柴达木盆地南北地热水Li、B差异富集机制及其对尾闾盐湖成矿的物源制约摘要
青藏高原多条造山带发育富Li、B等资源元素的地热水,是尾闾盐湖矿床的重要物源。青藏高原富锂硼盐湖基本遵循热泉补给-河流携载运移-尾闾盐湖富集成矿的源-运-汇沉积模式。目前大多研究集中于高原南部地热及盐湖资源,缺乏对高原北部不同造山带地热水及尾闾盐湖卤水Li、B资源差异富集成矿的对比研究。柴达木盆地形成了南缘由东昆仑地热水补给的一里坪-东西台-(察尔汗盐湖)别勒滩区段盐湖卤水型锂矿床、柴北缘由大柴旦地热水补给的大柴旦盐湖固-液硼矿床,这些盐湖资源分别是中国重要的锂、硼矿资源储集地和开发基地,并为研究地热水及尾闾盐湖Li、B富集机制提供了独特的研究窗口。因此,本文系统讨论了柴达木盆地南北两侧对称的东昆仑和柴北缘地热水中Li、B差异富集机制及其对盐湖成矿的物源制约。通过对青藏高原地热水、河水、盐湖卤水及岩石的元素含量及H-O-Li-B同位素地球化学数据的分析,得出以下认识:(1)两大地热水及尾闾盐湖卤水的Cl-含量和H-O同位素值揭示东昆仑与大柴旦地热水由大气降水(冰雪融水)与岩浆流体混合形成;(2)柴达木盆地南北两侧的地热水存在Li-B含量的差异特征,其物源补给差异控制着尾闾盐湖卤水Li-B资源矿床。东昆仑热泉水富Li-B(Li=96.00mg/L,B=180.00mg/L),而大柴旦热泉水富B(平均值B=41.54mg/L,Li=3.18mg/L);一里坪、东-西台吉乃尔盐湖和察尔汗盐湖别勒滩区段晶间卤水Li含量介于122.91~447.07mg/L之间,明显高于大柴旦盐湖卤水值(Li=117.00~187.00mg/L),而B含量则相反(大柴旦盐湖卤水B=513.00~706.00mg/L,一里坪等尾闾盐湖卤水B=143.50~329.71mg/L);(3)对比青藏高原地质背景与地热水、盐湖卤水Li-B含量关系发现,青藏高原地热水Li-B含量分别受到造山运动过程中岩浆作用和变质作用的控制。东昆仑岩浆作用形成富Li花岗岩(伟晶岩)或火山岩制约了布喀达坂峰热泉中的Li含量,祁连山变质作用形成的高压-超高压富B变质岩约束了大柴旦热泉B含量,即两大地热水及尾闾盐湖卤水中的Li-B主要来自围岩溶滤补给;(4)东昆仑低Li(<1mg/L)-高δ7Li值(+29.45‰)的大气降水和高Li(928×10-6~34,851×10-6)-低δ7Li值(-3.39‰~+7.55‰)的伟晶岩约束了地热水和盐湖卤水的Li资源富集过程;柴北缘低B(<1mg/L)-高δ11B值(+16.69‰)的大气降水和高B(32,000×10-6~35,000×10-6)-低δ11B值(-9.86‰~-3.75‰)的(高压-超高压变质岩)电气石约束了地热水和大柴旦盐湖卤水的B资源富集过程。本研究系统总结了青藏高原北部地热水Li-B资源元素的差异性富集机制,为理解高原地热水-尾闾盐湖资源成矿提供源-运-汇富集模式,反之地热水资源元素丰度可作为内生Li、B矿床的重要找矿标志。
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