蒸发岩非传统稳定同位素研究综述

蒸发岩是海水/卤水蒸发浓缩的产物,不同的水化学环境下析出的蒸发岩类型不同,其在不同的地质历史时期都有分布,是重要的古海水和古环境记录载体。蒸发岩研究的主要问题包括:蒸发岩的物质来源、形成时代、蒸发盆地和卤水的演化历史、蒸发岩矿物所记录的环境变化。一些矿物、元素及同位素指标可用于解决这些问题,其中稳定同位素对于示踪蒸发岩的物质来源与形成过程具有不可替代的作用。近20年来,非传统稳定同位素地球化学获得快速发展,并在蒸发岩研究中获得成功应用,这些同位素体系包括阴离子元素B、Cl和Br,以及阳离子元素Mg、K和Ca。本文综述了多个非传统稳定同位素在蒸发岩领域的研究,主要包括:蒸发岩矿物与溶液之间的同位素分馏系数、蒸发岩的同位素信息重建古海水同位素组成及示踪蒸发岩成因和时代等。     

辽宁鞍本地区沉积变质型富铁矿的成因：Fe、Si、O、S同位素证据

辽宁鞍本地区是我国最重要的鞍山式沉积变质型(BIF)铁矿矿集区,弓长岭铁矿是我国唯一的由鞍山式贫铁矿经后期热液改造形成的大型磁铁富矿.本文在前人工作基础上,对比研究了鞍本地区贫铁矿、富铁矿和蚀变围岩的铁、硅、氧、硫同位素组成特征和空间变化规律,结合磁铁富矿的地质特征,对成矿流体的性质、来源、成矿作用和富矿成矿机制提出了新的认识.指出鞍本地区富铁矿的成矿作用与辽东地区古元古代造山运动结束后(1.85 Ga)地壳抬升引发的非造山岩浆侵入和热液活动有关,成矿溶液由大气降水演化形成,而非变质热液或混合岩化热液;成矿溶液淋滤了辽河群蒸发盐地层中富13C碳酸盐、富34S石膏、CH4等成矿物质,成矿溶液具偏酸性弱还原特征;铁质活化再富集是鞍本地区富铁矿形成的重要机制,成矿溶液与贫铁矿及围岩反应使铁质以Fe2+形式活化迁移.温度降低、氧逸度升高或与大气降水混合是溶液中Fe2+氧化形成磁铁矿沉淀的主要原因;在Fe2+被氧化形成磁铁矿的同时,成矿溶液中的CH4被氧化形成石墨,与磁铁矿一起沉淀下来,形成含石墨磁铁富矿;溶液中SO42-被还原形成富34S黄铁矿.     

华南地块震旦纪晚期—早寒武世古大陆位置暨灯影组蒸发岩成钾条件分析

海相钾盐的形成需要构造、气候和成钾物源三者的耦合作用, 而构造是首要控制因素。华南地块发育震旦晚期—早寒武世灯影组海相蒸发岩, 本文通过古大陆位置、古纬度和古气候、古地理以及古海水成分等文献综合分析, 提出灯影组沉积时期, 华南地块位于印度大陆西北缘, 是冈瓦纳大陆的一部分。华南地块灯影组沉积与印度、巴基斯坦、阿曼、伊朗等地的同时期沉积相似, 并形成一个巨型的碳酸盐台地, 其中发育众多的局限盐盆地蒸发岩, 古气温最高可达40℃。同时, 通过与巴基斯坦盐岭地区含钾蒸发岩盐岭组的构造-沉积背景对比, 表明两者均为冈瓦纳大陆北缘被动大陆边缘盆地沉积, 具有相似的蒸发岩沉积序列和形成条件。因此, 综合来看, 认为华南地块灯影组具有必要的成钾条件。     

思茅盆地下白垩统蒸发岩硫同位素地球化学特征及其钾盐成矿意义

关于思茅盆地下白垩统勐野井组蒸发岩主要物源为海水的认识争议很少,但是关于其成矿时代和成矿模式的认识还有争议,关于陆源淡水对蒸发岩物质成分的影响还缺乏探讨。本文主要通过分析盆地内L2井27件蒸发岩样品的化学成分和硫同位素地球化学特征,结合邻区已发表的硫同位素数据,探讨了蒸发岩的物质来源、陆源淡水对蒸发岩物质成分的影响、成盐时代以及可能的钾盐成矿模式。结果表明:(1)思茅盆地蒸发岩受陆源淡水和火山热液补给,其中陆源淡水补给使蒸发岩硫同位素明显低于同一地质时期的其他海相样品;(2)海水可能自现今盆地北西方向补给,一级周期上海水补给存在两次,二级周期上海水补给至少存在七次;(3)物源海水的时代为中侏罗世,沉积析盐的时代为早白垩世晚期,可能的钾盐成矿模式为中侏罗世海水侧向迁移成矿。这些结果对解释思茅盆地及邻区海相蒸发岩异常低的硫同位素值、高硫同位素值与中侏罗世海水相当以及钾盐成矿缺失"碳酸盐岩相和硫酸盐岩相"有重要的意义。     

沉积型天青石矿床的地质特征及其成因探讨

沉积型天青石矿床和蒸发岩类 ,特别是石膏的沉积密切相关 ,含矿地层主要是纹层状叠层石或藻灰岩。天青石中硫、锶同位素值和海水硫、锶同位素值相近。在蒸发条件下海水浓缩到一定浓度时 ,产生天青石沉积 ,或是富锶的硫酸型晶间卤水和钙碳酸盐反应 ,形成交代型天青石。天青石主要分布于蒸发盐盆地的边缘部位 ,位于钙碳酸盐和钙硫酸盐沉积的过渡带     

