Discovery of Middle Jurassic volcanic rocks in the Duobaoshan area of Heilongjiang Province and constraints on the influence area of the Mongolian-Okhotsk Ocean closure
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摘要:
黑龙江省多宝山地区位于中亚造山带东段、兴安地块东南缘，发育大面积早—中侏罗世侵入岩，但至今未发现同时代的火山岩。在多宝山地区首次发现了同时期的火山岩，并确定为一套英安岩、流纹岩和粗面岩组合。为进一步明确其形成时代及反映的构造意义，对出露的火山岩开展了锆石U-Pb测年和岩石地球化学分析。锆石U-Pb年龄显示，火山岩形成时代为167.1~169.3 Ma，为中侏罗世喷发成岩。火山岩具有富碱（Na2O+K2O=3.70%~7.66%）、富铝（Al2O3=11.42%~19.00%）的特征，属于高钾钙碱性、过铝质（A/CNK=1.08~3.73）岩石。稀土元素呈轻稀土元素富集、重稀土元素亏损的右倾特征，具负Eu异常（δEu=0.53~0.79）。微量元素显示富集Rb、Ba、K、Th、U、Pb，亏损Nb、Ta、Ti、P、Sr。总体显示，该中侏罗世火山岩起源于新生陆壳物质的部分熔融。根据Ta-Yb、Nb-Y构造环境判别图解，该期火山岩形成于挤压背景环境。结合区域构造背景及其演化特征，综合认为，中侏罗世火山岩应是蒙古-鄂霍茨克洋闭合过程导致的陆-陆碰撞作用的产物。闭合导致的陆陆碰撞作用已影响到兴安地块东南缘。
Abstract:The Duobaoshan area of Heilongjiang Province is located in the eastern part of the Central Asian Orogenic Belt and the southeastern margin of the Xing'an Block, where large areas of Early-Middle Jurassic intrusive rocks are developed, but no contemporaneous volcanic rock has been reported there. During the exploration of gold deposits in the Duobaoshan area, volcanic rocks of the same period were discovered for the first time and they were identified as a suit of dacite, rhyolite, and trachyte. Zircon U-Pb dating and petrogeochemical analyses were carried out on these volcanic rocks to further clarify their formation age and tectonic significance. The U-Pb dating of zircons from the volcanic rocks yielded ages of 167.1~169.3 Ma, indicating that these rocks erupted during Middle Jurassic. The petrogeochemical analysis shows that the volcanic rocks are characterized by high alkali (Na2O+ K2O=3.70%~7.66%) and aluminum (Al2O3=11.42%~19.00%), and are peraluminous (A/CNK=1.08~3.73) with high potassium calcium alkali. The rare earth elements are characterized by the enrichment of light rare earth elements and right-leaning of heavy rare earth elements depletion, with slightly negative Eu anomalies (δEu=0.53~0.79).Trace elements are enriched in Rb, Ba, K, Th, U and Pb, and depleted in Nb, Ta, Ti, P and Sr.It is generally shown that the Mid-Jurassic volcanic rocks were derived from the partial melting of newly continental crust material. The discriminant diagrams of Ta-Yb and Nb-Y indicates that the Middle Jurassic volcanic rocks were formed in the compressional background. Combined with the regional tectonic setting and evolution characteristics, it is concluded that the Middle Jurassic volcanic rocks should be the product of the continent-continent collision caused by Mongolian-Okhotsk Ocean closure.Indicatively, the collision affected the southeastern margin of the Xing'an Block.
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地下水氮污染是世界性难题[1-2]，而中国90%的城市地下水不同程度遭受N等元素污染，地下水污染已呈现由点向面、由城市向农村扩展的趋势[3]。近年来，随着煤炭资源开发促进能源化工基地经济的发展，煤炭开采过程中工业污染物的排放极有可能对地下水水质安全造成严重的威胁[4-12]。90%的煤炭含氮量为0.52%~1.41%[13]。前人探讨了煤矸石回填对地下水氮的影响[14]、采煤沉陷积水区地表水与浅层地下水氮的影响[6]，对能源化工基地煤炭资源开发区地下水三氮污染影响因素尚未开展研究。
