青藏高原火山-沉積硼礦找礦的新發現與遠景分析

鄭綿平, 陳文西, 齊 文

中國地質科學院礦產資源研究所 國土資源部鹽湖資源與環境重點實驗室, 北京 100037;中國地質科學院鹽湖與熱水資源研究發展中心, 北京 100037

青藏高原火山-沉積硼礦找礦的新發現與遠景分析

鄭綿平, 陳文西*, 齊 文

中國地質科學院礦產資源研究所 國土資源部鹽湖資源與環境重點實驗室, 北京 100037;中國地質科學院鹽湖與熱水資源研究發展中心, 北京 100037

本文報道了青藏高原火山-沉積硼礦找礦的新成果, 首次發現和確認在青藏高原存在富硼的火山-沉積二元結構的地層, 其構造位置、巖石地層組合和時代與同一成礦帶西部的安納托利亞高原的大型火山-沉積硼礦床都一致, 且地層的稀堿金屬元素含量高正異常, 并已發現有團塊或條帶狀的鈉硼解石和硼砂等硼酸鹽礦物, 局部硼含量達邊界品位。說明雄巴盆地具備形成火山-沉積硼礦床的構造地質、巖石礦物和地球化學的先決條件, 具有形成大型火山-沉積硼礦的潛力。該發現是我國突破大型火山-沉積硼礦的先導性成果, 為在青藏高原找尋該類型硼礦床提供重要科學依據。

青藏高原; 火山-沉積二元結構; 火山-沉積硼礦; 找礦的新成果

硼及其化合物因其特殊化學物理性質而被廣泛應用, 其應用范圍幾乎涉及所有工業部門: 包括化工、建材、輕工、醫藥、紡織、冶金機械和軍事等(Garrett, 1998)。尤其在玻璃、玻璃纖維、搪瓷、化工、冶金業等被大批量使用, 在原子能、電子、噴氣技術等高新技術領域也是不可或缺的材料, 隨著現代科學技術的發展, 硼還應用到諸多的高技術領域; 在農業部門硼也有重要用途, 硼也是微量肥料之一(陶連印和鄭學家, 1992; 鄭學家, 2005), 無疑硼礦是一種重要的礦物原料, 隨著我國經濟的飛速發展, 我國對硼酸鹽需求量日益增加, 國內供應滿足不了需求, 每年需要花費大量外匯從土耳其、俄羅斯、美國、拉美地區等進口硼產品, 所以加強對硼礦的勘探尤為重要(唐堯等, 2013; 申軍, 2013)。

據全球范圍統計, 2015年世界已查明硼礦儲量為2.10億噸(B2O3), 其中火山-沉積型硼礦占59％,主要集中在土耳其和美國(USGS, 2015); 它是世界上主要的硼礦開采對象, 其產量也最大(Tom, 1997; Alexeev and Chernyshov, 1997)。根據全球硼成礦區分布特征和成礦規模分析, 大型-超大型優質硼礦床多屬于新近紀形成的火山-沉積型硼礦床(Kistler and Helvaci, 1994)。

我國硼礦資源總體上具有下列特點: ①硼礦資源豐富; ②硼礦種類多, 共伴生礦物多; ③礦石品位低, 富礦少, 貧礦多, 開發利用程度低; ④產地分布不平衡。主要有遼寧和吉林的沉積變質型硼礦(王秀璋, 1965; 王培君, 1980; 呂宗凱, 1984; 李守義和張景山, 1988; 劉敬堂, 1991; 彭齊鳴和許虹, 1994)、西藏和青海的第四紀鹽湖型硼礦(液體和固體)(鄭綿平和劉文高, 1974, 1980; 鄭綿平等, 1989, 2013; 劉喜方和鄭綿平, 2010), 其次為四川和湖北的地下鹵水型硼礦和湖南、江蘇及兩廣的矽卡巖型內生硼礦(王瑩等, 2014), 僅在閩浙地區和青藏高原分別發現有新生代火山-沉積硼礦化點(葉文哉, 1993; 趙曉等, 1998; 袁德豐等, 2001)和晚古生代火山-沉積硼礦化點(鄭綿平, 1994)。目前, 我國硼酸鹽70％以上依靠進口, 我國硼礦主力基地遼吉硼鎂礦資源已近枯竭, 急待尋找新的替代硼資源后備基地。本文報道近期在青藏高原火山-沉積硼礦找礦的新發現和找礦遠景分析。

