-
摘要:
文章选取赣东北地区东坑口酸性岩体作为研究对象,对酸性岩体的岩相学、年代学及锆石原位Hf同位素、岩石地球化学进行研究。通过LA-ICP-MS锆石U-Pb定年得出东坑口酸性岩体中花岗斑岩的年龄为(134.25±0.99)Ma,花岗闪长斑岩加权平均年龄为(132.6±1.3)Ma,可以判断其形成时代属燕山晚期。东坑口酸性岩体主量元素地球化学特征基本一致,均为高钾钙碱性花岗岩,SiO2含量较高,铝饱和指数A/CNK值均小于1.1,属于典型的I型花岗岩;微量元素地球化学表现为富集大离子亲石元素Rb、Th、U,明显亏损高场强元素Ti、P,轻微亏损Ba、Sr的特征;酸性岩体稀土元素特征具有一致性,Eu亏损不明显。结合Hf同位素表明酸性岩体的岩浆由下地壳变质砂岩部分熔融组合形成,且东坑口岩体具有典型的埃达克岩特征,为低Mg#埃达克岩系。该酸性岩体是在陆陆碰撞过程中,碰撞挤压致使下地壳加厚以后,向伸展减薄转换的体制中形成的。产出环境为陆内造山环境,太平洋板块向华南大陆俯冲引起的弧后多阶段岩石圈伸展作用。
Abstract:Dongkengkou acid pluton in northeast Jiangxi Province was selected as a study case to expound its petrography, chronology, zircon Hf isotopes and petrogeochemistry. The LA-ICP-MS zircon U-Pb dating of granite porphyry and granodiorite porphyry yields ages of (134.25±0.99)Ma and(132.6±1.3)Ma respectively, indicating that the Dongkengkou pluton was emplaced during the late Yanshanian. The main element geochemical characteristics of Donggangkou acidic pluton are basically the same. They are all high-k calc-alkaline granites with high SiO2 content and aluminum saturation index A/CNK values less than 1.1, which belong to typical I-type granite. The pluton is enriched in large ion lithophile elements such as Rb, Th and U, depleted in high field strength elements such as Ti and P, and slightly depleted in Ba and Sr. The characteristics of rare earth elements in acidic rocks are consistent, but Eu deficit is not obvious. Combined with Hf isotopes, it is indicated that the magma of the pluton was formed by the partial melting of metamorphic sandstone from the lower crust. It has typical characteristics of adakite rocks with low Mg. It is inferred that the pluton was formed during the transformation from crust thickening due to collision and compression to crust thinning due to extension in the process of continent-continent collision. The tectonic environment is intracontinental orogen. The subduction of the Pacific plate to the South China Continent results in the back-arc multi-stage lithospheric extension.
-
Keywords:
- acid pluton /
- chronology /
- genesis /
- geological survey engineering /
- Dongkengkou /
- Wuyuan /
- Jiangxi
-
1. 引言
砷(As)在自然界普遍存在,是国际癌症研究机构(IARC)列出的第Ⅰ类明确致癌物(WHO, 2011;Shahid et al., 2018)。饮用水砷浓度最敏感的毒性阈值尚未确定,世界卫生组织推荐的饮用水砷浓度限值为10 μg/L(WHO, 2011)。美国环境保护署(EPA)和国家研究委员会(NRC)指出,长期饮用浓度低至5 μg/L甚至3 μg/L的水可能会对人类健康造成慢性影响,引发癌症(Taheri et al., 2017)。饮用高砷地下水是人类遭受砷暴露风险的主要途径,全球有超过1亿人承受高砷地下水的暴露风险,其中中国有1900万(Duan et al., 2017; Li et al., 2017;Cao et al., 2018;Shahid et al., 2018)。
高砷地下水在全球分布广泛,南亚、东南亚是地下水砷污染的典型地区,已经开展过深入而广泛的地球化学研究,解析高砷地下水的形成演化过程,追溯砷的来源及其溶出释放机制(Tang et al., 1996;Wang et al., 1998;Deng et al., 2009; Xie et al., 2012;Li et al., 2013;Gan et al., 2014;Hu et al., 2015;Gupta et al., 2017;Zhang et al., 2017;Han et al., 2017;Li et al., 2018;Gillispie et al., 2019;Gao et al., 2020)。含砷矿物氧化溶解及还原活化是高砷地下水形成的主要机制(Gupta et al., 2017; Zhang et al., 2017; Shahid et al., 2018; Gillispie et al., 2019; Stopelli et al., 2020)。中国高砷地下水主要分布在大同盆地、江汉平原、河套盆地、银川盆地等内陆平原区;淮河流域是中国新发现的高砷地下水集中分布区,高砷地下水分布范围广,影响人口众多。根据2010年代开展的淮河流域地下水分析数据统计预测,淮河流域大部分地区的砷暴露风险概率大于0.4,统计发现流域内各村庄监测水井As浓度超过10 μg/L的比例达17%,最高检测值为620 μg/L(Li et al., 2017)。
