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物探与化探  2020, Vol. 44 Issue (3): 470-479    DOI: 10.11720/wtyht.2020.1084
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内蒙古地区出露地壳元素丰度估算
孟月玥1,2, 陈岳龙1
1. 中国地质大学(北京) 地球科学与资源学院,北京 100083
2. 中国自然资源航空物探遥感中心,北京 100083
Estimating the elements’ abundance of the exposed crust of Inner Mongolia
Yue-Yue MENG1,2, Yue-Long CHEN1
1. School of Earth Sciences and Resources, China University of Geosciences, Beijing 100083, China
2. China Aero Geophysical Survey and Remote Sensing Center for Natural Resources, Beijing 100083, China
全文: PDF(762 KB)   HTML
输出: BibTeX | EndNote (RIS)      
摘要 

运用区域大规模采样方法,通过对采集于内蒙古5条地震剖面的392个样品的元素含量进行计算,得到内蒙古地区出露地壳的12种常量元素(氧化物)及40种微量元素的丰度。计算方法主要采取每个时代地层用其标准剖面中各个岩性岩石厚度权重进行加权,而后按地质图上各地层及岩体出露面积进行加权的方法。计算得到的元素丰度经地表热流值、地震平均波速及元素比值方法检验后证明在合理范围内。将常量元素与不同研究者所得的上地壳元素平均值进行比较分析后可知,内蒙古地区出露地壳与全球上地壳组成基本一致,平均成分为花岗闪长岩,只是其中Ca、Mg的含量略低。由微量元素、稀土元素及元素比值等方面的分析结果可以看出,内蒙古地区两个主要构造单元——内蒙古地轴和兴蒙造山带存在较大差异,内蒙古地轴具有强烈的壳内分异作用,而兴蒙造山带则具有较强烈的地壳增生作用。
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孟月玥
陈岳龙
关键词 ： 内蒙古,  出露地壳,  元素丰度,  构造单元    
Abstract：

We figured out the estimated values of 12 major elements and 40 minor elementsof the exposed crust of Inner Mongolia with 392 samples which are collected from five seismic sections of Inner Mongolia. And the weighted values are obtained by the thickness of different rocks in every stratigraphy and the areas of stratigraphies and magmatic bodies in the geology map. The estimated values are proved reasonable by surface heat flow value, average seismic wave velocity and elements ratio.Comparing the major element estimated values with ones given by other researchers, the average composition of Inner Mongolia is similar to others’, which are also granodioritic, except that the Ca and Mg abundances are a little low. Researching on the estimated values of minor element, rare earth element and some element ratio, we found that there is intense crust differentiation in thenorth margin of North China Plate, and intense accretion inXingmeng Orogenic Belt.
Key words： Inner Mongolia    exposedcrust    elements’ abundance    tectonic unit
收稿日期: 2019-02-17      出版日期: 2020-06-24
:  P632  
基金资助:中国地质调查局地质调查项目(DD20190545);内蒙古自然资源厅院士项目(05-6-YS2)
作者简介: 孟月玥(1985-),女,地球化学在读博士,从事区域地球化学及遥感地质研究工作。Email: ziminmyy@163.com
引用本文:   
孟月玥, 陈岳龙. 内蒙古地区出露地壳元素丰度估算[J]. 物探与化探, 2020, 44(3): 470-479.
Yue-Yue MENG, Yue-Long CHEN. Estimating the elements’ abundance of the exposed crust of Inner Mongolia. Geophysical and Geochemical Exploration, 2020, 44(3): 470-479.
