老挝万象地区白垩系

老挝万象地区白垩系 Vol,92，No,5 第 卷 第 期地 质 通 报 29 5 May，2010 GEOLOGICAL BULLETIN OF CHINA 2010 年 5 月 老挝万象盆地钾盐矿床微量元素地球化学特征 及矿床的成因 1,234521李善平 ，马海州 ，陈有顺 ，王生祖 ，李五福 ，王钦元 1,234LI Shanping, MA Haizhou, CHEN Yoshun, --u- 521WANG Sheng-zu, LI Wu-fu, WANG Qin-yuan 青海省地质矿产研究所 ，青 海 西 宁 ,1. 810012 2. 青海省地质调查院 ，青 海 西 宁 810012, 3. 中国科学院青海盐湖研究所 ，青 海 西 宁 810008, 4. 青 海 省 地 震 局 ，青 海 西 宁 810001, 5. 青海省公路科研勘测设计院 ，青 海 西 宁 810007 1. Qinghai Instituteof Geology andMinera l Resources,Xining 810012, Qinghai,, China 2. Qinghai Instituteof Geological Survey,Xining 810012, Qinghai, ,Chin a 3. Qinghai Instituteof Salt Lakesof Chinese Academyof Sciences,Xining 810008, Qinghai,, China 4. Qinghai Seismological Bureau,Xining 810001, Qinghai, ,Chin a 5. Qinghai Highway Survey and Design Institute Research,Xining 810007,China Qinghai, 摘 要 ,老 挝 万 象盆地钾镁盐矿主要富集在塔贡组下段膏盐中 ，主 要 由 石 盐 岩 、光 卤 石 、钾 石 盐 、含光卤石钾石盐及少量溢晶石等 组 成 ，属单层结构类型 。 钾镁盐矿中的微量元 素 Br、Rb 和 氯 化 物 有 直 接 的 关 系 ，是在万象盆地内找钾的直接标志 ，可 在 不 同 程 度上反映原始盐溶液的浓缩发展过程 。 而 Sr、B 地球化学性质稳定 ，随卤水浓度的增高而富集在卤液中 ，可间接指示含 钾 的 层 位 。证实了万象盆地的卤水来源于南部呵叻盆地 ，并有地表水体及深部卤水补给的可能性 。研究万象盆地元素的地球化学特征 ，对丰富古代固体钾盐成矿理 论 、指 导 兰 坪思茅盆地蒸发岩研究及找钾工作具有重要的指示意义 。 - 关 键 词 ,万 象 盆 地 ,钾 盐 矿 床 ,元 素 地 球 化 学 ,兰 坪)思 茅 盆 地 ,矿 床 成 +文 献 标 志 码 ,文 章 编 号 ,,,中 图 分 类 号 ,P619.211;P595 A 16712552201005076011 --- 因 Li S P, Ma H Z, Chen Y S, Wang S Z, Li W F, Wang Q Y. Geochemical characteristics of trace elementsand ore genesis from potash deposit in Vientiane basin, Laos. Geological Bulletin of China, 2010, 29(5):760-770 Abstract: Potassium and magnesium salt deposit mainly enriches in the lower gypsumrock salt segment of Tagong Formation in Vi - entiane basin, Laos. The deposit is mainly composed of salt rock, carnallite, potassium salt, carnallite bearing po tassium and a s mall amount of spar etc, and it beonlgs to single-layer structure. Trace elementsof potassium and magnesium salt deposit such asBr and Rb are directlrey lated to chloride,a nd thereforework ass ign of potassium deposit prospecting in the Vientiane basin. These elementsca n reflected the developmentproc ess of the original concentrationof salt solution in certain degree. Sanr d B with stable geochemical na - ture concentratein the brineso lution with the increase of brine concentration,so they m ay be indicative for potassium layer. It is con -firm that the Vientiane basin brine comesfrom the southern Khorat basin by the analysis of trace elements,and it's possible