新疆鹽湖成礦期次劃分及其演化特征

周曉穎 屈李華 趙 芳 王龍飛

新疆吾爾自治區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局地球物理化學(xué)探礦大隊(duì) 新疆 昌吉 831100

新疆湖泊星羅棋布,蘊(yùn)藏著豐富的鹽類礦產(chǎn)資源和生物資源[1]。尤其是青藏高原北緣的昆侖山地域,此帶鹽湖資源勘查研究程度普遍較低,隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展以及國(guó)內(nèi)鋰鉀鹽資源形勢(shì)日趨緊張,通過對(duì)新疆鹽湖成礦期次及演化過程的研究,實(shí)施新疆鹽湖綜合性鉀鹽資源調(diào)查評(píng)價(jià),掌握新疆鹽湖綜合性鉀鹽資源,為在該地區(qū)進(jìn)一步開展古代鉀鹽找礦提供參考資料,具有重要意義。

一、新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)

新疆新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)強(qiáng)烈,特別是斷陷構(gòu)造的發(fā)生,產(chǎn)生次一級(jí)斷陷,如塔里木、準(zhǔn)噶爾和吐魯番等大型盆地中的次一級(jí)坳陷,往往形成鹽湖盆地。隨著新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的發(fā)展,在已形成的鹽湖的周邊,又形成多邊緣湖和地表或地下水的匯集中心,新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)與鹽湖的形成發(fā)展和分布密切相關(guān)。從盆地地質(zhì)發(fā)展史及鹽湖的演化可以看出,新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)控制了盆地的發(fā)展及演化,也控制著鹽類沉積的分布、沉積的厚度以及各種元素的富集。其總的規(guī)律是:新生代以來,凡是有鹽類沉積的地方都是處在構(gòu)造沉降部位,而且沉降越大,鹽類沉積的厚度越大,越是最新形成的構(gòu)造凹地,越容易富集高濃度的鹵水,從而形成最高階段的鉀鎂鹽礦物沉積。

新疆新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)活動(dòng)強(qiáng)烈,主要表現(xiàn)為第四紀(jì)地層之間的角度不整合,主要有下更新統(tǒng)與上新統(tǒng)之間喀什運(yùn)動(dòng)形成的角度不整合,為區(qū)域性不整合,波及全區(qū)范圍,其次是下更新統(tǒng)與中更新統(tǒng)之間西域運(yùn)動(dòng)形成的角度不整合,除在山地表現(xiàn)明顯之外,在沉積湖區(qū)也有表現(xiàn),,只是交角稍少,沉積缺失和環(huán)境的顯著改變,再就是中更新統(tǒng)和上更新統(tǒng)之間庫(kù)爾勒運(yùn)動(dòng)形成的角度不整合和上更新統(tǒng)和全新統(tǒng)之間微角度黑孜運(yùn)動(dòng)形成的微角度不整合,均為局部不整合,在部分隆起表明強(qiáng)烈,但在沉積區(qū)表現(xiàn)為連續(xù)沉積。

二、成鹽期次

新疆鹽湖的成鹽期始于第三紀(jì)早期,主要在塔里木盆地西南邊緣的莎車盆地和北部邊緣的庫(kù)車盆地大面積成鹽,形成了舉世著名的大鹽田。而晚第三紀(jì)成鹽范圍逐漸縮小,并由西向東遷移,莎車盆地不再成鹽。中新世主要在庫(kù)車盆地成鹽,而上新世主要在吐魯番盆地成鹽,形成了吐魯番第三紀(jì)成鹽期。第四紀(jì)繼承了前者的成鹽環(huán)境,形成了眾多的大小鹽湖。其主要有早更新世、中更新世、晚更新世和全新世四個(gè)成鹽期,基本情況如下:

(1)早更新世成鹽期和含鹽地層:這是第四紀(jì)最早的成鹽期,形成了相對(duì)古老的鹽湖,成鹽期后,遭受新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)(西域運(yùn)動(dòng)),造成下更新統(tǒng)和中更新統(tǒng)之間的角度不整合。含鹽地層也遭受破壞,并強(qiáng)烈剝蝕。該成鹽期相對(duì)比較短暫,鹽湖環(huán)境也非常平穩(wěn),只在局部成鹽,且常常有大量碎屑物質(zhì)參與沉積。但成鹽作用仍然發(fā)生,形成碎屑物與鹽類的混雜堆。

