第十三章蒸发沉积矿床讲解
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08第13章 蒸发沉积矿床
21
高潮位
表面 扭曲的和 原生硬石膏 哈 布 萨 团块状硬石膏 潮上 块状和团块状硬石膏 继石膏和原生 硬石膏之后 石膏晶粥 形成的硬石膏
平均海平面
潮 间 带
分散的石膏
石膏 海水及离子 运移方向
低潮位
图13-14 萨布哈石膏硬石膏矿成成矿模式图
（据H.G.里丁（1978）原图稍加补充）
22
25
3）古盐沉积物中常含有黑色页岩夹层，显示静海 沉积相产物——深水； 4）计算德国蔡希斯坦盐层沉积率10mm/a，若地 槽每年平均沉降0.1mm，要形成195m盐层，盆地 原先深度为1165m； 5）蒸发试验； 6）墨西哥湾深海钻探证实海湾深部有含盐建造。 故认为，原先的一个海由于表面蒸发作用使海水 浓缩成卤水而成为盐湖，浓缩卤水下沉并直接成 矿。
24
六、深水深盆成盐说
Schmalz. R F（1969）认为浅水或萨布哈成盐只 能形成较薄的盐层，要形成巨厚的盐层必须有一 个深水的沉积盆地。故Schmalz. RF（1970）发表 了“深水深盆”的猜想模式。其基本论据是：巨 厚型盐类矿床的成盐盆地都属于地形上的深洼地。 1）巨型古盐盆地巨大面积说明成盐盆地不是泻湖 （如西伯利亚-伊朗-巴基斯坦，寒武纪成盐盆地达 150-200万km2）； 2）计算世界上巨大盐盆地连续蒸发沉积时间一般 需几Ma——几十Ma，而泻湖实际上只是海岸线短 暂波动的地貌现象；
石盐
石膏
碳酸盐
牛眼式
泪滴式
5
图13-1 假设的蒸发岩分布类型（据施马尔兹，1970）
4、矿体呈层状、似层状、扁豆状，后期构造影响 形成不规则状、盐丘状底劈构造；矿床规模一般 较大。
高潮位
表面 扭曲的和 原生硬石膏 哈 布 萨 团块状硬石膏 潮上 块状和团块状硬石膏 继石膏和原生 硬石膏之后 石膏晶粥 形成的硬石膏
平均海平面
潮 间 带
分散的石膏
石膏 海水及离子 运移方向
低潮位
图13-14 萨布哈石膏硬石膏矿成成矿模式图
（据H.G.里丁（1978）原图稍加补充）
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3）古盐沉积物中常含有黑色页岩夹层，显示静海 沉积相产物——深水； 4）计算德国蔡希斯坦盐层沉积率10mm/a，若地 槽每年平均沉降0.1mm，要形成195m盐层，盆地 原先深度为1165m； 5）蒸发试验； 6）墨西哥湾深海钻探证实海湾深部有含盐建造。 故认为，原先的一个海由于表面蒸发作用使海水 浓缩成卤水而成为盐湖，浓缩卤水下沉并直接成 矿。
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六、深水深盆成盐说
Schmalz. R F（1969）认为浅水或萨布哈成盐只 能形成较薄的盐层，要形成巨厚的盐层必须有一 个深水的沉积盆地。故Schmalz. RF（1970）发表 了“深水深盆”的猜想模式。其基本论据是：巨 厚型盐类矿床的成盐盆地都属于地形上的深洼地。 1）巨型古盐盆地巨大面积说明成盐盆地不是泻湖 （如西伯利亚-伊朗-巴基斯坦，寒武纪成盐盆地达 150-200万km2）； 2）计算世界上巨大盐盆地连续蒸发沉积时间一般 需几Ma——几十Ma，而泻湖实际上只是海岸线短 暂波动的地貌现象；
石盐
石膏
碳酸盐
牛眼式
泪滴式
5
图13-1 假设的蒸发岩分布类型（据施马尔兹，1970）
4、矿体呈层状、似层状、扁豆状，后期构造影响 形成不规则状、盐丘状底劈构造；矿床规模一般 较大。
9 沉积矿床
44
三、蒸发沉积矿床
氯 化 物
45
三、蒸发沉积矿床
硫 酸 盐
46
三、蒸发沉积矿床
硝酸盐 硼酸盐
47
三、蒸发沉积矿床
④ 矿床通常具明显的沉积旋回和沉积韵律，盐类矿 物按溶解度由小到大的顺序依次结晶，一般的结 晶顺序为： Ca、Mg的碳酸盐（方解石，白云石）→ Ca、 Na的硫酸盐及其复盐（石膏，硬石膏，芒硝） → Na的氯化物（石盐）→ K、Mg的硫酸盐、 氯化物及其复盐（钾石盐、光卤石，水氯镁石 等）
15
按形状、粒度大小的机械沉积分异简图
一、概述
• 化学沉积分异作用
—当成矿物质以真溶液或胶体溶液形式进行迁移 时，由于不同元素在同一搬运介质中受溶解度、 介质pH值和Eh值等化学规律控制，从而在沉 淀过程中产生成矿物质的分异作用。
是盐类矿床、Fe-Mn-Al胶体化学沉积矿床和许多 金属硫化物矿床形成的主要机理
43
三、蒸发沉积矿床
③ 矿石组分均为溶解度较大的盐类矿物，种类多达 100多种，其中工业矿物近40种。
• • • • • 氯化物：石盐NaCl，钾石盐KCl，水氯镁石MgCl2· 6H2O， 光卤石KCl· MgCl2· 6H2O 硫酸盐：石膏CaSO4· 2H2O，芒硝Na2SO4· 6H2O，泻利盐 MgSO4· 7H2O 碳酸盐：水碱Na2CO3· 10H2O，天然碱Na2CO3· NaHCO3 硝酸盐：智利硝石NaNO3，钾硝石KNO3 硼酸盐：硼砂Na2B4O7· 10H2O，钠硼解石NaCaB5O9· 8H2O， 硬硼钙石Ca2B6O11· 15H2O，柱硼镁石Mg2B2O4· 3H2O
—如果原始碎屑物中矿物成分简单，通过机械沉积分异 作用可形成单矿物的富集堆积
三、蒸发沉积矿床
氯 化 物
45
三、蒸发沉积矿床
硫 酸 盐
46
三、蒸发沉积矿床
硝酸盐 硼酸盐
47