库车盆地古近系-新近系蒸发岩沉积旋回识别及对比

库车盆地古近纪-新近纪发育巨厚的蒸发岩沉积,根据蒸发岩沉积旋回的变化,即由于盐湖水体
从淡-咸-盐-咸-淡的旋回变化,相应地沉积物发生由碎井的屑岩-膏岩-盐岩-膏岩-碎屑岩的变化。考
虑钻井的分布位置及其剖面在时代上的完整性,选取盆地中 13口井的钻井剖面进行沉积旋回识别和对比,共识
别出 5个蒸发岩沉积旋回,其中库姆格列木群两个,苏维依组一个,吉迪克组两个。通过对比,确立了以东秋8井剖面为库车盆地蒸发岩沉积旋回对比的标准剖面,初步分析认为,盆地蒸发岩沉积旋回的沉积区迁移特征,
应受盆地基底控制和南北向构造挤压应力变化的影响。古近系蒸发岩主要分布在盆地西部,新近系吉迪克组沉
积时期,盆地西北部转为陆源碎屑岩沉积 （ 西南部发育少量蒸发岩） ,而东部发育巨厚的蒸发岩,显示出东西分
带的特点。在始新世末印度板块和欧亚板块碰撞的远距离效应影响下,库车盆地自苏维依组沉积时期蒸发岩沉
积中心就已经开始迁移,迁移中心一分为二,自盆地北西分别向南、向东移动,形成两个沉积区,吉迪克组沉
积时期在上述两个沉积区继续发育盐岩、膏岩沉积。     

可可西里地区盐湖现代蒸发岩初探

1990年夏季,对青藏高原西北部无人区,进行了地理、地质、生物等方面的综合考察。现代含盐湖盆固相沉积的研究结果,发现了8种盐类矿物、4种泉华析出物,初步摸清了该区现代沉积与蒸发岩的矿物组合、湖盆演化现状,填补了本区含盐湖盆研究的空白。     

中新生代盆地蒸发岩沉积旋回对比及库车盆地成钾探讨

新疆库车盆地古近纪—新近纪发育巨厚的蒸发岩沉积,古近纪蒸发岩沉积主要发生在盆地西部的拜城凹陷,新近纪吉迪克时期,蒸发岩沉积迁移至盆地东部的康村凹陷。根据剖面及钻井资料,利用蒸发岩沉积旋回,对欧洲莱茵地堑盆地、库车盆地、云南兰坪_思茅盆地、江汉盆地、大汶口等盆地蒸发岩沉积特征进行分析和对比。结合蒸发岩沉积背景及库车盆地钻井资料,对库车盆地成钾影响因素、成钾可能性、成钾层位进行了探讨。研究认为,库车盆地的次级构造单元拜城凹陷、康村凹陷具有成钾的能力,钾盐层应位于Ⅰ₂、Ⅰ₄蒸发岩沉积旋回的上部。对比研究显示,库车盆地具有成钾的远景和潜力。     

金顶超大型铅锌矿床成矿条件分析

通过对金顶铅锌矿床矿区的区域地质背景、盆地性质以及矿区地质特征的研究，分析了该矿床的成矿条件，认为正是由于在动荡的区域地质背景和巨厚的碎屑岩建造中，在有机质以及蒸发岩中的硫酸岩提供还原硫的环境下，断裂系统长期继承性的活动，使得成矿热液能够稳定地向同一空间部位迁移，并且景星组顶板和云龙组上段的底板均为以泥岩为主的细碎屑岩，从而形成圈闭，使得成矿物质淀积下来，形成超大型矿床。金顶铅锌矿床有可能是以沉积岩为主岩的一种新型矿床。     

大陆裂谷盆地钾盐矿床特征与成矿作用

全球板块运动对表生成钾控制明显, 即从古生代到中新生代, 从巨型稳定克拉通陆表海盆成钾, 到中生代特提斯海域海盆成钾, 再到新生代的大陆裂谷盆地成钾, 地球表生成钾模式发生了重大转变; 成钾物质来源从海水补给为主, 转变为非海相(以火山活动带来深部物质和陆表水)与海相混合型, 甚至以非海相深部物质补给为主。全球裂谷成钾时期正好处于Pangea超大陆解体及新特提斯洋闭合时期, 成钾的裂谷型蒸发岩盆地也主要位于这两个构造域内, 这些进一步表明裂谷成钾是地球板块构造运动演化历史的必然结果。典型的裂谷盆地钾盐矿床有: 大西洋裂谷形成初期沉积的刚果(布)白垩纪钾盐矿、欧洲大陆莱茵地堑第三纪钾盐矿、非洲大陆埃塞俄比亚达纳基尔钾盐矿等; 同时, 还有众多裂谷盆地蕴藏有富钾卤水矿, 如死海裂谷富钾卤水、东非大裂谷一些富钾盐湖、美国加州索尔顿海高温富钾热卤以及中国江陵凹陷富钾热卤等。这些钾盐矿的共同特点是: 盆地内发育火山岩和温热泉, 具有深源补给的明显特征; 尽管裂谷盆地规模一般很小, 但形成的钾盐规模最大可达数十亿吨。总结世界大陆裂谷盆地钾盐矿床特征、物质来源与成矿作用, 提出了大陆裂谷型小盆地成钾模式。其裂谷成钾过程可分解为“二个阶段”, 第一阶段, 地表盐湖-太阳能作用, 第二阶段, 埋藏-岩浆热能作用; 成钾作用有三个, 即蒸发沉积作用、沉积后淋滤改造作用和埋藏变质改造作用。中国中新生代裂谷型盆地比较发育, 进一步研究大陆裂谷盆地成钾作用, 可以为此类盆地找钾提供理论依据和指导。