青藏高原典型盐湖硼矿床成矿条件对比与矿床模式研究

选取青藏高原扎仓茶卡和大柴旦典型盐湖硼酸盐矿床,分别从区域地质背景、气候条件、区域水文地球化学、同位素地球化学以及硼地球化学特征等方面开展研究。结果表明,扎仓茶卡和大柴旦盐湖固体硼酸盐矿床的形成受控于硼自身内在地球化学特性以及外在控制条件,特别是构造运动、第四纪以来的干旱气候条件以及丰富的物源等控制因素,青藏高原盐湖硼酸盐矿床的形成是内外条件耦合的结果。基于扎仓茶卡和大柴旦盐湖硼酸盐矿床的成矿条件和成矿模式的研究,确立青藏高原高寒干旱盐湖区盐湖硼酸盐矿床成矿模式为高山—深盆—浅水成矿模式。     

柴达木盆地盐湖硼矿资源的形成和分布特征

柴达木盆地盐湖富含硼矿资源,有沉积型和矿化水两种类型。盐湖卤水硼矿在方向性变化上呈北高南低的态势。固体硼酸盐矿床的成矿时间为晚更新世到全新世,并以全新世为主。固体硼矿主要分布在盆地北缘的大、小柴旦盐湖,马海干盐湖也有零星分布,卤水硼矿床的形成受控于丰富的硼物质来源、闭流汇水盆地和干旱的气候条件;稳定的物理化学环境、低温条件、稀释掺杂作用、生物作用、盐湖水体化学类型及其它相关成盐机制则对固体硼酸盐沉积矿床的形成起着重要的作用。     

大柴旦盐湖硼矿床与国内外硼矿床的对比研究

大柴旦盐湖因蕴藏固体和液体硼矿资源成为柴达木盆地诸多盐湖中最早被关注和开发的盐湖之一;不仅如此,还沉积有全球少有分布的湖底特色柱硼镁石矿床。基于大柴旦盐湖硼矿床的地质特征和硼同位素地球化学特征,与国内外不同硼矿床开展对比研究,旨在探讨主控硼矿床形成的影响因素及其异同点。研究发现,大柴旦盐湖硼矿床与国内外硼矿床的形成均受控于新构造运动、封闭—半封闭的低洼汇水盆地以及极度干旱的气候条件等因素,所有硼矿床均与火山岩或含电气石花岗岩有密切关联,成矿物质特别是硼元素主要来源于火山岩或含电气石花岗岩,经热泉水、温泉水和大气降水的水岩作用后迁移富集。主控因子化学组分或盐湖水化学特性的不同致使硼矿物的种类和矿物共生组合特征等方面表现出一定的差异性。     

阿里扎仓茶卡-拉果错地区盐湖矿产成矿地质规律及找矿远景探讨

西藏阿里扎仓茶卡-拉果错地区盐湖矿产地处班公错-怒江缝合带西段。南北两侧为羌塘—三江复合板片和冈底斯—念青唐古拉板片。成矿区主要分布于西羌塘高原西部硫酸钠亚型、碳酸盐型盐湖硼、钾、锂、芒硝成矿带（Ⅳ-6）和扎仓茶卡-洞错硫酸钠亚型锂、硼、钾卤水-钠、钙、镁、硼酸盐矿集区内。该区属于藏北寒冷的干旱-半干旱高原季风气候区,年蒸发量2 065～2 300 mm,为降水量的7～8倍,是盐湖形成的理想地区。该地区共计有大型盐湖矿产4处,以碳酸盐型和硫酸盐型盐湖卤水矿为主。通过对区域地质背景并结合典型矿床地质特征、盐湖演化、第四系空间结构变化等内容的分析,认为该区域在古湖盆、现代湖盆周边及湖水底部第四系内有很好的找矿远景。     

自青藏高原盐湖卤水获得钠硼解石的研究

钠硼解石是一种常见的硼酸盐,主要分布在南美和我国青藏高原盐湖中,以及土耳其西阿纳托里亚（ＷｅｓｔＡｎａｔｏｌｉａ）硼矿和美国西部Ｋｒａｍ ｅｒ硼矿中。它是青海盐湖硼矿的主要矿石类型。由于自然界未发现在水体中析出的钠硼解石,因而,其成因仍是不清楚的。从放置３ 年、８ 年和１４ 年的小柴旦湖矿坑水、湖表卤水和扎仓茶卡湖表卤水获得了钠硼解石,从而查明钠硼解石是在稳定平衡条件下的低浓度、弱碱－ 碱性、富硼的硫酸钠亚型水体中形成的。这对于阐明钠硼解石矿床的成因及其人工控制再生均有重要的意义     

