.83 17.09 Cu 13.09 16.68 26.28 12.73 5.470 Ni 37.38 38.11 41.40 24.85 21.07 Cr 44.00 43.45 46.02 45.76 37.35 Cs 15.70 8.042 9.208 13.46 4.807 Sc 19.28 17.12 17.82 17.97 12.70 Hf 4.792 3.791 4.574 3.613 3.888 Ta 0.7270 0.8260 0.8660 0.5300 0.9300 Li 88.69 66.41 70.25 50.80 45.80 Co 13.57 14.35 17.06 8.208 11.80 Y 36.84 31.77 36.24 35.06 25.29 La 42.92 40.93 42.69 36.07 32.77 Ce 93.46 90.53 92.13 77.15 68.12 Pr 10.91 10.26 10.86 9.175 7.935 Nd 42.16 38.55 42.27 35.58 29.76 Sm 8.369 7.229 7.730 7.124 5.712 Eu 1.516 1.448 1.504 1.278 1.242 Gd 6.648 5.869 6.282 5.993 4.674 Tb 1.027 0.9110 0.9740 0.9420 0.7180 Dy 6.644 5.788 6.491 6.291 4.667 Ho 1.216 1.039 1.222 1.169 0.8560 Er 3.747 3.092 3.652 3.442 2.570 Tm 0.5130 0.4460 0.4850 0.4730 0.3680 Yb 3.882 3.204 3.588 3.504 2.694 Lu 0.4490 0.3700 0.3990 0.3960 0.3090 ΣREE 223.5 209.7 220.3 188.59 162.4 LREE/HREE 8.262 9.120 8.538 7.491 8.634 (La/Yb)N 7.931 9.163 8.532 7.384 8.725 δEu 0.6000 0.6590 0.6400 0.5820 0.7130 δCe 1.032 1.054 1.023 1.013 1.004 注：主量元素含量单位为%，微量和稀土元素含量单位为10-6
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