青藏高原火山-沉積硼礦找礦的新發(fā)現(xiàn)與遠(yuǎn)景分析

鄭綿平, 陳文西, 齊 文

中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)資源研究所 國(guó)土資源部鹽湖資源與環(huán)境重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 北京 100037;中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院鹽湖與熱水資源研究發(fā)展中心, 北京 100037

青藏高原火山-沉積硼礦找礦的新發(fā)現(xiàn)與遠(yuǎn)景分析

鄭綿平, 陳文西*, 齊 文

中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)資源研究所 國(guó)土資源部鹽湖資源與環(huán)境重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 北京 100037;中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院鹽湖與熱水資源研究發(fā)展中心, 北京 100037

本文報(bào)道了青藏高原火山-沉積硼礦找礦的新成果, 首次發(fā)現(xiàn)和確認(rèn)在青藏高原存在富硼的火山-沉積二元結(jié)構(gòu)的地層, 其構(gòu)造位置、巖石地層組合和時(shí)代與同一成礦帶西部的安納托利亞高原的大型火山-沉積硼礦床都一致, 且地層的稀堿金屬元素含量高正異常, 并已發(fā)現(xiàn)有團(tuán)塊或條帶狀的鈉硼解石和硼砂等硼酸鹽礦物, 局部硼含量達(dá)邊界品位。說(shuō)明雄巴盆地具備形成火山-沉積硼礦床的構(gòu)造地質(zhì)、巖石礦物和地球化學(xué)的先決條件, 具有形成大型火山-沉積硼礦的潛力。該發(fā)現(xiàn)是我國(guó)突破大型火山-沉積硼礦的先導(dǎo)性成果, 為在青藏高原找尋該類型硼礦床提供重要科學(xué)依據(jù)。

青藏高原; 火山-沉積二元結(jié)構(gòu); 火山-沉積硼礦; 找礦的新成果

硼及其化合物因其特殊化學(xué)物理性質(zhì)而被廣泛應(yīng)用, 其應(yīng)用范圍幾乎涉及所有工業(yè)部門: 包括化工、建材、輕工、醫(yī)藥、紡織、冶金機(jī)械和軍事等(Garrett, 1998)。尤其在玻璃、玻璃纖維、搪瓷、化工、冶金業(yè)等被大批量使用, 在原子能、電子、噴氣技術(shù)等高新技術(shù)領(lǐng)域也是不可或缺的材料, 隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展, 硼還應(yīng)用到諸多的高技術(shù)領(lǐng)域; 在農(nóng)業(yè)部門硼也有重要用途, 硼也是微量肥料之一(陶連印和鄭學(xué)家, 1992; 鄭學(xué)家, 2005), 無(wú)疑硼礦是一種重要的礦物原料, 隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展, 我國(guó)對(duì)硼酸鹽需求量日益增加, 國(guó)內(nèi)供應(yīng)滿足不了需求, 每年需要花費(fèi)大量外匯從土耳其、俄羅斯、美國(guó)、拉美地區(qū)等進(jìn)口硼產(chǎn)品, 所以加強(qiáng)對(duì)硼礦的勘探尤為重要(唐堯等, 2013; 申軍, 2013)。

據(jù)全球范圍統(tǒng)計(jì), 2015年世界已查明硼礦儲(chǔ)量為2.10億噸(B2O3), 其中火山-沉積型硼礦占59％,主要集中在土耳其和美國(guó)(USGS, 2015); 它是世界上主要的硼礦開(kāi)采對(duì)象, 其產(chǎn)量也最大(Tom, 1997; Alexeev and Chernyshov, 1997)。根據(jù)全球硼成礦區(qū)分布特征和成礦規(guī)模分析, 大型-超大型優(yōu)質(zhì)硼礦床多屬于新近紀(jì)形成的火山-沉積型硼礦床(Kistler and Helvaci, 1994)。