1 火山-沉積硼礦的成礦地質特征

全球火山-沉積硼礦床絕大部分分布在兩個成硼帶中, 即南北向成硼帶和東西向成硼帶(圖1), 其成因與新生代匯聚板塊邊緣有關(奧佐爾, 1987)。南北向成硼帶位于科迪勒拉—安第斯型緩傾的貝尼奧夫帶火山帶, 以鈣堿性系列火山為主, 主要成礦期在中新世和上新世, 其次為第四紀晚更新—全新世。代表性火山-沉積硼礦床為北美的中新世波隆(Borax; 早期文獻稱克拉茂: Krama)和上新世死谷(Death Valley)礦床(Schaller, 1929; Whistler, 1984; Barker and Lefond, 1985; Siefke, 1991; Kistler and Helvaci, 1994; Garrett, 1998); 以及南美智利的阿古阿斯—加里因特斯和阿根廷的洛馬布蘭卡(Loma Blanca)與廷克拉尤(Tincalayu)火山-沉積硼礦床(奧佐爾, 1987; Kistler and Helvaci, 1994; Alonso et al., 1988; Siefke, 1991)。東西向成硼帶位于阿爾卑斯—喜馬拉雅的印度—亞洲陸陸碰撞帶, 在后碰撞時期板塊陸內形成的鈣堿性火山巖, 主要成礦時期為中新世。代表性已知大型-超大型火山-沉積硼礦床為土耳其安納托利亞(Anatolia)高原西部畢加迪奇(Bicadic)、蘇爾坦卡伊爾(Sultancayiri)、基爾卡(Kirka)、艾莫特(Emet)、凱斯特雷克(Kestelek)(Helvaci et al., 1993; Kistler and Helvaci, 1994; Helvaci, 1995; Helvaci and Oori, 1998; Helvaci and Ricardo, 2000)。

通過對上述典型火山-沉積硼礦床地質特征分析, 可初步歸納如下幾點:

(1)成礦區域地質條件: 全球主要火山沉積硼礦分布在板塊縫合帶(邊緣吸收帶)附近、概分為南北和東西成礦帶, 該區新生代火山活動強烈, 并以鈣堿性火山巖為主。

(2)成礦時代: 主要為新生代, 尤以中新世為強烈成礦時期。

(3)構造沉積環境: 具有封閉或半封閉斷陷盆地或構造洼地, 為火山含硼溶液提供穩定匯集空間,既可在鹽湖中咸水湖成礦, 也可以在淡水湖和咸水湖中匯聚成礦。

(4)氣候條件: 可形成于半干旱或干旱氣候條件, 亦可在偏潮濕條件下形成。雖然有部分火山沉積硼礦床可以見到一些鹽類礦物, 而構成“含鹽型硼礦”, 但大多數火山沉積硼礦是在相對較淡湖中形成, 形成含“凝灰-黏土型硼礦”。

(5)巖相特征: 此類硼礦床的巖相具有火山巖-沉積巖的二元結構特征。除了火山巖與大量湖相黏土和沉凝灰巖層共存外, 發育有灰巖、鈣華和泥灰巖是成礦有利巖相標志(奧佐爾, 1987)。

(6)礦物和地球化學標志: 凝灰巖和黏土含沸石時, 也被認為是找硼有利標志(Kistler and Helvaci, 1994)。在火山巖、鈣華和湖相沉積中有關元素(硼、鋰、砷、銻、鍶、鍺及銫、銣等)以及地層中有雄黃、雌黃、輝銻礦、菱鍶礦和天青石礦物組合也是找硼重要標志。