that therei s also surface waterf rom deep fracture brinesupp ly. This conclusion can beq uite helpfulto enrich thean cient solid potassium salt min - eralzation theorya nd to gude the researchof LanpingSmao basn evaporitesa lt and other potash deposts prospecting. ii-iii Key words: Vientiane basin; potassium salt deposit; elementg eochemistry; Lanping Simao basin; genesis of deposit - 收 稿 日 期 ,2009-09-27,修 订 日 期 ,2009-11-11 科 技 项 目 ,云南中寮矿业开发投资有限公司 《老挝万象钾盐矿床补充勘探 》项 目 资 助 作 者 简 介 ,李 善 平(1974- ),男,硕 士 ，工 程 师 ，地 球 化 学 专 业 ，从事区域地质及矿产研究工作 。 E -mail,lishanping1952@163.com ，属呵叻高原的一部分 ,图 , 。特定的大地构板块内 中国的钾盐 ， 尤其是大型可溶性固体钾盐找矿 1 工作一直未取得重大突破 ， 钾盐已成为国家大宗紧 造背景 ，决定了盆地的形成 、演化与新特提斯海构造 缺的矿产资源 。 中国众多成盐盆地中已发现有固体 演化有密切的关系 ，总体上属于近海大盆地 。 [15]- 呵叻高原中部为普潘隆起 ， 将呵叻高原分 割 成钾盐成矿的线索 ，其 中 兰 坪 )思茅盆地是具有大 南北 2 个相辅的盆地 ，北面称沙空那空盆地 ，南 面 称 型钾盐成矿条件和最 有找矿前景的重点成钾盆地 。 ?呵叻盆地， 万象盆地位于沙空那空盆地的西北缘 。 思 茅 盆 地与沙空那空盆地 、兰 坪呵叻盆地同处于 - 呵叻高原北为湄公河断裂 、西为南乌江断裂 、南为北 一个成矿带 ，盆地基底 、盆地的形成及构造演化均有 [6-8]相 似 之 处，但 多 年 来 兰 坪 思茅找钾工作一直未 -柬埔寨断裂 、 东为边和断 裂 ， 受周边深大断裂 的 控 取得重大突破 。 笔者等在沙空那空盆地西北缘的万 制 ， 呵叻高原构成一个独特的长期稳定持续下降的 象盆地对石盐 、光卤石等岩心进行了系统研究 ，获取 坳陷带 。万象盆地经晚燕山运动出现雏形 ，并逐渐演 了翔实的地球化学资料 。 这对钾盐矿床的赋存规律 化为由南西向北东逐渐倾斜的不对称盆地 ， 钻 探 证 ?具有一定的指 示 意 义 ， 对 在 中 国 兰 坪-思 茅 盆 地 寻 实基底最大埋深大于 750.33m， 重 力 推 断 1400m。 找钾盐矿床亦具有实际指导意义 。 可能受近东西向的挤压或引张作用较强 ， 在晚 白 垩 世、古近纪及第四纪相继发育有北北西向的褶皱 、断 区域地质概况 1 裂和近东西向的断层 、盐构造 。 东南亚板块起源于早古生代冈瓦纳大陆的北缘 钾盐矿床的地质矿产特征 2 [911]-向北漂移的过 程 中。 在大地构造背景中 ，呵 叻 高 原处于东印度支那板块邻近印度板块和欧亚板块的 万 象 盆地钾盐矿床有 个矿段钾盐较为富集 ，3 东印支板块之东印 分别为通芒 、农刀、塔贡矿段 ，其中通芒 、农刀矿段是万 象 平 原位于中国南方边 缘 。 - ?图 1 万象盆地大地构造图 Fig. 1 Tectonic mapof Vientianebasin 1— 国 界 ,2— 断 层 ,3— 推 测 断 层 ,4— 构 造 界 线 ,5— 万 象 盆 地 位 置 762 年地 质 通 报 GEOLOGICAL BULLETIN OF CHINA 2010 矿体的主体 ，本文对通芒矿段施工的 四 个 钻。 根 据 岩 性 及 沉 积 组 合 特 征 ，可 分 为 个 岩 性T1~T4 582m3 孔钾镁盐矿进行重点研究 。段 6 个亚段 ,图 2, 。 白垩系下统班塔拉组(Kbt)为万 1 象盆地盐岩的基底 。 2.1 地层 通芒矿段内钻孔所揭露地层自上而下为 , 第四 2.2 钾镁盐矿的特征 矿体的厚度受成盐时盆地基底的形态和成盐后 系河流相堆积、古近 系 古 新 统 —始新统班塔博组 (Q) ,Ebt,、古 新 统 塔 贡 组 ,Etg,和白垩系下统班塔拉 1-21盐构造作用的控制 。 成盐盆地基底的形态为西部隆 组 ,Kbt, 。 含 盐 系 为 古 近系古新统塔贡组 ,Etg,，为 11起，东部为北西向基底凹陷 ，由盆地边缘向盆地中心 紫红色陆源碎屑岩和膏盐岩不等厚互层沉积 ， 碎 屑 凹陷变深 ， 在空间上矿体的埋深由南西塔贡矿 段 向 岩以泥质粉砂岩 、泥 岩 、粉 砂岩等细碎屑岩为主 ,膏 北 东 通 芒 、 农 刀 矿 段 逐 渐 增 加 ， 埋 深 一 般 ? 78.8 :，平 均 。总 厚 盐岩则主要为石膏 、 石 盐 、 钾 镁 盐 等 ， 成盐期后在构 造 应 力 的 作 200: 528.3m272.57m [12]图 2 万象钾盐矿区综合地层柱状图 Integrated stratigraphic columnof m papotash minesin Vientiane basin Fig. 2 用下，盐膏层普遍发育盐构造 ，矿体形态受盐构造的 ， 越有利于最后沉积阶段钾 盐 类 物的沉积阶段越晚 [13] 作用显著。矿物的浓缩析出 。 盐类矿物共计 4 类 10 种。 