高砷地下水的形成是在水岩相互作用过程中多因素共同作用的结果。淮河流域富砷地下水砷污染系原生成因,以前的研究工作主要集中在地下水As的水文地球化学分布、饮水型砷中毒地方病的地理分布等方面(Zhang et al., 2010;Chen et al., 2013; Li et al., 2017)。淮河流域高砷地下水的研究程度低,缺乏对高砷地下水的形成过程及其影响因素的深入解析,高砷地下水的形成演化机制不明。本次研究选择淮河平原代表性的高砷地下水小尺度流场,针对以往研究的薄弱环节,运用地下水水文地球化学分析方法,主要研究目标为:(1)分析典型高砷地下水的水文地球化学特征,评估其污染风险;(2)解析高砷地下水的形成演化过程;(3)追溯砷污染物的来源及溶出释放过程。开展高砷地下水的形成演化过程研究,为淮河流域高砷地下水的治理与公共健康风险控制提供科学依据。
2. 研究区概况
淮河流域地处中国东部,流域西起桐柏山、伏牛山,东临黄海,南以大别山、江淮丘陵、通扬运河及如泰运河分界,北以黄河、泰山为界与黄河流域毗邻,地理坐标:111°55′~121°25′E,30°55′~36°36′N,面积为27万km2。该流域处于中国南北气候过渡带,属暖温带半湿润季风气候区,年平均气温11~16℃。其地质构造上位于华北板块、扬子板块、秦岭造山系3个构造单元的交接地带(Zhang et al., 2015) (图 1)。
研究区安徽省太和县位于淮河流域中部,以冲积平原地貌为主,海拔高程一般15~50 m,地势由西北向东南微倾。研究区分布最广的地下水类型为松散岩类孔隙水,水文地质分区划分为淮河中游淮北冲积平原区。自新近纪(23 Ma)以来,淮河流域形成了巨厚的新近系、第四系松散沉积物,为区域地下水的形成与分布提供了良好的水文地质条件。研究区地下水系统自上而下划分为浅层、中深层、深层含水系统(Li et al., 2018)。浅层地下水赋存于50 m以浅的全新统、上更新统地层,与大气降水、地表水关系密切,地下水埋深一般为2~4 m,均在极限蒸发深度以内,蒸发是浅层地下水的主要排泄途径。中深层地下水赋存于50~150 m的中、下更新统地层,深层地下水主要赋存于150~500 m的新近系(图 1)。由于中、深层地下水埋藏较深(埋深大于50 m),含水层之间有着黏性土层相隔,不能直接接受大气降水的补给,径流缓慢,人工开采是深层地下水的主要排泄途径。
3. 调查研究方法
太和县是淮河平原典型的高砷地下水分布区(图 1),本次研究选择太和县马集镇及相邻区的高砷地下水小尺度流场为天然实验场,采集测试地下水样品。本次研究采用精度为1 km×1 km(局部1 km×0.5 km)的近似网格法布设采样点。本次研究于2019年5、9月采集样品,共采集地下水样64件。采集的地下水样品,主要取自研究区井深不到50 m的浅井,水位埋深4~50 m,含水层为第四系砂层、细砂层、粉砂层。
地下水样品水化学分析了As、K+、Na+、Ca2+、Mg2+、Cl-、SO42-、HCO3-、F-、Br-、总碱度和总酸度。阳离子(Na+, K+, Ca2+, Mg2+)采用电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-OES)测定,阴离子(HCO3-, SO42-, Cl-, F-, Br-)用离子色谱法测定,总碱度、总酸度采用酸滴定法测定,地下水As浓度测试采用荧光光谱仪(AFS-820,中国),As检出限为0.05 μg/L,精密度<1.0%。样品测试分析由中国地质调查局南京地质调查中心实验测试中心完成。研究区地下水化学分析结果见表 1。
表 1 淮河流域安徽太和县地下水化学测试分析(2019年6月、9月采样)Table 1. Chemical assay data of groundwater quality in Taihe County of Anhui Province in Huaihe River Basin (sampled in June and September 2019)根据热力学原理,水岩反应中矿物的溶解与沉淀由各种矿物在地下水中的饱和指数(SI) 决定,利用SI可以识别水质和水化学演化过程(Zhu et al., 2011;Han et al., 2014;Taheri et al., 2017)。SI的数学表达式为:
其中IAP是离子活性积,Ks是矿物的平衡常数。SI<0、SI = 0、SI>0分别为矿物处于溶解、平衡、沉淀阶段的热力学判据,通常认为0.5>SI>-0.5为近饱和状态。
地下水化学分析以SPSS 19.0为平台对数据进行描述统计、相关分析、回归分析,以Phreeqc 3.40为平台选择确定矿物相,计算矿物饱和指数,专题图以Coreldraw X4、AquaChem 3.70为平台制作。
4. 结果与分析
4.1 地下水质量评价
根据地下水化学测试分析结果,依据国家地下水质量标准GB/T 14848-2017分类标准(MLR,2017),地下水中As、Cu、Mo、Ba、Na+、Cl-、SO42-、HCO3-、CO32-、NO3-、NO2-、F-、COD、I、TDS、Mn、HBO2等的均值、标准差与质量分类见表 1。影响太和马集研究区松散岩类孔隙水水质的主要无机组分是砷、钡、钠、氯、氟、碘、锰、硝酸盐、硫酸盐、硼、溶解性总固体,其中砷、氟、锰、钠、硼是最主要影响因子,单项指标超过地下水质量Ⅲ类标准的样品比例均超过50%(表 1、表 2)。
表 2 安徽太和县地下水化学统计分析与评价Table 2. Statistics and evaluation of groundwater chemistry of Taihe Conty, Anhui Province in Huaihe River Basin依据世界卫生组织推荐的饮用水质量标准(WHO, 2011),影响研究区地下水水质的主要因素是As、F浓度。研究区浅层地下水砷浓度为(5.75±5.42) μg/L,呈现明显的空间变异性;超过世界卫生组织饮用水推荐准则值(10 μg/L)样品比例为23%,呈现高暴露风险。地下水氟浓度为(1.29±0.40) mg/L,超过推荐限值(1.5 mg/L)样品比例达31%。
4.2 地下水离子浓度与水化学类型
本次研究采集分析的地下水均为浅层孔隙水,含水岩组为全新统和上更新统含水岩组。根据水化学分析结果,研究区浅层地下水的总溶解固体(TDS)浓度为(719.29±310.20) mg/L,其中大部分样品为低盐度淡水(<1000 mg/L),26%在微咸水(1000~3000 mg/L)范围内。地下水的化学成分受主要离子(SO42-、Cl-、HCO3-、Na+、Ca2+、Mg2+)控制。阴离子成分以HCO3-为主,SO42-和Cl-次之,浓度分别为(617.93±220.25)、(83.73±73.09)、(54.03±58.81) mg/L。阳离子以Na+为优势离子,其次为Ca2+、Mg2+,浓度分别为(186.04±120.17)、(46.17±27.91)、(39.48±12.39) mg/L。