煤炭资源开发过程中，改变原有包气带中所含的潜在污染物改变了原有的循环模式，而与地表水联系最紧密的是浅层地下水，开采过程在地表、浅层地下水中形成了特有的转化模式[15]，尤其是在采动过程中可能形成的一系列波状地貌，如大量发育的裂隙、裂缝、阶地等。研究区为沙地区，会形成大量的波状起伏的丘陵地貌，对地表、包气带的结构及水、污染物的运移产生了潜在的影响，区域物源补给直接影响氮的含量。故本文立足于地下水径流系统和物源条件探讨转化机理。
宁东煤炭基地鸳鸯湖矿区是国家煤炭规划建设的重要矿区，梅花井井田为鸳鸯湖矿区的5个大型煤矿之一。宁东煤炭基地属2个含煤时代，石炭纪—二叠纪和侏罗纪煤田8个矿区共含煤38层，梅花井矿区主要产侏罗纪煤炭。煤炭开采过程中工业污染物可能含有大量的氮污染物，导致含水层氮污染，生态环境脆弱，水资源相对匮乏，煤炭开采区地下水资源的保护及矿区可持续发展具有重要意义。前人研究了梅花井矿区水文地质条件[16]、采矿对含水层水量及结构的破坏类型和程度[17-19]，而对煤矿区乃至周边的影响区水质尚未探讨。梅花井井田位于宁东夹山梁地貌单元，本文基于地下水补径排条件选择宁东夹山梁地貌为基本研究单元（包括了梅花井井田和周边环境），研究风积沙滩地区煤矿井开采地下水氮污染的程度和影响因素。
1. 研究区水文地质条件
夹山梁位于宁夏回族自治区灵武市以东33km处。梅花井井田位于夹山梁的中东部，鸳鸯湖背斜东翼中部，矿区面积78.96km2，开采深度1300~ 200m。属半沙漠低山丘陵地形。地表为沙丘掩盖，多系风成新月形和垄状流动沙丘。区内无常年地表径流，雨季降水及矿井排水在井田北部低洼地区形成盐碱湖，冬季干枯为碱滩，基岩被第四系风积沙覆盖。
夹山梁地区含水层按岩性组合特征及地下水水力性质、埋藏条件等，主要含水层由上而下划分为第四系孔隙潜水含水层和侏罗系直罗组、延安组砂岩裂隙-孔隙承压水含水层（图 1）。
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图 1 水文地质图及样点分布Q—第四系；K—白垩系；J—侏罗系；T—三叠系Figure 1. The hydrological geological map and sample distribution（1）本区第四系厚2.75~17m，平均厚5.15m①，地下水主要赋存于风积沙、小型洼地及沟谷冲洪积层中。按地下水赋存条件，可分为风积沙潜水层、风积-冲洪积潜水层。地下水主要赋存于风积沙、小型洼地及沟谷冲洪积层中。含沙漠凝结水，地下水位埋深1.00~3.48m，多随地形起伏而异，水位、水量随季节变化，矿化度为0.8~8.03g/L，水化学类型主要为Na- HCO3、SO4 · HCO3- Na · Mg、Cl·SO4-Na·Mg。
（2）侏罗系含水层组是影响矿区煤矿开采的主要含水层，包括上侏罗统直罗组含水层、中统延安组含水层，厚度为13.01~618.62m。煤层厚度主要分布在6.85~337.45m之间，垂向上上部直罗组含水层富水性较强，对梅花井煤层开采影响较大，下部延安组含水层结构较致密，裂隙不发育，富水性较差，对煤层开采影响较小，水化学类型为SO4· Cl-Na、HCO3-Mg·Na·Ca或SO4·HCO3-Na·Mg。
（3）隔水层岩性多为中细砂岩与粉砂岩、泥岩互层，岩性致密，与煤层共同形成良好的隔水层。
2. 研究方法
采样点位于鸳鸯湖矿区夹山梁，采集第四系含水层水样10个和侏罗系含水层样品3个（图 1），利用GPS精确定位，潜水水位埋深一般为6~8m，侏罗系含水层水位埋深一般为65~100m。采样时间为2016年9月12日—9月17日，统测1次。水样采集、固定及保存均按照《水质采样样品的保存和管理技术规定》（HJ 493—2009）②进行，并及时运往实验室检测。依据水和废水监测分析方法[20]对浅层地下水中的氮分布及限制性特征进行分析；现场测试指标为水温，室内测试分析TDS、NO3-、NO2–、NH4+共4项。水化学测试由中国地质调查局西安地质调查中心实验测试中心完成。评价方法参照《矿山地质环境调查评价规范DD2014— 05》 8.3.2.2条款，地下水污染评价采用单项超标倍数法。
3. 结果
3.1 三氮空间污染特征
对夹山梁地区浅层地下水中主要离子及部分水化学指标的数据统计显示（表 1），本区浅层地下水pH值范围为7.13~9.63，浅层地下水普遍处于偏碱性环境，且酸碱度空间差异不大。矿化度变化范围为185.2~3278.22mg/L，表明矿化度指标空间分布差异较大。水质为淡水-咸水之间。其中一处水样中NO3–毫克当量百分数超过25%（表 1），对水化学类型产生较大影响。
表 1 地下水测试数据Table 1. The list of groundwater test data样号 地貌类型 水温/℃ pH 井水埋深/m 含水层类型 总矿化度mg/L NH4+mg/L NO3–mg/L NO2–mg/L 水化学类型 J1 风积沙滩 16 7.73 65 承压水 491.3 0.06 15.7 < 0.01 HCO3-SO4-Na-Mg-Ca J2 风积沙滩 15 8.53 70 承压水 569.32 0.07 20.2 < 0.01 HCO3-SO4-Na-Ca-Mg J3 风积沙滩 14 7.96 100 承压水 630.02 0.06 6.71 < 0.01 HCO3-Mg-Na-Ca J4 风积沙滩 18 7.71 0 泉水 826.62 0.08 80.8 0.74 HCO3-SO4-Na-Mg-Ca J5 风积沙滩 17 7.89 5 潜水 1368.28 0.12 200 < 0.01 SO4-HCO3-Cl-Na-Mg J6 风积沙滩 17 7.95 2 潜水 1038.91 0.11 234 0.92 HCO3-NO3-Na-Mg J7 风积沙滩 16 8.01 4 潜水 1538.07 0.11 67.1 0.49 HCO3-Cl-SO4-Na-Mg J8 风积沙滩 12 7.94 4.3 潜水 1668.22 0.1 171 2.01 Na-HCO3 J9 冲积平原 7.13 1 潜水 185.2 0.06 7.97 < 0.01 HCO3-SO4-Ca-Mg J10 冲积平原 17 8.51 潜水 1622.24 0.08 43.2 0.84 Cl-SO4-HCO3-Na-Mg J11 冲洪积平原 16 9.63 2 潜水 1549.54 0.1 6.3 0.69 Cl-SO4-Na-Mg J12 冲洪积平原 8.19 3.5 潜水 3278.22 0.1 79.6 < 0.01 Cl-SO4-Na-Mg 由表 1、图 2可以看出，研究区13组水样中三氮NH4+、NO3–、NO2–水化学特征，含量范围分别为0.06~0.12mg/L、4.67~234mg/L、 < 0.01~2.01mg/L，与国家地下水质量标准Ⅲ类水质限值对比，氨氮均检出，但未污染；NO2–均检出，其中6组含量为重度或极严重污染；NO3–的7组样品未检出，其余5组NO3–污染级别为中度、轻度污染。空间上无论矿权范围还是矿权外，污染样点均存在，不同的是NO3–污染主要在第四系潜水含水层中，而NO3–污染已经迁移至承压水中。超标样点占调查样点的75%。
