云南江城钾盐矿床盐体特征及成因初探

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  [摘 要]云南江城勐野井钾盐矿位于兰坪—恩茅盆地的南部,是我国第一个也是唯一的氯化物型古代固体钾盐矿床。对于该矿床的成因,历来有沉积成因(海相、陆相、海源陆相)、深部卤水成因、火成岩成因等观点,至今未有定论。笔者赴矿区进行地质考察,采集样品,收集实地资料,通过总结前人经验,选取代表性盐体剖面进一步研究勐野井钾盐矿盐体特征和元素地球化学特性,重点从宏观上初步探讨钾盐矿床的成因,认为其物质来源是深部融合的海水和岩浆岩深成热卤水,经过长期的构造活动和间断的蒸发沉积形成的。
  [关键字]云南 钾盐 盐体特征 成因初探
  中图分类号:TN657.4 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2013)26-280-02
  1 矿区地质地层概况
  勐野井矿区位于青藏滇缅印尼歹字型构造体系中部,点苍山、哀牢山断裂带以西,澜沧江断裂带以东,是一个断陷深盆地,面积约25km2。具有面积小,盐层厚度大,氯化钠含量高,钾盐层多,含大量碎屑物,横向相变剧烈等特点。
  盆地四周出露白堊系地层,盆地内沉积了上千米厚的红色碎屑岩。矿区被两条东西向锯齿状基底断裂F1和F3所控制。北西向的区域性压扭性断裂F1,其北东盘地层往南西向逆冲(图1)。矿区北西侧为北东—南西向张扭性断裂F3,北西盘下落断距大于200m。
  勐野井矿区沉积红色碎屑岩和蒸发岩,地层时代属古近系古新统,定名勐野井组。
  勐野井组上段(E1me3),棕红色、杂色泥砾岩,深部为各类蒸发岩,厚度9—682m。
  勐野井组中段(E1me2),棕红色泥质岩、粉砂岩夹少量细砂岩,厚度0—1215m。
  勐野井组下段(E1me1),棕红色、杂色泥砾岩夹泥质岩、泥灰岩、石膏岩,厚度0—321m。
  下伏地层为中生代下统白垩系扒沙河组(K1p),岩性为河流相,灰黄色、灰绿色、灰紫色厚层状石英砂岩,厚度36—129m。
  2 含盐层特征
  2.1 含盐层分布和其沉积相
  勐野井组含盐层位分为上、下含盐层,是以勐野井组顶、底各见一层组分特殊的泥砾岩位划分标志。
  下含盐层分布于除西北方向外的盆地边缘,岩性以棕红色钙质粉砂岩为主,下部普遍夹泥砾岩透镜体,局部有青石膏层。地层厚度有南向北逐渐增加,在棕红色粉砂岩层顶底各具薄层3—6m钙质泥砾岩。从各地岩性所见,属于盆地早期碳酸盐沉积阶段,仅局部有石膏沉积,未达到氯化物沉积阶段。上含盐层分布于盆地中心及西北边缘一带,岩性主要是粉砂岩、砂岩,下部夹少量泥砾岩,厚度小于500m。勐野井附近约3.5km2由于基底长期保持下沉状态,浓卤水得以汇聚,沉积大量钾盐和钠盐。如上节所述,由于后期F3断层的破坏,使原来更大的盐体只剩下现在的残块。
  2.2 泥砾岩特征
  勐野井矿区含盐层含有大量泥砾岩。所谓泥砾岩,即在盐系地层中见到的,由棕红色或灰绿色泥岩、粉砂岩砾石为主,被泥质或碳酸盐、硫酸盐及氯化物胶结而成的岩石,以及盐层淋滤后剩下不溶物组成的岩石。
  勐野井含盐层中的泥砾岩含量因部位不同而异,含量范围为5—75%,平均30%。笔者在勐野井钾盐矿硐3个工作水平面观察多个含盐层位,所见泥砾岩大小不均,一般5—300mm,还有数米和数十米的巨大岩块。泥砾岩在盐体中的分布情况为“悬浮”状,大小混杂、毫无规则、但空间分布却很均匀,盐体中相邻的泥砾岩碎块往往可拼接恢复成更大的块体。
  不仅在勐野井钾盐矿区,滇西南其它蒸发岩矿床,都含有大量泥砾岩。因此,泥砾岩的特征,对钾盐矿床的成因研究也有重要意义。后期盐体塑流泥砾岩成因观点认为,盐体塑流在向上移动过程中,会将盐夹层、周边及顶板的碎岩屑层冲破,作为塑流体的捕虏碎砾一起向上塑流这就形成了塑流盐体中的泥砾。泥砾略具定向排列,砾石长轴方向指示着塑流方向。
  笔者通过矿硐中含盐层的观察,发现泥砾岩中的砾石长轴无方向性,不能确定塑流的方向,也说明盐体周边及顶板碎屑岩层在被盐体塑流冲破前已经遭受构造成因的破碎。所以,这种“悬浮”状的泥砾岩,是盐体塑流与早期构造破碎的砂岩和泥岩搅拌、固结形成。
