西藏麻米错盐湖锂矿水化学与钙华年代学和地球化学特征

来源 :中国地质科学院 | 被引量 : 2次 | 上传用户:zjhzjhzjh111
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麻米错盐湖位于西藏自治区改则县麻米乡境内,为固液相共存的综合性盐类矿床,湖表卤水氯化锂品位5.6 g/L,资源量约250万吨,为西藏同类型盐湖中最优质锂盐湖。前人对麻米错盐湖进行了地质特征研究、卤水资源开发试验等工作。本文以“麻米错锂硼富集模式”和“麻米错区域构造背景与气候变化对盐湖演化的影响”为科学问题,对麻米错盐湖及周围水系水样、沉积物样品、钙华样品进行水化学组分分析、主微量元素分析、重砂分析、铀系法年代学分析、碳氧同位素分析等测试。取得如下认识:(1)查明了现代麻米错区域水系水化学特征。河水径流水化学类型主要为Ca·Na·Mg-HCO3·Cl、Na·Ca-HCO3·Cl、Ca·Na·Mg-HCO3型,河水支流水化学类型主要为Ca-HCO3、Ca·Mg-SO4·HCO3型;泉水化学类型主要为Mg·Ca-HCO3·SO4、Na·Mg-HCO3·Cl型;湖水水化学类型为硫酸钠亚型。水化学类型主要受岩石风化和蒸发结晶控制。河水径流Li和B2O3平均含量分别为938.5μg/L、14.7 mg/L;河水支流Li和B2O3平均含量分别为19.8μg/L、1.02 mg/L;泉水Li和B2O3平均含量分别为1091.5μg/L、10.1 mg/L;湖水Li和B2O3平均含量分别为0.72 g/L、1.3 g/L。河水径流中元素含量介于支流和泉水之间且接近泉水含量,说明区域内出露泉水为河水重要来源。河流底泥水溶态锂(Li)和硼(B)平均含量分别为0.58μg/g、3.53μg/g,河水悬浮物中Li、B平均含量为76.1μg/g、59.4μg/g。河水年补给湖水约9460万m~3,麻米错盐湖最主要补给源。河水Li Cl和B2O3年总补给量分别为409.21吨、979.80吨,河水悬浮物Li Cl和B2O3年补给量分别为7.6吨、6.3吨。(2)查明了麻米错盐湖物质来源,建立了锂、硼元素富集机制模型。湖水中Na、K等离子来源于麻米错区域内灰岩地层和岩浆岩岩体风化。岩浆岩中电气石花岗岩脉,表明区内曾发生岩浆分异作用或富锂、硼热液热液活动,电气石花岗岩脉是盐湖锂、硼物质来源之一。地下水经深部水岩反应携带大量锂、硼元素补给盐湖。锂、硼元素首先在岩浆活动或热液活动过程中在岩石中预富集,在岩石风化后经淋滤在河水或经水岩反应在泉水中富集,汇入麻米错盐湖后在蒸发作用下实现超富集。(3)确定了本次工作新发现钙华岩石矿物学特征和地球化学特征。钙华台地分布于河流东岸阶地,沉积相分为较厚的块状和较薄的层状。钙华组构类型有粒状结构、针状结构、蜂窝状构造、放射状构造等多种。钙华中主要矿物为低镁方解石,Ca O平均含量为45.01%。微量元素以富集U、Sr,亏损Nb、Nd、Zr为特征,富集轻稀土元素。Li、B、Cs平均含量分别为17.94μg/g、17.77 ug/g、55.27μg/g。钙华具有热成因性质,其沉积流体为地表流体和深部流体混合物。(4)厘定了钙华形成时代、恢复区域构造背景、重建古气候信息。钙华形成于中更新晚期至晚更新早中期,可划分为4个阶段:231.1~218.4 Ka BP、160.6~145.3 Ka BP、110.7~93.3 Ka BP、72.4~54 Ka BP。钙华形成时间与共和运动时期构造活动及青藏高原古大湖发育时间高度重合,对区域构造活动和古大湖期起指示作用。钙华年龄随海拔高度降低整体呈年轻趋势,表明麻米错区域在新构造运动作用下呈上升状态。麻米错区域110.7~54Ka BP时期为干冷气候,钙华中微量元素比值(Sr/Ca、Mg/Sr、Mg/Ca)和∑REE与降雨量、气温整体呈正相关。青藏高原在145 Ka BP前可能已存在多次古大湖期,在54 Ka BP左右麻米错与古大湖分离开始向盐湖演化。(5)探讨了区域构造演化与气候变化对麻米错盐湖演化的影响。麻米错盐湖属古大湖分离演化成矿模式。麻米错在区域构造抬升的影响下与古大湖分离,分离后气候变化对其演化过程起重要影响。麻米错在后期干旱气候下经历了由淡水湖向盐湖演化的过程,并形成现代水化学特征。成盐期分为碳酸盐型和硫酸盐型两个阶段。锂元素经历预富集、富集、超富集过程最终形成大型液体锂矿。硼富集后在泉水掺杂、在泉水掺杂、稳定水动力条件和低温条件共同作用下,盐湖西北侧沉积大型固体硼矿。
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