昌都地区达孜剖面粘土矿物组合和微量元素特征与沉积——成岩环境研究

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作者翟如一
来源中国科学院大学(中国科学院青海盐湖研究所)
出版年2020
摘要
昌都-兰坪-思茅-呵叻盆地同处于特提斯东段构造带上,呵叻盆地发现了超大型的古代钾盐矿床,而在我国境内的兰坪-思茅盆地仅发现了小型古代钾盐矿床。兰坪-思茅-呵叻盆地的含钾蒸发岩矿床的形成与陆相环境下的海水变异有关,其碳酸盐矿物分布特征、成矿时代以及铷和溴含量变化特征指示了海水从北部兰坪侵入到呵叻盆地。因此特提斯东段钾盐成矿模式为多级盆地海水迁移变质成盐成钾模式,即新特提斯洋海水以变质浓缩的形式依次进入昌都-兰坪-思茅-呵叻盆地,并在不同的沉积环境下发育了厚度及规模不等的盐类沉积。兰坪-思茅-呵叻盆地缺失了正常海水蒸发浓缩而形成的硫酸盐沉积,而昌都盆地却分布有大量的硫酸盐。昌都盆地石膏中S和Sr同位素研究表明其为海相沉积,与兰坪-思茅盆地蒸发岩同源,暗示思茅盆地钾盐矿床的物质来源于东羌塘地区的变质海水,但是对于昌都盆地含膏盐地层的沉积-成岩环境特征方面的研究工作缺乏。本论文以昌都地区晚侏罗世含膏盐达孜剖面为研究对象,通过对剖面粘土矿物组合和微量元素地球化学特征分析研究,系统总结和研究了达孜剖面的沉积-成岩环境特征,并结合剖面岩性沉积和构造特征,尝试对卤水浓缩问题进行了探讨。从而增添了昌都地区含盐系地层沉积-成岩环境数据资料,为多级盆地海水迁移变质成盐成钾模式提供一定的线索和依据,有利于今后的找钾工作。粘土矿物的分析研究表明,达孜剖面中伊/蒙混层矿物类型为ISⅡ型有序伊/蒙混层矿物,每隔9~19个伊利石晶层才有蒙脱石晶层出现,表明蒙脱石伊利石化程度高,受成岩作用影响较大。剖面呈晚成岩阶段的特征,其成岩温度大于190℃。高含量的伊利石和伊/蒙混层以及低含量的高岭石表明其沉积环境和成岩环境具有弱碱性的特征。此外,高含量的Na+、K+、Al3+和低含量的Fe2+、Mg2+这一特征对蒙脱石-蒙脱石/伊利石-伊利石这一粘土矿物转化过程有一定的促进作用,但同时抑制了埋藏过程后期绿泥石的大量生成。微量元素地球化学和剖面岩性特征的研究表明,达孜剖面古气候环境演化共经历了2个阶段:第一阶段(85~65m)古气候整体为干燥炎热的环境;第二阶段(65~0m)古气候整体为温暖湿润的环境,其中期间包括有3次干热-温湿-干热明显的气候次级波动。达孜剖面沉积时期,石膏沉积阶段时处于咸水的沉积环境,而在厚层石膏沉积阶段完成后的沉积环境整体呈现了淡水的特征。达孜剖面的水体主要呈氧化环境,只有在个别时期的水体呈弱氧化环境。通过对剖面沉积-成岩环境特征分析,并结合剖面岩性沉积和构造环境特征,表明在达孜剖面沉积时期,卤水浓缩程度相对较低不足以促进钾盐的结晶沉淀,强烈的构造抬升运动也有可能使已浓缩的卤水发生迁移,致使达孜剖面沉积时期缺少钾盐矿的沉积,因此昌都盆地晚侏罗系不宜作为今后的找钾远景地层。

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