三、蒸发沉积矿床
④ 矿床通常具明显的沉积旋回和沉积韵律，盐类矿 物按溶解度由小到大的顺序依次结晶，一般的结 晶顺序为： Ca、Mg的碳酸盐（方解石，白云石）→ Ca、 Na的硫酸盐及其复盐（石膏，硬石膏，芒硝） → Na的氯化物（石盐）→ K、Mg的硫酸盐、 氯化物及其复盐（钾石盐、光卤石，水氯镁石 等）
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按形状、粒度大小的机械沉积分异简图
一、概述
• 化学沉积分异作用
—当成矿物质以真溶液或胶体溶液形式进行迁移 时，由于不同元素在同一搬运介质中受溶解度、 介质pH值和Eh值等化学规律控制，从而在沉 淀过程中产生成矿物质的分异作用。
是盐类矿床、Fe-Mn-Al胶体化学沉积矿床和许多 金属硫化物矿床形成的主要机理
43
三、蒸发沉积矿床
③ 矿石组分均为溶解度较大的盐类矿物，种类多达 100多种，其中工业矿物近40种。
• • • • • 氯化物：石盐NaCl，钾石盐KCl，水氯镁石MgCl2· 6H2O， 光卤石KCl· MgCl2· 6H2O 硫酸盐：石膏CaSO4· 2H2O，芒硝Na2SO4· 6H2O，泻利盐 MgSO4· 7H2O 碳酸盐：水碱Na2CO3· 10H2O，天然碱Na2CO3· NaHCO3 硝酸盐：智利硝石NaNO3，钾硝石KNO3 硼酸盐：硼砂Na2B4O7· 10H2O，钠硼解石NaCaB5O9· 8H2O， 硬硼钙石Ca2B6O11· 15H2O，柱硼镁石Mg2B2O4· 3H2O
—如果原始碎屑物中矿物成分简单，通过机械沉积分异 作用可形成单矿物的富集堆积
沉积矿床-风化与矿床-经典课件
风化与矿床
目录
二、风化成矿作用 三、风化矿床形成的条件 四、风化矿床的成因分类及其特点 五、原生矿床的表生变化
一、概述 1、定义：地壳最表层的岩石和矿石在太阳能、
大气、水和生物等地质外营力的作用下，发生物理的、化学的以及生 物化学的变化，并使有用物质原地聚集起来形成矿床的地质作用叫风 化成矿作用，由这种作用形成的矿床叫风化矿床。
出被水带走) （粘土型风化壳) ； → SiO2 ·nH2O (蛋白石)+Al2O3·nH2O(水铝石)（红土
型风化壳) 。
（2）深色矿物
③黑云母
K(Mg,Fe) 3 [AlSi3O10][OH,F]（黑云母）+H2O+O2+CO2 → (Mg,Fe)3[AlSi3O10][OH]2 ·4H2O (蛭石）+ K2CO3 +HF(或CaF)； →Al2Mg3{Si4O10][OH]2·nH2O(蒙脱石）+ MgCO3； → Al4［Si4 O10][OH]8 (高岭石）+ MgCO3+Fe(HO)3
变质岩：长石类、白云母、石英、黑云母、橄榄 石、辉石、角闪石…… 、绿 泥石、石榴石、 方柱石、碳酸盐类……
沉积岩：长石类-白云母-石……
（1）浅色矿物
①钾长石 K[AlSi3O8]+H2O+O2+CO2
→ KAl2［AlSi3O10][OH] (绢云母，水合作用) ； → K＜1Al2［（Al Si）4 O10][OH]2·nH2O (水云母）
→SiO2 ·nH2O (蛋白石)+ Al2O3·nH2O (水铝石) + Fe(HO)3 (褐铁矿)
④辉石、橄榄石在风化过程中的表现行为与黑云母相似
目录
二、风化成矿作用 三、风化矿床形成的条件 四、风化矿床的成因分类及其特点 五、原生矿床的表生变化
一、概述 1、定义：地壳最表层的岩石和矿石在太阳能、
大气、水和生物等地质外营力的作用下，发生物理的、化学的以及生 物化学的变化，并使有用物质原地聚集起来形成矿床的地质作用叫风 化成矿作用，由这种作用形成的矿床叫风化矿床。
出被水带走) （粘土型风化壳) ； → SiO2 ·nH2O (蛋白石)+Al2O3·nH2O(水铝石)（红土
型风化壳) 。
（2）深色矿物
③黑云母
K(Mg,Fe) 3 [AlSi3O10][OH,F]（黑云母）+H2O+O2+CO2 → (Mg,Fe)3[AlSi3O10][OH]2 ·4H2O (蛭石）+ K2CO3 +HF(或CaF)； →Al2Mg3{Si4O10][OH]2·nH2O(蒙脱石）+ MgCO3； → Al4［Si4 O10][OH]8 (高岭石）+ MgCO3+Fe(HO)3
变质岩：长石类、白云母、石英、黑云母、橄榄 石、辉石、角闪石…… 、绿 泥石、石榴石、 方柱石、碳酸盐类……
沉积岩：长石类-白云母-石……
（1）浅色矿物
①钾长石 K[AlSi3O8]+H2O+O2+CO2
→ KAl2［AlSi3O10][OH] (绢云母，水合作用) ； → K＜1Al2［（Al Si）4 O10][OH]2·nH2O (水云母）
→SiO2 ·nH2O (蛋白石)+ Al2O3·nH2O (水铝石) + Fe(HO)3 (褐铁矿)
④辉石、橄榄石在风化过程中的表现行为与黑云母相似
4-4沉积矿床
●一、机械沉积沙矿●地表风化碎屑物经过水流的搬运，当搬运能力减弱时碎屑物会按照比重粒度大小分别沉积下来。
由此造成有用矿物富集，形成沉积沙矿。
●沉积沙矿埋藏浅、堆积松散，利于开采分选，采选成本低，因此与一般产于岩石中的原生矿比较，其品位仅为五分之一到十分之一，具有较大的经济价值。
通过现代沙矿的研究也有利于寻找原生矿床。
●沙矿的形成条件：●1、重沙矿物来源，重沙矿物可以来源于原生矿床，也可以来源于岩浆岩、变质岩风化物质，不同的岩浆岩含有不同的重沙矿物，锡石一般来源于花岗岩、金红石来源于玄武岩、辉长岩、金来源于中深变质岩、铂族矿物、金刚石来源于超基性岩角砾云母橄榄岩等。