研究区测试样品总碱度(516±169) mg/L,总酸度(20.00±4.63) mg/L,地下水呈碱性。测试样品总碱度与HCO3-浓度极显著正相关,相关系数R=0.997(P≤0.01),故水样中总碱度表现为HCO3-碱度,总碱度大小总体上反映了HCO3-含量的大小。高砷地下水总碱度主要分布在400~700 mg/L(图 2),研究区碳酸盐岩矿物风化作用和离子交换反应升高了地下水的碱度。
优势离子决定了地下水的类型,按piper三线图统计,研究区水化学类型以HCO3-Na为主,其次为HCO3-Na·Mg、HCO3-Na·Ca,HCO3-Na·Ca·Mg型。高砷地下水的水化学类型主要为HCO3-Na型(图 3)
4.3 地下水演化过程
4.3.1 蒸发浓缩作用
Cl和Br也是地下水中普遍存在的溶质,由于Cl、Br在天然水中的保守行为和高溶解度,离子交换反应与矿物表面吸附等过程不能显著改变Cl和Br的浓度。岩盐(NaCl)矿物结构中不含较大的Br离子,其Cl/Br比值一般为104~105(摩尔比),岩盐溶解随着氯离子浓度的增加将产生Cl/Br比值的快速增加;相比之下,地下水的蒸发过程可以改变地下水中Cl和Br的绝对浓度,但不会改变地下水岩盐饱和之前的Cl/Br比值。因此应用Cl、Br及Cl/Br比值可以识别区分地下水的溶解、蒸发等演化过程(Cartwright et al., 2006;Deng et al., 2009;Xie et al., 2012;Xing et al., 2013;Han et al., 2014;Taheri et al., 2017)。
研究区测试样品的Cl-浓度范围0.70~210 mg /L,均值(54.03±58.81) mg/L,Br-浓度范围为10.7~324 μg/L,均值(104±87.9) μg/L。Cl-浓度与Br-浓度显著正相关,相关系数0.75(P≤0.01)。样品的Cl-、Br-浓度较低,Cl/Br(mol)均值为1097±1044,比值变化范围51.0~4603。样品中大部分的Cl/Br比值超过600,显示显著的空间变异性;As超标地下水(>10 μg/L)的Cl/Br比值范围544~3093,均值993。测试样品Cl/Br比值最高值超过4600,地下水Cl浓度不超过6 mmol /L,地下水溶解少量的岩盐是Cl/Br比值快速增大最可能的机制,较大的Cl/Br比值变化范围反映出各测试样品岩盐溶解量的不同。Cl/Br比与Cl浓度之间的关系(图 4)表明,蒸发作用、岩盐溶解作用是控制浅层地下水分布的主导过程,高砷地下水Cl/Br比值随Cl浓度的增加而相对不变,说明高砷地下水更大程度受到蒸发作用的影响。
4.3.2 岩石风化水解作用
Ca/Na、Mg/Na、HCO3/Na(mol)比值可以表示地下水矿化度的强弱,也可以得到地下水来源及水质演化的相关信息,在一定程度上为区域水文地球化学演化过程提供判断依据(Zhu et al., 2011; Liu et al., 2018)。从研究区地下水Mg /Na-Ca/Na、HCO3/Na-Ca/Na关系图(图 5)可知,随着Ca/Na比值的增大,地下水的Mg /Na、HCO3/Na比值逐渐增加。地下水主要阳离子浓度比值主要分布于蒸发盐矿物溶解与硅酸盐矿物风化作用之间,少部分分布于硅酸盐矿物风化作用与碳酸盐矿物溶解作用之间,表明研究区地下水受到蒸发盐溶解、硅酸盐风化、碳酸盐溶解等过程的共同影响。高砷地下水的离子比值主要分布于蒸发盐矿物溶解与硅酸盐矿物风化作用之间,显示高砷地下水更大程度受到蒸发盐溶解与硅酸盐矿物风化过程的影响。
4.3.3 离子交换吸附作用
Na/Cl比值(mol)是表征地下水中Na+富集程度的一个水文地球化学参数,可以用来反映离子交换程度(Xing et al., 2013;Han et al., 2014;Yang et al., 2016;Taheri et al., 2017)。淮河流域属于干旱—半干旱地区,蒸发作用强烈,导致岩盐在沉积层累积,岩盐溶解是平原盆地区地下水中Na+和Cl-的主要来源之一。如果岩盐溶解为Na+与Cl-的主要来源,则Na/Cl(mol)-的比值应为1∶1,高于此比值的Na+则可能有其他来源。本次研究全区采集地下水样Na/Cl比值为9.63±57.4,绝大部分样品远大于1∶1,呈现显著的空间变异性,Na/Cl比值随Cl浓度的增加呈下降趋势;高砷地下水(10>As≥5 μg/L)、污染地下水(As≥10 μg/L)的Na/Cl比值分别为43.1±85.1、15.7±16.0,全部位于岩盐溶解线上方(图 6)。由此推断,研究区地下水的Na+并不仅仅来源于岩盐溶解,地下水总体上可能经历强烈的阳离子交换作用,而且高砷地下水的离子交换作用更为显著。
4.4 地下水离子来源与砷的活化
水岩相互作用控制着地下水中主要离子浓度及其赋存状态。本次研究利用PHREEQC 3.7计算矿物饱和指数,结果表明:近饱和矿物方解石(0.41)、文石(0.26)、菱镁矿(0.04) 的SI值接近0,处于准平衡状态;未饱和矿物岩盐(-6.52)、石膏(-1.99)、硬石膏(-2.23)、萤石(-1.02)的SI值小于-0.5,表明存在岩石溶解的趋势;白云石(0.70) 的SI大于0.5,存在化学沉淀的趋势(表 3)。地下水中Cl-、F-、SO42-部分源自岩盐、萤石及石膏、硬石膏矿物的溶解释出。
表 3 淮河流域安徽太和县地下水矿物饱和指数Table 3. Saturation indices of groundwater in Taihe County of Anhui Province, the Huaihe River Basin在自然环境pH、Eh条件下,砷元素主要以无机氧化态As(Ⅴ)和还原态As(Ⅲ)元素价态存在。沉积物(土壤)中含砷矿物通常以砷酸盐、亚砷酸盐和硫化物等矿物相存在,在还原条件下,砷黄铁矿是砷的稳定宿主,其伴生砷与地下水砷分布高度相关(Hu et al., 2015; Taheri et al., 2017; Duan et al., 2017; Zhang et al., 2017; Shahid et al., 2018; Gillispie et al., 2019)。地下水动态、氧化还原电位(Eh)、酸碱度(pH)的变化影响沉积物砷的吸附-解析过程,进而影响水体砷的浓度,高pH、低Eh还原条件促进沉积物中砷的解吸和溶解进入地下水而在溶液中积累(高存荣等, 2010; 王杰等, 2015; Duan et al., 2017; Taheri et al., 2017; Zhang et al., 2017; Gillispie et al., 2019)。