  另外,在矿硐盐层中有一种棕黑色“老盐砾”,大部分存在青灰色钾盐岩外围的灰绿色钾盐层中,偶尔在棕红色石盐层出现(图3b)。“老盐砾”本身由晶质的石盐碎屑或晶砾状石盐构成,大小从几厘米到半米以上,棱角明显而松软,外形似火山弹,外围被灰绿色粉砂质、泥质粘土包裹,含盐量从里向外递减。“老盐砾”最外层遍布清晰的、方向零乱的擦痕。根据这些特征,推断砾石形成后遭受了强烈的地质构造作用,长时间的搬运和摩擦。
  a—盐体变形;b—“老盐砾” a—Deformation of hydatogenic rock;b— “Paleo salt gravel”
  勐野井“老盐砾”在国内外蒸发岩矿床中非常罕见,目前为止还没有详细的研究成果,对其微量组分和形成机制的研究有可能对勐野井钾盐矿床的成因有突破性推动作用。
  2.3 盐体变形现象
  滇西南地区受印度板块碰撞影响甚强,在这个地质构造大背景影响下,勐野井钾盐矿床盐岩中发现大量宏观和微观变形现象。盐体内部盐层普遍有褶皱,含杂质少的硬石膏和青、白色石盐岩最为明显。受构造挤压的钾盐层在平面上呈S型展布。盐体内早期盐岩为晚期盐岩所“吞噬”的现象和盐岩线状流动构造,是勐野井盐体的独特的特征(图3a)。较晚期青灰色钾盐岩俘虏早期棕红色石盐岩,晚期青白盐岩又俘获青灰色钾盐岩。
  以上地质现象说明,勐野井钾盐矿床经历过变形变质作用。后期构造的破坏非常强烈,盐体的变形十分明显。晚期盐岩“吞噬”早期盐岩的现象,说明塑性盐流活跃的“挤入”运动。袁见齐教授在总结我国中新生带的盐体构造时曾指出,我国中新生代盐层中夹有大量碎屑岩夹层,必然降低盐体整体的变形能力。因此,纯净盐岩由于上覆岩层负荷压力增大而产生强烈向上“浮力”,从而挤破顶板,上拱刺穿形成盐丘的理论不完全适合勐野井盐体变形的实际情况。笔者认为,塑性盐流可能是受到构造活动产生的某种压力,沿基底断裂产生的通道,“挤入”碎屑岩层。同时,晶面上的擦痕、压坑和化学溶蚀痕迹等微观变形变质现象,也表明盐体在构造应力驱动下曾进行过类似冰川活动那样的塑性流动。   2.4 含盐层剖面结构特征
  盐层剖面结构,通常都是严格地按照盐矿物溶解度的晶出顺序组成盐层层序。而勐野井钾盐矿区含盐层剖面中碎屑岩到蒸发岩之间的过渡层不明显,由石盐沉积开始到钾盐沉积,自然条件的多变性必然导致成盐过程的阶段性,从而有不同的聚盐(钾)期。所以应在连续、厚大的盐层中,进一步划分剖面的各级旋回。
  1—泥砾质青灰色钾石盐,泥砾含量30%左右,粒径0.5—0.7cm,分选差,呈棱角状或次棱角状;2—含盐泥砾岩,韵律较明显,泥砾岩中夹有10—20cm的灰绿色钾石盐条带、白色石盐条带和杂色盐条带;3—泥砾质石盐钾石盐,夹有1—5cm的红色石盐条带和透镜体,还夹有20cm左右的泥砾岩条带和青灰色钾石盐条带;4—灰绿色钾石盐,夹青灰色钾石盐条带和团块,还有一个灰黄色含钾盐和石盐的泥砾岩条带,约10cm左右,其中红色钾石盐含量较高
  资料显示,勐野井钾盐矿床四级旋回含钾群属富钾型剖面。笔者对6号生产井610水平主巷盐层剖面进行路线实测地质编录(图4),以其为代表,初步探讨富钾剖面的特征。
  可见,含盐层剖面含有大量的泥砾或其它咸化阶段相对较低的蒸发岩砾石,形成混杂式的结构,缺少稳定的纯净盐层和淡化夹层,层与层之间主要靠钾含量或泥砾含量的多少來区别,而不是依赖于原始的沉积构造。这种剖面结构应处于构造挤压褶皱带,成盐期盆地即处于动荡环境,后期又发生挤压变形,盐层强烈褶皱,还会伴随发生上节所述的穿刺构造。
  3 盐层剖面中元素地球化学特征
  前人对勐野井钾盐矿区进行过长期的研究工作,对各类盐岩也进行过大量样品的地球化学分析测试,笔者对前人的大量测试结果进行重新的整理分析。为不重复前人工作,而是进行重点且有代表性的地球化学分析,笔者选择对6号生产井610水平主运输巷盐层剖面上钾含量最高的青灰色钾石盐和成因未知的“老盐砾”进行分析测试。
  在以前的地球化学研究中,普遍以Br作为最具指示意义的元素,因为Br在成盐过程中不形成单独矿物,多以类质同象方式取代Cl而赋存在石盐晶格中。Br的浓度随海水浓缩而增加,氯化物中Br含量与原始卤水中的浓度成正比,Br的浓度对判断盐类沉积阶段有着重要意义。因此,笔者对样品中的Br含量进行了重点分析。
