新疆盐湖成矿期次划分及其演化特征

周晓颖 屈李华 赵 芳 王龙飞

新疆吾尔自治区地质矿产勘查开发局地球物理化学探矿大队 新疆 昌吉 831100

新疆湖泊星罗棋布,蕴藏着丰富的盐类矿产资源和生物资源[1]。尤其是青藏高原北缘的昆仑山地域,此带盐湖资源勘查研究程度普遍较低,随着国民经济发展以及国内锂钾盐资源形势日趋紧张,通过对新疆盐湖成矿期次及演化过程的研究,实施新疆盐湖综合性钾盐资源调查评价,掌握新疆盐湖综合性钾盐资源,为在该地区进一步开展古代钾盐找矿提供参考资料,具有重要意义。

一、新构造运动

新疆新构造运动强烈,特别是断陷构造的发生,产生次一级断陷,如塔里木、准噶尔和吐鲁番等大型盆地中的次一级坳陷,往往形成盐湖盆地。随着新构造运动的发展,在已形成的盐湖的周边,又形成多边缘湖和地表或地下水的汇集中心,新构造运动与盐湖的形成发展和分布密切相关。从盆地地质发展史及盐湖的演化可以看出,新构造运动控制了盆地的发展及演化,也控制着盐类沉积的分布、沉积的厚度以及各种元素的富集。其总的规律是:新生代以来,凡是有盐类沉积的地方都是处在构造沉降部位,而且沉降越大,盐类沉积的厚度越大,越是最新形成的构造凹地,越容易富集高浓度的卤水,从而形成最高阶段的钾镁盐矿物沉积。

新疆新构造运动活动强烈,主要表现为第四纪地层之间的角度不整合,主要有下更新统与上新统之间喀什运动形成的角度不整合,为区域性不整合,波及全区范围,其次是下更新统与中更新统之间西域运动形成的角度不整合,除在山地表现明显之外,在沉积湖区也有表现,,只是交角稍少,沉积缺失和环境的显著改变,再就是中更新统和上更新统之间库尔勒运动形成的角度不整合和上更新统和全新统之间微角度黑孜运动形成的微角度不整合,均为局部不整合,在部分隆起表明强烈,但在沉积区表现为连续沉积。

二、成盐期次

新疆盐湖的成盐期始于第三纪早期,主要在塔里木盆地西南边缘的莎车盆地和北部边缘的库车盆地大面积成盐,形成了举世著名的大盐田。而晚第三纪成盐范围逐渐缩小,并由西向东迁移,莎车盆地不再成盐。中新世主要在库车盆地成盐,而上新世主要在吐鲁番盆地成盐,形成了吐鲁番第三纪成盐期。第四纪继承了前者的成盐环境,形成了众多的大小盐湖。其主要有早更新世、中更新世、晚更新世和全新世四个成盐期,基本情况如下:

(1)早更新世成盐期和含盐地层:这是第四纪最早的成盐期,形成了相对古老的盐湖,成盐期后,遭受新构造运动(西域运动),造成下更新统和中更新统之间的角度不整合。含盐地层也遭受破坏,并强烈剥蚀。该成盐期相对比较短暂,盐湖环境也非常平稳,只在局部成盐,且常常有大量碎屑物质参与沉积。但成盐作用仍然发生,形成碎屑物与盐类的混杂堆。

(2)中更新世成盐期和含盐地层:在早期之后的西域运动,地壳大面积下降,新疆盐湖开始形成,造成一个新的成盐期的出现,于干盐湖堆积盐类沉积物,主要是含钙硫酸盐类蒸发盐,如罗布泊盐湖,还形成了卤水钾盐层。

(3)晚更新世成盐期和含钾地层:该期是新疆大面积成盐的开始,尽管有不少的成盐区在此时已经成盐,但仍然不甚广泛。只是在吐鲁番艾丁湖和罗布泊及库米什等地形成颇具规模的盐湖,沉积有钙芒硝、芒硝、石盐等,不过仍然是以硫酸盐类为主的蒸发岩和卤水含钾层。

(4)全新世成盐期和含钾地层:是新疆最主要的成盐期,也是最活跃,最强烈的成盐年代,遍及全疆各个盐湖,多数盐湖为一个成盐旋回,如七角井、乌勇布拉克等。本成盐期形成了新疆各盐湖大面积的石盐层和钾镁盐及硝酸型钾盐。

三、盐湖演化特征

新疆第四纪新构造运动十分活跃,不均衡的上升隆起和断陷,是其主要构造特征。喜马拉雅运动继承了阿勒泰山、天山和昆仑褶皱的抬升隆起,环绕其间的塔里木盆地、准噶尔盆地和许多山间盆地相对下陷,在次级盆地或洼地中形成众多的湖泊或沼泽地,随着时间的推移和气候变迁,逐渐发展成为盐湖。

早更新世时期,古地理景观以淡水湖泊为主,气候也不十分干燥,洼陷区水域面积也较大。在早更新世末期,盆地四周山系继续隆起,部分区域陷起。此时湖泊范围逐渐收缩,气候也转向干燥炎热,在局部范围形成盐湖,如小草湖沉积了石膏、石盐、钠硝石等蒸发盐。中更新世时期,气候逐步干燥炎热,湖喷范围缩小在罗布泊等地形成新的成盐中心,堆积了石膏、钙芒硝等,开始向盐湖环境发展[2]。晚更新世时期,新疆戈壁沙漠十分明显,气候更趋向干旱,大型湖泊逐步咸化,小型湖泊已成为盐湖。如艾丁湖乌勇布拉克盐湖此时已是盐湖,沉积有石盐、芒硝等盐类。从晚更新世到全新世时期,气候持续干旱,地表水系流量减少,湖喷水域收缩,含盐量明显增加,以至达到饱和,而许多地方,如罗布泊、库米什一带形成大量石盐、芒硝等盐类的堆积。全新世中—晚期,是新疆盐湖形成演化的最强烈时代,成盐作用波及各个盐湖,是新疆盐湖的全盛期。许多大型盐类沉积都是此时的产物。全新世晚期到现代,由于新构造运动的强烈活动,干燥炎热气候的持续发展,盐湖强烈收缩,成盐作用加剧,湖表卤水大量较少,许多盐湖干涸演化为干盐湖,有的甚至成为沙下湖。

新疆盐湖经历了由淡水湖—级咸水湖—咸水湖—卤水盐湖—干盐湖的演化过程,发展到现今的盐湖景观。

结论

新疆新构造运动为盐湖形成提供了便利条件。盐湖的雏形最早始于早第三纪,具有早更新世、中更新世、晚更新世和全新世四个成盐期,经历了由淡水湖—级咸水湖—咸水湖—卤水盐湖—干盐湖的演化过程,发展到现今的盐湖景观。