●2、重沙矿物特征，化学性质稳定不含变价元素分子式简单的矿物、物理性质坚硬不易磨损、比重大的矿物。
如自然金、金红石、锡石、石英、金刚石等，特殊环境下可以有变价元素矿物。
●3、搬运介质条件，形成重沙矿床的搬运介质要有较强的搬运分选能力，主要是河水、湖水、海水，因此重沙矿床主要产于河床、河流阶地、湖滨、海滨地带。
●4、地貌条件，有利形成沙矿的主要地貌是低山丘陵地貌河谷环境和滨海环境，高山区与平原区地貌都不利。
●二、胶体沉积矿床●常见的胶体物质有：褐铁矿、赤铁矿、铝土矿、黄铁矿、软锰矿等。
●带电核的胶体质点具有较强的吸附能力，它们可以吸附不带电荷的化合物或带电荷的金属离子，达到凝聚成矿的作用。
●胶体矿床形成条件：●1、胶体来源，主要是陆源风化产物，长期稳定的陆源物质供应是形成的胶体矿床的必要条件，因此，长期稳定的大陆环境是必要的，因此胶体沉积矿床之下经常是古陆隆起的沉积间断期。
●2、气候与地貌条件，有利于化学风化的丘陵地貌、温湿气候有利于胶体矿床形成，干湿交互气候有利于红土型风化是铁锰胶体形成的有利气候条件，持续的潮湿气候有利于粘土铝土矿床的形成。
●3、地质构造条件，稳定的大地构造环境，持续稳定的海岸线、被动大陆边缘是胶体沉积矿床形成的有利构造条件，沉积盆地持续缓慢的沉降，胶体供给物与沉降速度平衡时更有利于巨厚胶体矿床的形成。
沉积矿床第三节-蒸发沉积矿床
因此在盐类矿床的剖面上常看到这样的岩相组合： 自下而上为石灰岩→白云岩→石膏、硬石膏→石盐→ 钾镁盐类。
这种从难溶到易溶的结晶顺序，或从溶解度小 到溶解度大的结晶顺序，称为盐类矿床的“沉积旋回” 或“沉积韵律”。
从含盐地层的平面分 布来看，在封闭完好的蒸 发盆地中含盐地层往往按 照沉积的先后顺序从盆地 边缘到中心作同心圆状分 布：最外圈为碳酸盐相→ 硫酸盐相→氯化物相（石 盐）→钾镁盐相（中心）， 平面上形成了“牛眼式” 分布。
第三节 蒸发沉积矿床
一 、概念与一般特点
（一）概念
是指水盆地中（海洋以 及大的内陆湖泊）某些溶解 度较大的无机盐类通过蒸发 作用产生各种有用盐类矿物 的沉淀、富集而形成的矿床。 由于有用组分是各种盐类矿 物，因而也称为盐类矿床。
（二）一般特点
盐类矿床是在干旱的气候条件下，在封闭或半 封闭的水盆地中经过强烈蒸发沉积而成的，矿床种 类繁多，性质各一，但归纳起来，这类矿床具有以 下基本特点：
如果盆地一侧与大海相近，或有河水注入，海水 不断补给，则易溶盐类将集中于远离海水补给的方向 沉淀，平面上就形成了“泪滴式”岩相分布的特点。
5.含盐地层
就岩性而言，含盐地层一般有两大类：
（1）海相或内陆盐湖相的红色碎屑岩系；
（2）咸化泻湖相或咸化海相的白云岩-石灰岩-泥 灰岩系（碳酸盐岩系）。
产于红色碎屑岩系中的盐矿床，目前所见不多， 仅在我国江西一带发现特大型矿床。而世界上已知的 巨大盐类矿床均产于碳酸盐岩相中。
另外，水海水中 的水份大量跑掉，盐份增大，最后甚至干涸，使各种 盐份达到饱和、过饱和，盐类矿物才得以全部析出。
（三）有利的水文条件及封闭良好的地形条件
如果仅有含盐地内原来汇集的水体（即盐源）， 而没有外来含盐溶液的继续补充，还是不可以形成 厚大的含盐沉积。
这种从难溶到易溶的结晶顺序，或从溶解度小 到溶解度大的结晶顺序，称为盐类矿床的“沉积旋回” 或“沉积韵律”。
从含盐地层的平面分 布来看，在封闭完好的蒸 发盆地中含盐地层往往按 照沉积的先后顺序从盆地 边缘到中心作同心圆状分 布：最外圈为碳酸盐相→ 硫酸盐相→氯化物相（石 盐）→钾镁盐相（中心）， 平面上形成了“牛眼式” 分布。
第三节 蒸发沉积矿床
一 、概念与一般特点
（一）概念
是指水盆地中（海洋以 及大的内陆湖泊）某些溶解 度较大的无机盐类通过蒸发 作用产生各种有用盐类矿物 的沉淀、富集而形成的矿床。 由于有用组分是各种盐类矿 物，因而也称为盐类矿床。
（二）一般特点
盐类矿床是在干旱的气候条件下，在封闭或半 封闭的水盆地中经过强烈蒸发沉积而成的，矿床种 类繁多，性质各一，但归纳起来，这类矿床具有以 下基本特点：
如果盆地一侧与大海相近，或有河水注入，海水 不断补给，则易溶盐类将集中于远离海水补给的方向 沉淀，平面上就形成了“泪滴式”岩相分布的特点。
5.含盐地层
就岩性而言，含盐地层一般有两大类：
（1）海相或内陆盐湖相的红色碎屑岩系；
（2）咸化泻湖相或咸化海相的白云岩-石灰岩-泥 灰岩系（碳酸盐岩系）。
产于红色碎屑岩系中的盐矿床，目前所见不多， 仅在我国江西一带发现特大型矿床。而世界上已知的 巨大盐类矿床均产于碳酸盐岩相中。
另外，水海水中 的水份大量跑掉，盐份增大，最后甚至干涸，使各种 盐份达到饱和、过饱和，盐类矿物才得以全部析出。
（三）有利的水文条件及封闭良好的地形条件
如果仅有含盐地内原来汇集的水体（即盐源）， 而没有外来含盐溶液的继续补充，还是不可以形成 厚大的含盐沉积。
蒸发沉积矿床
蒸发沉积矿床一、蒸发沉积矿床的特点蒸发沉积矿床是指地面水以真溶液状态携带某些溶解度较大的无机盐类，在比较静止的水盆地中，通过蒸发作用发生各种有用盐类矿物沉淀而形成的矿床。
由于矿床中的有用组分是各种盐类，因而也称为盐类矿床。
盐类矿床种类繁多，形成条件也各不相同，但却具有共同的一些基本特点：（1）盐类的矿物成分是钾、钠、钙、镁的氯化物、硫酸盐、碳酸盐、硼酸盐、硝酸盐以及其复盐。