  分析结果显示,青灰色钾石盐中的Br质量分数为44×10-6—235×10-6,与正常海水沉积石盐的理论值127×10-6相当。表明钾盐矿床的成钾条件与内陆湖盆环境无关,其物质来源至少有一部分来自海水补给。而“老盐砾”其Br的质量分数达198×10-6—384×10-6。与泰国呵叻盆地马冶河拉堪组下含盐组Br的质量分数(350×10-6)接近。兰坪—思茅盆地与泰国呵叻盆地同处在一个大地构造带,成矿时代和层位相同,析盐矿物组合类似,母液卤水组成具同源性[27],因此推断“老盐砾”可能来自勐野井组下段的盐层,与塑性盐流在构造挤压下穿刺变形有关,也就是说是下盐组石盐在盐体后期塑变时带至上部盐层中。
  4 勐野井钾盐矿床成因初步探讨
  勐野井钾盐矿区地质构造复杂,地层归属存在疑问,盐层剖面上正常岩相缺失,泥砾岩发育。近几十年来,国内外众多学者专家对其持有不同成矿观点,均有证据,难有共识。本文通过前人资料再分析,野外实地调查研究和室内分析,对其成因进行初步探讨。
  (1)在盆地的沉积中心,勐野井组上段K1me3之下缺失中段和下段,盆地边缘部分剖面的勐野井组下段K1me1与下覆地层扒沙河组K1p的接触关系显示,岩相变化显著,有破碎带存在,至少部分地区的地层有可能为断层接触关系。如果成立,那么勐野井组盐体就是沿一个横向上的具有超大断距的断裂侧向贯入、穿刺、构造侵位于陆相碎屑岩沉积物之中的。
  (3)盐体变形的宏观和微观想象说明盐体挤入过程中构造运动仍然继续,排除了盐岩的“浮力”占盐体上拱主导动力,盐体有可能是受到某种构造应力的沿断裂通道向上挤入,其中有数次构造活动平静期,不同时期盐流在不同的环境气候下沉积,从而形成多种类型的盐岩,以及盐岩之间的“吞噬”现象。
  盐体典型剖面的特征也显示出成盐期前盆地即处于动荡环境,后期又发生挤压变形,盐层强烈褶皱变形。
  盐体目前的变形情况不能反映其原始面貌,因此,研究勐野井矿区和滇西南地区的成矿规律,需要充分考虑区域构造的演化和影响,甚至结合欧亚大陆特提斯的发展演化,从广阔的地质背景上来加以分析。
  (4)钾石盐中的Br含量与海水析出石盐和钾盐的理论值接近,其物质来源必然与海水补给有关;而Br含量较高的“老盐砾”显然不是和泥砾岩同源,其特征显示受到强烈的构造活动改造,产生于勐野井组钾盐矿床之前,与深部的物质来源和早期构造有关,说明与其同层位的盐岩也可能部分产生自深部来源。
  综合以上依据,笔者认为,勐野井钾盐矿床的成矿卤水主要来自海洋,但直接补给盆地的卤水不是由于海侵和海退带来的海水。由于早期的构造运动,海水通过地下运移方式与岩浆岩的深成热卤水融合,可能部分发生重结晶。融合后的塑状盐流沿深断裂通道上侵,在陆上或水下溢出后,多数情况再被地表水或盆地水溶解,未被溶解的继续沿断裂通道向上或侧向挤入,经过数次的析出沉积和再溶解,加之后期的复杂构造活动,形成现在勐野井钾盐矿床。
  参考文献:
  [1]肖章程,黄和旺.云南省思茅盆地固体钾盐矿成矿物质来源[J].中国西部科技,2009,8(23):8-12.
  [2]杨春和,李银平,陈锋.层状盐岩力学理论与工程[M].北京:科学出版社,2009:3-6.
  [3]Christopher Talbot,Pedram Aftabi,Zurab Chemia.Potash in a salt mushroom at Hormoz Island,Hormoz Strait,Iran[J].Ore Geology Reviews 2009,35:317-332.
  [4]John K.Warren. Kvaporates through time:Tectonic,climatic and eustatic controls in marine andnonmarine deposits[J].Karth-Science Reviews,2010,98:217-268.
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