我國(guó)硼礦資源總體上具有下列特點(diǎn): ①硼礦資源豐富; ②硼礦種類多, 共伴生礦物多; ③礦石品位低, 富礦少, 貧礦多, 開(kāi)發(fā)利用程度低; ④產(chǎn)地分布不平衡。主要有遼寧和吉林的沉積變質(zhì)型硼礦(王秀璋, 1965; 王培君, 1980; 呂宗凱, 1984; 李守義和張景山, 1988; 劉敬堂, 1991; 彭齊鳴和許虹, 1994)、西藏和青海的第四紀(jì)鹽湖型硼礦(液體和固體)(鄭綿平和劉文高, 1974, 1980; 鄭綿平等, 1989, 2013; 劉喜方和鄭綿平, 2010), 其次為四川和湖北的地下鹵水型硼礦和湖南、江蘇及兩廣的矽卡巖型內(nèi)生硼礦(王瑩等, 2014), 僅在閩浙地區(qū)和青藏高原分別發(fā)現(xiàn)有新生代火山-沉積硼礦化點(diǎn)(葉文哉, 1993; 趙曉等, 1998; 袁德豐等, 2001)和晚古生代火山-沉積硼礦化點(diǎn)(鄭綿平, 1994)。目前, 我國(guó)硼酸鹽70％以上依靠進(jìn)口, 我國(guó)硼礦主力基地遼吉硼鎂礦資源已近枯竭, 急待尋找新的替代硼資源后備基地。本文報(bào)道近期在青藏高原火山-沉積硼礦找礦的新發(fā)現(xiàn)和找礦遠(yuǎn)景分析。

1 火山-沉積硼礦的成礦地質(zhì)特征

全球火山-沉積硼礦床絕大部分分布在兩個(gè)成硼帶中, 即南北向成硼帶和東西向成硼帶(圖1), 其成因與新生代匯聚板塊邊緣有關(guān)(奧佐爾, 1987)。南北向成硼帶位于科迪勒拉—安第斯型緩傾的貝尼奧夫帶火山帶, 以鈣堿性系列火山為主, 主要成礦期在中新世和上新世, 其次為第四紀(jì)晚更新—全新世。代表性火山-沉積硼礦床為北美的中新世波隆(Borax; 早期文獻(xiàn)稱克拉茂: Krama)和上新世死谷(Death Valley)礦床(Schaller, 1929; Whistler, 1984; Barker and Lefond, 1985; Siefke, 1991; Kistler and Helvaci, 1994; Garrett, 1998); 以及南美智利的阿古阿斯—加里因特斯和阿根廷的洛馬布蘭卡(Loma Blanca)與廷克拉尤(Tincalayu)火山-沉積硼礦床(奧佐爾, 1987; Kistler and Helvaci, 1994; Alonso et al., 1988; Siefke, 1991)。東西向成硼帶位于阿爾卑斯—喜馬拉雅的印度—亞洲陸陸碰撞帶, 在后碰撞時(shí)期板塊陸內(nèi)形成的鈣堿性火山巖, 主要成礦時(shí)期為中新世。代表性已知大型-超大型火山-沉積硼礦床為土耳其安納托利亞(Anatolia)高原西部畢加迪奇(Bicadic)、蘇爾坦卡伊爾(Sultancayiri)、基爾卡(Kirka)、艾莫特(Emet)、凱斯特雷克(Kestelek)(Helvaci et al., 1993; Kistler and Helvaci, 1994; Helvaci, 1995; Helvaci and Oori, 1998; Helvaci and Ricardo, 2000)。

通過(guò)對(duì)上述典型火山-沉積硼礦床地質(zhì)特征分析, 可初步歸納如下幾點(diǎn):

(1)成礦區(qū)域地質(zhì)條件: 全球主要火山沉積硼礦分布在板塊縫合帶(邊緣吸收帶)附近、概分為南北和東西成礦帶, 該區(qū)新生代火山活動(dòng)強(qiáng)烈, 并以鈣堿性火山巖為主。

(2)成礦時(shí)代: 主要為新生代, 尤以中新世為強(qiáng)烈成礦時(shí)期。

(3)構(gòu)造沉積環(huán)境: 具有封閉或半封閉斷陷盆地或構(gòu)造洼地, 為火山含硼溶液提供穩(wěn)定匯集空間,既可在鹽湖中咸水湖成礦, 也可以在淡水湖和咸水湖中匯聚成礦。

(4)氣候條件: 可形成于半干旱或干旱氣候條件, 亦可在偏潮濕條件下形成。雖然有部分火山沉積硼礦床可以見(jiàn)到一些鹽類礦物, 而構(gòu)成“含鹽型硼礦”, 但大多數(shù)火山沉積硼礦是在相對(duì)較淡湖中形成, 形成含“凝灰-黏土型硼礦”。