当前已知盐类矿物多达100余种，最主要的有：氯化物类——石盐、钾盐、水氯镁石、光卤石等；硫酸盐类——石膏、硬石膏、芒硝、无水芒硝等；碳酸盐类——天然碱、水碱等；硼酸盐类——硼砂、鹏钾镁石、硬硼钙石等；硝酸盐类——钠硝石、钾硝石等；复盐类：钾盐镁矾、杂卤石等。
盐类矿物均易溶于水。
一般呈无色透明的结晶粒状体或板状集合体，但因不同程度地混入杂质而呈现红、灰、褐、黄等色。
（2）盐层具明显的沉积韵律结构。
盐类矿物虽然均系易溶物，但不同矿物的溶解度是不同的，由于沉淀顺序的反复进行，因而在盐类矿层中常有普遍的韵律结构，一般表现为从碳酸盐、石膏或硬石膏、石盐到钾盐的沉积韵律。
不过，完整无缺的韵律一般较少见，因为大多数情况下达不到钾、镁盐类沉淀所需的条件，从而形成不了完整的韵律。
在许多矿床中还可以清楚地看到更小的沉积韵律，表现为粘土层和各种盐层的互层，钾盐层中常可见到石盐和钾盐的互层。
这些大的韵律中发育的小的韵律，构成精美的条纹，通常认为它们是季节性变化造成的。
（3）含盐岩系的岩相岩性组合基本上有2种，即由石灰岩、白云岩组成的海相（泻湖相）碳酸盐岩和由红色碎屑岩系组成的内陆盐湖相岩石。
世界上已知的巨大盐类矿床大多与碳酸盐岩有关。
但在我国，内陆湖泊相红色碎屑岩系中的盐类矿床也很重要。
由于成盐盆地的演化大体是蒸发的结果，水体面积缩小，水盆地变浅，盐类物质依次沉淀，最后盆地干涸，因而岩相岩性及盐类沉积物在沉积剖面上自下而上表现为粗至细粒碎屑沉积物、碳酸盐岩（白云岩、石灰岩）、钙的硫酸盐（石膏、硬石膏）、氯化物（石盐）、钾、镁盐类（钾石盐、光卤石、杂卤石等）。
沉积成矿作用及其矿床
狗头金
天然产出的块金，形态一般不规则，质地不纯， 常由金及石英及其它矿物集合而成。 19世纪中叶，一位木匠在美国西海岸路旁拣到 一块狗头金，重32kg，此事传播开来，持续了 50年的淘金热之后，一座新兴的旧金山市出现 了。澳大利亚一辆大篷车路过金矿区时被石头 颠翻，下车检查竞是一巨大的狗头金，重 77.6kg。 根据统计资料，迄今世界上已发现大于10kg的 狗头金约有8000—l0000块。数量最多首推澳 大利亚，占狗头金总量的80％。其中最大的一 块重达235.87kg的狗头金也产于澳大利亚。
机械沉积砂矿床分类
机械沉积砂矿床分类
冲积砂矿床
概念：是指含重矿物的岩石或矿床的风化碎屑物经河水搬运到适
合地方，通过机械沉积分异逐渐富集而形成的矿床。
特点 金、金刚石、锡石、稀有金属的重要矿床类型。 分布与河流相一致，较稳定的层状、似层状。 砾石磨圆度较好，分选性亦好； 矿床具有明显层序，从上至下依次为： 土壤层：富含腐殖质和植物残骸 泥炭层：砂、粘土和有机质沉积物
碎屑颗粒的搬运与沉积
影响因素：
流速/河流大小
碎屑的大小、比重、形状、成分
搬运介质的比重、粘度及流动状态
形状 由球状——→片状 成分 由耐磨——→易磨
粒径 由粗——→细 形状 由球状——→片状
比重 由大——→小 成分 由耐磨——→易磨
化学沉积分异作用
指能溶解于水中的物质，在沉积过程中，由于 受其化学特性的制约，发生的分异作用。 这些物质包括：真溶液中的物质、胶体化学物 质和生物化学物质。 影响化学分异的主要因素包括：
沉积矿床分类——成矿作用
机械沉积矿床：砂金、砂锡、金刚石 蒸发沉积矿床：石膏、岩盐、钾盐 胶体化学沉积矿床：铁、锰、铝矿床 生物化学沉积矿床：自然硫、磷、硅藻土 可燃有机矿床：煤、石油、天然气 喷流沉积矿床（火山沉积矿床）：铜铅锌矿床
沉积矿床-蒸发沉积
沙洲继续升高露出水面， 沙洲继续升高露出水面 ， 海湾 与大洋完全隔绝，母液中钾、 与大洋完全隔绝，母液中钾、镁 盐类将达到过饱和而沉淀出钾石 光卤石、杂卤石、 盐、光卤石、杂卤石、硫酸镁石 等，最终形成—钾盐矿床 最终形成 钾盐矿床
※“沙洲说”不能解释巨厚盐层的形成，许多矿床 沙洲说” 沙洲说 不能解释巨厚盐层的形成，
陆相沉积盐类矿床
现代湖相盐类矿床 、古代湖相盐类矿床 、地下盐 卤和盐丘矿床 分布于内陆湖盆中 主要矿物：石盐和石膏、钙芒硝、无水芒硝、 主要矿物：石盐和石膏、钙芒硝、无水芒硝、 天然碱， 天然碱，产钾盐较少 青海盐湖硼矿床、 青海盐湖硼矿床、湖北应城膏盐矿床
我国盐类矿床主要特点
• 成盐时代：寒武纪 成盐时代：
蒸发沉积矿床的形成和保存条件
3.地质构造和地貌条件 3.地质构造和地貌条件
海湾、 长期构造凹陷地区 海湾、泻湖或内陆海等 它们的共同点是封闭或半封闭的条件 4、岩相条件 咸化泻湖相的白云岩- 石灰岩- 泥灰岩系（ 咸化泻湖相的白云岩 - 石灰岩 - 泥灰岩系 （ 碳酸 盐相） 盐相）、海相或内陆盐湖相的红色碎屑岩系
蒸发沉积矿床的类型及特征 （2）不含钾的盐类矿床 不含钾的盐类矿床 山西石膏－ 山西石膏－硬石膏矿床
汾河地堑以西，中奥陶统地层，石膏矿床。 汾河地堑以西，中奥陶统地层，石膏矿床。四个含 矿段，矿石质量甚佳，储量丰富， 矿段，矿石质量甚佳，储量丰富，矿层直接出露地 表。为我国最重要石膏产地
蒸发沉积矿床的类型及特征
蒸发沉积矿床的成因假说
1、“沙洲说”（沙坝说）： 沙洲说” 沙坝说）： • 德国 奥克谢尼乌斯（1877，） 奥克谢尼乌斯（1877，） • 物质来源 • 海湾-沙洲或沙坝-周期性注水-气候干旱蒸发海湾-沙洲或沙坝-周期性注水-气候干旱蒸发卤水
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§3、成因假说
