1、收稿日期:2021-08-25;修回日期:2021-11-17作者简介:陈晓深(1971-),男,高级工程师,主要研究方向地质矿产勘查专业。E-mail:通讯作者:李凌平(1989-),男,工程师,主要从事资源勘查专业。E-mail:西藏盐湖矿产主要以钾、锂、硼为主。锂是一种对国民经济及国防安全具有重要意义的战略金属,在高新技术和军工产业中应用广泛。能源领域的应用主要包括新能源汽车、消费电子产品、储能,以及作为核聚变的原料,被称为21世纪的能源金属;硼矿用途广泛,是冶金、建材、机械、电器、化工、轻工、核工业、医药、农业等部门的重要原料;钾盐矿主要用于制造钾肥,部分用于化工原料。钾肥是农业3大肥
2、料之一,对粮食和其它农作物的增产有重要的作用1-4。据统计5-6,西藏全区共计有盐湖221个,且西藏盐湖资源主要分布在藏西北地区。盐湖锂资源潜力达 2 857.87 104t,钾资源潜力达 21 794.83 104t,硼矿资源潜力达 4 093.75 104t。目前通过地质勘查工作提交硼矿资源量3 512.09 104t,其中固体资源量约2 117.26 104t,液体矿1 394.83 104t左右,固体矿约占60%以上;钾资源量6 175.16 104t,其中液体资源量5 325.63 104t,固体资源量849.53 104t,约占22%;锂查明资源量为1 138.02 104t,其中
3、液体锂矿资源量为1 035.82 104t,固体锂矿资源量102.2 104t,约占10%。研究区内共计湖泊 14处,均有不同程度矿化。已知盐湖矿产地6处,以固液并存,锂(硼、钾)共生为主要特点。成矿类型以碳酸盐型和硫酸盐型为主。具点多,分布广,品位高,资源储量大的特点7-10。我国乃至全球急需的锂矿资源,在西藏盐湖中占有很大比例。本文通过对区域地质背景、典型矿床地质特征、盐湖演化、矿产空间结构等的系统分析,归纳总结出该区的成矿地质规律并展现出该区域良好的找矿远景。1区域地质背景西藏盐湖主要是沿印度河-雅鲁藏布江断裂带、班公错-怒江断裂带、龙木错-双湖-查吾拉断裂带等深大断裂及其次一级断裂分布
4、。本区盐湖分布于班公错-怒江缝合带北缘,基底构造复杂,深大断裂及陈晓深,赵波,李凌平,等.阿里扎仓茶卡-拉果错地区盐湖矿产成矿地质规律及找矿远景探讨 J.盐湖研究,2023,31(3):93-102.Chen X,Zhao B,Li L,et al.Metallogenic geology and prospecting prediction of salt lake minerals in Chagcam Caka-Lhaguo Tso Area,Ari J.Journal ofSalt Lake Research,2023,31(3):93-102.DOI:10.12119/j.yhyj.
5、202303012阿里扎仓茶卡-拉果错地区盐湖矿产成矿地质规律及找矿远景探讨陈晓深,赵波,李凌平,刘朝强,张泽国(西藏自治区地质矿产勘查开发局第五地质大队,西藏 拉萨850000)摘要:西藏阿里扎仓茶卡-拉果错地区盐湖矿产地处班公错-怒江缝合带西段。南北两侧为羌塘三江复合板片和冈底斯念青唐古拉板片。成矿区主要分布于西羌塘高原西部硫酸钠亚型、碳酸盐型盐湖硼、钾、锂、芒硝成矿带(-6)和扎仓茶卡-洞错硫酸钠亚型锂、硼、钾卤水-钠、钙、镁、硼酸盐矿集区内。该区属于藏北寒冷的干旱-半干旱高原季风气候区,年蒸发量2 0652 300 mm,为降水量的78倍,是盐湖形成的理想地区。该地区共计有大型盐湖矿产
6、4处,以碳酸盐型和硫酸盐型盐湖卤水矿为主。通过对区域地质背景并结合典型矿床地质特征、盐湖演化、第四系空间结构变化等内容的分析,认为该区域在古湖盆、现代湖盆周边及湖水底部第四系内有很好的找矿远景。关键词:盐湖矿产;地质特征;找矿远景;扎仓茶卡-拉果错中图分类号:P619.211文献标识码:A文章编号:1008-858X(2023)03-0093-10第 31 卷第 3 期2 0 2 3年 9 月JOURNAL OF SALT LAKE RESEARCH盐湖研究Vol.31 No.3Sep.2023盐湖研究第 31卷次级断裂构造十分发育,贯通较好5-6(见图1)。断裂附近发育有规模巨大的地热异常区