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图 2 宁东梅花井地下水三氮污染评价Figure 2. Evaluation graph of groundwater three nitrogen pollutants in Meihuajing field, Ningdong3.2 矿区地下水氮物源
本次采集了煤矸石和区域土壤，pH为碱性。煤矸石产生量约占煤炭开采量的5%~25%[20]。从表 2可知，区域土壤氮含量平均值为346mg/kg，氮含量为5级，氮养分缺乏；煤矸石氮含量平均值为1213mg/kg，氮含量为3级，氮养分足量。矸石中含有丰富的N元素，即矿业开发为地下水氮污染提供了丰富的氮源。刘钦甫等[21]在煤矸石中氮溶出的动态淋滤实验中，得出煤矿区地表矸石中含有吸附状态的硝态氮，而这部分氮较容易被水所溶出，特别是中性水比酸性水更容易使其溶出。在3种形态的氮中，硝态氮明显占优势，且其变化趋势与总氮一致。
表 2 煤矸石、表土中N元素含量Table 2. The content of nitrogen in gangue and soil物源类型 样品编号 N pH 附近布设井孔 GS1 301 8.7 GS2 1556 7.58 研究区内 GS3 1406 8.02 GS4 257 6.78 GS5 519 8.31 GS6 424 8.70 GS7 899 8.15 GS8 859 8.23 GS9 1523 8.12 煤矸石 GS10 173 9.22 GS11 2382 8.15 研究区外 GS12 1668 7.78 GS13 703 8.39 GS14 2331 7.89 GS15 3123 7.52 GS16 2131 7.13 GS17 1595 7.14 GS18 770 10.97 GS19 418 8.36 煤矸石平均值 1213 8.17 土壤 T1 472 9.21 J3 T2 290 9.34 J5 T3 440 9.26 J2 T4 386 9.41 J1 T5 170 8.97 J7 T6 320 8.95 J11 土壤平均值 346 9.19 中国土壤普查技术含量分级[22] 6级 < 50 5级 50~750 4级 750~1000 3级 1000~1500 2级 1500~2000 1级 >2000 粉煤灰场旁水样取自电厂灰渣贮灰场旁边的水塘，废水排放标准暂无对硝酸盐的规定，本文参照国家地表水环境质量标准（GB3838—2002）和国家地下水环境质量标准（GB/T 14848—93）Ⅲ类水限值。从表 3可知，淋滤液、河水、湖水、降雨中含有硝酸盐和氨氮成分，但相对国家标准其水质是安全的。
表 3 粉煤灰淋滤液、地表水、雨水中N元素含量Table 3. The content of nitrogen in fly ash filter, surface water and rain water水样类型 样品编号 NH4+ NO3– NO2– 粉煤灰场旁水样 F1 0.06 10.8 < 0.01 F2 0.07 8.09 < 0.01 F3 0.07 11.4 < 0.01 河水 H1 < 0.02 1.36 < 0.01 H2 < 0.02 4.09 < 0.01 湖水 H3 0.07 1.9 < 0.01 雨水 Y1 0.04 2 0 国家地表水环境质量标准（GB38382002）Ⅲ类水限值 1 10 研究区为牧区，大量的牧羊粪便随着地表或雨水进入地下水，施用动物粪便等的地区，地表水回补后的地下水NO3–值较高；地下水中N元素的浓度逐年增加[22-24]。
4. 讨论
地下水中三种主要的无机氮形态NH4+、NO3–、NO2–，以NO3–、NO2–为主，其中地下水中的NO3-占无机氮的比例最高，氨氮未出现超标，超标成分为NO3–、NO2–。那么地下水中NH4+不超标而NO3–、NO2–超标的影响因素是什么？
首先，从地下水补给-径流-排泄条件考虑：①垂向补给条件，由前述可知，目前淋滤液、河水、湖水中三氮相对国家标准水质是安全的，引起地下水硝酸盐和亚硝酸盐超标的可能性较小。但是由于有丰富的物源，在地表水或降雨长期淋滤作用下，沿垂向可能引起地下水中硝酸盐和亚硝酸盐的超标。②受地形地貌影响明显，地下水补给区位于夹山梁和布朗山，研究区只有J9井孔位于丘陵高地，水质良好，而处于经过长期的蒸发作用和溶滤作用的排泄区的样点，如J8、J10、J11井点中，NO3和NO2–含量增加，出现超标现象，J8井点中的NO3–、NO2–超标倍数分别为99.5倍、7.55倍，J10井点中的NO3–、NO2–超标倍数分别为41、1.16倍，J11井点中的NO3–超标倍数为33.5倍。③煤矿采掘扰动改变含水层围岩和径流条件，也会促进N的释放。如J1与J2井点具相似的地形条件，不同的是J2位于矿权范围，井孔中NO3–含量出现超标现象，而在矿权范围外的J1井水质良好，煤炭资源在开采过程中，煤层、围岩中的氮化物矿物与氧气和水接触，在微生物的催化作用下，经过一系列复杂的地球化学反应，可促进N元素的释放。由于矿井水在地下与围岩裂隙水存在着一定的水力联系，这些含氮物质的释放将会对水环境造成严重的威胁[25-28]。
其次，地下水水文地球化学特性的众多研究表明，地下水氮污染形式主要是NO3–的污染，其是国内外最普遍、污染面积最大的地下水污染问题[29-31]，在NH4+、NO3–、NO2–系统中三氮变化关系通常总是向NO3–转化，而NO2–浓度增高的罕见情况也只是具有暂时性意义[6]。因此长期以来，NO2–在潜水中出现增高甚至超标，取决于复杂的地下水中氮的转化过程，主要包括有机氮的矿化作用、NH4+吸附作用、硝化作用、反硝化作用、异化还原等[31]。同时温度、pH、Eh、土层介质厚度、土壤透气性等也是重要的影响因素[25, 32-35]。Sitaula等[35]认为，硝化反应的最佳pH值范围为8~8.4，pH值低于7时，硝化速率明显降低，低于6或高于9.6时，硝化反应几乎停止，研究区pH值范围为7.73~9.63，是硝化反应的最佳区域。王晓娟等[36]认为，在氮的转化过程中，细菌起着重要的作用，几乎所有微生物在好氧环境转变为厌氧环境后均可参与硝化过程；有研究表明，某些反硝化细菌在好氧条件下也可以进行反硝化[37]，一定温度范围内，氮矿化（氮由有机态转化为无机态NH4+或NH3的过程）随温度的升高而升高，随土层深度增加而降低，随土壤通透性的降低而降低，这也可能是潜水中NO3–、NO2–含量高而承压水中只有NO3–含量高的原因。
5. 结论