• 二、沙漠说（G.Walter，1894） • 奥地利G.Walter（1894）认为大陆面积1/5为内陆干 燥和沙漠区，一些盐类矿床内缺少海相生物而陆相 生物屡见不鲜，从而提出与沙洲说相反的假说。 • 其基本内容是： • 1）陆源岩石风化形成的易溶物质迁移到内陆沙漠盆 地（盐湖）之中； • 2）由于强烈的蒸发作用，卤水逐渐达到饱和； • 3）持续的蒸发直至蒸干，沉积晶出各类盐类物质而 形成盐矿（Grabau.A，1924根据美国大盐湖、中国 塔里木盆地中的盐湖，用沙漠说的观点支持了 Walter的观点）。
图13-7 钾石盐
10
图13-8 钾石盐
图13-10 硬石膏 图13-9 硬石膏
11
图13-11 石盐
图13-12 钾石盐
§2 形成条件
物源
形 成 条 件
气候 地质构造和地貌 保存条件
12
§2 形成条件
• 一、物源： • 1、陆源： • 岩石风化，将易溶盐类物质带入海湖盆地——最重要来 源 • 2、海源：海水 • 3、深源： • 1）如热卤水或地下热水（柴达木的硼来自温泉水）； • 2）下部含岩盐系； • 3）火山喷发物（或火山活动产物）
17
经 典
现 代
• 一、沙洲说（G.Bischoff，1855；Ochsenius，1877） • 1855年由德人G.Bischoff 提出一些盐矿是在滨海砂堤 后的泻湖中通过蒸发而形成的。20年后，Ochsenius （1877）创立了沙洲说，其基本内容是：
• 1）成盐盆地是一个海湾，其出口 处有沙洲（砂坝）与大海隔开；
• 一、概念 • 蒸发沉积矿床 (evaporite deposit) • 蒸发沉积矿床是指在封闭、半封闭水盆地中，某 些易溶的无机盐类，通过长期蒸发作用使各种有 用盐类物质分别沉淀富集而形成的矿床。
4
• • • •
二、特点 1、产于红色碎屑岩-碳酸盐岩的含盐岩系 2、具有一定的层位：如Z、T、K、Tr（新近纪）Q 3、具明显的沉积韵律，按溶解度由小到大沉淀： —→碳酸盐相（石灰岩、白云岩） —→硫酸盐相（石膏、硬石膏、芒硝） —→氯化物相（石盐、钾盐） —→钾镁盐相（光卤石、钾石盐、钾镁矾）
28
• 二、钾盐矿床 • 1、常见钾盐矿物 钾石盐 (KCl) 钾芒硝 (K2Ca2Mg[SO4] 4.2H2O) 光卤石 (K.MgCl2.6H2O) 杂卤石 (K3Na[SO4] 2) • 2、钾盐的沉积形式 • 1）剖面上，位于盐层上部——卤水蒸发浓缩晚期 的产物 • 2）平面上，位于盆地中心（牛眼式）或盆地一侧 （泪滴式），比石盐沉积面积小得多。
26
• 3）古盐沉积物中常含有黑色页岩夹层，显示静海 沉积相产物——深水； • 4）计算德国蔡希斯坦盐层沉积率10mm/a，若地槽 每年平均沉降0.1mm，要形成195m盐层，盆地原先 深度为1165m； • 5）蒸发试验； • 6）墨西哥湾深海钻探证实海湾深部有含盐建造。 故认为，原先的一个海由于表面蒸发作用使海水 浓缩成卤水而成为盐湖，浓缩卤水下沉并直接成 矿。
矿床学 第十三章 蒸发沉积矿床
太原理工大学 矿业工程学院 阴翠珍
• 教学目的与要求：
• 了解并掌握蒸发沉积矿床的特点及形成条件，掌握 成盐假说、盐类矿产类型及钾盐矿床特征。
• 教学基本内容：
• 1.蒸发沉积矿床的概念、特点及研究意义； • 2.蒸发沉积矿床的形成条件； • 3.蒸发沉积矿床的成盐假说及其矿床类型。
• 2）由于蒸发作用很强，海湾中水 面低于大海海面而使海水周期性地 补给海湾； • 3）持续地蒸发作用使海湾中盐分 不断最高，最后形成卤水；
4）这种卤水继续蒸发，其中各种盐类 物质按其溶解度由小到大依次沉淀： 白云石—→石膏—→石盐—→钾镁盐
图13-13 假说
18
• 成盐过程中： • （1）若海水进入量较大，卤水浓度仅被冲淡，可 沉积溶解度较低的盐类，形成两种或两种以上的韵 律如石膏-石盐-石膏韵律； • （2）若海水大量进入，卤水被强烈淡化，则可形 成正常碳酸盐沉积； • （3）若沙洲不断抬升，使海湾与大海完全隔离， 则盆地成盐过程结束。 • Ochsenius用这种观点解释德国施塔斯富铁的巨厚 （500m）盐层产出，强调了海水是盐类物质的唯一 来源。 • 但现代沙洲说认为，蒸发盆地不一定要有沙洲，也 不一定有海湾，但仍认为这个沉积盆地还必须是与 大海有一定联系的盆地，海水周期性进入其中，干 旱气候下通过蒸发浓缩而发生沉积。目前这种观点 仍占统治地位。
29
§4 矿床类型及钾盐矿床
• 3、成因——干盐湖假说（瓦利亚什科） • 钾源：地表水含钾较低，而海水中含K较高（含 K 0.38 %），故认为海水是K的主要来源。 • 假说认为：
30
• 1）海水被蒸发浓缩形成石盐之后进入钾盐沉积阶 段（浓缩海水体积几乎减少到原体积的1/80）；
图13-15 干盐湖理论
31
• 2）此时残余卤水的体积大致与固相盐沉积的体积 相当，而固相盐类的孔隙度一般大于30%，故残余 卤水将全部转变为晶间卤水而构成干盐湖。
图13-16 干盐湖理论——浸染状矿石
32
3）在干盐湖中，若母液继续蒸发，则只能形成浸染 状钾盐矿石，而不能形成钾盐层；若干盐湖中存在 局部凹陷（洼地——构造或淡水作用形成），当其 凹陷水面低于晶间卤水时，因地表水或卤水的再溶 作用使晶间富K卤水流入新盆地集中，通过进一步 蒸发作用，则可形成层状钾盐矿床。
27
§4 矿床类型及钾盐矿床
• • • • • • • • 一、矿床类型（按时代-环境-矿种分类） 1、现代沉积盐矿床 1）大陆盐湖 硼矿床 大柴旦湖 钾盐矿床 察尔汗盐湖 天然碱矿床；石膏、石盐、芒硝 2）滨海盐湖 石盐； 石膏 2、古代沉积盐矿床 1）陆相盐类矿床（白垩纪以来）：石膏-石盐； 石膏-天然碱；天然卤水矿床； 天然碱 • 2）海相盐类矿床（侏罗纪以前）：石膏-石盐矿 床； 钾盐矿床；