7、,构成了我国大陆上最强烈的水热活动带之一。根据野外科学考察11-12,在强大的地热异常区及其附近潜伏着巨大的热源,很可能就是浅层岩浆活动,为本区星罗棋布的内陆湖盆及锂、钾、硼盐湖的形成和分布提供了极为有利的地质构造条件和成盐元素的地球化学背景。区内从古生界到新生界的地层均有出露。据郑绵平等研究13-14,西藏高原多时代多种岩石中硼、锂、铷、铯等成盐元素含量多高于地壳丰度值(见表1),为现代盐湖的形成提供了成矿物质基础。区域地貌属藏北高原湖盆地区,分布有全区80%以上的湖泊;湖泊具有明显的退缩现象,且大部分发育成咸湖或盐湖。本区分属南羌塘山原湖盆区的措勤-班戈山原湖盆亚区。盆地四周山岭海拔4 3
8、355 600 m,中间湖泊最低洼湖水平均海拔4 467.2 m,为封闭的内流水系湖盆地貌景观,四周山地为中间盆地提供了丰富的物质来源。区内第四系地层发育,主要分布于盐湖四周的山麓和湖滨地带15-16。按成因类型可依次分为第四系晚更新统湖积(Qp3l)、中更新统湖积(Qp2l)、早更新统湖积(Qp1l)、晚更新统冲洪积湖积(Qp3apl+l)、晚更新统冲洪积(Qp3apl)、全新统湖积(Qhl)、全新统冲洪积(Qhapl)、全新统冲积(Qhal)、全新统坡洪积(Qhdpl)、全新统湖沼沉积(Qhfl)、全新统化学沉积(Qhch)等。西藏盐湖水化学类型在空间上的分布受到了地质构造的制约,在藏西北
9、地区具明显的南北分带特征。由南而北主要以冈底斯山-念青唐古拉山、班公错-怒江及龙木错-金沙江构造带为界,形成碳酸盐型盐湖带和硫酸盐型盐湖带的两个大带;由南至北,依次为弱碳酸盐型盐湖带、强碳酸盐型盐湖带、硫酸-2 西羌塘高原内流湖盆硼、锂、钾成矿带;-3 南羌塘高原内流湖盆锂、硼、钾、铯、铷成矿带;-5 西羌塘高原中部硫酸钠亚型盐湖钾、硼、石盐、芒硝成矿带;-6 西羌塘高原西部硫酸钠亚(碳酸盐)型盐湖硼、钾、锂、芒硝成矿带;-8 卡易错-夏茶卡碳酸盐型硼、锂、钾矿集区;-9 扎仓茶卡-洞错硫酸钠亚型锂、硼、钾卤水-钠、钙、镁、硼酸盐矿集区;IV2南羌塘中起伏高山湖盆亚区;IV3怒江源中高山原宽谷
10、亚区;IV4中羌塘中高山湖盆亚区。图1扎仓茶卡-拉果错地区盐湖矿产地貌第四系地质图Fig.1Geomorphic and quaternary geological map of salt lake in Chagcam Caka-Lhaguo Tso area94陈晓深,等:阿里扎仓茶卡-拉果错地区盐湖矿产成矿地质规律及找矿远景探讨第3期钠亚型盐湖带、硫酸镁亚型盐湖带,而氯化物型盐湖仅分布于硫酸镁亚型盐湖带的东北部地区。盐湖水化学类型的分布特点遵循着卤水正向演化的普遍规律,即从碳酸盐型硫酸盐型(硫酸钠亚型和硫酸镁亚型)氯化物型的方向演变。本区属碳酸盐型和硫酸盐型。2矿床地质特征本区目前开展过
11、详细调查的盐湖共6个,矿床基本特征,见表2。已知大型矿床锂2处、硼4处;中型矿床锂 2 处、硼 1 处,估算 LiCl 资源量 l 530 104t,B2O3资源量1 270 104t,KCl资源量达1 660 104t。扎仓茶卡位于西藏阿里地区革吉县境内,该湖由 3 个盐湖成串珠状东西向展布,总面积 114 km2。矿体以固液并存为特点。由东而西依次为湖(尕尕错)、湖(尕努加拉错)、湖(缺登错)。湖长6.3 km,宽2.25.7 km,面积23.23 km2。湖表为白色盐类沉积,底部为芒硝、黑色淤泥沉积。湖和湖由湖阶地相隔,阶地宽200300 m,高出水面35 m不等,顶面平坦,可通汽车,由
12、盐类矿物和粘土构成,属于一级湖阶地,湖边现为堆放硼镁矿场地。湖长 13.5 km,宽 3.56.5 km,面积 69.25 km2,海拔在4 3554 356 m,地表卤水分布广,主要分布在湖中偏北地带,靠东北部顺岸方向延伸的卤水属于深水区,水深12 m。其它湖面皆属于石盐、芒硝、硼酸盐和淤泥沉积,水下为芒硝及淤泥沉积。其余湖表卤水一般为0.10.30 m的浅水区。湖和湖之间由湖阶地相隔,阶面宽300500 m,比高2040 m;湖长10.7 km,宽24.5 km,面积29 km2,地表卤水主要集中于东部及东南部,该区域湖沼发育。靠南为“深卤水区”,顺岸细长槽状延伸,水深0.51.0 m不等
13、,水下为含芒硝淤泥沉积。“深卤水区”南北侧均为浅水区,水深数cm至十余cm。其余干枯湖表主要表2扎仓茶卡-拉果错地区盐湖基本特征一览表Table 2Salt lake characteristics in Chagcam Caka-Lhaguo Tso area盐湖名称扎仓茶卡(、)拉果错麻米错捌千错聂耳错别若则错面积/km211495.67102.9015.491530LiCl品位/(mg/L)1 721.305 680209.64资源量/(104t)2.36250250.1110.819.20中型B2O3品位/(mgL)2 755.308.81%(固)1 870(液)988.55资源量/(