地下水中的SO42-可能源自石膏溶解与硫化物氧化,全区地下水SO42-/Ca2+ (mol) 比值为0.76,地下水的SO42-不仅仅源于石膏矿物的溶解,还有硫化物的氧化。测试样品中的As和SO42-浓度之间正相关(相关系数R=0.584)。分析样品中As<3 μg/L、3 μg/L≤As<5 μg/L、5 μg/L≤As<10 μg/L与As≥10 μg/L地下水的SO42-浓度均值分别为0.74、1.09、0.92与0.93 mmol/L,高砷地下水呈现相对高的硫酸盐浓度。
经X射线衍射物相分析,淮河流域浅层(0.2~1 m)沉积物主要矿物成分为石英、钾长石、方解石和黏土矿物,含量分别为47.1%、3.79%、8.27%和33.4%。部分样品中含有少量黄铁矿和菱铁矿,含量分别为2.5%和47.1%,未检测到赤铁矿,反映还原性地下水环境。据地下水化学数据与表层沉积物物相分析结果推测淮河流域沉积物中砷在还原条件下可能以含砷硫化物相存在,由于长期大量开采地下水,地下水流系统环境改变,破坏了含水层固液相动态交换的平衡,触发As从固相释放到地下水中。碳酸盐矿物的溶解通常会增加碱度(pH)值,在高pH条件下,含砷硫化物的氧化速率增加,地下水SO42-浓度增高,促进As向水体的释出。pH值的增大也促进As从金属氧化物(Fe、Mn)中解析从而增加水中As浓度(Duan et al., 2017; Taheri et al., 2017; Zhang et al., 2017; Gillispie et al., 2019)。因此推测含水层沉积物含砷矿物氧化溶解与还原活化是导致原生砷向地下水释出的主要过程。研究区地下水表现出的高矿化度和强烈蒸发作用可能与农业灌溉有较大关系,含水层中原生的矿物组分是造成高砷水的最主要原因。另外,高强度的深层地下水抽取灌溉也可能是导致的高砷水进入浅水含水层的原因之一。
5. 结论
高砷地下水的形成是多因素综合作用的结果,是一个复杂的水文地质过程。高砷地下水的形成是含砷矿物集聚、固相砷的溶解析出及富集砷的水文地质条件等在水岩相互作用过程中多因素综合作用的结果。本次研究选择流域内典型的高砷地下水小尺度流场为天然实验场,解析高砷地下水的形成演化过程,追溯砷的来源及其溶出释放机制。
(1) 研究区地下水砷含量为(5.75±5.42) μg/L,具有明显的空间变异性,超过世界卫生组织饮用水推荐准则值的测试样品比例为23%,呈现高暴露风险,饮用高砷地下水可能是威胁人类健康的主要途径。
(2) 根据水化学成分解析,研究区地下水经历蒸发作用、岩盐溶解、水岩相互作用等过程的共同影响。高砷地下水的化学类型主要为HCO3-Na型,高砷地下水更大程度受到蒸发作用、阳离子交换作用的影响。
(3) 研究区高砷地下水系原生成因,高砷地下水的As源自含水层沉积物原生砷的溶出释放。碱性环境下,含水层沉积物含砷矿物氧化溶解与还原活化可能是高砷地下水形成的主要机制。
-
图 1 东坑口地质图(据江西省有色四队, 2017, 有修改)
1—第四系;2—郑家坞岩组二段;3—郑家坞岩组一段;4—花岗斑岩;5—花岗闪长斑岩;6—石英闪长玢岩;7—花岗闪长岩;8—闪长岩;9—二长花岗岩;10—基性岩脉;11—石英脉;12—钻孔位置;13—角岩化带;14—地质界线、断层
Figure 1. Geological map of Dongkengkou (modified from Jiangxi Nonferrous No.4 Geological Party, 2017)
1-Quaternary; 2-Zhengjiawu Formation; 3-Zhengjiawu Formation; 4-Granite porphyry; 5-Granodiorite porphyry; 6-Quartz diorite porphyry; 7-Granodiorite; 8-Diorite; 9-Monzonitic granite; 10-Mafic dike; 11-Quartz Vein; 12-Drill hole location; 13-Hornblende zone; 14-Geological boundary and fault
图 2 有关岩石的野外及镜下特征
a—石英闪长玢岩;b—石英闪长玢岩(正交);c—花岗闪长斑岩;d—花岗闪长斑岩(正交);e—花岗斑岩中辉钼矿;f—石英斑晶(正交);Bt—黑云母;Pl—斜长石;Q—石英;Kfs—钾长石
Figure 2. Field and microscopic features of rocks
a-Quartz diorite porphyry; b-quartz diorite porphyry (orthogonal); c-Granodiorite porphyry; d-Granodiorite porphyry (orthogonal); e-Molybdenite in granite porphyry; f-Quartz porphyry (orthogonal); Bt-Biotite; Pl-Plagioclase; Q-Quartz; Kfs-Potassium feldspa
图 5 东坑口酸性岩体花岗岩类型和系列划分图解(据Middlemost, 1994;Frost,2001)
Figure 5. Diagram of granite types and series of Dongkengkou pluton (after Middlemost, 1994; Frost, 2001)
图 6 东坑口岩体微量元素蛛网图(标准值据Thompson et al., 1982)
Figure 6. Spider-web map of trace elements in Dongkengkou pluton (normalized values from Thompson et al., 1982)
图 7 东坑口酸性岩体稀土元素球粒陨石标准化曲线图(标准值据Boynton, 1984)
Figure 7. Standardized curve of rare earth element chondrite in Dongkengkou pluton (normalized values after reference Boynton, 1984)
图 10 东坑口斑岩体Y-Sr/Y(a)和YbN-(LaN/YbN)(b)判别图(据Defan et al., 1990;Martin,1999)
Figure 10. Y-Sr/Y(a) and YbN-(LaN/YbN)(b) discriminant diagrams of Dongkengkou (after Defan et al., 1990; Martin, 1999)
图 11 研究区中酸性岩石SiO2-MgO(a)、SiO2-K2O(b)、SiO2-Yb(c)、SiO2-δEu(d)图解(图解据王强等, 2002, 据2004)