其 中 氯 化 物 5 种 ，硫 塔贡组下盐段石盐可划分为 2 段,图 2,，即位于 光卤石底部的石盐相对较厚，顶部的石盐相对较薄。 酸盐 2 种，碳酸盐 1 种，硼矿物 2 种,表 1,。 塔 贡 组 下 段 最底部为薄层石膏或硬石膏层 ，其 光 卤 石 底 部 的 石 盐 ,T3 孔 孔 深 550.02m， 上为厚度较大的石盐 、光 卤 石 ,钾 石 盐 ,、石 盐 ，其 中 147.89:550.02m 均 为 石 盐 层 ，石 盐 中 Br 含 量 最 高 为 3光卤石中含溢晶石及水氯镁石 ， 与海相正常蒸发浓 0.039% ，最 低 为 0.0092% ，平 均 为 0.017% ，Br×10/Cl 缩沉积序列相似 ， 而与罗布泊盐湖地层层序下部为 系 数 平 均 为 0.2837 ,表 2, ，与海水正常蒸 发 浓 缩 石 [14][18] 钙 芒 硝 岩,中部为芒硝岩和上部为石膏 、粘 土 岩 等盐阶段 Br 的 含 量 0.0066%相 近 似 。 通 芒 钾 镁 盐 矿 有区别 , 与察尔汗陆相沉积序列中含多层芒硝和砾 床塔贡组底部石盐中 Br 平 均 含 量 为 0.026% ，Br × 3[14-15]石 层 有 显 著 差 别 ，表明钾盐矿床成矿物质来源 10/Cl 系 数 平 均 0.399， 与云南勐野井石盐中 Br 含 主要为海水 。 量最 高 0.0288%、最 低 0.0030%、平 均 0.0127%相 比 稍 高， 比呵叻高原石盐中 Br 含量 0.0380%:0.0040%相 3 钾盐矿床微量元素地球化学特征 [18]思茅盆地 、万象盆地与呵叻盆 表明兰坪对较低。 ) 、、、等元素在成盐过程中以各种方式 地由北西至南东 含量逐渐升高 ，符合 海 水 蒸 发 浓BrRbSrB Br 混入到盐类沉积物中 ，对阐明矿床成因 、古地理环境 缩退却时 Br 含量逐步升高 ，并伴随钾镁 盐 矿 体 厚 度 及盐类成矿 、矿床的物质来源等具有重要意义 。 逐渐增加的趋势 。 3.1 溴,Br,光卤石顶部的石盐 ,T3 孔仅见矿化现象 ， 未 取 [16]3海 水 中 Br 含 量 大 约 为 0.07g/L， 当 海 水 蒸 发 样 ，T1、T2、T4 三 孔 Br 含 量 、Br×10/Cl 系 数 相 对 较 时 ，Br 的含量随着海水 的浓缩和盐类结晶的过程不 为 接 近 ,表 3,，反映在卤水浓缩至顶部 石 盐 沉 积 阶 断增高 ，对阐明盐盆卤水盐度的变化 、沉积条件等均 段时气候变化 、卤水浓缩程度 、沉积环境等作用相对 较为稳定 ，有利于石盐岩析出 。 有良好的指导效果 。 ,,钾石盐中的 ,,石盐中的 2Br1Br 一般 在 在石盐沉积阶段 ， 卤水浓缩主要集中在残留液 钻孔揭露钾石盐厚度较薄 ， 2.00:5.04m - ，、、、孔 平 均之 间 中 ， 其 中 一 部 分 以 类 质 同 像 置换氯化物盐类矿 ZK33ZK0-33ZK0-123ZK4-0 Br Br ? -- ，且置换量与共沉淀的溶液中 的 含 量含 量 分 别 为 0.063% 、0.216% 、0.038% 、0.0525% ，T4物 中 的 ClBr [17]- 成正比 例 关 系。 因 此 ，残留液中或盐类矿物中 孔钾石盐中 Br 平均含量为 0.0875%。 ZK3、3ZK0-3、Br 3ZK012 孔 出 现 的 钾石盐层位基本一致 ，均 位 于 塔-的含量越高 ，表明卤水浓缩的程度越高 、形成盐类矿 表 通芒矿段矿物成分 1 Table 1 Mineral compositionof Tongmangmine ? Çfi$ CaCl ?2MgCl ?12H O ? }???R ??R}? ? ‰p% K ? K }?? KCl?MgCl ?6H O ‰p%? ?‰ KCl ‰ p%K ? ?‰ NaCl ? CaSO ?2H O #$?‰%}??& $!" (‰’ $!*+,-./01p2& CaSO )? 3(‰ 4 ? MgCO $!? & 56? Mg B O Cl ??78= $!}9:;< 6(‰ @ABCD?‰$ ?‰$}??& Ca B O ?7H O >6?? 注 ,矿物鉴定由中科院青海盐湖研究所盐湖资源与化学重点实验室完成 764 年地 质 通 报 GEOLOGICAL BULLETIN OF CHINA 2010 表 塔贡组下段底部石盐中 的 含 量2 Br Br contents at the bottom of rock salt in Lower Member of TagongFormation Table 2 Br × 10 / Cl /% Br fi % ‰ ? ? T1 0.1726 0.0335 0.0665 3.5165 0.5578 1.223 8 T2 0.031 0.018 0.022 0.5226 0.2997 0.3687 15 T3 0.039 0.009 0.017 0.6594 0.1580 0.2837 98 T4 0.023 0.015 0.018 0.3767 0.2543 0.3061 10 ‰ Q 0.0288 0.0030 ç 0.0127 %0.0380 0.0040 Æf 0.0643 0.0093 0.0360 注 ,T1~T4 数据由中科院青海盐湖研究所盐湖资源与化学重点实验室完成 ，其余数据据参考文献[18] 贡组下盐段石盐岩 的 顶 部 ， 据 海 相 蒸 发 表 塔贡组下段顶部石盐中 的 含 量3 Br 岩 沉 积 序 列 ， 可能为原生钾石 盐 。 而 Table 3 Br contents at the top of rock salt 3ZK4-0 孔钾石盐出现于下盐段光卤石 in Lower Member of TagongFormation 的顶部 ，可能为次生钾石盐 。