14、104t)108.99390324.57(固)82.10(液)6.335.17118中型KCl品位/(mg/L)5 191.7013 6801 475.21资源量/(104t)20.33760602.6925.8422.23226.30备注液体资源孔隙度资源给水度资源未估算资源量表1岩石中B、Li、Rb、Cs元素含量表Table 1Contents of B,Li,Rb and Cs in rocks岩石超基性岩基性岩中性岩酸性岩粘土和泥质岩砂岩碳酸盐B平均值(x10-6)28.5662283785477151地壳丰度(x10-6)3515151003520比值9.51321.87255.52
15、2.5Li平均值(x10-6)11.6716.43461141.357.75121.8地壳丰度(x10-6)0.517284058155比值23.340.961.211.532.443.8524.36Rb平均值(x10-6)2320106128548022地壳丰度(x10-6)0.230110170125603比值1150.670.960.750.431.337.33Cs平均值(x10-6)4.35177.0822.522.85197地壳丰度(x10-6)0.11.10.6412比值43515.4511.85.631.9095盐湖研究第 31卷为芒硝石盐沉积。2.1矿区地质矿区前第四系地层为中
16、生界侏罗系、白垩系和新生界新近系。第四系地层主要分布于盐湖四周山麓和湖滨地带早更新世河湖相沉积(Qp1al+l)、中更新世湖相沉积(Qp2l)、晚更新世湖相沉积(Qp3l)、全新世早-中期湖相化学沉积(Qhch)等。矿区地貌以湖盆南北两侧中高山剥蚀区和中部山间盆地堆积区组成。盆地四周山岭海拔高度4 3555 500 m,中部山间盆地堆积区平均海拔高度 4 355 m,湖面最低海拔4 328 m,为封闭的内流水系湖盆地貌景观。四周山地的岩浆岩为中间盆地提供了丰富的 B、Li、Rb、Cs物质来源7,见图2。2.2水文地质2.2.1水的补给、径流和排泄条件扎仓茶卡地表淡水除了湖周泉水溢出带有小片星散
17、分布的水洼外,地表径流均为间歇性河水,湖区大量降水多以地下水形式补给盐湖。区内地下水类型分为基岩裂隙水、第四系孔隙潜水、第四系孔隙承压水、地热(泉水)等5(见图3)。矿区地下水运移模式主要有两种模式。其一为水平方向的运移,地下水以基岩裂隙水、第四系孔隙水、承压水形式直接补给湖水;其二为越流补给,基岩裂隙水、第四系孔隙水或承压水由高处流经低洼处的同时渗出地表,通过地表径流方式补给湖水。湖区地表水和地下水的排泄方式是自然蒸发。2.2.2盐的补给量扎仓茶卡盐量补给方式包括大气降水、河水、地下水以及温泉水等。数据统计表明,扎仓茶卡汇水区内每年汇入湖中的总盐量为1.23 104t,其中由地下水携带入湖量
18、为0.80 104t,河水带入量为0.28 104t,降水汇入量为0.11 104t。以地下水携带入湖量所占比例最大,占入湖盐量的68.30%;河水次之,占 22.92%,而降水占约 8.90%。汇入湖中的各种离子以 HCO3-量最大,占总盐量的 51.40%;其次为SO42-,占 12.0%;Ca2+占 10.80%,其 他 离 子 均 小 于10%。其中 B、Li、K 以地下水补给量最大。以 Li为例,地 下 水 约 占 总 补 给 量 的 68.17%,河 水 约 占28.43%,降水约占3.40%。本区地下水包括大量河水渗入形成的潜水和部分层间淡水和温泉水,因此水中普通组分仍来自蚀源区
19、,特别是 Na+、Ca2+、Mg2+、HCO3-、SO42-等离子。而 B、Li、K 以至 Cs、Rb、F则除一般蚀源岩石外,大部分来自深部热水产物的补给。2.3盐类矿产特征扎仓茶卡是一个综合性沉积矿床,固相有石盐、芒硝、硼酸盐和镁碳酸盐;液相富集硼、锂、钾、铯和其它离子。2.3.1固体矿床成矿特征扎仓茶卡盐类固体矿床可分为阶地硼矿和湖底图2扎仓茶卡地质图Fig.2Geological map of Chagcam Caka96陈晓深,等:阿里扎仓茶卡-拉果错地区盐湖矿产成矿地质规律及找矿远景探讨第3期硼矿两种。前者主要绕湖分布,呈水平似层状产出;后者在湖底呈富集的窝状和透镜体或呈分散状分布。