（1）NO3–、NO2–与国家地下水质量标准Ⅲ类水质限值对比污染严重，NO2–污染主要在第四系潜水含水层中，而NO3–在潜水和承压水中均有污染。研究区超标样点占调查样点的76.92%。根据物源和氮污染空间分布情况推测，煤矿区氮的污染很可能是研究区高地球化学背景引起的。
（2）NO3–在研究区浅层地下水中的相对含量较高，NO3–毫克当量百分数超过25%的水样，对水化学类型产生影响。
（3）NO3–、NO2–的影响因素很大程度受限于煤矿开采、地形地貌条件、垂向补给及水文地球化学条件。低山丘陵高地及煤矿开采未影响到的地方，水质较好。温度、pH、Eh、土层介质厚度、土壤透气性等也是重要的影响因素。
致谢: 感谢黑龙江省地质科学研究所李檬、赵洪强高级工程师对采样工作的支持；感谢黑龙江省自然资源调查院周兴福教授级高级工程师对野外调查工作的指导与帮助。 -
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图版Ⅰ
a、b.英安岩，石英斑晶发生一定溶蚀；c.流纹岩；d.粗面岩；e、f.英安质熔结凝灰岩，显微镜下具明显的假流动构造。Qtz—石英；Pl—斜长石；Ser—绢云母；Bt—黑云母；Sa—透长石；Mc—微斜长石
图版Ⅰ.
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图 2 英安岩锆石阴极发光图像及年龄
Figure 2. Cathodoluminescence images of the zircons from the dacite samples
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图 3 英安岩样品(ZK0402U-Pb02)锆石U-Pb年龄谐和图
Figure 3. The zircon U-Pb age concordia diagram of the dacite sample (ZK0402U-Pb02)
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图 4 英安岩样品(ZK0803U-Pb04)锆石U-Pb年龄谐和图
Figure 4. The zircon U-Pb age concordia diagram of the dacite sample(ZK0803U-Pb04)
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图 5 流纹岩样品(ZK0402U-Pb01)锆石阴极发光图像及年龄
Figure 5. Cathodoluminescence (CL) images of the zircons from the rhyolite sample(ZK0402U-Pb01)
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图 6 流纹岩(ZK0402U-Pb01)锆石U-Pb年龄谐和图
Figure 6. Zircon U-Pb age concordia diagram of the rhyolite sample(ZK0402U-Pb01)
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图 9 中侏罗世火山岩Yb-Ta图解(a)和Y-Nb图解[44] (b)
Figure 9. Yb-Ta (a) and Y-Nb(b) diagrams of the Middle Jurassic volcanic rocks
表 1 英安岩样品(ZK0402U-Pb-02)LA-ICP-MS锆石U-Th-Pb同位素测年数据
Table 1 LA-ICP-MS U-Th-Pb isotopic dating results of the zircon samples from the dacite(ZK0402U-Pb-02)
测点 含量/10-6 232Th/238U 207Pb/206Pb年龄/Ma 1σ 207Pb/235U年龄/Ma 1σ 206Pb/238U年龄/Ma 1σ 208Pb/232Th年龄/Ma 1σ 208Pb/232Th 1σ 207Pb/206Pb 1σ 207Pb/235U 1σ 206Pb/238U 1σ Pb Th U ZK0402U-Pb-02-01 9.91 252 303 0.8317 58 119 155 7.3 162 2.2 145 3.8 0.0072 0.0002 0.0472 0.0024 0.1652 0.0084 0.0255 0.0003 ZK0402U-Pb-02-02 4.45 92 130 0.7062 250 148 178 9.3 173 2.5 151 4.9 0.0075 0.0002 0.0512 0.0033 0.1912 0.0109 0.0273 0.0004 ZK0402U-Pb-02-03 3.14 52 98 0.5337 13 185 156 10.1 170 2.9 153 6.9 0.0076 0.0003 0.0463 0.0037 0.1658 0.0116 0.0267 0.0005 ZK0402U-Pb-02-04 4.25 87 130 0.6669 187 170 166 10.2 167 2.7 154 5.4 0.0076 0.0003 0.0498 0.0036 0.1775 0.0118 0.0262 0.0004 ZK0402U-Pb-02-05 3.07 49 95 0.5132 232 191 177 11.8 176 3.2 144 7.1 0.0071 0.0004 0.0508 0.0042 0.1907 0.0138 0.0276 0.0005 ZK0402U-Pb-02-06 2.99 95 83 1.1393 217 191 169 11.7 166 2.9 150 4.9 0.0074 0.0002 0.0505 0.0041 0.1813 0.0136 0.0261 0.0005 ZK0402U-Pb-02-07 3.52 77 111 0.6928 239 178 166 10.3 163 3.0 150 6.1 0.0074 0.0003 0.0509 0.0039 0.1773 0.0119 0.0256 0.0005 ZK0402U-Pb-02-08 3.78 72 122 0.5861 198 200 163 13.0 161 3.0 153 6.6 0.0076 0.0003 0.0501 0.0046 0.1742 0.0151 0.0254 0.0005 ZK0402U-Pb-02-09 5.33 110 161 0.6832 189 146 173 9.7 175 2.8 150 5.3 0.0075 0.0003 0.0497 