通芒矿段 钾 Br % /% Br × 10 / Cl fi ‰ 石 盐 中 Br 含 量 最 高 0.233%， 最 低 ? ? T1 0.035 0.011 0.022 0.6093 0.1962 0.3747 29 0.052% ， 平 均 0.0914% ， 相比云南勐野井 T2 0.035 0.006 0.018 0.9714 0.1888 0.3674 17 钾 石 盐 中 Br 的 含 量 0.0722% :0.2880% 、 T4 0.028 0.015 0.021 0.4635 0.2646 0.3551 7 [18]平 均 含 量 0.1739%相 对 较 低 ，而 与 泰 国 注 ,T1、T2、T4 数据由中科院青海盐湖研究所盐湖资源与化学重点实验室完成 呵叻盆地钾石盐中 Br 的 含 量 0.0260%: [18]盆地在析盐阶段受外动力地质作用影响相对较小 。 相近。 反映卤水在钾石盐沉积阶段万象盆0.0980% ,,的地球化学趋势地与泰国呵叻盆地具一致的浓缩沉积趋势 。4Br 3塔 贡 组下段底部石盐岩中 Br、Br×10/Cl 的 变 ,,光卤石中的 3Br 化 趋 势 ,T1 孔 Br 含量出现明显的 锯 齿 状 ,图 3,，在 通芒矿段钾盐矿床 11 孔光 卤 石 中 Br 含 量 平 均 3T1HX104 ~101 ,344.84 :346.83m, 之 间 Br 含 量 相 对 为 0.1844%，Br×10/Cl 系 数 平 均 值 为 4.0719,表 4,， T2、T3、T4 三 孔 明 显 较 高 ， 在局部可能呈光卤石或 与 云 南 勐 野 井 光 卤 石 中 Br 平 均 含 量 0.1399% 相 钾石盐矿化现象 ，矿物鉴定结果显示 ，岩性为光卤石比 稍 高 ， 与泰国呵叻高原光卤石 中 Br 平 均 含 3或光卤石石盐岩 ，与 Na、Br×10/Cl 趋势曲线反映的 量 [18]结果一致 ,图 3, 。 T2、T3、T4 三 孔 Br 含 量 变 化 曲 线 0.4700%相 比 较 低。 可 能 的 原 因 是 ,海 水 在 蒸 发 浓 3-、逐 渐 增均 呈 现 由 底 向 上 趋 势 相 似 ， BrBr×10/Cl 缩 咸 化 阶 段 ， 一 部 分 Br以 类 质 同像置换氯化物盐 --加， 反映在万象盆地卤水浓缩结晶由底至上缓慢 而 类 矿 物 中 的 Cl，且置换量与共沉淀的溶液中 Br的 连续的旋回式上升 ，蒸发浓缩趋势逐渐增强 ，表明晚 含量成正比例关系 。另 外，兰坪-思茅盆地与万象盆 白垩世 —古新世早期气候炎热干燥 ， 有利于盐 岩 的 地、呵叻盆地同处在一个大地构造带上 ，成矿时代和 析出。 层位相同 ，析盐矿物组合类似 ，海水经蒸发浓缩向南 3塔 贡 组下段顶部石盐岩 Br、Br×10/Cl 的 变 化 退 缩 ，含 盐 系 地 层 也 从 兰 坪)思 茅 盆 地 、万 象 盆 地 至 特 征 ,T1、T2、T4 孔 Br 含 量 0.01%:0.035%， 变 化 不 呵叻盆地逐渐增厚 ，Br 平均含量 ,0.1399%、0.1844%、 3甚明显 。 T1 孔 Br、Br×10/Cl 曲线呈明显的 2 次0.4700%,由北向南逐渐增加 ，其含量变化符合卤水 “双 峰 ”状 ,图 3,，反映万象盆地 在光卤石浓缩沉从北向南逐渐浓缩退却的趋势 。其次，根据对成盐盆 积阶段 结束后开始进入石盐岩沉积阶段 ， 明显 有 2 地 、区域构造运动 等 的 分 析 ，兰 坪)思茅盆地受晚燕 次 石 盐 岩的强烈浓缩蒸发期 ， 其后伴随 有 2 次渐变 山运动的影响较大 ，构造运动相对较强 ，析盐过程中 的 淡 化 可能受陆相改造作用显著 ， 而南部万象盆地和呵叻 期 ，曲 线 平 滑 ,图 ,，可 能 系 气 候突变或陆源地表水 ，具 有 一 致 的 变 化 趋 势 。 据 孔 ，光 卤 石 中 、似 3 T1 Rb 3 体的侵入而使原卤水稀释淡化 。Br、Br×10/Cl 曲 线 可 划 分 为 6 次 蒸 发 浓 缩 沉积阶段 3 塔贡组下段光卤石中 的 演 化 趋 势 ,、,图 4,Rb，、Br、Br×10/Cl 变化范围较大 ，曲线呈锯齿 Br K1Z 3 ZK3、T1、T4 孔 光 卤 石 中 Br、Br×10/Cl 曲 线 较 为 相状，“峰”或“谷”变化趋势明显 ，反映盆地内卤水 浓 缩 表 光 卤 石 中 的 含 量4 Br Table 4 Br contents in carnallite Br % / × 10 /Cl %Br fi ‰ ? ? T1 0.331 0.033 0.179 8.647 0.558 4.039 105 T2 0.382 0.011 0.161 9.680 0.192 3.557 198 T4 0.314 0.034 0.174 8.232 0.573 3.792 138 3ZK0-3 0.820 0.010 0.210 13.99 0.35 4.09 64 3ZK0-4 0.319 0.039 0.232 7.80 0.69 5.35 53 3ZK0-11 0.343 0.044 0.220 8.54 0.89 4.95 25 3ZK0-12 0.340 0.040 0.22 8.17 0.64 4.84 29 3ZK3-0 0.266 0.057 0.202 6.04 1.04 4.45 20 3ZK4-0 0.330 0.030 0.189 8.24 0.51 4.18 36 3ZK12-0 0.282 0.057 0.157 6.64 1.01 3.42 13 