20、阶地硼矿主要产出于硼酸盐层,自下而上其矿物组合有明显变化。底部至下部原生硼矿物有库水硼镁石,呈砂塘状、块状集合体,偶见多水硼镁石小透镜体。粒状库水硼镁石在底部呈薄层与镁碳酸盐形成极细的交替薄层,而往中上部渐为柱硼镁石、钠硼解石所交代。柱状硼镁石常穿生于板粒状库水硼镁石晶体中,甚至呈库水硼镁石假象,有时呈似胶状胶结库水硼镁石残余体等,从而形成柱硼镁石-库水硼镁石矿层。该矿石呈晶质块状,由于柱硼镁石的交代作用自矿层下部往上部逐渐增强,以致在矿层顶部已完全变成柱粒状柱硼镁石集合体;在矿层表面除成隐晶质柱硼镁石薄壳外,常含有较多的第三世代钠硼解石、板硼石等硼矿物,并往往形成1030 cm厚的碳酸盐化致
21、密硬壳。该硬壳由含碳酸盐钠硼解石、柱硼镁石集合体构成,表面并胶结大量风砂、粘土。本层厚0.31 m。阶地硼矿在湖和湖间横堤矿区规模最大,品位较高。主要矿石以库水硼镁石和柱硼镁石-库水硼镁石为主,在表层有时含钠硼解石、柱硼镁石,但数量较少。本类型硼矿规模大,属于沸水溶解和酸易溶解硼矿石。构造简单,矿石直接出露地表。湖底硼矿主要见于湖灰白-灰黑色芒硝-泥灰芒硝层和石盐-不纯石盐层。灰白-灰黑色芒硝-泥灰芒硝层一般含分散的针柱状柱硼镁石,构成规模较大的硼矿层。但在本区喀斯特发育地段,尤其以沿湖南滨,柱硼镁石呈不连续的透镜体、桶状和窝状聚集体,其厚度十余厘米至1 m不等,面积大者可达数百平方米。该矿石
22、呈灰色致密块体,以他形和胶状柱硼镁石为主,约占60%,它包围团粒状泥灰生长。在柱硼镁石边缘又被纤维状钠硼解石交代,钠硼解石约占23%左右。柱硼镁石聚集体构成本区湖底富硼矿层,但一般规模不大。在本层中上部芒硝含量增加,并见团粒状钾石膏、纤状水钙芒硝沉积;顶部还见有少量板状原生无水芒硝,本层总厚约13.7 m。石盐-不纯石盐层位分布于长年卤水区外围,沉积较厚。在长年渌水曲内,尤其在“深卤水区”,本层常缺失而直接出露芒硝层。本层含碳酸盐及黑色泥灰和芒硝等,有的地段具明显的韵律层,由12 cm石盐与 0.10.2 cm碳酸盐层构成,共有 30个韵律,该地段石盐大致代表最近30年沉积。在湖滨地带还常见钠
23、硼解石窝状聚集体,呈厚数厘米至数十余厘米,长10 cm1 m不等,赋存于石盐层或黑色石盐泥灰(“淤泥”)中。此类矿石质纯,品位高,但分布范围局限,数量也较少。该湖硼酸盐沉积较复杂,大致可归纳为4种。窝状钠硼解石呈团粒状窝状,产于盐坪边缘的湖底1-重碳酸钙型水;2-重碳酸水钙镁型水;3-重碳酸硫酸氯化钠镁型水;4-硫酸重碳酸钠镁型水;5-硫酸氯化钠型水;6-氯化物硫酸钠型水;7-氯化钠型水;8-氯化镁型水;9-下降泉编号及矿化度(mg/L);10-湖水与河水取样点编号及矿化度;11-浅坑水取样点编号及矿化度;12-井水取样点编号及矿化度;13-基岩与第四系的分界线;14-水化学类型界线。图3扎仓
24、茶卡潜水水化学略图Fig.3Outline of phreatic water chemistry of Chagcam Caka97盐湖研究第 31卷沉积上部石盐层上中部,质纯,沉积范围小;浸染状柱硼镁石呈均匀浸染状,赋于湖底松散泥灰或泥灰芒硝中,以单独的微针状柱硼镁石为主,分布广而富集程度低;致密块状柱硼镁石,呈致密团状或桶状堆积于湖底泥灰或芒硝层中,以他形和胶状为主,常胶结内碎屑碳酸盐团粒,具截切围岩之特征;镁硼酸盐呈环湖似层状,以自形、半自形的库水硼镁石为主,其次为多水硼镁石,矿石富而沉积范围大,尤在滨岸和湖间地带沉积厚度较大。矿石中常含细碎屑物,层中偶见有残留无水芒硝,上部常见少量分
25、散状石盐,阶地硼矿属此型。2.3.2液体矿床成矿特征扎仓茶卡卤水包括地表卤水、晶间卤水和“淤泥”卤水,水化学类型为硫酸盐型硫酸钠亚型。湖水富含K+、Na+、Ca2+、Mg2+、Li+、Rb+、Cs+、B2O3、SO42-、Cl-等离子,属高矿化度的硫酸盐型。湖(尕尕湖),在湖北侧、东侧低洼地段分布湖表卤水,水深0.10.4 m,湖水水化学类型为硫酸钠亚型;湖(尕努加拉),在湖北侧分布湖表卤水,水深0.22.0 m,湖水水化学类型为硫酸钠亚型,卤水矿化度206.5g/L,卤水中硼含量1 6871 834 mg/L,锂373413 mg/L,钾9 54410 213 mg/L,pH值为9.14;湖