表生作用条件下硼酸盐矿床的形成问题

沉积硼酸盐矿床在自然界分布相当广泛 ,主要见于南、北美和我国青藏高原的盐湖中、美国和土耳其某些第三纪沉积盆地中 ,以及欧洲某些古代海相盐矿床中。为了研究其形成问题 ,从 70年代开始 ,我们利用青藏高原盐湖卤水和泉水进行了许多模拟实验工作。从 40～ 5 0个样品中获得了大量钠硼酸盐、纳钙硼酸盐、镁硼酸盐和含氯化镁的镁硼酸盐复盐。这对于阐明表生作用条件下硼酸盐矿床的形成是非常重要的。实验和研究结果证明 :1)与地热和火山活动有关的水体是硼酸盐矿床形成的物质来源 ;2 )硼酸盐矿床可形成于Ｎａ、Ｋ、Ｍｇ//Ｃｌ、ＳＯ4 ·Ｈ2 Ｏ和Ｎａ、Ｋ//Ｃｌ、ＳＯ4 、ＨＣＯ3、ＣＯ3·Ｈ2 Ｏ不同水盐平衡体系的不同富硼水体中 (盐度 :1 2 7～ 41 4% ,Ｂ2 Ｏ3含量 :0 0 5～ 2 97% ) ;3 )硼酸盐矿床通常形成于稳定平衡条件下 ,而不是介稳平衡条件下 (蒸发过程中 ) ;4)低温条件有利于硼酸盐自水体中析出 ;5 )硼酸盐矿床的形成与水体的化学类型、ｐＨ值和硼含量有密切关系 ;6)我们实验中所获的硼酸盐反映了天然硼酸盐矿床形成的原始条件。不仅揭示了大陆盐湖硼酸盐矿床的形成 ,也揭示了古代海相盐矿床硼酸盐的成因。     

大柴旦盐湖化学沉积特征及其控制因素

大柴旦盐湖岩性地层层序依据湖底沉积剖面DCD-2和DCD03自上而下可划分为蒸发盐类盐层与灰黑色淤泥层混合层(Ⅰ层)、灰白色柱硼镁石矿层(Ⅱ层)和土黄色泥质沉积层(Ⅲ层)。湖底化学沉积以石膏为主,并见有石盐和碳酸盐等盐类矿物,这些蒸发盐类矿物几乎贯穿整个化学沉积过程,碎屑矿物夹杂其中,化学沉积分异很不充分。在柱硼镁石矿层形成前的较长时期内,大柴旦盐湖是以碎屑沉积为主的非盐湖相沉积环境,此后快速进入硫酸盐型盐湖阶段和湖底柱硼镁石矿层形成阶段。个别层位见有大柴旦盐湖这种独特化学沉积序列,与其它陆相和海相蒸发沉积序列有明显的差异,这可能主要受该地区的构造环境、物源背景以及气候变化等因素的控制。新构造运动、气候的持续干旱化、湖底柱硼镁石矿层形成前后截然不同的湖区气温、水量平衡和水化学条件(包括化学动力学因素)以及盐湖硼酸盐矿物形成的内外耦合条件,促使全球分布有限的柱硼镁石矿层在大柴旦湖底形成。构造运动、气候干湿变化以及不同水体(包括入湖淡水、盐湖卤水和周边出露泉水)的掺杂兑卤作用的耦合机制控制了大柴旦盐湖如此特殊的化学沉积序列。     

大柴旦盐湖CSCD

大柴旦盐湖位于柴达木盆地北部的次级山间盆地中,其常年卤水湖加上干盐湖的总面积约为235km^2,以蕴藏固体硼矿为特色,钾、锂等资源尚待开发。大柴旦盐湖以其独特的地质地貌和水文气候特征为我们提供了研究盐湖硼、锂、钾等矿产资源形成的物质来源、成矿过程、水文条件、     

柴达木盆地大柴旦盐湖硼矿特征及成因研究

柴达木盆地是我国最大的盐湖产业基地,大柴旦盐湖为盆地内重要的固液相硼矿床,其卤水中富含硼、锂、钾、镁、钠、溴、碘等。通过勘查大柴旦地质背景和卤水储层地质特征,分析大柴旦湖水（地表卤水）、潜卤水、承压卤水水文地质特征、水化学特征,结果表明大柴旦地区硼、锂来源于地球深部,断裂构造为导卤构造,钾、钠、镁等盐类来源于周缘花岗岩,新构造运动形成大柴旦断陷盆地接受沉积,干旱的气候条件下沉积盐类地层,随着地下水补给增加,岩盐层溶解,形成高矿化度卤水,相应的硼、钾、锂等溶解于卤水之中,形成卤水（液体硼矿）。     