链接本文:  
https://www.wutanyuhuatan.com/CN/10.11720/wtyht.2020.1084      或      https://www.wutanyuhuatan.com/CN/Y2020/V44/I3/470
Fig.1  研究区构造单元划分及采样位置
元素 I II IM 元素 I II IM
SiO2 62.97 66.08 65.50 Y 18 19 19
TiO2 0.42 0.64 0.60 Zr 161 218 207
Al2O3 13.28 13.61 13.55 Nb 13 13 13
Fe2O3 3.03 2.49 2.59 Mo 0.69 0.77 0.75
FeO 1.40 1.66 1.61 Ag 50 82 76
TFeO 4.58 4.33 4.38 Sn 1.8 2.9 2.7
MnO 0.10 0.085 0.088 Sb 0.31 0.60 0.55
MgO 1.93 1.82 1.84 Cs 3.7 5.8 5.4
CaO 6.55 3.14 3.77 Ba 818 701 723
Na2O 2.49 3.02 2.93 La 40 33 34
K2O 3.06 2.97 2.99 Nd 34 30 31
P2O5 0.18 0.16 0.16 Sm 5.4 5.7 5.6
Li 22 23 23 Eu 1.3 1.1 1.2
Be 1.8 2.5 2.3 Gd 4.1 4.6 4.5
F 597 608 606 Tb 0.65 0.74 0.73
Sc 11 9.8 9.9 Yb 1.8 2.3 2.2
V 67 71 71 Lu 0.28 0.42 0.39
Cr 45 57 54 Hf 4.1 5.8 5.5
Co 11 12 12 Ta 0.77 0.93 0.90
Ni 19 30 28 W 0.70 1.1 1.0
Cu 18 18 18 Au 1.1 0.65 0.74
Zn 62 75 72 Tl 0.53 0.73 0.69
Ga 16 18 18 Pb 19 16 17
As 3.1 7.5 6.6 Bi 0.13 0.26 0.23
Rb 96 95 95 Th 9.5 11 10
Sr 291 293 293 U 2.1 2.4 2.4
Table 1  内蒙古地区出露地壳元素丰度(含碳酸盐岩)
元素 I II IM 元素 I II IM
SiO2 65.87 66.37 66.27 Y 19 20 19
TiO2 0.48 0.65 0.61 Zr 188 218 213
Al2O3 13.18 13.66 13.57 Nb 12 13 13
Fe2O3 2.30 2.50 2.46 Mo 0.67 0.77 0.75
FeO 2.24 1.67 1.77 Ag 51 82 76
TFeO 4.79 4.35 4.43 Sn 1.9 2.9 2.7
MnO 0.18 0.085 0.10 Sb 0.32 0.60 0.55
MgO 1.30 1.82 1.72 Cs 5.4 5.8 5.7
CaO 3.72 2.89 3.05 Ba 823 702 725
Na2O 2.66 3.03 2.96 La 32 33 33
K2O 3.29 2.98 3.04 Nd 29 30 30
P2O5 0.16 0.16 0.16 Sm 5.1 5.7 5.6
Li 23 23 23 Eu 1.1 1.1 1.1
Be 1.9 2.5 2.4 Gd 4.0 4.6 4.5
F 560 609 600 Tb 0.68 0.75 0.73
Sc 9.8 9.8 9.8 Yb 2.0 2.3 2.3
V 60 72 70 Lu 0.32 0.42 0.40
Cr 34 57 53 Hf 4.8 5.8 5.6
Co 9.3 12 11 Ta 0.79 0.93 0.90
Ni 15 31 28 W 0.72 1.1 1.1
Cu 14 18 18 Au 1.1 0.66 0.74
Zn 61 75 72 Tl 0.59 0.73 0.71
Ga 17 18 18 Pb 20 16 17
As 3.3 7.6 6.8 Bi 0.12 0.26 0.23
Rb 99 95 96 Th 9.3 11 10
Sr 280 290 288 U 2.0 2.4 2.3
Table 2  内蒙古地区出露地壳元素丰度(去碳酸盐岩)
元素 I II IM R&G[24] Shaw[5] Gao[13] T&M[25] Wedepohl[26]
SiO2 65.69 66.55 66.38 66.60 66.80 67.97 65.89 66.80
TiO2 0.48 0.65 0.62 0.64 0.54 0.67 0.50 0.54
Al2O3 13.14 13.70 13.59 15.40 15.05 14.17 15.17 15.05
TFeO 4.77 4.36 4.44 5.04 4.09 5.33 4.49 4.09
MnO 0.18 0.09 0.10 0.10 0.07 0.10 0.07 0.07
MgO 1.30 1.83 1.73 2.48 2.30 2.62 2.20 2.30
CaO 3.71 2.90 3.05 3.59 4.24 3.44 4.19 4.24
Na2O 2.65 3.04 2.97 3.27 3.56 2.86 3.89 3.56
K2O 3.28 2.99 3.04 2.80 3.19 2.68 3.39 3.19