26、(确登湖),在湖南侧分布湖表卤水,水深0.11.8 m,湖水水化学类型为硫酸镁亚型。2.3.3扎仓茶卡盐湖矿产储量扎仓茶卡盐湖资源储量丰富。扎仓茶卡湖湖表卤水E级资源量B2O30.09 104t,KCl 1.30 104t,LiCl 0.20 104t;晶间卤水 E 级资源量 B2O34.65 104t,KCl 41.75 104t,LiCl 7.70 104t。II湖湖表卤水 E 级资源量 B2O31.10 104t,KCl 18.63 104t,LiCl 1.90 104t;晶间卤水 E 级资源量 B2O310.29 104t,KCl 136.71 104t,LiCl 19.12 104t
27、。III 湖湖表卤水E级资源量B2O30.13 104t,KCl 0.40 104t,LiCl 0.26 104t;晶间卤水 E 级资源量 B2O35.11 104t,KCl 69.59 104t,LiCl 11.18 104t。3成矿规律总结3.1构造对盐湖的控制西藏主要构造带及次级构造活动对盐湖的形成以及物源的补给有着重要的影响5-7(图4)。古近世以来的新构造运动也对各盐湖物源补给有较大影响,进而导致盐湖卤水中主要离子组分含量的差异。第四纪是该构造格局的最终形成期,也是前所未有的构造活动期,老构造“复活”,新构造形成,尤其是更新世以来东西向活动构造带。本区主要受狮泉河-纳木错-嘉黎结合带
28、南界断裂、班公错-怒江构造带控制。如扎仓茶卡、拉果错、基布查嘎错位于班怒缝合带上,聂耳错、麻米错位于班怒缝合带北缘和狮泉河-纳木错-嘉黎结合带南界断裂。3.2水热活动影响班公错-怒江构造带及其次级活动构造,往往也是地热异常分布区,形成了藏北高原富含 B3+、Li+、Cs+、Rb+等离子的强烈的水热活动带,这些地层深部的热液再以热水泉为媒介,源源不断的补给盐湖丰富的盐类矿物。如扎仓茶卡、麻米错等中大型矿产的盐湖,其构造湖盆周围均发现有热泉出露。西藏构造盆地和强烈的水热活动,是成盐元素良好的地球化学背景,同时也是盐湖形成极为有利的地质构造条件。从盐湖矿产的成矿构造背景及盐湖物质来源的叙述中可以看出
29、,盐湖矿产的形成与地热活动有密切关系。目前发现的钾、硼、锂矿盐湖等均分布于地热活动强烈的地区,班公错-怒江构造地带附近水热活动非常强烈,水热活动给湖泊补给了丰富的K、B、Li、Rb、Cs等盐类物质。尤其在班公错-怒江构造带以南地区,形成宽200300 km,东西延伸长达2 000 km的地热活动带,这是阿尔卑斯-喜马拉雅环球地热带的组成部分,也是新生代时期阿尔卑斯-喜马拉雅成矿带的第2个硼酸盐成矿带的东段。3.3地形地貌以及水文气候条件构造运动及其形成的构造带也为现代地形地貌的形成奠定了基础。冈底斯山、念青唐古拉山、昆仑山、唐古拉山包围了西藏北部地区,形成了许多湖盆和内流水系17-19。南部的
30、喜马拉雅山阻挡了印度洋的温湿水汽北侵,而使西藏的北部地区气候干旱少雨,南部及东部地区气候温湿多雨,且主要为外流水系。以冈底斯山-念青唐古拉山为界,西藏盐湖明显受地理环境、气候、地貌特征等影响。冈底斯山-念青唐古拉山界线以北的藏北地区是盐湖成矿的最有利地区。青藏高原抬升使班公错-怒江缝合带先后形成98陈晓深,等:阿里扎仓茶卡-拉果错地区盐湖矿产成矿地质规律及找矿远景探讨第3期了一系列东西向封闭的断陷盆地和山间洼地及链(串)状湖泊,断裂及其次一级断裂带附近形成了规模巨大的地热异常区,地热水携带的大量成盐元素成为西藏盐湖演化过程不可或缺的物源之一。藏北寒冷的干旱-半干旱高原季风气候区,年蒸发量2 0
31、652 300 mm,为降水量的78倍,这一切为盐湖形成提供了有利的自然地理条件。4找矿远景讨论4.1第四系剖面特征西藏扎仓茶卡-拉果错地区盐湖大致可分为卤水湖、半干涸盐湖两种。该区第四系地质发育,主要分布于盐湖四周的山麓和湖滨地带。第四系松散岩类成因复杂,类型多样,据钻孔资料显示,第四系厚度大于100 m以上12。4.1.1扎仓茶卡湖9号勘探线剖面图自上而下依次为土黄棕黄色含碳酸盐粘土、砂质粘土层;见图 5 黑色兰灰色灰泥(淤泥),灰色灰白色含碳酸盐芒硝层(含矿层位)。4.1.2麻米错盐湖8号勘探线剖面图自上而下依次为硼矿层(见图6),其下为含硼淤泥层和含硼灰泥层,基底为砂砾层、砂层或粘土层
