柴达木盆地盐类资源成矿构造环境及成矿预测_地理论文

摘要:运用区域地质资料和地球重力测量资料的分析成果,对柴达木盆地新生代地层沉积建造的空间位置和基本构造形式进行了讨论;用实验对比和地质概化的方法,建立了新生代盆地的构造边界和构造系统;用地球动力成矿和层位耦合成矿的规律说明,新生代盆地内部存在共轭成矿作用,并可用来预测成盐成矿地段和筛选寻矿找矿靶区,为中国大陆盆地的盐类矿产资源的开发和研究提供依据。根据柴达木盆地基底构造的分析,在第四纪成矿作用的基础上,在新生代地层深部寻找新的盐类矿床是大有前景的。依据成矿环境条件,圈定出 5 个盐类矿床的成矿构造带,是今后找矿勘探的靶区及成矿远景地带。关键词:盐类资源;盆底构造及盆边构造;碟状地堑构造系统;隐伏矿床;成盐成矿预测中图分类号:P534.6; P641.4 +64文献标识码:A文章编号:1000-3037(2001)06-0531-06 柴达木盆地位于青藏高原的东北部,在大地构造单元上属陆块山间断陷盆地,周边山系平均海拔在 5000m 以上,盆地海拔为 2675~3000m。其流域面积约达 20万km2,盆地面积有 12万km2,分布有各种类型的盐湖约达 30 余个。地球动力学分析资料表明,柴达木盆地实际上是一个解体的大自流盆地,各种盐湖则发育在相对分割的次级盆地(或洼地)之中,现代盐湖的形成也是在新生代盆地的基础上继承而发展起来的。如何寻找新的盐类矿产资源,长期以来一直是困扰地矿、化工、轻工等行业的可持续发展的战略问题和理论问题。本文对此进行研究。1 区域盐湖分带 区域地质构造演化史的分析表明,柴达木盆地实质上是大陆板块拉分的结果。古生代柴达木地块属于泛华夏陆块群的组成部分[1],是劳亚古陆与岗瓦纳古陆在聚合过程中产生边缘陆壳分离贴拼增生的微古陆,因此,盆地内部古生代地层兼具南方古陆[2]和北方古陆[3]的地质特征以及冷暖交混性的古生物群落[2、4]。古生代末这个微古陆发展成为祁连地块与昆仑地块,并在中生代早期产生大陆板块的板内地体的拉分运动[4],从而构成柴达木盆地的雏形,柴达木盆地盐类矿产资源的形成历史是从新生代以来逐渐发展起来的。国际著名学者许靖华在 20 世纪 80 年代也讨论和演示过这种盆地的形成过程(据 HsüKJ.,1985),大陆板块应力场的作用及运动是造成盆地发育过程的主要因素。从大地构造位置和现代地形地貌等方面的因素分析,柴达木盆地及附近区域可分为:柴达木北缘山间盆地盐湖带和柴达木中央盆地盐湖带。1.1 柴达木北缘山间盆地盐湖带 主要分布在柴达木盆地北缘次级山间盆地之中,是柴达木地块在新生代以来发生掀斜运动所形成的次级阶梯状构造盆地。包括:花海子咸水湖区(大、小苏干湖,咸水—半咸水湖)、柴旦盐湖区(大、小柴达木湖,卤水湖)、托素湖淡水湖区(可鲁克淡水湖、托素湖半咸水湖)、尕海盐湖区(卤水湖)以及柯柯—希里沟盐湖区等,湖泊水化学类型以硫酸镁亚型为主,湖面平均海拔为 2795~3172m 之间。1.2 柴达木中央盆地盐湖带1.2.1 北部边缘带主要分布在柴达木宽缓断陷构造盆地的坡面北缘地带,是柴达木地块产生不均匀沉陷形成的次级构造盆地。包括昆特依盐湖区、马海盐湖区(牛郎织女湖、德尊马海、巴龙马海)和伊克雅乌汝盐湖区,为干盐湖,水化学类型为氯化物型,湖面平均海拔为 2723~2743m。 1.2.2 中央核心带 主要分布在柴达木断陷构造盆地的沉陷中心地带,是柴达木地块在新生代以来发生断陷—充填—改造过程中形成的次级构造盆地。包括察汗斯拉图盐湖区、大浪滩盐湖区、一里坪盐湖区、台吉乃尔盐湖区(东、西台吉乃尔湖,那北湖,甘森湖,塔尔丁湖)和察尔汗盐湖区(大、小别勒湖,涩聂湖,达西湖,东陵湖,达布逊湖,协作湖,南、北霍布逊湖,团结湖等),为干盐湖,水化学类型为硫酸镁—氯化物型,湖面平均海拔为 2675~2702m。1.2.3 南部边缘带 主要分布在柴达木断陷构造盆地的坡面南缘地带,是受山前深大断裂活动影响而出现的分支次级构造盆地。包括尕斯库勒盐湖区和芒崖盐湖区,为干盐湖,水化学类型为硫酸镁亚型,湖面平均海拔为 2710~2886m。2 基底构造格架 柴达木盆地盐湖分带格局说明,现代盐湖的形成是在新生代盆地的基础上继承演化而发展起来的[5]。根据盆地沉积序列及地层建造的综合反映,新生代以前的地层是刚性较大的结晶岩系,新生代以来则是较松散的盖层沉积岩系。柴达木盆地的地球重力测量(青海省石油管理局,1974) 资料的试验分析数据证明,剩余重力异常可以表征新生代沉积基底延深状况。柴达木盆地地球剩余重力异常分布(图 1) 及地质解译表明,新生代基底所反应的盆地面貌呈复杂的簸状,整个盆地呈不规则多边碟形,主要构造型式特征表现为有 2 个延深较深的中心盆底构造和有 6 个延深较浅的边缘盆边构造。