Figure 11. Diagrams of SiO2-MgO(a), SiO2-K2O(b), SiO2-Yb(c) and delta SiO2-δEu(d) of intermediate and acidic rocks in the study area (the diagrams from Wang Qiang et al., 2002, 2004)
图 12 东坑口酸性岩体Nb-Y(a)与Rb-(Y +Nb)构造环境判别图解判别图(b)(底图据Pearce et al., 1984)
VAG—火山弧花岗岩;ORG—洋中脊花岗岩;WPG—板内花岗岩;Syn—COLG—同碰撞花岗岩
Figure 12. Discriminant diagram of Nb-Y(a) and Rb-(Y +Nb)(b) showing tectonic environment of Dongkengkou pluton (b) (Base figure from Pearce et al., 1984)
VAG-Volcanic arc granite; ORG-Mid-ocean ridge granite; WPG-Intraplate granite; Syn-COLG-collisional granite
表 1 东坑口酸性岩体花岗斑岩锆石LA-ICP-MS U-Pb年龄测定结果
Table 1 Zircon LA-ICP-MS U-Pb dating of granite porphyry in Dongkengkou pluton
表 2 东坑口酸性岩体主量(%)微量元素含量(10-6)
Table 2 Contents of major (%) and trace elements (10-6) of Dongkengkou pluton
表 3 东坑口酸性岩体花岗斑岩锆石原位Hf同位素分析
Table 3 Zircon Hf isotope data of granite porphyry in Dongkengkou pluton
-
Altherr R, Holl A. 1998. Break-up of the greater Indo-Australian continent and accretion of blocks framing South and East Asia[J]. Geodinamics, 26: 149-170. doi: 10.1016/S0264-3707(98)00012-X
Andersen T. 2002. Correction of common lead in U-Pb analyses that do not report 204Pb[J]. Chemical Geology, 192(1/2): 59-79. http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S000925410200195X
Barbarin B. 1999. A review of relationships between granitoid types, their origins and their geodynamic environments[J]. Lithos, 46: 605-626. doi: 10.1016/S0024-4937(98)00085-1
Boynton W V. 1984. Geochemistry of the Rare Earth Elements: Meteoritestudies[M]//Henderson P(ed. ). Rare Earth Element Geochemistry, Elservier: 63-114.
Chen Guohua, Shu Liangshu, Shu Licheng, Zhang Cheng, Ouyang Yongpeng. 2015. Geological characteristics and metallogenic background of Zhuxi tungsten(copper) polymetallic deposit in the eastern part of Jiangnan[J]. Science China, 45(12): 1799-1818(in Chinese).
Chen Xiaoming, Tan Qingquan, Zhao Guangtao. 2002. Plagioclases from the basalt of Okinawa Trough and its petrogenesis significance[J]. Acta Petrologica Sinica, 18(4): 482-488(in Chinese with English abstract). http://www.oalib.com/paper/1471641
Chen Xuefei, Wang Yinggeng, Sun Weidong, Yang Xiaoyng. 2013. Zircon U-Pb chronology, geochemistry and genesis of the Zhuxiling granite in Ningguo, southern Anhui[J]. Acta Geologica Sinica, 87(11): 1662-1678(in Chinese with English abstract) http://www.researchgate.net/publication/313550482_Zircon_U-Pb_chronology_geochemistry_and_genesis_of_the_Zhuxiling_granite_in_Ningguo_Southern_Anhui
Defant M J, Drummond M S. 1990. Derivation of some morden arc magmas by of young subducted lithosphere[J]. Nature, 347: 662-665. doi: 10.1038/347662a0
Defant M J, Drummond M S. 1993. Mout St. Helens: Potential example of partial melting of subducted lithosphere in a volcanic arc[J]. Geology, 21: 547-550. doi: 10.1130/0091-7613(1993)021<0547:MSHPEO>2.3.CO;2
Dong Shenbao, Tian Wei. 2004. The nomenclature, characteristics and petrogenesis of adakite[J]. Earth Science Frontiers, (4): 585-594(in Chinese with English abstract).