(5)巖相特征: 此類硼礦床的巖相具有火山巖-沉積巖的二元結(jié)構(gòu)特征。除了火山巖與大量湖相黏土和沉凝灰?guī)r層共存外, 發(fā)育有灰?guī)r、鈣華和泥灰?guī)r是成礦有利巖相標(biāo)志(奧佐爾, 1987)。

(6)礦物和地球化學(xué)標(biāo)志: 凝灰?guī)r和黏土含沸石時(shí), 也被認(rèn)為是找硼有利標(biāo)志(Kistler and Helvaci, 1994)。在火山巖、鈣華和湖相沉積中有關(guān)元素(硼、鋰、砷、銻、鍶、鍺及銫、銣等)以及地層中有雄黃、雌黃、輝銻礦、菱鍶礦和天青石礦物組合也是找硼重要標(biāo)志。

2 青藏高原新生代火山-沉積硼礦成礦地質(zhì)條件

青藏高原處于東西向的硼成礦帶——阿爾卑斯—喜馬拉雅火山-沉積硼礦帶的東端, 是在第三紀(jì)以來(lái)印度—亞洲陸陸碰撞背景下, 高原內(nèi)部線性構(gòu)造發(fā)育(李亞林等, 2005), 導(dǎo)致大量的剪切、走滑斷塊運(yùn)動(dòng), 形成了大量的山間斷陷湖盆(張克信等, 2010), 同時(shí)新生代火山活動(dòng)強(qiáng)烈, 形成火山巖以分布廣泛, 層位多、類型多為特征, 并以新近紀(jì)火山巖分布最廣(鄧萬(wàn)明, 1998)。第三紀(jì)除藏南的崗巴—定日一帶以及崗底斯南緣的昂仁至日喀則一帶局部為古新世―始新世殘留海沉積外, 其它地區(qū)均為陸相的斷陷盆地、山前坳陷及山間盆地沉積(西藏地質(zhì)礦產(chǎn)局, 1993)。作者在20世紀(jì)60年初對(duì)倫坡拉第三紀(jì)盆地作過(guò)含硼性調(diào)查(鄭綿平和劉文高, 1974, 1980)。在該盆地中部面積350 km2范圍內(nèi)作了沉積物、地植物和地表水硼量地球化學(xué)測(cè)量, 線距2 000 m, 點(diǎn)距150～200 m, 采樣深度30 cm。通過(guò)實(shí)測(cè), 圈出含硼異常區(qū), 發(fā)現(xiàn)兩個(gè)含硼高值區(qū)(1％ B2O3)和較高值, 均為新生代流紋巖和英安巖分布區(qū)。說(shuō)明青藏高原地區(qū)具有火山-沉積硼礦成礦的有利構(gòu)造、沉積環(huán)境和火山活動(dòng)伴隨的富硼熱液形成的豐富硼物質(zhì)來(lái)源的成礦環(huán)境。

圖1 全球火山-沉積硼礦床與成礦分布略圖(據(jù)ОЗОЛ, 1983)Fig. 1 Sketch of volcanic sedimentary boron deposits and mineralization distribution in the world(after by ОЗОЛ, 1983)I, II-南北成礦帶: I-北美大閉流盆地成硼亞帶(1-美國(guó)波隆; 2-美國(guó)死谷; 3-美國(guó)西爾茲湖), II-南美安第斯構(gòu)造-火山成硼亞帶(4-秘魯鹽湖群; 5-玻利維亞烏尤尼湖; 6-智利塔卡馬湖; 7-阿根廷洛馬布蘭卡; 7-1-阿根廷廷卡拉尤; 8-阿根廷死人湖; 9-智利阿古阿斯—加里因特斯); III, IV, V-東西向成硼帶: III-安納托利亞成硼亞帶(10-意大利托斯卡納; 11-土爾其拜卡迪克; 12-土爾其蘇爾坦-卡伊瑞; 13-土爾其基爾卡), IV-伊朗高原成硼亞帶(14-伊朗烏爾米耶湖); V-青藏高原成硼亞帶(15-克什米爾普格; 16-色卡執(zhí); 17-西藏扎布耶; 18-扎倉(cāng)茶卡; 19-西藏班戈湖; 20-青海東、西臺(tái)吉乃爾)I, II-NS-trending zone of boron mineralization: I-boron mineralization subzone of closed basin in North America (1-Boron; 2-Death Valley; 3-Searles Lake), II- volcanic tectonic boron mineralization subzone in South America Andean(4-Laguna Salinas; 5-Salar de Uymni; 6-Salar de Atacama; 7-Aoma Blanca; 7-1-Tincalayu; 8-Salar de Hombre Muerto; 9-Aguas Calientes); III, IV, V- EW-trending zone of boron mineralization: III-boron mineralization subzone in Anatolia(10-Tuscany; 11-Bicadic; 12- Sultancayiri; 13-Kirka), IV-boron mineralization subzone in Iran plateau (14-Orumiyeh lake); V-boron mineralization subzone in the Tibetan Plateau(15-Puga; 16-Sekazhi; 17-Zabuye; 18-Zacangchaka; 19-Bage Co; 20-east and west Taijinar)