5
石膏 碳酸盐
石盐
石盐
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ石膏
碳酸盐
牛眼式
泪滴式
6
图13-1 假设的蒸发岩分布类型（据施马尔兹，1970）
• 4、矿体呈层状、似层状、扁豆状，后期构造影响 形成不规则状、盐丘状底劈构造；矿床规模一般 较大。 •
图13-2 湖北云应地区膏盐矿剖面图 1-第四纪砂砾石层；2-灰绿色岩组(Eyn3)；3-岩盐 段(Eyn32) ；4--上含膏硝段(Eyn4+5)；5-下含钙芒硝 段(Eyn22);6-下含膏段(Eyn21);7-红色岩组(Eyn1)
图13-17 干盐湖理论——块状矿石
33
思
• • • • •
考
1、何谓蒸发沉积矿床? 2、蒸发沉积矿床的一般特征。 3、蒸发沉积矿床的形成条件。 4、蒸发沉积矿床的成因假说。 5、钾盐矿床形成的干盐湖理论。
34
• 教学重点和难点：
• 本章重点是要求学生掌握蒸发沉积矿床的一般特点 及成盐假说，尤其是沙洲说的主要内容；掌握钾盐 矿床形成的的干盐湖理论。难点是成盐假说的理解 及应用。
第十三章 蒸发沉积矿床
• • • • §1 §2 §3 §4 概念及特点 形成条件 成因假说 矿床类型及钾盐矿床
3
§1 概念及特点
15
四、保存条件： • 由于盐类矿床是由易溶物质组成，因此盐层沉积 后必须有不透水层覆盖（——盖层）保护才能保 存下来。否则，若有淡水加入，则强烈迁移元素 首先溶解。 • 综上所述，最基本成盐条件是： 1）干旱的气候，即水的蒸发量>>水的补给量； 2）封闭、半封闭的水盆地
16
§3 成因假说
沙洲说 成 盐 假 说 沙漠说 萨布哈式成盐说 干化深盆成盐说 高山深盆成盐说 深水深盆成盐说
13
• 二、气候： • 干旱气候条件是形成盐类矿床的重要条件 • 干旱区蒸发量往往超过降水量和流入地表水之总 和（补给量）。由于强烈蒸发，溶液中盐类物质 浓度提高，逐渐沉淀出各种盐类。由于干旱，盐 类物质才容易保存，如青海的石盐。若为潮湿地 区，则盐类物质因易溶而难以保存。
14
• 三、地质构造和地貌： • 成盐盆地的形成是必备条件 • 从现代和古代盐类矿床的分布看，并非所有干旱 地区就一定有盐类矿床的形成。盐类沉积只发生 在盐类物质突变的内陆闭流盆地和与海洋有水力 联系的海岸及其附近海水循环受限制的封闭、半 封闭盆地，前者为内陆湖盆，后者为沿海盆地— —成盐盆地
7
• 5、矿石具块状、条带状、板状构造，结晶粒状结 构，颜色多变，矿物有味。
图13-3 块状构造 图13-4 条带状构造
8
图13-5 纤维状构造
• 6、矿石矿物类型多，主要为K、Na、Ca、Mg的硫 酸盐、氯化物如石膏、芒硝、泻利盐、石盐、钾 盐、光卤石等。
石膏
石膏
9
石膏
图13-6 芒硝
图13-7 石盐
24
• 五、高山深盆成盐说 • 袁见齐（1957、1983）认为上述假说忽略了成盐地 貌环境研究，而地貌决定影响到区域气候植被、地 表水文条件，从而认为直接影响到成盐作用的发生 和发展。对国内外资料分析，如地中海中新世盐类 沉积，我国柴达木盆地、云南思茅盆地等均属高山 深盆地貌，从而提出“高山深盆成盐说”。如柴达 木盆地四周有祁连山、阿尔金山和昆仑山三大山系 环抱，山高海拔4000-5000m，而盆内为2600m，构 成高山深盆。且南面喜马拉雅山等屏障，阻挡了来 自印度的潮湿海洋季风，而该深盆地气候极端干旱， 年蒸发量（20799mm）为年降雨量（66.7mm）的 115-259倍。
20
二、沙漠说
• 除波兰盐矿见海相化石外，均未见海相化石而陆 相生物遗体却不罕见；一些与古沙漠成因有关的 盐类矿床如中国侏罗纪、白垩纪、第三纪陆相盐 矿，现代的华北、西北（柴达木盆地）；世界上 贯通中亚-西亚到北非构成一巨大沙漠带，出现大 小不等的许多盐湖。强调了囚盐（赋存于海相沉 积岩间隙中同生海水或卤水中的盐类物质）作为 陆相盐类的主要来源。
§3、成因假说
• 二、沙漠说（G.Walter，1894） • 奥地利G.Walter（1894）认为大陆面积1/5为内陆干 燥和沙漠区，一些盐类矿床内缺少海相生物而陆相 生物屡见不鲜，从而提出与沙洲说相反的假说。 • 其基本内容是： • 1）陆源岩石风化形成的易溶物质迁移到内陆沙漠盆 地（盐湖）之中； • 2）由于强烈的蒸发作用，卤水逐渐达到饱和； • 3）持续的蒸发直至蒸干，沉积晶出各类盐类物质而 形成盐矿（Grabau.A，1924根据美国大盐湖、中国 塔里木盆地中的盐湖，用沙漠说的观点支持了 Walter的观点）。
图13-7 钾石盐
10
图13-8 钾石盐
图13-10 硬石膏 图13-9 硬石膏
11
图13-11 石盐
图13-12 钾石盐
§2 形成条件
物源
形 成 条 件
气候 地质构造和地貌 保存条件
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§2 形成条件
• 一、物源： • 1、陆源： • 岩石风化，将易溶盐类物质带入海湖盆地——最重要来 源 • 2、海源：海水 • 3、深源： • 1）如热卤水或地下热水（柴达木的硼来自温泉水）； • 2）下部含岩盐系； • 3）火山喷发物（或火山活动产物）
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经 典