0.0031 0.1858 0.0113 0.0275 0.0004 ZK0402U-Pb-02-10 3.92 73 121 0.6000 143 178 166 10.6 173 2.9 149 6.2 0.0074 0.0003 0.0489 0.0039 0.1779 0.0123 0.0273 0.0005 ZK0402U-Pb-02-11 3.29 61 105 0.5771 361 168 175 11.9 166 3.3 153 6.3 0.0076 0.0003 0.0537 0.0041 0.1879 0.0139 0.0261 0.0005 ZK0402U-Pb-02-12 1.65 43 48 0.8965 506 256 176 14.5 169 4.6 155 8.2 0.0077 0.0004 0.0574 0.0066 0.1892 0.017 0.0265 0.0007 ZK0402U-Pb-02-13 3.40 64 108 0.5917 439 157 186 11.2 168 3.1 151 6.8 0.0075 0.0003 0.0557 0.0039 0.2007 0.0133 0.0264 0.0005 ZK0402U-Pb-02-14 1.97 49 59 0.8288 450 227 180 13.8 164 3.6 159 7.6 0.0079 0.0004 0.0559 0.0058 0.1938 0.0163 0.0257 0.0006 ZK0402U-Pb-02-15 4.43 102 133 0.7669 109 163 163 9.9 170 2.4 151 5.2 0.0075 0.0003 0.0482 0.0035 0.1737 0.0114 0.0267 0.0004 ZK0402U-Pb-02-16 3.91 91 116 0.7810 361 146 182 10.2 169 2.7 149 5.0 0.0074 0.0002 0.0537 0.0035 0.1963 0.0121 0.0266 0.0004 ZK0402U-Pb-02-17 3.87 103 112 0.9196 72 185 160 10.1 170 3.0 145 4.9 0.0072 0.0002 0.0475 0.0039 0.1705 0.0116 0.0267 0.0005 ZK0402U-Pb-02-18 5.25 145 152 0.9539 354 142 181 10.2 166 2.8 153 4.7 0.0076 0.0002 0.0536 0.0035 0.195 0.012 0.0262 0.0004 ZK0402U-Pb-02-19 4.55 73 144 0.5090 211 157 170 9.8 169 2.7 154 5.9 0.0077 0.0003 0.0501 0.0034 0.1826 0.0114 0.0265 0.0004 ZK0402U-Pb-02-20 10.94 288 314 0.9172 387 104 185 7.8 170 2.2 153 3.7 0.0076 0.0002 0.0544 0.0025 0.2001 0.0092 0.0267 0.0003 ZK0402U-Pb-02-21 1.73 41 51 0.7953 146 241 163 15.2 165 3.9 162 8.1 0.008 0.0004 0.049 0.0054 0.174 0.0176 0.026 0.0006 ZK0402U-Pb-02-22 3.18 68 93 0.7292 98 189 165 11.7 172 3.1 161 5.6 0.008 0.0003 0.048 0.004 0.1769 0.0136 0.027 0.0005 ZK0402U-Pb-02-23 12.59 289 367 0.7875 272 93 182 6.9 175 2.9 162 4.0 0.008 0.0002 0.0517 0.0021 0.1959 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0.0267 0.0004 ZK0803U-Pb-04-08 6.46 68 206 0.3277 300 135 181 9.0 176 2.4 160 5.9 0.008 0.0003 0.0521 0.0031 0.1947 0.0106 0.0277 0.0004 ZK0803U-Pb-04-09 15.60 316 455 0.6945 256 94 179 6.6 175 1.4 157 3.5 0.0078 0.0002 0.0512 0.0021 0.1931 0.0078 0.0275 0.0002 ZK0803U-Pb-04-10 21.22 438 640 0.6844 83 93 165 6.2 171 1.5 151 2.7 0.0075 0.0001 0.0477 0.0019 0.1768 0.0072 0.0269 0.0002 ZK0803U-Pb-04-11 17.16 273 530 0.5151 243 79 179 6.1 174 1.6 152 3.4 0.0076 0.0002 0.0511 0.0019 0.1926 0.0071 0.0274 0.0003 ZK0803U-Pb-04-12 8.22 160 247 0.6478 346 100 184 7.0 173 1.9 147 3.8 0.0073 0.0002 0.0534 0.0024 0.1983 0.0082 0.0272 0.0003 ZK0803U-Pb-04-14 4.75 131 136 0.9632 389 145 181 9.7 166 2.5 145 4.6 0.0072 0.0002 0.0542 0.0034 0.1956 0.0114 0.0261 0.0004 ZK0803U-Pb-04-15 2.65 77 76 1.0211 232 216 166 10.1 165 3.1 148 5.2 0.0074 0.0003 0.0508 0.004 0.1774 0.0117 0.026 0.0005 ZK0803U-Pb-04-16 5.96 154 168 0.9167 195 122 171 8.1 172 2.6 160 4.4 0.008 0.0002 0.05 0.0026 0.1836 0.0094 0.027 0.0004 ZK0803U-Pb-04-17 14.43 217 456 0.4759 143 90 168 6.4 170 1.9 154 4.0 0.0076 0.0002 0.0489 0.0019 0.1801 0.0074 0.0267 0.0003 ZK0803U-Pb-04-18 