(2)中更新世成鹽期和含鹽地層:在早期之后的西域運(yùn)動(dòng),地殼大面積下降,新疆鹽湖開始形成,造成一個(gè)新的成鹽期的出現(xiàn),于干鹽湖堆積鹽類沉積物,主要是含鈣硫酸鹽類蒸發(fā)鹽,如羅布泊鹽湖,還形成了鹵水鉀鹽層。

(3)晚更新世成鹽期和含鉀地層:該期是新疆大面積成鹽的開始,盡管有不少的成鹽區(qū)在此時(shí)已經(jīng)成鹽,但仍然不甚廣泛。只是在吐魯番艾丁湖和羅布泊及庫(kù)米什等地形成頗具規(guī)模的鹽湖,沉積有鈣芒硝、芒硝、石鹽等,不過仍然是以硫酸鹽類為主的蒸發(fā)巖和鹵水含鉀層。

(4)全新世成鹽期和含鉀地層:是新疆最主要的成鹽期,也是最活躍,最強(qiáng)烈的成鹽年代,遍及全疆各個(gè)鹽湖,多數(shù)鹽湖為一個(gè)成鹽旋回,如七角井、烏勇布拉克等。本成鹽期形成了新疆各鹽湖大面積的石鹽層和鉀鎂鹽及硝酸型鉀鹽。

三、鹽湖演化特征

新疆第四紀(jì)新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)十分活躍,不均衡的上升隆起和斷陷,是其主要構(gòu)造特征。喜馬拉雅運(yùn)動(dòng)繼承了阿勒泰山、天山和昆侖褶皺的抬升隆起,環(huán)繞其間的塔里木盆地、準(zhǔn)噶爾盆地和許多山間盆地相對(duì)下陷,在次級(jí)盆地或洼地中形成眾多的湖泊或沼澤地,隨著時(shí)間的推移和氣候變遷,逐漸發(fā)展成為鹽湖。

早更新世時(shí)期,古地理景觀以淡水湖泊為主,氣候也不十分干燥,洼陷區(qū)水域面積也較大。在早更新世末期,盆地四周山系繼續(xù)隆起,部分區(qū)域陷起。此時(shí)湖泊范圍逐漸收縮,氣候也轉(zhuǎn)向干燥炎熱,在局部范圍形成鹽湖,如小草湖沉積了石膏、石鹽、鈉硝石等蒸發(fā)鹽。中更新世時(shí)期,氣候逐步干燥炎熱,湖噴范圍縮小在羅布泊等地形成新的成鹽中心,堆積了石膏、鈣芒硝等,開始向鹽湖環(huán)境發(fā)展[2]。晚更新世時(shí)期,新疆戈壁沙漠十分明顯,氣候更趨向干旱,大型湖泊逐步咸化,小型湖泊已成為鹽湖。如艾丁湖烏勇布拉克鹽湖此時(shí)已是鹽湖,沉積有石鹽、芒硝等鹽類。從晚更新世到全新世時(shí)期,氣候持續(xù)干旱,地表水系流量減少,湖噴水域收縮,含鹽量明顯增加,以至達(dá)到飽和,而許多地方,如羅布泊、庫(kù)米什一帶形成大量石鹽、芒硝等鹽類的堆積。全新世中—晚期,是新疆鹽湖形成演化的最強(qiáng)烈時(shí)代,成鹽作用波及各個(gè)鹽湖,是新疆鹽湖的全盛期。許多大型鹽類沉積都是此時(shí)的產(chǎn)物。全新世晚期到現(xiàn)代,由于新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的強(qiáng)烈活動(dòng),干燥炎熱氣候的持續(xù)發(fā)展,鹽湖強(qiáng)烈收縮,成鹽作用加劇,湖表鹵水大量較少,許多鹽湖干涸演化為干鹽湖,有的甚至成為沙下湖。

新疆鹽湖經(jīng)歷了由淡水湖—級(jí)咸水湖—咸水湖—鹵水鹽湖—干鹽湖的演化過程,發(fā)展到現(xiàn)今的鹽湖景觀。

結(jié)論

新疆新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)為鹽湖形成提供了便利條件。鹽湖的雛形最早始于早第三紀(jì),具有早更新世、中更新世、晚更新世和全新世四個(gè)成鹽期,經(jīng)歷了由淡水湖—級(jí)咸水湖—咸水湖—鹵水鹽湖—干鹽湖的演化過程,發(fā)展到現(xiàn)今的鹽湖景觀。