现 代
• 一、沙洲说（G.Bischoff，1855；Ochsenius，1877） • 1855年由德人G.Bischoff 提出一些盐矿是在滨海砂堤 后的泻湖中通过蒸发而形成的。20年后，Ochsenius （1877）创立了沙洲说，其基本内容是：
• 1）成盐盆地是一个海湾，其出口 处有沙洲（砂坝）与大海隔开；
• 一、概念 • 蒸发沉积矿床 (evaporite deposit) • 蒸发沉积矿床是指在封闭、半封闭水盆地中，某 些易溶的无机盐类，通过长期蒸发作用使各种有 用盐类物质分别沉淀富集而形成的矿床。
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• • • •
二、特点 1、产于红色碎屑岩-碳酸盐岩的含盐岩系 2、具有一定的层位：如Z、T、K、Tr（新近纪）Q 3、具明显的沉积韵律，按溶解度由小到大沉淀： —→碳酸盐相（石灰岩、白云岩） —→硫酸盐相（石膏、硬石膏、芒硝） —→氯化物相（石盐、钾盐） —→钾镁盐相（光卤石、钾石盐、钾镁矾）
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• 二、钾盐矿床 • 1、常见钾盐矿物 钾石盐 (KCl) 钾芒硝 (K2Ca2Mg[SO4] 4.2H2O) 光卤石 (K.MgCl2.6H2O) 杂卤石 (K3Na[SO4] 2) • 2、钾盐的沉积形式 • 1）剖面上，位于盐层上部——卤水蒸发浓缩晚期 的产物 • 2）平面上，位于盆地中心（牛眼式）或盆地一侧 （泪滴式），比石盐沉积面积小得多。
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• 3）古盐沉积物中常含有黑色页岩夹层，显示静海 沉积相产物——深水； • 4）计算德国蔡希斯坦盐层沉积率10mm/a，若地槽 每年平均沉降0.1mm，要形成195m盐层，盆地原先 深度为1165m； • 5）蒸发试验； • 6）墨西哥湾深海钻探证实海湾深部有含盐建造。 故认为，原先的一个海由于表面蒸发作用使海水 浓缩成卤水而成为盐湖，浓缩卤水下沉并直接成 矿。
矿床学 第十三章 蒸发沉积矿床
太原理工大学 矿业工程学院 阴翠珍
• 教学目的与要求：
• 了解并掌握蒸发沉积矿床的特点及形成条件，掌握 成盐假说、盐类矿产类型及钾盐矿床特征。
• 教学基本内容：
• 1.蒸发沉积矿床的概念、特点及研究意义； • 2.蒸发沉积矿床的形成条件； • 3.蒸发沉积矿床的成盐假说及其矿床类型。
• 2）由于蒸发作用很强，海湾中水 面低于大海海面而使海水周期性地 补给海湾； • 3）持续地蒸发作用使海湾中盐分 不断最高，最后形成卤水；
4）这种卤水继续蒸发，其中各种盐类 物质按其溶解度由小到大依次沉淀： 白云石—→石膏—→石盐—→钾镁盐
图13-13 假说
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• 成盐过程中： • （1）若海水进入量较大，卤水浓度仅被冲淡，可 沉积溶解度较低的盐类，形成两种或两种以上的韵 律如石膏-石盐-石膏韵律； • （2）若海水大量进入，卤水被强烈淡化，则可形 成正常碳酸盐沉积； • （3）若沙洲不断抬升，使海湾与大海完全隔离， 则盆地成盐过程结束。 • Ochsenius用这种观点解释德国施塔斯富铁的巨厚 （500m）盐层产出，强调了海水是盐类物质的唯一 来源。 • 但现代沙洲说认为，蒸发盆地不一定要有沙洲，也 不一定有海湾，但仍认为这个沉积盆地还必须是与 大海有一定联系的盆地，海水周期性进入其中，干 旱气候下通过蒸发浓缩而发生沉积。目前这种观点 仍占统治地位。
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§4 矿床类型及钾盐矿床
• 3、成因——干盐湖假说（瓦利亚什科） • 钾源：地表水含钾较低，而海水中含K较高（含 K 0.38 %），故认为海水是K的主要来源。 • 假说认为：
30
• 1）海水被蒸发浓缩形成石盐之后进入钾盐沉积阶 段（浓缩海水体积几乎减少到原体积的1/80）；
图13-15 干盐湖理论
31
• 2）此时残余卤水的体积大致与固相盐沉积的体积 相当，而固相盐类的孔隙度一般大于30%，故残余 卤水将全部转变为晶间卤水而构成干盐湖。
图13-16 干盐湖理论——浸染状矿石
32
3）在干盐湖中，若母液继续蒸发，则只能形成浸染 状钾盐矿石，而不能形成钾盐层；若干盐湖中存在 局部凹陷（洼地——构造或淡水作用形成），当其 凹陷水面低于晶间卤水时，因地表水或卤水的再溶 作用使晶间富K卤水流入新盆地集中，通过进一步 蒸发作用，则可形成层状钾盐矿床。
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§4 矿床类型及钾盐矿床
• • • • • • • • 一、矿床类型（按时代-环境-矿种分类） 1、现代沉积盐矿床 1）大陆盐湖 硼矿床 大柴旦湖 钾盐矿床 察尔汗盐湖 天然碱矿床；石膏、石盐、芒硝 2）滨海盐湖 石盐； 石膏 2、古代沉积盐矿床 1）陆相盐类矿床（白垩纪以来）：石膏-石盐； 石膏-天然碱；天然卤水矿床； 天然碱 • 2）海相盐类矿床（侏罗纪以前）：石膏-石盐矿 床； 钾盐矿床；
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石膏 碳酸盐