3 青藏高原新生代火山-沉積硼礦找礦新發(fā)現(xiàn)

3.1 火山-沉積二元結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)

鄭綿平和齊文(2009)在執(zhí)行大地調(diào)項(xiàng)目過(guò)程中,首次在新生代雄巴盆地中發(fā)現(xiàn)了有利于硼酸鹽成礦的火山-沉積的二元結(jié)構(gòu)地層(圖2)以及含硼碳酸鹽黏土等。

根據(jù)前期工作, 我們于2013年對(duì)雄巴盆地火山-沉積地層開(kāi)展進(jìn)一步的調(diào)查工作, 首次在研究區(qū)發(fā)現(xiàn)火山-沉積地層中夾碳酸鹽巖層, 總體巖性為灰?guī)r與沉凝灰?guī)r互層, 頂部被第三紀(jì)黑云母安山巖覆蓋, 剖面(圖3)坐標(biāo)E82°07′50.90″, N32°2′25.74″, 海拔4 683 m。從下至上, 巖性如下:

11. 灰黑色黑云母安山巖 30 m

10. 灰白色薄層-薄板狀鈣質(zhì)泥灰?guī)r/凝灰質(zhì)碳酸鹽巖 5.5 m

9. 淺灰色含鈣質(zhì)沉凝灰?guī)r 4.3 m

8．灰白色薄層狀凝灰質(zhì)碳酸鹽巖 3.6 m

7．淺灰色厚層狀含鈣質(zhì)沉凝灰?guī)r 5.7 m

6．灰白色中薄層狀凝灰質(zhì)碳酸鹽巖 7.6 m

5．淺灰黃色鈣質(zhì)沉凝灰?guī)r, 風(fēng)化后呈松散無(wú)色干凈石英(玻璃質(zhì))砂 4.3 m

4．灰白色中薄層狀含凝灰質(zhì)灰?guī)r 6.5 m

3．淺灰黃色中厚層狀鈣質(zhì)沉凝灰?guī)r 8.3 m

2．灰白色薄層狀含凝灰質(zhì)泥晶碳酸鹽巖 5 m

1．淺灰黃色厚層狀鈣質(zhì)沉凝灰?guī)r ＞30 m

圖2 火山-沉積二元結(jié)構(gòu)露頭Fig. 2 outcrop of volcanic sedimentary binary structure

圖3 夾灰?guī)r層的火山-沉積地層剖面Fig. 3 Limestone interbed in volcanic sedimentary section

對(duì)所取得的湖相沉積碳酸鹽樣品的薄片鑒定和茜素紅+鐵氰化鉀試劑染色分析, 碳酸鹽礦物為方解石和白云石, 白云石不含鐵, 巖性定為白云質(zhì)灰?guī)r。說(shuō)明當(dāng)時(shí)的氣候干旱或盆地的蒸發(fā)量大于補(bǔ)給量, 盆地蒸發(fā)作用較強(qiáng), 湖水濃度較高, 且有大量鎂離子的補(bǔ)給, 才形成湖相白云質(zhì)灰?guī)r。

研究區(qū)的地層的巖石組合與安納托利亞高原的火山-沉積硼礦床(一般由鈣堿性火山巖、礫巖、砂巖、沉凝灰?guī)r、凝灰?guī)r、黏土巖、泥灰?guī)r和灰?guī)r互層組成, Helvaci and Alonso, 2000)對(duì)比, 發(fā)現(xiàn)它們的巖石組合總體相似。