图 1 柴达木盆地地球剩余重力异常及构造形式关系图 Fig.1 Relationship between the structural form and residual gravity anomaly of the earth in Qaidam Basin2.1 中心盆底构造2.1.1 一里坪盆底构造其构造轮廓呈长垣状,展布在柴达木盆地的中西部,沿北西西向伸展,长约 100km,宽约 40km,最深部位发育在以一里坪为中心的地段。与一里坪中心盆底构造对应在盆地表层位置的地层关系为一里坪—西台吉乃尔第四纪盐湖区。2.1.2 大风山盆底构造其构造轮廓发育呈斜列展布的小盆底构造,长约 60km,宽约 20km,其最深部位以大风山为中心。与其对应在盆地表层位置的地层关系为大风山第三纪盐湖区。2.2 边缘盆边构造 6 个较浅的边缘盆边构造的形态复杂多变,各不相同,其发育位置在盆地表层都分别与现代盐湖次级盆地的展布相吻合。2.2.1 察尔汗盆边构造 长约 200km,宽约 70km,呈长簸状,沿北西西向展布。对应于察尔汗第四纪盐湖区。2.2.2 尕斯库勒盆边构造 长约 70km,宽约 30km,呈哑铃状,沿北西向展布。对应于尕斯库勒湖第四纪盐湖区。 2.2.3 大浪滩盆边构造 长约 90km,宽约 30km,呈裙边状,沿北东向展布。对应于大浪滩新生代盐湖区。2.2.4 察汗斯拉图盆边构造 长约 50km,宽约 40km,呈圆簸状,沿南北向展布。对应于察汗斯拉图新生代盐湖区。 2.2.5 昆特依盆边构造 长约 70km,宽约 35km,呈反扭“S”状,沿北北西向展布。对应于昆特依第四纪盐湖区。 2.2.6 马海盆边构造 长约 120km,宽约 30km,呈不对称梭状,沿北西向展布,对应于马海(巴龙马海、德尊马海、牛郎织女湖等)第四纪盐湖区。 另外,柴达木盆地还存在一些规模较小的次级盆边构造,如:中西部的伊克雅乌汝盆边构造、南缘的芒崖盆边构造、乌图美仁东部盆边构造、格尔木东部盆边构造、北缘的无柴沟盆边构造等。3 成矿构造环境 柴达木盆地的形成受山前深大断裂的控制,其内部的中、新生代沉积岩系遭受了不同的演化阶段[6],并随着青藏高原的隆起而发展,其盆地面与高原面之间发生相对差异运动,最终形成现代高山深盆[7]的地貌景观。柴达木盆地新生代沉积基底与断裂格局所反映的构造地层关系表明,其盆地构造表现为复杂的碟状地堑构造系统,以北西西向中央韧性断裂(其中东部与三湖断裂重合)[8]为中心,边缘次级构造表现为不完全对称的地堑[9、10]构造。根据许靖华教授所演示的盆地形成原理(HsüKJ.,1985),柴达木地块拉分的运动过程,正是沿着这条中央韧性断裂带所进行的,它是矩形地块拉分的中心应力轴线(即是主应力轴线),也是呈现为矩形形态的柴达木盆地的长对角线的延伸方向。那么柴达木盆地内部新生代沉积中地堑构造系统的形成,就是地块拉分作用下在盆地形成过程中由于局部构造边界改变所产生的次级应力场而形成的,这就将柴达木盆地新生代沉积构造环境的宏观整体性与局部分散性有机地统一了起来,导致出现沿中心主应力轴线发育盆底构造、沿外围发育盆边构造的基本格局。这种构造格局对认识盆地的演变过程及成矿预测是非常关键和十分重要的。 地球重力地形测制剖面清楚地显示,柴达木盆地碟状地堑系统是以一里坪—大风山盆底 构造为中心的,其延深较大,是经过变形改造的不规则地堑构造,控制了早第三纪地层的沉积中心;边缘盆边构造多为不完全对称的地堑沉积[9、10],在盆地南北边缘存在发育较完整的地堑—地垒构造,这些边缘盆边构造控制了第四纪以来的沉积中心。从岩相古地理[11]分析资料表明,新生代沉积中心是由西向东迁移的。实际上新生代沉积中心也是沿着中央韧性断裂构造带,从中心盆底构造(大风山—一里坪构造)向边缘盆边构造(察尔汗构造)进行扩散转移的。在新生代,柴达木盆地总体呈现为一复杂的碟状地堑构造系统。 柴达木地体构造的基本属性,在中生代晚期(侏罗纪)还是具有弧后拗陷盆地的特征,新生代以来在继承性活动拗陷宽谷的基础上演变为山间断陷盆地,并在这一构造框架上发展成为碟状地堑构造系统。在新生代晚期随着青藏高原的整体隆起,盆地基底受到了激活而具有回返性质,导致了碟状盆地的不均匀抬升,并形成与高原面发生差异作用的构造格局,促使地堑构造系统的基底出现翘板式的运动形式。最终造成在盆地内部发生次级差异运动,西部相对抬升,东部相对沉陷,新生代沉积中心由此发生从西向东的带状迁移。其水力系统的展布格局也随之发生改变,在盆地形成的初期地表水力补给以大风山—一里坪盆底构造为中心呈辐射状,地下水力运动状况表现为较完善的大自流盆地系统;在盆地形成的后期受盆边构造的影响,其统一的大自流盆地解体为分散的次级构造盆地,形成各自相对独立的水力补给系统。4 成矿远景预测 根据柴达木盆地碟状地堑构造沉积形式,结合盐湖成盐序列及环境演化[5]等方面的综合资料,表明盆地内部深层与浅层部位的地层建造在成矿位置上存在着共轭关系