Feng Chengyou, Zhang Dequan, Xiang Xinkui, Li Daxin, Qu Hongying, Liu Jiannan, Xiao Ye. 2012. Re-Os isotopic dating of molybdenite from the Dahutang tungsten deposit in northwestern Jiangxi Province and its geological implication[J]. Acta Petrologica Sinica, 28(12): 3858-3868(in Chinese with English abstract).
Frost. 2001. A geochemitic classification for granitic rocks[J]. Journal of Petrology, 42: 2033-2048. doi: 10.1093/petrology/42.11.2033
Gao Shan, Luo Tingchuan, Zhang Benren, Zhang Hongfei, Han Yinwen, Zhao Zhidan, HartmutKern. 1999. Structure and composition of the crust in eastern China[J]. Science China(series D), (3): 204-213(in Chinese).
Griffin W L, Belousova E A, Shee S R, Pearson N J, O'Reilly S Y. 2004. Archean crustal evolution in the northern Yilgarn Craton: U-Pb and Hf-isotope evidence from detrital zircons[J]. Precambrian Research, 131(3/4): 231-282. http://gemoc.mq.edu.au/TerraneChronpds/300%20Griffin.pdf
Guo Shuo, Zhao Yuanyi, Qu Huanchun, Wu Dexin, Xu Hong, Li Chao, Liu Yan, Zhu Xiaoyun, Wang Zengke. 2012. Geological characteristics and ore-forming time of the Dexing porphyry copper ore mine in Jiangxi Province[J]. Acta Geologica Sinica, 86(3): 691-699. doi: 10.1111/j.1755-6724.2012.00696.x
Huang Lanchun, Jiang Shaoyong. 2012. Zircon U-Pb geochronology, geochemistry and petrogenesis of the porphyric-like muscovite granite in the Dahutang tungsten deposit, Jiangxi Province[J]. Acta Petrologica Sinica, 28(12): 3887-3900(in Chinese with English abstract). http://www.oalib.com/paper/1475724
Hu Ruizhong, Bi Xianwu, Peng Jiantang, Liu Shen, Zhong Hong, Zhao Hongjun, Jiang Guohao. 2007. Some problems concerning relationship between Mesozoic-Cenozoic lithospheric extension and uranium metallogenesis in South China[J]. Mineral Deposits, (2): 139-152(in Chinese with English abstract).
Hou Kejun, Li Yanhe, Zou Tianren, Qu Xiaoming, Shi Yuruo, Xie Guiqing. 2007. Laser ablation-MC-ICP-MS technique for Hf isotope microanlysis of zircon and its geological applications[J]. Acta Petrologica Sinica, (10): 2595-2604(in Chinese with English abstract). http://www.oalib.com/paper/1472292
Jackson S E, Pearson N J, Griffin W L, Belousova E A. 2004. The application of laser ablation-inductively coupled plasma-mass spectrometry to in situ U-Pb zircon Geochronology[J]. Chemical Geology, 211(1/2): 47-69. http://www.ingentaconnect.com/content/el/00092541/2004/00000211/00000001/art00004
Jahn B M, Wu F Y, Lo C H. 1999. Crust-mantle interaction induced by deep subduction of the continental crust, geochemical and Sr-Nd isotopic evidence from post-collisional: Mafic ultramafic intrusions of the northern Dabie complex central China[J]. Chemical Geology, 157(1/2): 119-164.
Li Changmin. 2009. A review on the minerageny and situ microanalytical dating techniques of Zircons[J]. Geological Survey and Research, 32(3): 161-174(in Chinese with English abstract). http://www.researchgate.net/publication/284065585_A_review_on_the_minerageny_and_situ_microanalytical_dating_techniques_of_zircons
Li Xiaofeng, Yi Xiankui, Zhu Heping. 2009. Source of ore-forming fluids in Jinshan gold deposit of Dexing County: Constraints from microstructures and stable isotopes[J]. Mineral Deposits, 28(1): 42-52(in Chinese with English abstract). http://en.cnki.com.cn/Article_en/CJFDTOTAL-KCDZ200901005.htm
Lv Jinsong, Zhang Xuehui, Sun Jiandong, Zhang Yong, Wu Bin, Luo Xuequan. 2017. Spatiotemporal evolution and metallogenic regularity offelsic rocks in the Yanshanian of the eastern segment Qinhang metallogenic belt, South China[J]. Acta Petrologica Sinica, 33(11): 3635-3658(in Chinese with English abstract). http://www.researchgate.net/publication/330637125_Spatiotemporal_evolution_and_metallogenic_regularity_of_felsic_rocks_in_the_Yanshanian_of_the_eastern_segment_Qinhang_metallogenic_belt_South_China
Mao Jingwen, Xie Guiqing, Li Xiaofeng, Zhang Changqing, Mei Yanxiong. 2004. Mesozoic large scale mineralization and multiple lithospheric extension in south China[J]. Earth Science Frontiers, 1(1): 45-55(in Chinese with English abstract).
MaoJingwen, Xie Guiqing, Guo Chunli, Chen Yuchuan. 2007. Large-scale tungsten-tin mineralization in the Nanling region, South China: Metallogenic ages and corresponding geodynamic processes[J]. Acta Petrologica Sinica, 23(10): 2329-2338(in Chinese with English abstract).
Mao Jingwen, Xie Guiqing, Guo Chunli, Yuan Shunda, Cheng Yanbo, Chen Yuchuan. 2008. Spatial-temporal distribution of Mesozoic ore deposits in South China and their metallogenic settings[J]. Geological Journal of China Universities, 14(4): 510-526(in Chinese with English abstract).
