新疆深部构造与白云岩成矿关系探析

■种万象

（中国建筑材料工业地质勘查中心新疆总队　新疆　乌鲁木齐　830000）

新疆深部构造与白云岩成矿关系探析

■种万象

（中国建筑材料工业地质勘查中心新疆总队新疆乌鲁木齐830000）

本文对白云岩成因进行探究，阐述了新疆深部构造与白云岩成矿原因，并对白云岩做出新的认识。

新疆深部构造白云岩矿

新疆地区因其多高大的褶皱山脉以及靠近青藏高原地震区等独特的地理因素形成了丰富的成矿带。在矿产探测方面的技术不断完善发展之下，人们对碰撞造山带的调查愈加深入，对发掘深部构造与成矿带秘密的兴趣也愈发浓厚，其中白云岩成因已成为沉积学领域中长期存在的研究热点和主题。作为一种重要的沉积岩，白云岩是构成世界上大部分常规石油和天然气储层的储集岩。自1791年法国自然学家Deodalt de Dolemieu对白云石首次描述后，学者对其进行了广泛的研究。从前寒武纪到新生代岩层它是普遍存在的一种沉积岩，但是很少出现在较年轻的地层中。至今未在常温常压的实验条件下合成化学计量的白云石，同时在现代湖泊中也未发现白云石沉淀。究竟所有的白云岩是次生交代形成的，还是其中一部分为原生，这个问题仍未得到解决。传统的白云岩成因研究多是对已有成因模式的套用，或是根据白云石的形成环境建立新的成因模式，这都会使白云岩成因分析产生多解性。

1　白云岩成因研究动向

1.1白云石沉淀所需的镁离子主要来源为海水

现代海水镁浓度和δ26Mg同位素特征值分别为53mmol/l和-82‰。以前研究表明，微生物白云岩相对于其成岩流体来说δ26Mg的强大消耗高达2-3‰。而相比之下，有机沉淀物与无机碳酸盐显示小范围的分馏。许多研究用来解决与无机碳酸盐沉淀相联系的镁同位素分馏。理论研究和野外观测在一些方面还存在分歧，目前还不完全清楚在碳酸盐沉淀过程中究竟是固体还是流体相富集镁这种轻同位素。无机地球化学分析技术能够用来推测白云岩的成因，并且可以建立一套辨别成因的标准，地质家可以根据这个标准来揭示白云岩的相关地球化学特征。尽管许多白云岩化研究利用了碳、氧和锶同位素，钙同位素却受到很少的注意。从火成岩到植物的各种各样的地球材质中，δ44Ca能够显示几千分比的分馏范围，但是对白云岩的研究却很少见。钙同位素在地球材料中的含量各异，主要是由与溶液中形成的含钙矿物相联系的动力分馏作用以及与钙离子运移相关的离子交换反应造成的。因此，δ44Ca对研究白云岩成因具有一定的价值。

1.2硫酸盐及硫化物对白云石形成的影响受到重视

在传统的碳酸盐成岩作用研究中，硫酸盐还原作用对碳酸盐成岩作用的影响未受到应有的关注。硫酸盐广泛分布于碳酸盐地层中，而SO42-则广泛分布于从沉积到成岩作用各阶段的流体中，地层中的有机物与硫酸盐之间的反应深刻地影响了碳酸盐沉积-成岩作用的整个过程。溶解硫酸盐对白云石沉淀的影响研究主要基于实验研究，Mónica Sánchez-Román等运用枝芽胞菌和盐单胞菌在有氧的实验条件下检测了硫酸盐对白云石沉淀的抑制作用，实验条件是模仿存在白云岩的地表环境，将温度设置为25-35°C，采用了可变的SO42-浓度（0，14，28和56mM），最后证实在培养基中SO42-存在与否，好氧嗜盐细菌都能直接调节白云石的沉淀。因此，硫酸盐的存在不会抑制白云石的形成。另一种观点认为，硫化物的存在可以积极地促进白云石的形成。Mg2+脱水作用的难易度被视为是白云石形成的最大障碍，Yang Yang等在其模拟试验中发现HS-离子完全有可能通过其他的机制来促进白云石的形成，研究认为与一种碳酸钙固体前体相（可能是无定形且含水的）表面伴生的Mg（H2O）62+和HS-离子在液-固态界面处促进了Mg（H2O）62+脱水作用的发生而产生了一种“原白云石”前体并最终转变为白云石。

2　新疆深部构造与成矿关系

2.1深部构造为成矿的运动提供场所

深部构造在不断的演化中会逐渐发育出断裂，这些断裂的孔隙就是成矿运动的主要场所。断裂的空隙深厚，适合流体的运移渗透，在漫长的历史中慢慢发展为成矿流体上移的运输管道，为成矿作用提供了必要的保障。而且在深部构造中不同层次的地震也促进了流体的上移，加速了矿床的形成。除此之外，还有一个重要的推动力就是大气降水，大气降水在开放的空隙中的渗流而导致的氧化环境促进了成矿物质在流体中的析出，使成矿物质得到高效的利用。

2.2深部构造为成矿作用提供动力

深部构造的地震、岩浆活动以及地幔的上隆所释放出的巨大能量可以加速成矿流体在成矿系统中的内部循环，更可以活化处于经过区域内部的惰性成矿元素，使其参与到矿床的循环之中。这不仅加速了成矿流体的循环，也增加了成矿元素，使矿床更加丰富。深部构造活动提供的热能能够使成矿作用在漫长的地质过程中周而复始的进行，也就能源源不断地进行成矿作用。

2.3深部断裂构造可以控制岩浆

火山岩的岩浆源于上地幔，而上地幔中会混杂地壳物质。深大断裂能通过控制火山的喷发来形成火山岩。在火山岩中主要为钙碱性岩系。而在断裂交汇处会形成侵入岩。岩浆和矿物质产生及发展依靠于大地构造，而深部构造就可以通过控制岩浆的活动等控制成矿作用。

3　新疆白云岩成因探讨

3.1沉积环境

国内外许多学者对这方面进行了研究，资料表明在晚期的震旦纪，已经具有特殊的沉积环境，在火山活动活跃的地区，经过长时间的积累，已经聚集了大量火山物质。火山物质分解后，加大了海洋中Ca、Mg的浓度，Mg2+也是由此而来的。新疆也具类似的沉积环境，对于镁的富集起到了重要作用，盐度偏高，白云岩成岩温度为33.86℃-34.12℃，比现在海水的温度要高。

3.2碳氧同位素

本区白云岩总体上δ13C为低正值或接近于零的负值，从低部到顶部是呈下降的趋势，主体部分比较平稳，变化频率不大，底、顶部表现为负异常，而δ18O为较高负值，整体比较稳定，Z值>120，通过碳氧同位素特征分析，本区白云岩是在海水环境中形成的，且整个形成时期都比较平稳，没有出现强烈的地质活动。

4　结束语

白云岩成因及白云岩化作用始终是地质学领域中悬而未决的难题，目前对“白云石问题”依然无法得到彻底解决，有些问题甚至一无所获，但学者没有停止对其深入的研究和探讨。

[1]陈荣坤，稳定氧碳同位素在碳酸盐岩成岩环境研究中的应用 [J].沉积学报，2013.

[2]王士峰，白云岩成因研究 [J].岩相古地理，2013..

[3]唐天福，对中国西部地区深部构造的研究 [J].科学通报，2012..

P5[文献码]B

1000-405X（2016）-9-38-1