ZK3 0.276 0.056 0.185 6.69 0.99 4.16 47 ‰ Q 0.1399 ç 0.1833 0.1140 0.4700 % 注 ,T1、T2、T4 数 据 由中科院青海盐湖研究所盐湖资源与化学重点实验室完成 , 3ZK0-3:ZK3 数据引自参考文献?,其余数据据参考文献[18] 3 图 3 T1 孔 Br、Br×10/Cl、Na 变 化 趋 势 图 3Fig. 3 Trend diagramof Br, Br×10/Cl and Na in T1 drill hole T1 孔数据由中科院青海盐湖研究所盐湖资源与化学重点实验室完成 ,岩性为光卤石或光卤石石盐岩 ,图 中 的++号 , 766 年地 质 通 报 GEOLOGICAL BULLETIN OF CHINA 2010 图 孔 光 卤 石 、、、溴氯系数变化趋势图 4 T1 BrRb Fig.4 Trend diagramof carnallite, bromine, rubidium, bromo-chloro coefficientin T1 drill hole T1 孔数据由中科院青海盐湖研究所盐湖资源与化学重点实验室完成 1— 光 卤 石 ,2— 石 盐 岩 ,3— 钾 石 盐 ,4— 溢 晶 石 ,5— 钾 石 盐 层 ,6— 溢晶石光卤石层 水中能溶解 160.3g溢晶 石 ， 而 富 含 CaCl的 溢 晶 石光卤石沉积阶段时具间断性地表水体或深部卤水补 2 给的特征 ，也可能在成盐期后受盆地古地理 、区域构 (CaCl2MgCl12HO)是正常海水或陆源水系蒸发 ??222 [7]岩所不会含有的组分 ，且 在 蒸 发 浓 缩 沉 积 过 程 中 造运动 、矿物变质作用等影响强烈 。 而局部层位 Br× 3 很难保存 ，反映具有深部卤液补给的可能性 。10/Cl 系数相对 较 低 ， 表明钾镁盐并非单纯的海 相 成因， 可能伴随有陆源地表水体汇入盆地而降低了 ,,利用 建立找矿标志5Br 通 芒 矿 段 光卤石直接浓缩沉积在石盐岩之上 ，原始卤水中 Br 的含量 。 另外，光卤石层中夹有极易溶解的溢晶石 ，溢晶 钾石盐呈透镜状或薄层状产出于光卤石中 ， 局 部 产 3石含量曲线呈单峰状隆起 ,图 4,，在 18.75?时 100g 在 石 盐 顶 部 ，石 盐 中 Br、Br×10/Cl 系数平均值大于 3[18]表 5 氯化物溶液各咸化阶段 Br、Br×10Cl 值 的 理 论 值 /3Table 5 Theoretical data of Br and Br×10/Cl of the various salinization stagesin chloride salt solution :: :::: :: ::: :: : ::::D : D : Br/10 D : Br×10 /Cl Br/10 Br×10 /Cl Br/10 Br×10 /Cl ::::0.13 0.11 66 ::::: 0.073 172 0.28 0.73 1720 3.62 ::::: 0.073 249 0.41 0.52 1778 4.6 0.73 2490 5.24 :::: 0.073 379 0.63 注 ,D 值 是 Br 和 Cl 在固液间的分配系数 、时出现钾盐矿化 ，标志着钾镁盐矿开始 0.028%0.47 表 塔贡组下段光卤石中 的 含 量6 Rb 3浓缩沉积 。 与光卤石咸化阶 段 石 盐 中 Br、Br×10/Cl Table 6 Rb contents in carnallite 6-系 数 理 论 值 249×10、0.41 相 近 ,表 5,，与 云 南 勐 野 in Lower Member of TagongFormation 井钾盐矿床中与光卤石共生的石盐中 Br 含 量 平 均 ? ‰ 6[18] - 值,150?20,×10、溴氯系数值 0.27?0.04 相比稍高。 /% /% /% T1 0.00640 0.00003 0.00261 69 通芒矿段光卤石中 Br 含 量 平 均 为 0.1844%， Br × T2 0.0144 0.00005 0.0028 198 310/Cl 系 数 平 均 4.0719，与光卤石咸化阶段光卤石 T4 0.0054 0.0003 0.0024 138 36-中 Br、Br×10/Cl 系数理论值分别为 1778×10、4.6 0.0087 0.0001 0.0026 [19] 相 接 近 ,表 5, 。许 建 新研究勐野井钾盐矿床时认 ç ‰ Q 0.0087 0.0039 0.0060 -6 -6 为当石盐岩中的 Br 含 量 为 170 ×10 :200 ×10 ， ?% ‰K 0.0060 3Br×10/Cl 系 数 为 0.30 时 石 盐 沉积过程中就已经 注 ,T1、T2、T4 孔 数 据由中科院青海盐湖研究所盐湖 63-出 现 了 钾 盐 矿 化 ， 而 Br 270×10、Br×10/Cl ??资源与化学重点实验室完成,其余据参考文献[18] 0.49时指示着钾盐层的形 成 。 由 此 显 示 ，兰 坪 - 思 盐矿床光卤石的 平均 含 量 为 ，与 光 卤 石Rb 0.0060% 茅盆地与万象盆地在蒸发浓 缩 石 盐 析 出 后 ， 出 现 3共生的钾石盐具 Rb 高 Br 低 的 特 征 ，可 能 系 光 卤 石 钾 盐 矿 化 的 Br、Br×10Cl 值 具 有 相 似 性 ， 对 在 兰 / [18]经后期溶蚀变质的产物，导致 Rb 含量升高 。 坪思茅盆地找钾具有一定的实际意义 。 - 3.3 锶,Sr, 3.2 铷,Rb, -4[16]5[16]-海 水 中 Sr 的 含 量 为 8×10%。 