西藏雄巴地區(qū)鈣華沉積機制及其地質(zhì)意義

梁恒 姚永康

摘要：熱液活動是地球內(nèi)部維持物理能量平衡的一種形式，這種促進能量平衡的過程，實際上也是富集成礦元素的過程，熱液具有較高的礦化度和鹽度，通常能夠形成大型或者超大型礦床，熱液在移動過程中，外界條件的改變，自身穩(wěn)定狀態(tài)被打破，沉淀出大量的鈣華，因此鈣華是反應(yīng)熱液活動的一種標志，本文通過以雄巴地區(qū)勘察到的鈣華丘為例，闡述其形成機制以及對青藏高原地質(zhì)研究尤其是硼礦找礦的重要意義。

關(guān)鍵詞：成礦熱液、鈣華、硼礦

緒論

在西藏阿里地區(qū)雄巴盆地色卡執(zhí)的周圍，發(fā)育有風化較為破碎的、散落分布的鈣華丘，這些鈣華丘覆蓋在以鈣堿性為主的白堊紀杰嘎組、古始新世林子宗群火山巖之上，這些火山巖中富含豐富的硼，為硼礦的形成提供了充足的物質(zhì)來源，研究成礦作用，必須研究礦物元素的起源、搬運方式、沉積過程三個方面，而熱液活動是成礦元素遷移最重要的方式，一方面可以直接帶來豐富的成礦元素，另一方面可以通過淋濾成礦原巖石，從而形成成礦流體。本次勘察發(fā)現(xiàn)的泉華以鈣華為主，可見少量的硅華，這是熱液活動遺留下來的痕跡，具有十分重要的地質(zhì)意義。

地質(zhì)背景

雄巴地區(qū)位于阿里地區(qū)革吉縣北部約70公里處，特提斯造山系東部，班公湖怒江結(jié)合帶西段，該地區(qū)由于南北地塊壓力，整體構(gòu)造向東西應(yīng)力延伸，南部的岡底斯巖漿巖帶是青藏高原最大的島弧巖漿巖帶，火山活動非常強烈，斷層發(fā)育，圍繞色卡執(zhí)形成了封閉的山間盆地；從地理位置看，雄巴地區(qū)是土耳其安納托里高原硼礦床向東部的延伸，發(fā)育富硼的火山

沉積二元結(jié)構(gòu)，即上部為巖漿巖，下部為凝灰?guī)r、灰?guī)r、碳酸鹽巖互層的沉積地層；這種巖石組合與同一成礦帶的安納托利亞硼礦區(qū)沉積單元相比較，具有很大的相似性；通過礦物的定年實驗，可以確定該地區(qū)地層時代與安納托利亞火山

沉積硼礦床相吻合，均為中新世；因此該地區(qū)具有形成大型超大型硼礦的巨大潛力。

鈣華的沉積機制與沉積類型

鈣華的礦物成分主要包括方解石、文石，化學成分均為CaC03，形成碳酸鈣沉淀的碳酸鹽溶液的平衡狀態(tài)遵從化學反應(yīng)：Ca2++2HC0CaC03 l+C02 f+H20，該反應(yīng)是可逆的，碳酸鈣沉淀的正反應(yīng)是吸熱的過程，從公式可以看出決定CaC03沉淀的因素是水體二氧化碳的含量和溫度，根據(jù)亨利定律，當外界壓強降低時，水體中二氧化碳相對分壓升高，二氧化碳的溶解度降低，大量的二氧化碳逸出，水體的PH值升高，碳酸鈣沉淀出來；由于正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，因此炎熱的氣溫更有利于鈣華的形成；生物活動對鈣華的沉淀也有一定的作用，具體表現(xiàn)在生物活動的光合作用吸收水體中的C02，降低了水體中碳酸氫根的濃度，從而促進了CaC03的沉淀。

根據(jù)水體中C02的來源，Pedley將鈣華的沉積類型分為兩種類型，大氣成因鈣華和熱成因鈣華，前者多發(fā)生在溫暖多雨的南方地區(qū)，熱成因鈣華多發(fā)生在構(gòu)造活動強烈的地區(qū)，雄巴地區(qū)地處喜馬拉雅大型地熱帶，熱成因鈣華較為發(fā)育，由于下覆洋殼的潛沒作用，在地幔形成熔融的巖漿和巖石變質(zhì)作用產(chǎn)生的二氧化碳，在高溫高壓的條件下，大量融入到地下水體中，形成了高溫高分壓的酸性溶蝕液，這些液體強烈溶蝕圍巖捕獲了大量的Ca2+離子，這些含有大量的Ca2+和HC03離子的液體沿著裂隙或底層薄弱帶冒出地表，在出露地表時，由于水中的C02的分壓與大氣壓強非常大的壓強差，致使C02迅速地從水體中脫逃，水中高度過飽和的Caz+離子和碳酸根離子沉淀形成鈣華，由于懸殊的壓力差，二氧化碳的逃逸速度非常之快，碳酸鈣的沉淀速率極較快，所形成的鈣華往往發(fā)育層狀結(jié)構(gòu)（如圖1），平面上以泉眼或者裂隙為中心呈拱狀。

鈣華的地質(zhì)意義

青藏高原鈣華的形成和演化，不僅受到強烈的地質(zhì)構(gòu)造活動的影響，而且受到古氣候、古環(huán)境的影響，因此鈣華的研究是對揭示青藏高原構(gòu)造運動、環(huán)境變遷具有十分重要的意義：

（1）對古氣候、古環(huán)境具有的特殊意義：鈣華具有較快的沉積速率，從而形成連續(xù)的層狀結(jié)構(gòu)，是很好的氣候環(huán)境信息的載體，記錄了氣候環(huán)境的周期性變化，鈣華的沉積離不開水體，西藏地區(qū)的降水主要受印度季風的影響，因此鈣華的生長過程也是印度季風環(huán)境變化的過程。

（2）對新構(gòu)造活動的意義：熱液鈣華的形成與斷裂有很大的關(guān)系，熱液沿著斷裂帶或薄弱帶活動，間接反映出構(gòu)造活動的特點和活動歷史，一些熱成因鈣華可以反映出深部地熱流體的溫度和規(guī)模。

（3）對熱水成礦礦床的指示作用：熱液活動是一種極為活躍的成礦地質(zhì)作用，而表生的噴流成礦是成礦模式的重要組成部分，鈣華往往是是熱液噴出地表的標志性物質(zhì)，在噴流口沉積物的下部經(jīng)常發(fā)生熱液滲透交代變質(zhì)或熱液充填作用，形成脈狀充填型礦化帶，在空間范圍內(nèi)，熱液成礦往往分布在熱水噴流口附近的物理化學梯度帶內(nèi)，在橫向上按沉積順序分為硅質(zhì)、碳酸鹽、硫酸鹽等沉積帶對應(yīng)相應(yīng)的礦化分帶。

結(jié)語

雄巴地區(qū)具有形成大型硼礦床的潛質(zhì)，熱液活動形成的富硼流體在盆地沉積是該地區(qū)最主要的成礦方式，通過鈣華定年技術(shù)的絕對年齡可以揭示成礦熱液活動的時代，礦物組合可以反映出熱液的溫度，鈣華的規(guī)模也可以反映成礦流體活動的強烈程度，對礦產(chǎn)規(guī)模的評估有很大的參考價值，因此，鈣華對尋找火山沉積硼礦具有很大的指導意義。