7.39 128 211 0.6066 298 117 187 8.9 179 2.3 171 4.9 0.0085 0.0002 0.0523 0.0027 0.2028 0.0105 0.0282 0.0004 ZK0803U-Pb-04-19 22.94 401 696 0.5761 154 79 175 5.5 176 2.2 164 3.6 0.0082 0.0002 0.0491 0.0016 0.1878 0.0065 0.0276 0.0003 ZK0803U-Pb-04-20 25.87 449 792 0.5669 143 81 170 5.4 172 1.5 158 3.1 0.0079 0.0002 0.0489 0.0017 0.1824 0.0063 0.0271 0.0002 ZK0803U-Pb-04-21 8.55 133 267 0.4981 146 112 169 7.4 172 2.1 164 4.3 0.0081 0.0002 0.0489 0.0024 0.1814 0.0086 0.0271 0.0003 ZK0803U-Pb-04-22 11.45 208 329 0.6322 209 122 178 7.1 176 2.0 201 6.7 0.01 0.0003 0.0503 0.0027 0.1912 0.0083 0.0276 0.0003 ZK0803U-Pb-04-23 8.19 175 238 0.7353 394 126 194 9.5 176 2.9 178 5.1 0.0089 0.0003 0.0546 0.003 0.2101 0.0113 0.0277 0.0005 ZK0803U-Pb-04-24 12.64 293 378 0.7751 198 93 176 6.5 174 1.9 148 3.5 0.0073 0.0002 0.0501 0.002 0.1892 0.0076 0.0274 0.0003 ZK0803U-Pb-04-25 6.46 111 190 0.5842 256 131 187 9.7 182 2.5 172 5.6 0.0086 0.0003 0.0511 0.0029 0.2017 0.0115 0.0286 0.0004 ZK0803U-Pb-04-26 23.42 464 706 0.6572 165 89 178 6.5 178 1.8 159 3.1 0.0079 0.0002 0.0493 0.0019 0.1912 0.0076 0.028 0.0003 ZK0803U-Pb-04-27 5.71 202 152 1.3289 317 122 178 8.5 169 2.7 156 3.9 0.0077 0.0002 0.0527 0.0028 0.1916 0.0099 0.0266 0.0004 ZK0803U-Pb-04-28 7.19 105 220 0.4773 100 117 172 8.5 179 2.2 166 5.1 0.0082 0.0003 0.0478 0.0027 0.1846 0.01 0.0282 0.0003 ZK0803U-Pb-04-29 15.37 234 449 0.5212 409 81 197 6.2 181 1.7 185 4.1 0.0092 0.0002 0.0549 0.002 0.2144 0.0074 0.0285 0.0003 ZK0803U-Pb-04-30 7.42 134 234 0.5726 280 113 172 7.4 166 2.2 157 4.6 0.0078 0.0002 0.0519 0.0026 0.1842 0.0086 0.026 0.0004 ZK0803U-Pb-04-31 9.87 241 272 0.8860 372 116 188 7.8 174 2.0 173 4.7 0.0086 0.0002 0.054 0.0028 0.2029 0.0093 0.0274 0.0003 ZK0803U-Pb-04-33 6.48 251 174 1.4425 33 133 154 7.7 163 2.5 145 3.5 0.0072 0.0002 0.0465 0.0027 0.1633 0.0088 0.0257 0.0004 ZK0803U-Pb-04-34 2.06 53 60 0.8837 232 198 161 9.1 163 4.0 168 6.5 0.0084 0.0003 0.0508 0.0043 0.1722 0.0105 0.0256 0.0006 ZK0803U-Pb-04-36 17.30 363 519 0.6994 154 85 168 5.5 170 1.7 150 3.2 0.0074 0.0002 0.0491 0.0018 0.1801 0.0064 0.0266 0.0003 ZK0803U-Pb-04-37 4.25 109 121 0.9008 367 156 182 10.1 172 2.6 149 5.0 0.0074 0.0002 0.0537 0.0037 0.1966 0.0119 0.0271 0.0004 ZK0803U-Pb-04-38 21.23 439 618 0.7104 172 81 175 5.3 174 1.5 157 2.6 0.0078 0.0001 0.0495 0.0016 0.1877 0.0062 0.0273 0.0002 ZK0803U-Pb-04-39 10.07 153 309 0.4951 302 156 193 12.7 182 3.5 161 5.1 0.008 0.0003 0.0524 0.0035 0.2092 0.0151 0.0287 0.0006 ZK0803U-Pb-04-32 21.88 139 253 0.5494 309 77 427 10.6 449 4.3 409 8.2 0.0204 0.0004 0.0526 0.0017 0.5224 0.0159 0.0721 0.0007 ZK0803U-Pb-04-13 39.90 288 214 1.3458 854 -147 805 13.5 788 6.0 704 11.5 0.0354 0.0006 0.0675 0.0017 1.2091 0.0294 0.13 0.001 
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表 2 流纹岩样品(ZK0402U-Pb-01)LA-ICP-MS锆石U-Th-Pb同位素测年数据
Table 2 LA-ICP-MS U-Th-Pb isotopic dating results of the zircon samples from the rhyolite(ZK0402U-Pb-01)