32、。晶间卤水层厚 0.305.00 m;孔隙卤水一般埋深1.506.50 m,厚度0.705.00 m,实验结果均已达到工业品位。从上述两个剖面来看,湖盆周边第四系地层中一般赋含固体硼矿和晶间卤水、孔隙卤水锂矿,而晶1-湖泊位置及湖名;2-降水量;3-干燥度;4-III级成矿带;5-IV级成矿带;6-V级成矿带;7-地貌分带;8-水系;9-钾盐矿床;10-锂盐矿床;11-硼盐矿床;12-石盐;13-芒硝;14-铷矿床;15-铯矿床;16-温泉;17-化学沉积;18-湖积;19-湖沼沉积;20-冲洪积;21-研究区。-2 西羌塘高原内流湖盆硼、锂、钾成矿带;-3 南羌塘高原内流湖盆锂、硼、钾、铯、
33、铷成矿带;-5 西羌塘高原中部硫酸钠亚型盐湖钾、硼、石盐、芒硝成矿带;-6 西羌塘高原西部硫酸钠亚(碳酸盐)型盐湖硼、钾、锂、芒硝成矿带;-8 卡易错-夏茶卡碳酸盐型硼、锂、钾矿集区;-9 扎仓茶卡-洞错硫酸钠亚型锂、硼、钾卤水-钠、钙、镁、硼酸盐矿集区;IV2.南羌塘中起伏高山湖盆亚区;IV3.怒江源中高山原宽谷亚区;IV4.中羌塘中高山湖盆亚区。图4扎仓茶卡-拉果错地区成矿规律示意图Fig.4Metallogenic regularities diagram in Chagcam Caka-Lhaguo Tso area99盐湖研究第 31卷间卤水和孔隙卤水锂矿主要分布贮存在湖北西角化学沉
34、积的钠硼解石之间。4.2西藏盐湖演化历史西藏盐湖成盐盆地主要为构造湖盆。研究区地处青藏高原西北部,其环境变化特征与青藏高原地貌的形成及变化息息相关11。青藏高原的地貌是地壳构造运动直接或间接作用的产物,也是新生代地史发展的现今表现。前新生代的地貌演化史,主体表现为特提斯海的演化史。始新世晚期的喜马拉雅运动使特提斯海最终从高原全部退出,从而整个青藏地区开始了塑造高原地貌的新阶段。藏西北盐湖在第四纪晚期(距今约30 ka BP)为泛湖期,距今约1816 ka BP20,湖水浓缩,原始湖盆逐渐分离出来,开始有芒硝沉积。距今约3 500 a,在干冷-温暖交替的环境下,湖水大量浓缩,含盐岩石风化、破碎、
35、溶解并通过地表和地下流水携带进湖中。同时高阶湖泊水中矿物质在重力场等作用下,由高向低处迁移聚集,导致区内盐湖进一步高度浓缩,石盐开始大量析出。全新世以来,气候趋向干冷变化,湖水进一步蒸发浓缩,卤水矿化度也逐渐达到饱和,大量的芒硝、硼酸盐、石盐等盐类矿物沉积,从而形成本区固液相共存的盐类矿产资源。4.3盐湖矿产找矿远景分析该区湖水水化学类型多为硫酸钠亚型,沿扎仓茶卡-拉果错东西向展布。盐湖卤水矿以高品位硼、锂、钾为主,如扎仓茶卡、麻米错等。卤水分析可见Cs、Rb等稀有元素,如聂尔错、拉果错等。硼酸盐以钠、钙、镁为主,主要硼矿石为库水硼镁石和柱硼镁石,次为钠硼解石、多水硼镁石等。矿石品位较高,伴生
36、有石盐、芒硝矿等,此类盐湖以扎仓茶卡、麻米错最具代表性。该区是西藏盐湖寻找固、液矿产的最有成矿潜力远景区之一。1-湖表卤水水位;2-全新统化学沉积;3-全新统湖积+化学沉积;4-石盐;5-芒硝;6-粘土;7-砂砾;8-淤泥;9-硼镁石;10-钻孔位置、编号及深度;11-地质界线及推测界线;12-矿体;13-取样位置及编号;14-取样位置及编号。图5扎仓茶卡盐湖矿区湖9号勘探线剖面图Fig.5Geological section along 9th exploratory line of Lake in Chagcam Caka Salt Lake Mining area1-粘土;2-硼泥;3-
37、淤泥;4-砂;5-钻孔位置、编号;6-地质界线及推测界线;7-钠硼解石;8-硼镁石;9-砾石;10-矿石编号;11-取样位置及编号;12-矿体界线、矿石品级界线。图6麻米错盐湖矿区硼锂矿8号勘探线剖面图Fig.6Geological section along the 8th exploratory line in Mami Tso B and Li salt lake mining area(1)本区盐湖沿班-怒西段北西-南东向展布,受其影响,其物源十分丰富。东侧以扎仓茶卡湖和拉果错为代表的固液并存、锂硼钾共生为特点的盐湖矿产,西侧主要是沿卡易错-夏茶卡分布的碳酸盐型盐湖,是藏北高原主要的硼
38、矿产地之一,也是青藏高原最有希望的钠-钙、镁、硼酸盐和富含 B、Li、K(Cs、Rb)卤水资源远景区。(2)藏北地区的成盐作用始于约 18.90 ka BP。由于冈底斯山脉天然屏障的形成,阻碍了印度洋暖湿气流进入本区域,以至藏北地区气候出现很大的变化。当时气候已经明显干旱,降水量减少,湖水日趋浓缩咸化,湖区含盐量大幅度增加;湖水沉积中除咸盐水湖阶段的碎屑岩外,湖泊中出现了大量的碳酸盐、硫酸盐、氯化物沉积,这时湖水由淡、咸水发展到盐湖的早期成盐时期。全新世后期以来,区域气候持续干旱,出现了蒸发盐类沉积的第2旋回。湖盆水源补给明显减少,湖水含盐量显著提高甚至达到饱和状态,出现了大量的盐类沉积。全新