3.2 地層時(shí)代的測(cè)定

我們對(duì)雄巴盆地的火山-沉積地層進(jìn)行了調(diào)查(圖4), 火山巖的分析結(jié)果見(jiàn)表1, 火山沉積巖石經(jīng)鏡下和化學(xué)分析, 其火山熔巖主要為粗面英安巖(Td), 其次為英安巖(D)流紋巖(R)和響巖(Ph), 僅風(fēng)化巖石為粗面巖(T)(圖5), 說(shuō)明噴發(fā)巖隨著時(shí)間變化來(lái)源深部有所變化。K2O+Na2O含量在8.62％(黑云母玄武巖)至10.86％(風(fēng)化黑云母英安巖)為超鉀質(zhì)火山巖, 其K2O/Na2O為2.27～3.94, 平均3.09, 從圖5、6可見(jiàn), 研究區(qū)含硼火山熔巖幾乎均為粗面英安巖, 屬于橄欖玄粗巖系列(Shoshonite)為超鉀質(zhì)火山巖, 而沉凝灰?guī)r屬于高中鉀鈣堿性系列(圖6), 這些巖石特征與土耳其火山-沉積硼礦的火山巖(Floyd et al., 1998)具有相似的特征?；鹕綆r采樣采用多種測(cè)年手段進(jìn)行定年, 其測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表2, 其年代主要在16～22 Ma之間, 與成礦帶西部的安納托利亞高原的5個(gè)火山-沉積硼礦床成礦年齡(16.1±0.2)～(20±0.5) Ma(Helvaci and Alonso, 2000)相當(dāng)。說(shuō)明研究區(qū)的火山活動(dòng)可能為沉積盆地提供豐富的硼物源。

3.3 火山-沉積地層中硼礦物和稀堿金屬含量異常

火山-沉積地層調(diào)查樣品的巖石化學(xué)分析結(jié)果顯示硼和伴生稀堿金屬等具有地球化學(xué)異常和硼礦化現(xiàn)象(表3, 圖8)。

在詳細(xì)調(diào)查過(guò)程中發(fā)現(xiàn)在火山-沉積地層的風(fēng)化物中普遍含有硼酸鹽礦物, 呈團(tuán)塊狀或不連續(xù)的細(xì)條帶(紋層)狀存在(圖8A-D), 并對(duì)白色礦物樣品進(jìn)行了臺(tái)式電子顯微鏡下觀察, 發(fā)現(xiàn)樣品中主要由短柱狀和長(zhǎng)條狀礦物組成(圖8E和F), 并分別對(duì)其進(jìn)行能譜分析, 結(jié)果顯示白色團(tuán)塊或條帶為硼酸鹽礦物(圖8G和H), 根據(jù)礦物形態(tài)特征和能譜分析結(jié)果, 短柱狀礦物可能為硬硼鈣石, 長(zhǎng)條狀或針狀礦物為鈉硼解石。

4 火山-沉積硼礦成礦前景分析

土耳其西安納托利亞高原與青藏高原同處于東西向的硼成礦帶上。第三紀(jì)早期至第三紀(jì)末, 歐亞板塊與阿拉伯和非洲板塊南北碰撞作用使安納托利亞高原隆升, 并產(chǎn)生東西向張應(yīng)力, 導(dǎo)致北西、北東向斷層發(fā)育和斷陷盆地形成。硼礦床形成于這些碰撞或后碰撞火山活動(dòng)頻繁的斷陷湖相盆地中。雖然它們之間硼礦床的巖石組合略有差異, 但總體上都是由鈣堿性火山巖、礫巖、砂巖、凝灰?guī)r、層凝灰?guī)r、黏土巖、泥灰?guī)r和灰?guī)r互層組成, 且礦體通常發(fā)育于灰?guī)r或黏土巖(含大量火山碎屑)之中。

圖4 雄巴盆地火山-沉積地層調(diào)查剖面、火山巖采樣點(diǎn)和淺鉆位置圖Fig. 4 Volcanic sedimentary strata profile, volcanic rock sampling sites and shallow drilling location in the Xiongba basin

圖5 雄巴盆地火山-沉積地層火山巖的SiO2-(Na2O+K2O)Fig. 5 SiO2-(Na2O+K2O) diagram of the volcanic sedimentary strata in the Xiongba basin

圖6 雄巴盆地火山-沉積地層火山巖的SiO2-K2OFig. 6 SiO2- K2O diagram of the volcanic sedimentary strata in the Xiongba basin