测点 含量/10-6 232Th/238U 207Pb/206Pb年龄/Ma 1σ 207Pb/235U年龄/Ma 1σ 206Pb/238U年龄/Ma 1σ 208Pb/232Th年龄/Ma 1σ 208Pb/232Th 1σ 207Pb/206Pb 1σ 207Pb/235U 1σ 206Pb/238U 1σ Pb Th U ZK0402U-Pb-01-01 8.12 119 274 0.4348 302 119 171 8.4 161 2.0 162 4.7 0.0081 0.0002 0.0523 0.0027 0.1840 0.0098 0.0254 0.0003 ZK0402U-Pb-01-02 8.09 140 254 0.5491 300 147 178 8.0 171 2.3 164 4.6 0.0082 0.0002 0.0522 0.0026 0.1914 0.0094 0.0268 0.0004 ZK0402U-Pb-01-03 5.07 100 155 0.6421 417 126 184 9.3 166 2.9 175 6.7 0.0087 0.0003 0.0551 0.0031 0.1985 0.0110 0.0262 0.0005 ZK0402U-Pb-01-04 9.83 193 301 0.6417 346 106 180 6.9 169 2.3 160 3.7 0.0080 0.0002 0.0534 0.0024 0.1941 0.0081 0.0266 0.0004 ZK0402U-Pb-01-05 10.86 147 353 0.4153 132 101 165 6.7 168 1.9 162 4.6 0.0081 0.0002 0.0487 0.0022 0.1770 0.0077 0.0264 0.0003 ZK0402U-Pb-01-06 6.00 87 191 0.4571 261 131 174 8.5 169 2.4 165 5.7 0.0082 0.0003 0.0515 0.0029 0.1866 0.0099 0.0266 0.0004 ZK0402U-Pb-01-07 8.64 132 292 0.4513 42.7 119 154 7.1 161 2.1 151 4.5 0.0075 0.0002 0.0469 0.0024 0.1634 0.0081 0.0253 0.0003 ZK0402U-Pb-01-08 10.00 133 333 0.4000 176 115 166 7.4 166 2.3 159 4.7 0.0079 0.0002 0.0496 0.0024 0.1775 0.0086 0.0261 0.0004 ZK0402U-Pb-01-09 9.67 153 321 0.4754 64.9 100 156 5.6 163 2.1 167 4.8 0.0083 0.0002 0.0473 0.0020 0.1659 0.0065 0.0256 0.0003 ZK0402U-Pb-01-10 8.49 225 241 0.9337 261 122 172 8.2 166 2.2 162 4.0 0.0080 0.0002 0.0514 0.0027 0.1850 0.0096 0.0262 0.0003 ZK0402U-Pb-01-11 27.57 222 926 0.2400 200 67 170 4.4 172 1.7 159 4.0 0.0079 0.0002 0.0488 0.0014 0.1819 0.0051 0.0270 0.0003 ZK0402U-Pb-01-12 8.17 170 251 0.6775 122 106 165 7.9 168 2.6 159 4.8 0.0079 0.0002 0.0483 0.0025 0.1760 0.0091 0.0264 0.0004 ZK0402U-Pb-01-13 15.46 291 473 0.6155 211 103 173 7.4 171 1.9 173 4.5 0.0086 0.0002 0.0502 0.0023 0.1859 0.0087 0.0268 0.0003 ZK0402U-Pb-01-14 9.54 179 297 0.6038 367 105 180 7.9 167 2.0 158 4.1 0.0078 0.0002 0.0537 0.0026 0.1939 0.0092 0.0262 0.0003 ZK0402U-Pb-01-15 15.14 213 480 0.4429 332 80 185 6.2 174 2.0 164 5.3 0.0081 0.0003 0.0531 0.0019 0.2003 0.0073 0.0273 0.0003 ZK0402U-Pb-01-16 8.63 136 264 0.5151 300 120 179 8.3 172 2.2 172 5.1 0.0085 0.0003 0.0522 0.0027 0.1933 0.0097 0.0271 0.0004 ZK0402U-Pb-01-17 9.53 112 302 0.3713 354 115 184 8.1 172 1.9 175 4.7 0.0087 0.0002 0.0536 0.0027 0.1990 0.0096 0.0270 0.0003 ZK0402U-Pb-01-18 6.80 155 208 0.7467 78 139 156 8.0 163 2.4 158 4.5 0.0078 0.0002 0.0474 0.0031 0.1665 0.0091 0.0256 0.0004 ZK0402U-Pb-01-19 10.75 129 355 0.3638 394 93 185 7.0 168 2.2 169 4.5 0.0084 0.0002 0.0546 0.0022 0.1993 0.0083 0.0263 0.0004 ZK0402U-Pb-01-20 10.62 240 321 0.7460 345 94 179 7.1 166 2.2 153 3.9 0.0076 0.0002 0.0532 0.0022 0.1926 0.0083 0.0261 0.0003 ZK0402U-Pb-01-21 12.45 192 395 0.4878 233 98 172 6.4 168 1.8 165 4.5 0.0082 0.0002 0.0507 0.0021 0.1841 0.0075 0.0264 0.0003 ZK0402U-Pb-01-22 15.07 165 481 0.3434 169 91 173 6.2 173 1.8 170 4.3 0.0084 0.0002 0.0494 0.0019 0.1858 0.0072 0.0271 0.0003 ZK0402U-Pb-01-23 7.82 104 256 0.4044 139 98 163 5.8 165 1.9 167 4.9 0.0083 0.0002 0.0488 0.0021 0.1743 0.0067 0.0259 0.0003 ZK0402U-Pb-01-24 11.14 152 351 0.4323 209 112 172 7.3 170 2.0 180 13.3 0.0089 0.0007 0.0503 0.0023 0.1847 0.0085 0.0267 0.0003 ZK0402U-Pb-01-25 9.08 134 301 0.4456 150 150 161 7.4 162 2.3 173 6.3 0.0086 0.0003 0.0491 0.0025 0.1716 0.0085 0.0255 0.0004