Sr 在 海 洋 中 的 Rb 在 大洋水中的含量为 1.2×10,。 在 早 期 分布是均一的 ，不受纬度 、海洋盆地和水体深度的影 钾镁盐沉积阶段 ，Rb 和 Br 一样主要集中在液相中 ， 响 ，在化学和生物化学过程中 Sr 不会产生同位素分 少量进人固相钾盐矿物中 ， 随着蒸发作用而渐趋富 ++[20]集于溶液中且与 钾 离 子 置 换 ，因 K和 Rb的 离 子 半 馏。 由于 Sr 与 Ca 发生置换作用 ，因此在盐类矿物 +[18]径 相 近 ，地球化学习性相似 ，Rb主要以类质同像方 中 含 量 很 低 。 许 效 松 等在研究勐野井 矿 床 时 认 + 为式 置 换 K， 形成铷光卤石与钾光卤石的类质 同 像 。 Sr 与 Ca 的置换作用主要 发生在硫酸盐咸化阶段 ， 从光卤石结晶开始 ，Rb 主 要 富集在固相矿物中 ，当 在 相 同 Sr 浓 度 的 溶 液 中 Mg、K 被 Sr 置 换 的 数 量 比 经受重结晶作用时 ， 固相光卤石中 的 Rb 含 量 还 将 Na 少得多 。 继续升高 。 + 万 象 盆 地 基底普遍较少硫酸盐或缺失硫酸盐 ， 通芒矿段光卤石中 含量最高 ，最低Rb0.0144% 可 能混入盐类沉积的各个阶段 。 孔 光 卤 石 中Sr T1 0.0000%3 ，平 均 0.0026% ,表 6, ，与氯化物溶液在光 +[18] Sr 含 量 最 高 为 0.0007%3， 最 低 为 0.0003%， 平 均 为卤 石 沉 积 阶 段 Rb在 25?时 值 0.0017%:0.0200% ++ 0.00049%3 ， 而含溢晶石光卤石 中 Sr 的 含 量 高 达接 近 。 R b和 K含量曲线变化趋势具有同步性 ,图 + 0.012%, T2 孔 光 卤 石 中 Sr 含 量 在 0.00062%: ,，因 此 ，的含量可指示含 的 位 置 。4RbK 勐 野 井 钾 0.0085%之间，含溢晶石光卤石中 Sr 含 量 在 0.012%: 768 年地 质 通 报 GEOLOGICAL BULLETIN OF CHINA 2010 之 间 ，比 孔 高 。 孔 光 卤 石 中 含 量 在， 经历了漫长的中生代红色碎屑 岩 沉 封闭条件良好 0.026%T1 T4 Sr 0.00039%:0.0014%之 间 ，比 T1、T2 钻 孔 中 含 溢 晶 石积之后 ， 逐步演变成大面积的滨海浅水盐 湖 —干 盐 湖环境 ， 在晚白垩世后期持续干旱气候条件下 逐 渐 较 高 ，在含溢晶石光卤石中含 。 由 此 ， 光卤 石 低 Sr 之间，光卤石或含石盐光卤石中含 演 化 形 成 了 巨厚的蒸发岩矿床 ， 是一套典型的 古 0.012%:0.026%Sr 较 低 ，在 0.0003%:0.00073%之 间 。 反 映 Sr 含 量 较 高近系红色碎屑岩类型矿床 。 缺少基底碳酸盐沉 积 ， 硫 酸 盐 很 少 ， 仅 在 下 盐 组 及下伏碎屑岩之间出露 在分析成盐过程中 时可间接指示有成钾的可能性 ， 具有浓缩和稀释双重指示意义 。薄 层 硬 石 膏 。 钾镁盐矿主要赋 存 在 塔 贡 组 下 段 ， 硼,,中、上段盐岩直接覆于碎屑岩层之上 ，膏盐岩与陆源 3.4 B )6现 代 海 水 中 的 含 量 为 ，细 碎 屑 岩 组 成 3 个 明显的沉积旋回 ,图 2, 。 关 于 万 B 4.7×10 淡 水 中 则 一 )6[16]般 不 含 ， 海相沉积物中的 含 量 为 。象盆地钾盐矿床的 成因一直以来存在不同的认识 ， BB 100×10 [8] 在盐沉积过程中 B 可 能 有 3 种 赋 存 状 态 , 由 吸 附 郭 远 生 等 认为成钾物质具海源陆生的特点 ，曲 懿 [7]作用富集在含盐粘土中 、 以 BO络合物混入硬石 华4 认为云南勐野井地区的 含钾卤水主要来自南部 膏的晶格中和硼酸盐矿物 。 盐 湖 B 主 要 以 BO固 23 的呵叻盆地 ，万象盆地成钾物质应以海源为主 。笔者 [21 22] [23] -态 存 在 ， 高 世 扬 等 在研究盐湖硫酸镁饱和 根据对通芒矿段资料数据的分析 ， 认为万象盆 地 钾 卤水蒸发实验时认为 ， 卤 水 浓缩到氯化镁析出时 盐矿床具有多物源性特征 。 硼 ,MgO?2BO, 的 含 量 为 5.57, 。 硼 矿 物 出 现 在 膏盐岩矿物组合与海相正常蒸发浓缩沉积序列 23 基本相似 ， 而与察尔汗陆相沉积序列中含多层 芒 硝 富 MgCl的 溶 液 中 ，而 且与相邻的矿物相有依赖 2 [15]和 砾石层有显著的差别 ，与光卤石共生的石盐中 关 系 ， 在盐湖发展的晚期浓 的过饱和卤水溶液中 3生 成 硼 矿 物 ， 如勐野井光 卤 石岩中均含有较多方 Br、Br×10/Cl 值 分 别 为 0.0280%、0.4765， 与 海 相 沉 [18] 3硼 石 。积光卤石咸化阶段石盐中 Br、Br ×10/Cl 理 论 值 0.0249%、0.41 相 近 ， 表明钾盐矿床成矿物 质 来 源 主 T1、T2、T4 三 孔 含 溢晶石光卤石中 B 含 量 一 3要为海水 。 光卤石 中 Br、Br×10/Cl 曲 线 可 划 分 为 6 般 在 0.0122%:0.0194% 之 间 ，与 勐野井钾盐矿床中 次淡化 —浓缩沉积趋势 ， 可能有部分地表水体 参 与B 一 般 含 量 0.005%:0.0270% 、平 均 含 量 0.0116% 相 [18]3近。 直接影响到 含 量 和 在光卤石或含石盐岩 光 卤 石 中 含 量 一 般 在使卤水趋于淡化 ， Br Br×10/Cl B 之 间 ， 相比含溢晶石光卤石 系 数 降 低 ,也可能具深部 卤水补给而使曲线呈 0.000514%:0.005143% “峰 ” 中 B 含 量 较 低 。