表1 雄巴盆地新生代火山-沉積地層火山巖樣品化學(xué)分析結(jié)果Table 1 Geochemistry of the volcanic sedimentary strata in the Xiongba basin

表2 雄巴盆地新生代火山-沉積地層火山巖樣品測(cè)年結(jié)果Table 2 Dating results of the Cenozoic volcanic sedimentary strata in the Xiongba basin

從新生代以來(lái), 由于印度板塊與歐亞板塊南北向碰撞作用產(chǎn)生東西向張應(yīng)力, 使青藏高原內(nèi)部拉薩地塊在18～13 Ma形成近南北向裂谷系, 并在拉薩地塊北側(cè)形成了雄巴、昂拉仁錯(cuò)、措勤-扎日南木錯(cuò)、郭拉-烏耶和曾錯(cuò)6個(gè)斷陷盆地(張克信等, 2010)。研究區(qū)屬于雄巴盆地, 中新世時(shí)期火山活動(dòng)強(qiáng)烈, 發(fā)育了一套(雄巴組)陸相鈣堿性中、酸性火山巖及火山碎屑巖與湖相沉積組合?；鹕?沉積地層巖石組合與土耳其硼酸鹽礦床地層巖石組合相似, 其地層也是由鈣堿性火山巖、湖相碳酸鹽巖(白云質(zhì)灰?guī)r)、凝灰?guī)r、黏土巖、礫巖和砂巖組成。地層時(shí)代相當(dāng), 其元素地球化學(xué)分析結(jié)果明顯指示硼、鋰、銣和銫元素含量正高異常, 而且在火山-沉積地層及其風(fēng)化物中發(fā)現(xiàn)團(tuán)塊狀和條帶狀的硼酸鹽。這充分說(shuō)明雄巴盆地具備有利于形成火山-沉積型硼礦的地質(zhì)、構(gòu)造和氣候條件, 具備形成大型火山-沉積型硼礦的硼物源條件, 具備火山-沉積型硼礦成礦條件。

圖7 火山-沉積地層剖面及稀堿金屬含量變化圖Fig. 7 Volcanic sedimentary stratigraphic profile and content of rare alkali metal element

圖8 火山-沉積地層風(fēng)化物中含團(tuán)塊狀或條帶狀硼酸鹽礦物及電子顯微鏡下礦物形態(tài)和能譜分析結(jié)果Fig. 8 Lumpy or banded borate minerals in the weathering volcanic sedimentary strata and the results of mineral morphology and EDX analysis by electron microscope

根據(jù)研究區(qū)與同一成硼帶西部的安納托利亞高原的大型火山-沉積硼礦床對(duì)比分析, 發(fā)現(xiàn)兩者的成礦時(shí)代相近, 構(gòu)造性質(zhì)和氣候條件相當(dāng), 地層巖相組合和地層稀堿金屬含量異常也相似。說(shuō)明該區(qū)具有良好的成礦前景和找礦潛力, 有望成為我國(guó)火山-沉積硼礦找礦的突破口, 值得做持續(xù)的調(diào)查和研究工作。但已知硼酸鹽礦層往往賦存于細(xì)顆粒的黏土巖或泥灰?guī)r(可能兩者都含有凝灰質(zhì))中(Helvaci and Alonso, 2000), 說(shuō)明硼酸鹽是在盆地沉積中心富集。而研究區(qū)目前已知地層剖面中巖石粒度都較粗, 所發(fā)現(xiàn)的碳酸鹽巖和黏土巖層較薄。因此, 今后工作重點(diǎn)是查清盆地的空間結(jié)構(gòu), 進(jìn)一步的查找?guī)r石粒度細(xì)且層厚大的, 有利于硼酸鹽匯集成礦的盆地沉積中心。就青藏高原全區(qū)而言, 同為中新世早期沉積盆地還有可可西里盆地, 為一套由白云質(zhì)灰?guī)r、泥灰?guī)r夾粉砂巖、砂巖和礫巖組成的五道梁組湖相沉積(吳珍漢等, 2006)和一套具有鈣堿性巖系趨勢(shì)和高鉀的巖石地球化學(xué)特征的查保馬組粗面安山巖等(其年齡為(13.09±0.56)～(18.28±0.72) Ma, SHRIMP U-Pb法,魏?jiǎn)s等, 2007)及五道梁群湖相沉積(23.5～16 Ma, Wang et al., 2002; Liu et al., 2003), 其沉積的厚層碳酸鹽巖為熱水湖相成因(張雪飛等, 2015), 此外, 在鯨魚(yú)湖北也發(fā)現(xiàn)上第三系火山巖含有硼1％～2％(吳才來(lái)研究員面告)。因此, 可可西里及其東側(cè)青藏線中新世火山沉積盆地值得進(jìn)一步調(diào)查其硼成礦前景。