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表 3 中侏罗世火山岩主量、稀土及微量元素分析结果
Table 3 Major, trace and rare earth elements compositions of the Middle Jurassic volcanic rocks
样号 YTZK01 YTZK02 YTZK03 YTZK04 YTZK05 YTZK06 YTZK07 岩石名称 英安岩 粗面岩 流纹岩 流纹岩 英安岩 英安岩 英安岩 SiO2 66.14 60.2 77.88 73.95 64.03 61.23 66.78 TiO2 0.98 0.7 0.11 0.27 0.86 1.10 0.72 Al2O3 15.37 19.00 11.42 13.18 16.89 18.77 14.54 Fe2O3 2.15 2.12 1.19 0.64 2.72 2.15 1.27 FeO 2.57 1.82 0.06 0.99 1.36 5.75 2.28 MnO 0.11 0.08 0.02 0.08 0.05 0.15 0.16 MgO 1.12 1.3 0.25 1.01 0.92 1.60 1.20 CaO 1.84 2.92 0.57 1.68 0.46 0.29 2.61 Na2O 4.32 3.88 1.93 0.10 0.23 0.26 3.27 K2O 2.88 3.78 3.97 3.60 4.41 3.79 3.13 P2O5 0.35 0.33 0.04 0.08 0.23 0.17 0.21 烧失量 1.46 3.14 2.04 4.41 4.24 3.81 3.48 总量 99.29 99.27 99.48 100.01 96.40 99.06 99.64 分异指数(DI) 69.77 65.65 85.6 79.49 71.24 63.43 70.50 Na2O+ K2O 7.20 7.66 5.90 3.70 4.64 4.05 6.40 A/NK 1.50 1.81 1.53 3.25 3.28 4.15 1.66 A/CNK 1.13 1.20 1.34 1.85 2.82 3.73 1.08 SI 8.59 10.09 3.40 15.98 9.67 11.83 10.74 AR 2.44 2.07 1.95 1.66 1.73 1.54 2.19 σ43 2.24 3.41 1.00 0.44 1.02 0.9 1.72 Rb — — — 127.11 154.74 127.15 78.81 Ba — — — 412.84 566.55 401.77 814.69 Th 8.54 11.14 10.52 13.17 7.69 7.40 7.89 U — — — 4.36 2.47 1.68 2.42 Nb 13.4 13.99 12.56 10.67 13.41 15.11 12.12 Ta 0.91 1.31 2.05 1.07 0.81 0.97 0.77 Pb 11.6 19.1 26.6 30.09 17.81 2.19 24.87 Sr 276 372 91 65.51 77.39 77.04 388.49 Zr 321 308 133 101.35 302.37 226.51 251.32 Hf — — — 3.37 7.53 5.81 6.62 Y 40.07 36.33 12.79 18.06 37.53 24.04 33.76 La 41.03 49.09 29.31 30.0 37.3 28.7 34.4 Ce 86.85 82.47 57.48 59.4 80.70 61.80 75.00 Pr 11.61 12.19 6.53 6.50 9.83 7.31 9.03 Nd 47.52 47.79 22.30 21.6 40.0 28.6 36.2 Sm 9.65 9.40 3.45 3.86 7.91 5.85 7.66 Eu 2.29 2.33 0.55 0.66 1.92 1.24 1.75 Gd 8.93 8.42 2.75 2.79 7.49 4.94 6.67 岩石名称 英安岩 粗面岩 流纹岩 流纹岩 英安岩 英安岩 英安岩 Tb 1.42 1.35 0.41 0.47 1.13 0.80 1.02 Dy 7.94 7.42 2.20 2.83 6.37 4.26 5.75 Ho 1.56 1.38 0.43 0.59 1.31 0.92 1.18 Er 4.26 3.9 1.37 1.73 3.55 2.49 3.28 Tm 0.62 0.55 0.23 0.28 0.52 0.35 0.50 Yb 3.81 3.57 1.62 2.00 3.34 2.50 3.22 Lu 0.55 0.54 0.27 0.33 0.52 0.40 0.48 ∑REE 228.04 230.40 128.90 132.96 201.93 150.07 186.20 ∑LREE 198.95 203.27 119.62 121.95 177.69 133.42 164.09 ∑HREE 29.09 27.13 9.28 11.01 24.24 16.65 22.10 δEu 0.74 0.79 0.53 0.59 0.75 0.69 0.73 δCe 0.92 0.77 0.94 0.96 0.97 0.98 0.98 (La/Yb)N 7.28 9.29 12.23 10.14 7.55 7.74 7.23 (La/Sm)N 2.68 3.29 5.35 4.89 2.97 3.08 2.83 (Gd/Yb)N 1.90 1.91 1.38 1.13 1.82 1.60 1.68 ∑LREE/∑HREE 6.84 7.49 12.89 11.07 7.33 8.02 7.42 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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