石盐
石盐
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ石膏
碳酸盐
牛眼式
泪滴式
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图13-1 假设的蒸发岩分布类型（据施马尔兹，1970）
• 4、矿体呈层状、似层状、扁豆状，后期构造影响 形成不规则状、盐丘状底劈构造；矿床规模一般 较大。 •
图13-2 湖北云应地区膏盐矿剖面图 1-第四纪砂砾石层；2-灰绿色岩组(Eyn3)；3-岩盐 段(Eyn32) ；4--上含膏硝段(Eyn4+5)；5-下含钙芒硝 段(Eyn22);6-下含膏段(Eyn21);7-红色岩组(Eyn1)
图13-17 干盐湖理论——块状矿石
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思
• • • • •
考
1、何谓蒸发沉积矿床? 2、蒸发沉积矿床的一般特征。 3、蒸发沉积矿床的形成条件。 4、蒸发沉积矿床的成因假说。 5、钾盐矿床形成的干盐湖理论。
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• 教学重点和难点：
• 本章重点是要求学生掌握蒸发沉积矿床的一般特点 及成盐假说，尤其是沙洲说的主要内容；掌握钾盐 矿床形成的的干盐湖理论。难点是成盐假说的理解 及应用。
第十三章 蒸发沉积矿床
• • • • §1 §2 §3 §4 概念及特点 形成条件 成因假说 矿床类型及钾盐矿床
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§1 概念及特点
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四、保存条件： • 由于盐类矿床是由易溶物质组成，因此盐层沉积 后必须有不透水层覆盖（——盖层）保护才能保 存下来。否则，若有淡水加入，则强烈迁移元素 首先溶解。 • 综上所述，最基本成盐条件是： 1）干旱的气候，即水的蒸发量>>水的补给量； 2）封闭、半封闭的水盆地
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§3 成因假说
沙洲说 成 盐 假 说 沙漠说 萨布哈式成盐说 干化深盆成盐说 高山深盆成盐说 深水深盆成盐说
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• 二、气候： • 干旱气候条件是形成盐类矿床的重要条件 • 干旱区蒸发量往往超过降水量和流入地表水之总 和（补给量）。由于强烈蒸发，溶液中盐类物质 浓度提高，逐渐沉淀出各种盐类。由于干旱，盐 类物质才容易保存，如青海的石盐。若为潮湿地 区，则盐类物质因易溶而难以保存。
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• 三、地质构造和地貌： • 成盐盆地的形成是必备条件 • 从现代和古代盐类矿床的分布看，并非所有干旱 地区就一定有盐类矿床的形成。盐类沉积只发生 在盐类物质突变的内陆闭流盆地和与海洋有水力 联系的海岸及其附近海水循环受限制的封闭、半 封闭盆地，前者为内陆湖盆，后者为沿海盆地— —成盐盆地
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• 5、矿石具块状、条带状、板状构造，结晶粒状结 构，颜色多变，矿物有味。
图13-3 块状构造 图13-4 条带状构造
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图13-5 纤维状构造
• 6、矿石矿物类型多，主要为K、Na、Ca、Mg的硫 酸盐、氯化物如石膏、芒硝、泻利盐、石盐、钾 盐、光卤石等。
石膏
石膏
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石膏
图13-6 芒硝
图13-7 石盐
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• 五、高山深盆成盐说 • 袁见齐（1957、1983）认为上述假说忽略了成盐地 貌环境研究，而地貌决定影响到区域气候植被、地 表水文条件，从而认为直接影响到成盐作用的发生 和发展。对国内外资料分析，如地中海中新世盐类 沉积，我国柴达木盆地、云南思茅盆地等均属高山 深盆地貌，从而提出“高山深盆成盐说”。如柴达 木盆地四周有祁连山、阿尔金山和昆仑山三大山系 环抱，山高海拔4000-5000m，而盆内为2600m，构 成高山深盆。且南面喜马拉雅山等屏障，阻挡了来 自印度的潮湿海洋季风，而该深盆地气候极端干旱， 年蒸发量（20799mm）为年降雨量（66.7mm）的 115-259倍。
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二、沙漠说
• 除波兰盐矿见海相化石外，均未见海相化石而陆 相生物遗体却不罕见；一些与古沙漠成因有关的 盐类矿床如中国侏罗纪、白垩纪、第三纪陆相盐 矿，现代的华北、西北（柴达木盆地）；世界上 贯通中亚-西亚到北非构成一巨大沙漠带，出现大 小不等的许多盐湖。强调了囚盐（赋存于海相沉 积岩间隙中同生海水或卤水中的盐类物质）作为 陆相盐类的主要来源。