39、世的成盐作用较更新世至全新世初期的第1旋回要广泛得多,区域上各盐湖盆地的含盐沉积一般达到数m至十多m,在班戈错沉积厚度达32.2 m。另外扎仓茶卡、麻米错两条剖面显示,现代盐湖周边第四系地层中还赋存有固体(晶间卤水)矿产。据 西藏高原扎布耶盐湖128 ka以来沉积特征与古环境记录21,扎布耶盐湖湖边第四系地层厚度大于83.63 m。这些研究表明,古湖盆面积远大于现代湖盆,现代湖盆周边第四系地层厚度可能达数百米。一方面,这为盐湖的形成和盆地地下卤水赋存提供了很好空间,另一方面,目前西藏现代湖盆及周边钻探揭露仅几十米,局限于浅部,而区内湖相沉积有上万年的含盐元素积累和丰富的盐类物质补给,这些湖相沉
40、积中具有良好的找矿远景。(3)藏北高原是我国最强烈的水热活动区,不少沸热温泉出露于湖底或湖周,泉水直接流入湖盆。有的泉水则通过地下径流方式补给湖盆22。许多热水溶液中 B3+、Li+、Rb+、Cs+、F-等离子的含量颇高11(表3),是盐湖成矿元素的主要补给源。西藏成盐盆地主要为构造湖盆,湖盆周边水热活动强烈,为现代湖盆底部第四系地层盐矿的富集提供了较好的物源供给,也是下步找矿的重点方向。5结论1)西藏阿里扎仓茶卡-拉果错地区地处班公错-怒江缝合带西段,属于藏北寒冷的干旱-半干旱高原季风气候区,年蒸发量为降水量的78倍,是形成盐湖的良好地区。2)西藏阿里扎仓茶卡-拉果错地区盐湖矿床多以固液并存
41、、锂钾硼共生的方式产出,共有湖泊14处,其中盐湖矿产 6处,成矿类型为碳酸盐型和硫酸盐型。且该区具有成矿点多,分布广,品位高,资源储量大的特点。3)扎仓茶卡-拉果错地区位于西羌塘高原西部硫酸钠亚(碳酸盐)型盐湖硼、钾、锂、芒硝成矿带(-6)和扎仓茶卡-洞错硫酸钠亚型锂、硼、钾卤水-钠、钙、镁、硼酸盐矿集区内,具有良好的找矿远景。4)西藏阿里扎仓茶卡-拉果错地区下步找矿方向主要在古湖盆第四系、现代湖盆周边第四系地层深部和现代湖水底部第四系地层中。致谢:论文撰写得到韩凤清老师的精心指导,在此深表感谢。参考文献:1 郑绵平,项仁杰,葛振华.我国锂、镁、钾、硼矿产资源的可持续表3西藏部分温泉水化学成分
42、表(103mg/m3)Table 3Hydrochemistry composition of partial hot springs in Tibet Autonomous Region(103mg/m3)100陈晓深,等:阿里扎仓茶卡-拉果错地区盐湖矿产成矿地质规律及找矿远景探讨第3期(1)本区盐湖沿班-怒西段北西-南东向展布,受其影响,其物源十分丰富。东侧以扎仓茶卡湖和拉果错为代表的固液并存、锂硼钾共生为特点的盐湖矿产,西侧主要是沿卡易错-夏茶卡分布的碳酸盐型盐湖,是藏北高原主要的硼矿产地之一,也是青藏高原最有希望的钠-钙、镁、硼酸盐和富含 B、Li、K(Cs、Rb)卤水资源远景区。(2
43、)藏北地区的成盐作用始于约 18.90 ka BP。由于冈底斯山脉天然屏障的形成,阻碍了印度洋暖湿气流进入本区域,以至藏北地区气候出现很大的变化。当时气候已经明显干旱,降水量减少,湖水日趋浓缩咸化,湖区含盐量大幅度增加;湖水沉积中除咸盐水湖阶段的碎屑岩外,湖泊中出现了大量的碳酸盐、硫酸盐、氯化物沉积,这时湖水由淡、咸水发展到盐湖的早期成盐时期。全新世后期以来,区域气候持续干旱,出现了蒸发盐类沉积的第2旋回。湖盆水源补给明显减少,湖水含盐量显著提高甚至达到饱和状态,出现了大量的盐类沉积。全新世的成盐作用较更新世至全新世初期的第1旋回要广泛得多,区域上各盐湖盆地的含盐沉积一般达到数m至十多m,在班
44、戈错沉积厚度达32.2 m。另外扎仓茶卡、麻米错两条剖面显示,现代盐湖周边第四系地层中还赋存有固体(晶间卤水)矿产。据 西藏高原扎布耶盐湖128 ka以来沉积特征与古环境记录21,扎布耶盐湖湖边第四系地层厚度大于83.63 m。这些研究表明,古湖盆面积远大于现代湖盆,现代湖盆周边第四系地层厚度可能达数百米。一方面,这为盐湖的形成和盆地地下卤水赋存提供了很好空间,另一方面,目前西藏现代湖盆及周边钻探揭露仅几十米,局限于浅部,而区内湖相沉积有上万年的含盐元素积累和丰富的盐类物质补给,这些湖相沉积中具有良好的找矿远景。(3)藏北高原是我国最强烈的水热活动区,不少沸热温泉出露于湖底或湖周,泉水直接流入
