柴达木盆地西部富锶地层的地球化学特征及其地质意义

柴达木盆地西部富锶地层的地球化学特征及其地质意义

锶目前广泛应用于光电管、合金制造、医药、军工等各个领域。随着世界工业的不断发展,锶的应用领域也在逐步扩大。

我国的锶矿资源相当丰富,其储量位居世界首位,主要分布在青海、云南、陕西、湖北、四川、重庆、江苏七个省（市）,其中以青海柴达木盆地最为丰富,占全国总保有储量的48.4%。自上个世纪50年代在柴达木盆地西部大风山、尖顶山地区发现了大型天青石矿床以来,相继发现了碱山、油泉子、南翼山、茫崖、黄风山、存迹等10多处小型矿床和矿化点。

上个世纪80年代以来,初步开展了对柴达木盆地西部锶矿的研究工作,从以往取得的研究成果来看,对柴达木盆地西部锶矿的认识目前仍存在两大不足:一是研究工作大多仅限于对大风山矿区的研究,对其它矿床、矿化点的研究比较薄弱,缺乏对柴达木盆地西部锶矿成矿系统的整体认识;二是对锶矿的地质科研工作开展得较少,很多方面的基础研究基本上是空白,对锶矿的成因及其物质来源的认识尚不统一。因此,开展对柴达木盆地西部锶矿的深入研究,将会为该地区锶矿的勘探、开发提供有价值的理论依据,具有重要的实际意义。

本文在系统收集、整理研究区地质勘查资料、科学研究成果的基础上,针对前人研究工作的薄弱部分,主要对柴达木盆地西部锶矿区富锶地层的沉积环境、锶的物质来源及锶矿的成因等方面进行了探讨,总结柴达木盆地西部锶矿的成矿规律,为柴达木盆地西部锶矿的勘探、开发提供科学依据。本次研究以柴达木盆地西部冷湖背斜、碱山、大风山、油墩子、清明山、尖顶山、小凉山、南翼山和狮子沟9条剖面为研究对象,通过元素地球化学、碳、氧、锶同位素特征等方法,结合多个代用指标综合分析,对柴达木盆地西部锶矿的成矿古环境、物质来源及

成因类型进行了探讨。

主要取得了以下认识:柴达木盆地西部七个泉组、狮子沟组和油砂山组三套地层的主量元素组成特征基本一致,均表现为SiO₂、CaO、

Al₂O₃含量较高,Na₂O、MgO、

K₂O含量较低的特征。通过主量元素计算得化学分化指数（CIA）平均值介于47.36⁵6.81,相当于世界范围内的新鲜花岗岩,表明柴达

木盆地西部在七个泉组、狮子沟组和油砂山组沉积时流域内化学风化作用较弱,处于初级风化,反应了当时寒冷、干燥的气候环境。

通过主、微量元素多项环境代用指标及同位素特征分析发现,柴达木盆地西部自上新统油砂山组、狮子沟组到更新统七个泉组随着地层时代变新,其古气候呈现逐渐干旱的趋势,湖盆水体的盐度也随之增大,在油砂山组沉积时湖盆水体

为微咸水环境,到狮子沟组和七个泉组时水体已经转化为半咸水环境。从油砂山组、狮子沟组到七个泉组其湖盆的水文环境较稳定,湖盆整体处于封闭状态,沉积水体处于弱的氧化环境。

微量元素、稀土元素及锶同位素特征均反应了柴达木盆地西部油砂山组、狮子沟组到七个泉组三个不同的时期沉积时的物质来源较为一致。稀土元素呈现轻稀土（LREE）富集、重稀土（HREE）稳定,Eu元素负异常的壳源特征,其物质来

源可能主要为上地壳的长英质岩石。

柴达木盆地周围的阿尔金山和昆仑山均分布有锶异常富集的火山岩、花岗岩、石英闪长岩等,是研究区锶矿的主要物质来源。对柴达木盆地西部锶矿的成因一直以来各个学者持不同观点,主要有地下热水成矿和化学沉积型成矿两种观点。

本次研究通过对热水沉积判断代用指标、锶同位素特征、元素分布特征的综

合分析认为柴达木盆地西部锶矿应属于非热水成因,为内陆湖相化学沉积型矿床。随着气候逐渐干燥,蒸发作用增强,在封闭、半封闭的状态下蒸发作用使湖水浓缩、咸化,湖水中的锶浓度随之增大,达到一定程度时天青石沉淀,形成锶矿。

柴达木盆地西部锶矿的矿石类型主要为天青石（SrSO₄）,也存在少量的菱锶矿和富锶文石。通过锶的富集层位来看,主要的成矿时代应该为第四系更新统七个泉组,其次为上新统狮子沟组。