P2O5 0.16 0.16 0.16 0.15 0.15 0.16 0.20 0.15
Table 4  内蒙古地区出露地壳常量元素丰度与不同研究者给出数据的对比
元素比值 I II IM R&G[24] Shaw[5] Gao[13] T&M[25] Wedepohl[26]
[w(Ga)/w(Al)]/104 2.2 2.4 2.4 2.0 1.7 2.3 2.0 1.7
w(Sm)/w(Nd) 0.18 0.19 0.19 0.17 0.18 0.17 0.17
[w(K)/w(Th)]/10-4 0.29 0.23 0.24 0.22 0.26 0.25 0.26 0.26
w(La)/w(As) 9.63 4.32 4.81 6.46 7.91 20.00 16.15
w(La)/w(Nb) 2.73 2.55 2.58 2.58 1.24 2.90 2.50 1.24
w(Nb)/w(Th) 1.25 1.20 1.21 1.14 2.52 1.34 1.12 2.52
w(Nb)/w(U) 5.94 5.31 5.41 4.44 10.61 7.74 4.29 10.40
w(Ba)/w(Th) 88.32 65.50 69.34 59.81 103.88 75.75 51.40 64.85
Table 3  本文及不同研究者给出的元素比值对比
Fig.2  TAS图解(底图据参考文献[27])
△—内蒙古地轴;□—兴蒙造山带;○—内蒙古全区
1—橄榄辉长岩;2—辉长岩;2a—碱性辉长岩;3—辉长闪长岩;4—闪长岩;5—花岗闪长岩;6—花岗岩;7—石英二长岩;8—正长岩;9—二长岩;10—二长闪长岩;11—二长辉长岩;12—副长石辉长岩;13—副长石岩;14—副长石二长闪长岩;15—副长石二长正长岩;16—副长石正长岩
元素 I II IM R&G[24] Shaw[5] Gao[13] T&M[25] Wedepohl[26]
Li 23 23 23 24 22 20 20 22
Be 1.9 2.5 2.4 2.1 1.3 2.0 3.0 3.1
F 560 609 600 557 500 561
Sc 9.8 9.8 9.8 14 7.0 15 14 7.0
V 60 72 70 97 53 98 107 53
Cr 34 57 53 92 35 80 85 35
Co 9.3 12 11 17 12 17 17 12
Ni 15 31 28 47 19 38 44 19
Cu 14 18 18 28 14 32 25 14
Zn 61 75 72 67 52 70 71 52
Ga 17 18 18 17.5 14 18 17 14
As 3.3 7.6 6.8 4.8 4.4 1.5 2.0
Rb 99 95 96 84 110 82 112 110
Sr 280 290 288 320 316 266 350 316
Y 19 20 19 21 21 17.4 22 21
Zr 188 218 213 193 237 188 190 237
Nb 12 13 13 1 26 12 12 26
Mo 0.67 0.77 0.75 1.1 0.78 1.5 1.4
Ag 51 82 76 53 55 50 55
Sn 1.9 2.9 2.7 2.1 1.73 5.5 2.5
Sb 0.32 0.60 0.55 0.40 0.30 0.20 0.31
Cs 5.4 5.8 5.7 4.9 3.55 4.6 5.8
Ba 823 702 725 628 1070 678 550 668
La 32 33 33 31 32.3 34.8 30 32.3
Nd 29 30 30 27 25.9 30.4 26
Sm 5.1 5.7 5.6 4.7 4.61 5.09 4.5 4.7
Eu 1.1 1.1 1.1 1.0 0.94 1.21 0.88 0.95
Gd 4.0 4.6 4.5 4.0 3.8 2.8
Tb 0.68 0.75 0.73 0.70 0.48 0.82 0.64 0.50
Yb 2.0 2.3 2.3 1.96 1.47 2.26 2.2 1.5
Lu 0.32 0.42 0.40 0.31 0.23 0.35 0.32 0.27
Hf 4.8 5.8 5.6 5.3 5.8 5.12 5.8 5.8
Ta 0.79 0.93 0.90 0.90 5.7 0.74 1.0 1.5
W 0.72 1.1 1.1 1.9 0.91 2.0 1.4
Au 1.1 0.66 0.74 1.5 1.81 1.24 1.8
Tl 0.59 0.73 0.71 0.90 0.52 1.55 0.75 0.75
Pb 20 16 17 17 17 18 17 17
Bi 0.12 0.26 0.23 0.16 0.04 0.23 0.13 0.12
Th 9.3 11 10 10.5 10.3 8.95 10.7 10.3
U 2.0 2.4 2.3 2.7 2.45 1.55 2.8 2.5
Table 5  内蒙古地区出露地壳微量元素丰度与不同研究者给出数据的对比
Fig.3  本文及不同研究者[13,24]给出的微量元素原始地幔标准化蛛网图
Fig.4  本文及不同研究者[13,24]给出的稀土元素球粒陨石标准化分布型式图
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