45、湖盆。有的泉水则通过地下径流方式补给湖盆22。许多热水溶液中 B3+、Li+、Rb+、Cs+、F-等离子的含量颇高11(表3),是盐湖成矿元素的主要补给源。西藏成盐盆地主要为构造湖盆,湖盆周边水热活动强烈,为现代湖盆底部第四系地层盐矿的富集提供了较好的物源供给,也是下步找矿的重点方向。5结论1)西藏阿里扎仓茶卡-拉果错地区地处班公错-怒江缝合带西段,属于藏北寒冷的干旱-半干旱高原季风气候区,年蒸发量为降水量的78倍,是形成盐湖的良好地区。2)西藏阿里扎仓茶卡-拉果错地区盐湖矿床多以固液并存、锂钾硼共生的方式产出,共有湖泊14处,其中盐湖矿产 6处,成矿类型为碳酸盐型和硫酸盐型。且该区具有成矿点
46、多,分布广,品位高,资源储量大的特点。3)扎仓茶卡-拉果错地区位于西羌塘高原西部硫酸钠亚(碳酸盐)型盐湖硼、钾、锂、芒硝成矿带(-6)和扎仓茶卡-洞错硫酸钠亚型锂、硼、钾卤水-钠、钙、镁、硼酸盐矿集区内,具有良好的找矿远景。4)西藏阿里扎仓茶卡-拉果错地区下步找矿方向主要在古湖盆第四系、现代湖盆周边第四系地层深部和现代湖水底部第四系地层中。致谢:论文撰写得到韩凤清老师的精心指导,在此深表感谢。参考文献:1 郑绵平,项仁杰,葛振华.我国锂、镁、钾、硼矿产资源的可持续表3西藏部分温泉水化学成分表(103mg/m3)Table 3Hydrochemistry composition of parti
47、al hot springs in Tibet Autonomous Region(103mg/m3)地 点扎仓茶卡布绝曲尊那拉泉错尼泉绒玛泉群羊八井pH9.29.28.98.48.58.5Na+100.00725.0010.00193.81372.44391.98K+2.5049.971.01.0064.2066.20Ca2+34.075.4757.0010.2014.401.90Mg2+29.3112.4623.202.8017.101.69B2O34.9829.551.013.7050.00188.30Li+1.500.50.520.0011.00Rb+0.480.350.200.200
48、.701.50Cs+0.150.680.400.400.405.93Cl-81.9846.2412.12255.60143.80538.40SO42-143.2460.009.8285.5071.6040.30CO32-0318.2042.102.78248.8024.64HCO3-228.80978.10190.7024.81374.60130.10F-13.8520.08142.80169.30矿化度626.502225.34362.80608.281520.741571.54101盐湖研究第 31卷发展 J.国土资源情报,2004(03):27-32.2 郑绵平,齐文.我国盐湖资源及其开
49、发利用 J.矿产保护与利用,2006(05):45-50.3 郑绵平,项仁杰,葛振华.西部盐湖资源开发现状及前景 J.国土资源情报,2004(02):21-25.4 罗莎莎,郑绵平.西藏地区盐湖锂资源的开发现状 J.地质与勘探,2004(03):11-14.5 西藏自治区地质调查院.西藏自治区钾盐矿资源潜力评价成果报告(内部报告)R.2011.6 向军,郑绵平,魏新俊,等.青藏高原盐湖 M.北京:科学技术出版社,1989.7 地质矿产矿床地质研究所西藏盐湖调查队.西藏自治区革吉县扎仓茶卡矿区盐湖硼矿详细报告 R.拉萨:西藏地勘局,1988.8 西藏阿里兆源矿物科技开发中心.西藏自治区革吉县夏布
50、错北岸矿区固体硼矿(号)和表面卤水硼锂钾矿详查报告R.2010.9 胡广平,迟鹏,刘华东,等.西藏自治区改则县麻米错盐湖矿区硼锂矿详查报告 R.拉萨:西藏自治区地质矿产勘查开发局第五地质大队,2011.10.10李勇,赵波,等.西藏自治区改则县拉果错矿区盐湖表面卤水锂(硼、钾)矿详查报告 R.拉萨:西藏自治区地质矿产勘查开发局第五地质大队,2012.11中国科学院青藏高原考查队,西藏地热 M.北京:科学出版社,1981.12郑绵平,郑元,刘杰.青藏高原盐湖及地热矿床的新发现 C/中国地质科学院文集(20).北京:中国地质学会,1990.13中国科学院青藏高原综合科学考察队.西藏高原北部地区地貌