柴达木盆地盐湖K、B、Li资源的成矿地球化学系统

柴达木盆地是我国极为重要的K、B、Li盐类资源富集区,承担着建设世界级盐湖产业基地的重任,却存在成矿规律不明确、可采卤水资源找矿效果不显著的瓶颈,盐湖资源面临着严重的可持续发展问题。本文强调将柴达木盆地盐湖作为一个地球化学系统进行探讨,重点梳理了盐湖元素富集机制的核心问题,集成分析了盐湖同位素地球化学所面临的机遇与挑战,并总结提出柴达木盆地盐湖K、B、Li成矿地球化学系统,以服务于盐湖成矿规律研究和资源勘查评价。盐湖成矿地球化学系统是指在地质单元和时空区域的多维系统内,控制成盐元素活化—迁移—富集—保存的多种地球化学过程子系统的总和,是各类地质动力条件、构造成矿要素、气候水文过程及所形成的矿床系列组合的有机整体,并十分注重地球化学在其中的应用。盐湖成矿地球化学系统的提出,可以在一定程度上对研究对象、研究技术方法体系和研究视角进行有效限定,属于盐湖矿床研究的一种思维方法,并有望为盐湖成矿规律研究提供一种科学范式。     

大柴旦盐湖地表卤水底部沉积中硼酸盐的发现

１９５７年中国科学院盐湖科学调查队在大柴旦盐湖地表卤水区内进行钻探。结果表明，在地表下３．６─５．１米处有一层由碳酸盐、硫酸盐、硼酸盐和淤泥形成的坚硬胶结层。该层岩芯样经系统的全化学分析、Ｘ─射线粉末衍射和结晶光学测定。确定该湖底硼酸盐是柱硼镁石（ＭｇＯ·Ｂ２Ｏ３·３Ｈ２Ｏ），这是除硼土之外，最早在该湖区发现的第一个天然硼酸盐矿物。     

大柴旦盐湖

<正>大柴旦盐湖位于柴达木盆地北部的次级山间盆地中,其常年卤水湖加上干盐湖的总面积约为235km~2,以蕴藏固体硼矿为特色,钾、锂等资源尚待开发。大柴旦盐湖以其独特的地质地貌和水文气候特征为我们提供了研究盐湖硼、锂、钾等矿产资源形成的物质来源、成矿过程、水文条件、矿体     

大柴旦盐湖DCD03剖面的矿物学记录及其环境指示意义

报道了大柴旦盐湖DC1303沉积剖面硼矿层及其下伏沉积地层的矿物学、有机质烧失量（LOI）等环境指标的研究结果,首次探讨硼矿层下伏灰黄色粉砂质粘土层沉积以来大柴旦湖水水化学演变及其与区域气候变化的关联。根据剖面的岩性、矿物组合和有机质烧失量（LOI）将研究剖面划分为3个沉积单元：I．灰黄色粉砂质粘土层（623～423cm）、II．灰黑色淤泥夹结核层（423—407cm）、III．柱硼铁石矿层（407—395em）。研究结果表明,在湖底硼矿层形成之前的较长时期内,大柴旦湖是碎屑沉积为主的非盐湖相沉积环境,直到单元I顶层20cm沉积物中才开始出现少量石膏。此后快速进入硫酸盐型盐湖沉积阶段（II）和湖底柱硼镁石矿层形成阶段（Ⅲ）。有机烧失量在I1、I2和I3单元中呈阶段性增加预示区域气温稳步上升,由此导致山区降水量增加和湖区蒸发量增强。湖泊环境变化是区域水文气候条件改变的结果。     

现代盐湖型钾盐成矿遥感预测——以扎布耶盐湖为例

通过遥感图像处理与目视解译,对扎布耶盐湖典型矿床从控矿构造、矿物质来源、湖盆封闭性和沉降性、地形地貌、水热活动、遥感色异常及退宿湖痕迹等因素进行了总结,初步建立主要盐类矿产资源的遥感找矿模式。经过综合分析,对比扎布耶盐湖典型矿床的成矿地质条件,以近矿找矿标志及遥感成矿信息为依据圈定了24个成矿条件优越、遥感找矿标志明显的区域为钾盐矿最小预测区。该研究可为矿产潜力评价及以后的工作奠定基础。     