Martin H. 1999. Adakitic magmas: modern analogues of Archean granitoids[J]. Lithos, 46(3): 411-429. doi: 10.1016/S0024-4937(98)00076-0
McDonough W F, Sun S S. 1995. The composition of the Earth[J]. Chemical Geology, 120(3/4): 223-253. http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/0009254194001404
Middlemost E A K. 1994. Naming materials in the magma/igneous rock system[J]. Earth-Science Reiews, 37(3/4): 215-224. http://www.onacademic.com/detail/journal_1000035302893810_0b9a.html
Pearce J A, Harris N B W, Tindle A G. 1984. Trace element discrimination diagrams for the tectonic interpretation of granitic rocks[J]. Journal of Petrology, 25: 956-983. doi: 10.1093/petrology/25.4.956
Rudnick R L, Barth M, Horn I, McDonough W F. 2009. Rutile-bearing refractory eclogites: Missing link between continents and depleted mantle[J]. Science, 287(5451): 2780281. http://citeseerx.ist.psu.edu/viewdoc/download?doi=10.1.1.330.9559&rep=rep1&type=pdf
Shu Liangshu. 2012. An analysis of principal features of tectonic evolution in South China Block[J]. Geological Bulletin of China, 31(7): 1035-1053(in Chinese with English abstract). http://www.zhangqiaokeyan.com/academic-journal-cn_geological-bulletin-china_thesis/0201252283503.html
Sun S S, Mcdonough W F. 1989. Chemical and isotopic systematics of oceanic basalts: implications for mantle composition and processes[J]. Geological Society, London, Special Publications, 42(1): 313-345. doi: 10.1144/GSL.SP.1989.042.01.19
Tang Yingwen, Xie Yuling, Li Yingxu, Qiu Liming, Zhang Xinxin, Han Yuda, Jiang Yanceng. 2013. LA-CP-MS U-Pb ages, geochemical characteristics of the zircons from Wushanguan complex body in Anji mining area northwestern Zhejiang and their geological significances[J]. Geological Review, 59(4): 702-715(in Chinese with English abstract). http://en.cnki.com.cn/Article_en/CJFDTOTAL-DZLP201304013.htm
Thompson R N. 1982. British Tertiary volcanic province[J]. Scottish Journal of Geology, 18: 59-107. http://www.researchgate.net/publication/284337851_British_Tertiary_volcanic_province
Wang Qiang, Zhao Zhenghua, Xu Jifeng, Bai Zhenghua, Wang Jianxin. 2004. Geochemical characteristics of adakitic intrusive rocks in Tongshankou, southeastern Hubei: Melting of lower crust and genesis of porphyry copper deposits[J]. Acta Petrologica Sinica, 20(2): 351-360(in Chinese with English abstract).
Wang Qiang, Zhao Zhenghua, Xu Jifeng, Li Xianhua, Xiong Xiaolin, Bao Zhiwei, Liu Yimao. 2002. Yanshanian adakitic rocks and mineralization in the eastern Yangtze block[J]. Science China(series D), 32(S1): 127-136(in Chinese).
Whalen J B, Currie K I, Chappell B W. 1987. A-type granites: Geochemical characteristics, discrimination and petrogenesis[J]. Contributions to Mineralogy and Petrology, 95: 407-419. doi: 10.1007/BF00402202
Wu Fuyuan, Li Xianhua, Zheng Yongfei, Gao Shan. 2007. Lu-Hf isotopic systematics and their applications in petrology[J]. Acta Petrologica Sinica, 23(2): 185-220(in Chinese with English abstract). http://www.oalib.com/paper/1492671
Xie Guiqing. 2003. Geological and Geochemical Characteristics of the Basic Dykes (body) since the Late Mesozoic in Southeastern China and Its Geodynamic Significance-Taking Jiangxi Province as An Example[D]. Guiyang: Institute of Geochemistry, Chinese Academy of Sciences, 1-128(in Chinese with English abstract).
Xing Guangfu, Hong Wentao, Zhang Xuehui, Zhao Xilin, Ban Yizhong, Xiaofan. 2017. Yanshanian granitic magmatisms and their mineralizations in East China[J]. Acta Petrologica Sinica, 33(5): 1571-1590(in with English abstract). http://en.cnki.com.cn/Article_en/CJFDTOTAL-YSXB201705014.htm
Yang Zeli, Qiu Jiangsheng, Xing Guangfu, Yu Minggang, Zhao Jiaolong. 2014. Petrogenesis and magmatic evolution of the yashan granite pluton in yichun, Jiangxi Province, and their constraints on mineralization[J]. Acta Geologica Sinica, 88(5): 850-868(in Chinese with English abstract). http://en.cnki.com.cn/Article_en/ http://search.cnki.net/down/default.aspx?filename=DZXE201405004&dbcode=CJFD&year=2014&dflag=pdfdown
Zhang Qi. 2012. A discussion on the low-SiO 2 adakite and high-SiO2 adakite[J]. Acta Petrologica et Mineralogica, 31(6): 897-900(in Chinese with English abstract). http://en.cnki.com.cn/Article_en/CJFDTotal-YSKW201206012.htm
Zhang Zhihui, Hu Bojie, Zhang Da, Xiong Guangqiang, Zhu Xinyou, Jia Wenbin, Gong Xiaodong. 2020. Zircon U-Pb age, geochemistry and Hf isotope characteristics of Shimensi granite porphyry in nortnern Jiangxi Province and its constraint on mineralization. Geological Bulletin of China, 39(8): 1267-1284(in Chinese with English abstract).