说 明 B 随着卤水浓度增高而富集 ， [24]状 ，且光卤石中含极易溶解的溢晶石 ，曲 懿 华认 为 同 时 各 岩 段 中 B 的含量变化可作为盐层对比和划 [18]这是正常海水或陆源水系 蒸发岩所不会含有的组 分 的 辅 助 依 据 。 许 效 松 等在研究勐野井钾盐矿床 分 ，系深部卤水补给而形成的溢晶石 ，在巴西溢晶石 中 发 现粘土矿物吸附大量的 B， 在 含 钾 盐 岩 中 B 层高达 100m 以上。 由此，万象钾盐盆地母液来源除 含 量 相 对 较 高 ， 且 在 盐 层 中 B 的含量显然与盐矿 海水主要补给外 ， 还有地表水体及深卤共同参 与 的 石类型密切相关 ，B 含量以钾石盐矿明 显 高 于 石 盐 可能性 。岩 为 特 征 。 3塔 贡 组 底 部 石 盐 中 Br、Br×10/Cl 平 均 值 分 别 由 此 ，B 在 早 期 卤 水 浓缩沉积石盐岩阶段含量 为 0.0308% 、0.5453， 与云南勐野井石盐中 Br 含 量 较低，随卤水浓度不 断 增 高 ，B 含量也随卤水浓度增 0.0288%:0.0030%、平均含 量 0.0127%相 比 较 高 ，与 呵 高 而 富 集 ，与 之 相 应 的 Br 含 量 也 相 应 增 加 ，说 明 [18]叻高原石盐中 Br 含量 0.0380%:0.0040%相比较低 。 可间接 ， 出现高值时卤水蒸发浓缩程度亦相对较高 B 反映海水在早期浓缩沉积石盐岩阶段呵叻盆地浓缩 地反映钾盐成矿的层位 。 程度较高 ，而兰坪-思茅盆地相对较低 。 光卤石中 Br 钾盐矿床的成因4 平 均 含 量 ,0.1399% 、0.1844% 、0.4700% , 在 兰 坪)思 茅盆地 、万象盆地 、呵叻盆地逐渐增加 ，且 Br 含 量 的 万象盆地隶属沙空那空盆地西北缘 ， 沙空那空 变 化 符 合退缩卤水从北向南逐渐浓缩增加的趋势 , 盆地的形成 、演化与新特提斯海构造演化关系密切 ， 表明海水来源于南部呵叻盆地 ， 经由万象盆地 后 流 属近海大盆地 。沙空那空盆地受深断裂的控制 ，构造 入兰坪)思茅盆地 ,图 5, 。3 个盆地的钾盐矿床处于 同一成矿带 ， 在与海水直接连通的呵叻盆地沉积了 溶解度较小的碳酸盐矿物及部分硫酸盐矿物 ， 再 流 入地形相对较高的万象坳陷盆地和兰坪 - 思 茅 盆 地。 万象盆地基底碳酸盐岩不发育 ，硫酸盐岩较少 ，氯化物较常见 ， 表明原生卤水在进入万象成盐盆地 的过程中已发生明显的变质作用 ，由碳酸盐型 、硫酸 盐型转化为氯化物型 。海水经蒸发浓缩向南退缩 ，含 盐系地层也从 兰 坪)思 茅 盆 地 、 万象盆地至呵叻 盆 [7]地呈逐渐增厚的趋势 ，其析盐沉积阶段 , 则 是 呵 叻 盆地较北部兰坪)思茅盆地浓缩程度更高 。 综上所述 ， 根据通芒矿段钾镁盐矿床的成矿物 质来源 、沉积环境 、矿物成分 、矿床地球化学特征等 ， 认为万象盆地钾镁盐矿床含钾卤水主要来自南部呵 叻盆地 ，钾镁盐矿通过海水的持续补给 ，经自身浓缩 蒸发沉积形成 ， 也可能有部分深部卤水的补给和陆 源地表水体的参与而形成巨大的钾盐矿床 。 兰坪-思茅盆地找钾对比研究5 兰 坪)思 茅 盆 地 、 万象盆地同处于一个构造成 矿带，区域上受澜沧江断裂与阿墨江断裂的控制 ，晚 白垩世初受燕山运动的影响 ， 盆地逐步凹陷接受来 自南部呵叻盆地海水的补给 ， 经持续蒸发浓缩沉积 [7]图 5 兰 坪-思茅盆地与万象盆地 、呵叻盆地构造示意图 后，至渐新世时受喜马拉雅运动的强烈影响 ，盆地基 Fig. 5 Tectonic diagramof Lanping -Simaobasin, 底陆续抬升 ，海水由北向南逐渐退缩 ，其析盐沉积阶 Vientiane basin and Khorat basin 段 ， 则 是 南 部 呵叻盆地卤水较北部兰坪)思 茅 盆 地 1 目前沉积盆地范围 ,2 下 盐 组 沉 积 区 ,3 中 盐 组 ——— 浓缩程度更高 。 沉 积 区 ,4— 上 盐 组 沉 积 区 ,5— 卤水退却及浓缩方向 兰 坪)思 茅 盆 地 、 万象盆地钾盐矿床赋存于 古 3石 盐 中 、的 平 均 值 大 于 、近系古新统勐野井组和塔贡组 ， 下伏地层均为下白 BrBr ×10/Cl 0.028%0. 47 时 ，出 现 钾 盐 矿 化 ，标 志 着钾镁盐矿开始浓缩沉积 ，垩统， 上覆地层前者为始新统等黑组 ， 后者为古 新 3且与光卤石咸化阶段 石 盐 中 Br、Br×10/Cl 的 理 论 统—始新统班塔博组 ， 含盐系均由一套红色碎屑岩 值 0.0249%、0.41 相 近 ， 而 兰 坪)思茅盆地勐野井组 和蒸发盐岩组成 。塔贡组钾镁盐层位于下盐段 ，而勐 63-Br?270×10、Br×10/Cl?0.49 指示着钾盐层的形 野井组膏盐岩集中于下 、上盐段 ，下盐段局部发育石 3成 ，表明二者在钾镁盐形成阶段 Br、Br×10/Cl 具 有 膏，石膏处于泥砾岩底部 ，中盐段为钙质泥岩和粉砂 3一 致 性 ，Br、Br×10/Cl 可作为出现钾镁盐矿层的标 岩 沉 积 ，上盐段主要发育石盐 、钾 石 盐 等 ，这 可 能 与 志 。 塔贡组光卤石 中 Rb 含量与氯化物溶 液 在 光 卤 构造活动 、地表水体的参与 、成盐盆地环境等因素密 + 石 沉 积 阶 段 Rb 在 25? 时 值 0.0017% :0.0200% 接 切 相 关 。 