大柴旦热泉成因及其富硼锂机制研究进展

大柴旦热泉成因及其硼锂富集机制研究是系统揭示该区域富硼锂盐湖卤水矿床成矿规律的关键环节,同时对青藏高原同类型富硼锂热泉深部水文过程的精细研究具有重要的参考价值。本文从地热学的视角梳理并评述了大柴旦热泉成因的研究现状,重点探讨了大柴旦热泉的水源补给端元、热源及其储热机制、热泉的硼锂物源及其富集过程。研究结果初步显示,大柴旦热泉水源以大气降水为主,在高山区为冰雪融水,补给高程约为 5980 m,热储温度约为 194.5℃,循环深度约为 7630m,上升过程中混入了约 66%的冷水;岩浆流体的补给或岩浆脱气过程可能为热泉提供了热量;热泉中硼锂的物源可能来自花岗岩源岩的高温水岩淋滤、岩浆流体补给或岩浆脱气输入以及风成沉积物中易溶盐类矿物溶解的共同贡献。大柴旦热泉地热系统及其战略资源元素富集过程的整体研究仍比较薄弱,尤其是不同补给端元贡献的定量研究,硼锂岩石地球化学行为的厘定,深部水岩作用的模拟等仍需要进一步开展详细的研究工作。     

硼氢化物是形成硼矿床的重要迁移形式

经对硼氢化物的形成条件、内生硼矿物化学成分、矿物共生组合及盐湖卤水、热泉的有关物质浓度值研究后 ,认为硼氢化物是形成硼矿床的重要活化、迁移形式     

中国盐湖卤水主要成矿元素分布特征及其资源禀赋综合评价

我国350多个盐湖湖表卤水水化学成分综合研究表明,成矿元素K、Li、B主要分布在青藏高原地区,但新疆一些富K、B盐湖也具有较好的开发潜力。我国盐湖卤水中的Br、I、Rb、Cs呈现明显的区域分异,富Br和I盐湖主要分布在内蒙古的中东部,而Rb和Cs则主要分布在青藏高原地区。我国盐湖区按主要成矿元素禀赋情况可以分为3种类型,K+B+Li资源综合利用型;K+B(Li)资源综合利用型以及单一的K(B或Li)资源利用型。青藏高原地区的盐湖卤水矿床以前两者为主,新疆和内蒙的盐湖则以后两者为主。     

盐湖硼酸盐沉积对于辽东硼矿床形成的指示意义

辽东古元古代变质硼矿床是我国最重要的硼矿资源,然而由于该区物质组成多样,构造演化复杂的特点,导致对于硼矿的物质来源、构造环境及成矿过程的认识存在很大差异。目前多数学者认为辽东硼矿床经历了早期的盐湖硼酸盐沉积阶段及晚期构造热事件引起的变质作用阶段。当前的研究认为古元古代辽东地区处于活动大陆边缘,且发育大量的钙碱性岩浆活动,这与第三纪以来的大型硼酸盐沉积矿床形成的构造环境及岩浆活动相似。结合现代盐湖体系下的硼酸盐沉淀物理化学条件讨论辽东地区古元古代沉积硼酸盐特征,根据硼同位素组成探讨物质来源及构造环境,发现辽东地区的硼矿床存在钠硼解石、硬硼钙石两种硼酸盐的沉积,硼同位素组成显示其硼源应来源于俯冲板块下蛇纹石及海相沉积物的脱水作用释放的硼,这种硼随钙碱性岩浆活动及热液活动在局限海盆中蒸发形成含水硼酸盐。     

固相萃取—热裂解—气相色谱—串联质谱法测定盐湖卤水中溶解性有机质

以青藏高原地区的大柴旦盐湖湖表卤水为研究对象,采用不同的固相萃取(Solid phase extraction,SPE)材料(HLB,PPL,ENVI-18,ENVI-Carb,XAD8和XAD4)对大柴旦盐湖湖表卤水中DOM进行了分离和富集,初步建立了从高盐体系盐湖卤水中高效分离富集出具有代表性的溶解性有机质(Dissolved organic matter,DOM)的方法,系统的考察了pH,上样体积,柱流速和洗脱溶剂对DOM回收率的影响。结合傅里叶变换红外光谱分析(Fourier transform infrared spectroscopy,FTIR)、热裂解—气相色谱—串联质谱分析(Pyrolysis-gas chromatography-mass spectrometry,Py-GC/MS)进一步对盐湖卤水分离物进行了谱学表征。研究结果表明,盐湖卤水在酸性条件下(pH=2),柱流速为0.5 mL/min时有助于吸附剂对DOM的吸附,而随着上样体积的增加,DOM的回收率逐渐下降,而甲醇是比较理想的洗脱剂。大柴旦盐湖湖表卤水中的DOM主要以芳香类,碳水化合物以及部分脂肪族化合物为主,而含氮类化合物含量较少。     

青藏高原盐湖资源特点概述

青藏高原是我国重要的盐湖资源分布区,区域内盐湖资源主要分布在柴达木盐地和羌塘高原,具集中带状分布、资源储量巨大和共生特色资源三大特点。柴达木盆地盐湖总体上以富含钾、镁、硼、锂、钠为特点,称为钾镁盐湖;羌塘高原盐湖以贫钾,富含硼、锂、铯等为特点,称为特种盐湖。