表3 雄巴盆地火山-沉積地層SD8剖面樣品稀堿金屬元素含量Table 3 The rare alkali metal elements in the SD8 profile of the volcanic sedimentary strata in the Xiongba basin

5 結(jié)論

(1)首次發(fā)現(xiàn)了青藏高原新生代雄巴盆地火山-沉積二元結(jié)構(gòu), 其地層結(jié)構(gòu)與其同一構(gòu)造帶西部的安納托利亞高原上的火山-沉積硼礦床的地層相似,兩者都具有類似的巖相組合。

(2)不同定年手段確定火山-沉積地層的時(shí)代為中新世, 其火山巖的巖石地球化學(xué)特征表現(xiàn)為超鉀或高鉀質(zhì)鈣堿性巖石系列。其地層時(shí)代與安納托利亞高原上的火山-沉積硼礦床相近, 巖石地球化學(xué)特征相似。

(3)雄巴盆地的火山-沉積地層的稀堿金屬元素含量顯示明顯的正異常, 局部層段顯示硼礦化, 并在地層及其風(fēng)化物中發(fā)現(xiàn)團(tuán)塊狀或條帶狀的硼酸鹽,其主要礦物有鈉硼解石、硬硼鈣石和硼砂。

(4)經(jīng)過(guò)前期工作顯示雄巴盆地具有良好的火山-沉積硼礦成礦前景, 是青藏高原找尋該類型硼礦的最佳目標(biāo)區(qū)。此外, 新生代可可西里盆地也是火山-沉積硼礦有利成礦區(qū), 值得部署進(jìn)一步的研究工作。

Acknowledgements:

This study was supported by China Geological Survey (No. 1212011085524) and Marketing Service Project (No. E1304).

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New Findings and Perspective Analysis of Prospecting for Volcanic Sedimentary Boron Deposits in the Tibetan Plateau

ZHENG Mian-ping, CHEN Wen-xi*, QI Wen
MLR Key Laboratory of Saline Lake Resources and Environments, Institute of Mineral Resources, Chinese Academy of Geological Sciences, Beijing 100037; R & D Center for Saline Lake and Epithermal Deposit, Chinese Academy of Geological Sciences, Beijing 100037

This paper reports the new achievements in the prospecting for volcanic sedimentary boron deposits. The presence of strata of boron-rich volcanic sedimentary binary structure in the Tibetan Plateau was discovered and confirmed for the first time. The tectonic location, stratigraphic combination and the age of the strata are consistent with features of the strata of the large volcanic sedimentary boron deposits in Western Anatolia plateau. The strata have positive high anomaly of rare alkali metal elements, and boron element content has reached ore cutoff grade in some intervals; in addition, crumbly or banded borate minerals were found. These discoveries show that the Xiongba basin has the geological, mineral and geochemical prerequisites of the volcanic sedimentary deposits, and possesses the potential of large deposits. This discovery belongs to the basic superior result in the search for volcanic sedimentary boron deposits in China, which provides important scientific basis for the discovery of this type of boron deposits in the Tibetan Plateau.

Tibetan Plateau; volcanic sedimentary binary structure; volcanic sedimentary boron deposits; new results of ore prospecting

P578.93; P622

A

10.3975/cagsb.2016.04.03

本文由中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局項(xiàng)目“油鉀兼探實(shí)施方案和調(diào)查評(píng)價(jià)”(編號(hào): 1212011085524)和市場(chǎng)服務(wù)項(xiàng)目(編號(hào): E1304)聯(lián)合資助。

2016-06-07; 改回日期: 2016-06-28。責(zé)任編輯: 魏樂(lè)軍。

鄭綿平, 男, 1934年生。研究員, 中國(guó)工程院院士。從事鹽類學(xué)與礦床地質(zhì)學(xué)研究。E-mail: zhengmp2010@126.com。

*通訊作者: 陳文西, 男, 1977年生。副研究員。從事沉積盆地與鹽類沉積礦床研究。E-mail: chwx06@126.com。