兰 坪)思茅盆地在成盐过程中晚燕山运动 近， 而勐野井钾盐矿床中与光卤石共生的钾石盐 具 依然强烈 ，这不仅对已形成的盐体有重塑作用 ，而且 Rb 高 Br 低的特征 ， 可能系光卤石经后期溶蚀变质 对其形态和展布影响较大 ， 含盐层中广泛发育泥砾 的产物 ，Rb 的含量也可指 示 含 K 的 位 置 。 兰 坪)思 岩 ，膏盐岩赋存于上盐段 ，剖面结构较复杂 ，反 映 海 水退缩后膏盐岩形成于陆相湖泊环境中 ， 蒸发浓 缩 、的含量均表 现 为 钾 石 盐 、光万象盆地 茅盆地 、 SrB 至后期阶段才析出钾镁盐 。 卤石明显高于石盐岩的特征 ， 可间接地反映钾 盐 成 矿的层位 。通 芒 矿 段 光 卤石直接浓缩沉积在石盐岩之上 ， 770 年GEOLOGICAL BULLETIN OF CHINA 地 质 通 报 2010 景[M].北 京 ,原 子 能 出 版 社 ，1997,30-37. 结语 6 [3]刘 群 ，陈 郁 华 ，李 银 彩 ，等.中 国 中 新 生 代 陆 源 碎 屑 -化 学 岩 型 盐 类 万象盆地钾盐矿床为大型钾盐矿床 ， 晚白垩 世 沉 积[M].北 京 ,北京科学技术出版社 ，1987,22-24. [4]林 传 律.四川盆地三叠系含 钾岩系变质演化特点及找矿意义 [J].四 初盆地雏形基本出现 ， 古近纪是红色含陆源碎屑膏 川 地 质 学 报 ，1994，14,2,1,22129. -盐沉积盆地的形成与演化阶段 ， 钾镁盐体严格受盆 [5]李 亚 文 ，蔡 克 勤 ，韩 蔚 田 .四川盆地三叠系蒸发岩的变质作用与富 地形态 、沉积旋回及盐构造的控制 。 钾 卤 水 的 成 因[J].现 代 地 质 ，1998，12,2,222,-228. ,1,钾镁盐矿主要赋存于塔贡组下段 ，底部 为 巨 [6]李 兴 振 ，刘 朝 基 ，丁 俊 .大湄公河次地区主要结合带的对比与连接 厚的石盐岩 ，其上为块状光卤石 ,钾石盐 ,，钾石盐呈 [J].沉积与特提斯地质 ，2004，24(4,)1-12, [7]曲 懿 华 .兰 坪 -思 茅 盆 地 与 泰国呵叻盆地含钾卤水同源性研究 [J]. 透镜状或薄层状产于光卤石中 ， 局部钾石盐产在 石 化 工 矿 产 地 质 ，1997，19,2,8,2-98. 盐岩之上 ，顶部溢晶石 、水氯镁石与光卤石共生 。 含 [8]郭 远 生 ，吴 军 ，朱 延 浙 ，等 . 老挝万象钾盐地质 [M]. 昆 明 , 云 南 科 技 盐地层与海相正常蒸发浓缩沉积序列相似 ， 具明 显 出 版 社 ，2005,17-40. 的 3 次膏盐沉积 ，伴随有 3 次大的海侵 ，卤 水 主 要 来 [9] 李 方 夏 . 东南亚地质矿产与矿业经济 [M]. 云 南 省 地 质 矿 产 局 ， 自南部呵叻盆地 ， 可能有部分深部卤水及陆源地表 1995 ,12343. -1 水体的共同参与 ，在海水持续补给的条件下 ，经自身 [10]Pow- foong Fan.Accreted terranes and mineral s ofdeposit In - dochina[J].Journalof Asian EarthSciences ，2000，(18):343-350. 浓缩蒸发沉积形成巨大的钾盐矿床 。 [11]Metcalfe I.Permian tectonic framework and palaeogof SEeography 3,2,据 光 卤 石 中 Br、Br×10/Cl、Rb 的 数 值 和 曲 ，， Asia[J].Journalof Asian EarthSciences 2002(20):551-566.线变化，将塔贡组下段钾镁盐矿划分为 6 次淡化—浓 [12]李 善 平.老 挝 万象通芒矿段钾盐矿床地球化学特征及成因 [D].西 缩沉积阶段 ，曲线变化波动强烈 ，反映在卤水蒸发浓宁 ,中国科学院青海盐湖研究所硕士学位论文 ，2008,4-38. 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[20]张 西 营 ， 马 海 州 ， 谭 红 兵 .Sr 的地球化学指示意义及其应用 [J]. 盐 地质总结报告 》的一部分 ，参加野外工作的还有山发 湖 研 究 ，2002，10(3):38-45. 寿、高东林、唐启亮、程怀德、曾金波、徐黎明、王相明、 [21]肖 荣 阁 ，大 井 隆 夫 ，蔡 克 勤 ，等 .硼及硼同位素地球化学在地质研 王明祥、李海军和云南中寮矿业开发投资有限公司何 究 中 的 应 用[J].地 学 前 缘 ，1999，6,2,36,1-368. 勇、黄昆林 、高松、闫广文等 ，在此一并表示感谢 , [22]郑 绵 平 ，项 仁 杰 ，葛 振 华 .我 国 钾 、镁 、锂 、硼矿产资源的可持续发 展[J].国 土 资 源 情 报 ，2004，3,27-32. 参考文献 [23]高 世 扬 ，王 建 中 ，夏 树 屏.盐卤硼酸盐化学—— 盐卤中硼酸盐的存 [1]张 嘉 澍 ， 李 官 贤 . 云南江城勐野井钾盐矿床地质特征 [C]//云 南 省 在形式和表示方式[J].海 洋 与 湖 沼 ，1989，20,5,4,29-438. 地质局钾盐地质科学研究队.云南思茅地区钾盐地 质 研 究 论 文 集 . [24]曲 懿 华.钾 盐 矿 床母液来源的新途径 —— 深 卤 补 给 [J].矿 物 岩 石 ， 昆 明 ,云南省地质局出版社 ，1980,38-44. 1982，1,,7,-14. [2]刘 群 ，杜 之 岳 ，陈 郁 华 ，等.陕 北 奥 陶 系和塔里木石炭系钾盐找矿远 ? 云南省地质调查院.老挝人民民主共和国万象平原 钾 镁 盐 矿 勘 查 地 质 报 告.昆 明:云南省地质调查院 ，2003,15-60.