陈国华, 舒良树, 舒立旻, 张诚, 欧阳永棚. 2015. 江南东段朱溪钨(铜)多金属矿床的地质特征与成矿背景[J]. 中国科学(地球科学), 45(12): 1799-1818. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-JDXK201512002.htm 陈小明, 谭清泉, 赵广涛. 2002. 海底玄武岩中斜长石研究及其岩石学意义[J]. 岩石学报, (4): 482-488. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-YSXB200204005.htm 陈雪霏, 汪应庚, 孙卫东, 杨晓勇. 2013. 皖南宁国竹溪岭地区花岗岩锆石U-Pb年代学及地球化学及其成因研究[J]. 地质学报, 87(11): 1662-1678. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-DZXE201311003.htm 董申保, 田伟. 2004. 埃达克岩的原义、特征与成因[J]. 地学前缘, (4): 585-594. doi: 10.3321/j.issn:1005-2321.2004.04.025 丰成友, 张德全, 项新葵, 李大新, 瞿泓滢, 刘建楠, 肖晔. 2012. 赣西北大湖塘钨矿床辉钼矿Re-0s同位素定年及其意义[J]. 岩石学报, 28 (12): 3858-3868. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-YSXB201212006.htm 高山, 骆庭川, 张本仁, 张宏飞, 韩吟文, 赵志丹, HartmutKern. 1999. 中国东部地壳的结构和组成[J]. 中国科学(D辑: 地球科学), (3): 204-213. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-JDXK199903001.htm 黄兰椿, 蒋少涌. 2012. 江西大湖塘钨矿床似斑状白云母花岗岩锆石U-Pb年代学、地球化学及成因研究[J]. 岩石学报, 28(12): 3887-3900. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-YSXB201212008.htm 胡瑞忠, 毕献武, 彭建堂, 刘燊, 钟宏, 赵军红, 蒋国豪. 2007. 华南地区中生代以来岩石圈伸展及其与铀成矿关系研究的若干问题[J]. 矿床地质, (02): 139-152. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-KCDZ200702000.htm 侯可军, 李延河, 邹天人, 曲晓明, 石玉若, 谢桂青. 2007. LA-MC-ICP-MS锆石Hf同位素的分析方法及地质应用[J]. 岩石学报, (10): 2595-2604. doi: 10.3969/j.issn.1000-0569.2007.10.025 李长民. 2009. 锆石成因矿物学与锆石微区定年综述[J]. 地质调查与研究, 32(3): 161-174. doi: 10.3969/j.issn.1672-4135.2009.03.001 李晓峰, 易先奎, 朱和平. 2009. 德兴金山金矿床成矿流体来源: 小尺度构造和同位素地球化学证据[J]. 矿床地质, 28 (1): 42-52. doi: 10.3969/j.issn.0258-7106.2009.01.004 吕劲松, 张雪辉, 孙建东, 张勇, 武彬, 骆学全. 2017. 钦杭成矿带东段燕山期中酸性岩浆活动时空演化与成矿规律[J]. 岩石学报, 33(11): 3635-3658. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-YSXB201711020.htm 毛景文, 谢桂青, 李晓峰, 张长青, 梅燕雄. 2004. 华南地区中生代大规模成矿作用与岩石圈多阶段伸展[J]. 地学前缘, 1(1): 45-55. doi: 10.3321/j.issn:1005-2321.2004.01.003 毛景文, 谢桂青, 郭春丽, 陈毓川. 2007. 南岭地区大规模钨锡多金属成矿作用: 成矿时限及地球动力学背景[J]. 岩石学报, 23(10): 2329-2338. doi: 10.3969/j.issn.1000-0569.2007.10.002 毛景文, 谢贵青, 郭春丽, 袁顺达, 程彦博, 陈毓川. 2008. 华南地区中生代主要金属矿床时空分布规律和成矿环境[J]. 高校地质学报, 14(4): 510-526. doi: 10.3969/j.issn.1006-7493.2008.04.005 舒良树. 2012. 华南构造演化的基本特征[J]. 地质通报, 31(7): 1035-1053. doi: 10.3969/j.issn.1671-2552.2012.07.003 唐燕文, 谢玉玲, 李应栩, 邱立明, 张欣欣, 韩宇达, 姜妍岑. 2013. 浙江安吉多金属矿区坞山关杂岩体锆石LA-ICP-MS U-Pb年龄、地球化学特征及地质意义[J]. 地质论评, 59(4): 702-715. doi: 10.3969/j.issn.0371-5736.2013.04.010 王强, 赵振华, 许继峰, 李献华, 熊小林, 包志伟, 刘义茂. 2002. 扬子地块东部燕山期埃达克质(adakite-like)岩与成矿[J]. 中国科学(D辑: 地球科学), 32(S1): 127-136. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-JDXK2002S1013.htm 王强, 赵振华, 许继峰, 白正华, 王建新. 2004. 鄂东南铜山口、殷祖埃达克质(adakitic)侵入岩的地球化学特征对比: (拆沉)下地壳熔融与斑岩铜矿的成因[J]. 岩石学报, 20(2): 351-360. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-YSXB200402014.htm 吴福元, 李献华, 郑永飞, 高山. 2007. Lu-Hf同位素体系及其岩石学应用[J]. 岩石学报, (2): 185-220. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-YSXB200702002.htm 谢桂青. 2003. 中国东南部晚中生代以来的基性岩脉(体)的地质地球化学特征及其地球动力学意义初探——以江西省为例[D]. 贵阳: 中国科学院地球化学研究所博士论文, 1-128. 邢光福, 洪文涛, 张雪辉, 赵希林, 班宜忠, 肖凡. 2017. 华东地区燕山期花岗质岩浆与成矿作用关系研究[J]. 岩石学报, 33(5): 1571-1590. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-YSXB201705014.htm 杨泽黎, 邱检生, 邢光福, 余明刚, 赵姣龙. 2014. 江西宜春雅山花岗岩体的成因与演化及其对成矿的制约[J]. 地质学报, 88(5): 850-868. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-DZXE201405004.htm 张旗. 2012. 低硅埃达克岩和高硅埃达克岩问题[J]. 岩石矿物学杂志, 31(6): 897-900. doi: 10.3969/j.issn.1000-6524.2012.06.011 张志辉, 胡擘捷, 张达, 熊光强, 祝新友, 贾文彬, 巩小栋. 2020. 赣北石门寺花岗斑岩锆石U-Pb年龄、岩石地球化学、Hf同位素特征及其对成矿的制约[J]. 地质通报, 39(8): 1267-1284. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-ZQYD202008014.htm