2 青藏高原新生代火山-沉積硼礦成礦地質條件

青藏高原處于東西向的硼成礦帶——阿爾卑斯—喜馬拉雅火山-沉積硼礦帶的東端, 是在第三紀以來印度—亞洲陸陸碰撞背景下, 高原內部線性構造發育(李亞林等, 2005), 導致大量的剪切、走滑斷塊運動, 形成了大量的山間斷陷湖盆(張克信等, 2010), 同時新生代火山活動強烈, 形成火山巖以分布廣泛, 層位多、類型多為特征, 并以新近紀火山巖分布最廣(鄧萬明, 1998)。第三紀除藏南的崗巴—定日一帶以及崗底斯南緣的昂仁至日喀則一帶局部為古新世―始新世殘留海沉積外, 其它地區均為陸相的斷陷盆地、山前坳陷及山間盆地沉積(西藏地質礦產局, 1993)。作者在20世紀60年初對倫坡拉第三紀盆地作過含硼性調查(鄭綿平和劉文高, 1974, 1980)。在該盆地中部面積350 km2范圍內作了沉積物、地植物和地表水硼量地球化學測量, 線距2 000 m, 點距150～200 m, 采樣深度30 cm。通過實測, 圈出含硼異常區, 發現兩個含硼高值區(1％ B2O3)和較高值, 均為新生代流紋巖和英安巖分布區。說明青藏高原地區具有火山-沉積硼礦成礦的有利構造、沉積環境和火山活動伴隨的富硼熱液形成的豐富硼物質來源的成礦環境。

圖1 全球火山-沉積硼礦床與成礦分布略圖(據ОЗОЛ, 1983)Fig. 1 Sketch of volcanic sedimentary boron deposits and mineralization distribution in the world(after by ОЗОЛ, 1983)I, II-南北成礦帶: I-北美大閉流盆地成硼亞帶(1-美國波隆; 2-美國死谷; 3-美國西爾茲湖), II-南美安第斯構造-火山成硼亞帶(4-秘魯鹽湖群; 5-玻利維亞烏尤尼湖; 6-智利塔卡馬湖; 7-阿根廷洛馬布蘭卡; 7-1-阿根廷廷卡拉尤; 8-阿根廷死人湖; 9-智利阿古阿斯—加里因特斯); III, IV, V-東西向成硼帶: III-安納托利亞成硼亞帶(10-意大利托斯卡納; 11-土爾其拜卡迪克; 12-土爾其蘇爾坦-卡伊瑞; 13-土爾其基爾卡), IV-伊朗高原成硼亞帶(14-伊朗烏爾米耶湖); V-青藏高原成硼亞帶(15-克什米爾普格; 16-色卡執; 17-西藏扎布耶; 18-扎倉茶卡; 19-西藏班戈湖; 20-青海東、西臺吉乃爾)I, II-NS-trending zone of boron mineralization: I-boron mineralization subzone of closed basin in North America (1-Boron; 2-Death Valley; 3-Searles Lake), II- volcanic tectonic boron mineralization subzone in South America Andean(4-Laguna Salinas; 5-Salar de Uymni; 6-Salar de Atacama; 7-Aoma Blanca; 7-1-Tincalayu; 8-Salar de Hombre Muerto; 9-Aguas Calientes); III, IV, V- EW-trending zone of boron mineralization: III-boron mineralization subzone in Anatolia(10-Tuscany; 11-Bicadic; 12- Sultancayiri; 13-Kirka), IV-boron mineralization subzone in Iran plateau (14-Orumiyeh lake); V-boron mineralization subzone in the Tibetan Plateau(15-Puga; 16-Sekazhi; 17-Zabuye; 18-Zacangchaka; 19-Bage Co; 20-east and west Taijinar)

3 青藏高原新生代火山-沉積硼礦找礦新發現

3.1 火山-沉積二元結構的發現

鄭綿平和齊文(2009)在執行大地調項目過程中,首次在新生代雄巴盆地中發現了有利于硼酸鹽成礦的火山-沉積的二元結構地層(圖2)以及含硼碳酸鹽黏土等。

根據前期工作, 我們于2013年對雄巴盆地火山-沉積地層開展進一步的調查工作, 首次在研究區發現火山-沉積地層中夾碳酸鹽巖層, 總體巖性為灰巖與沉凝灰巖互層, 頂部被第三紀黑云母安山巖覆蓋, 剖面(圖3)坐標E82°07′50.90″, N32°2′25.74″, 海拔4 683 m。從下至上, 巖性如下:

11. 灰黑色黑云母安山巖 30 m

10. 灰白色薄層-薄板狀鈣質泥灰巖/凝灰質碳酸鹽巖 5.5 m

9. 淺灰色含鈣質沉凝灰巖 4.3 m

8．灰白色薄層狀凝灰質碳酸鹽巖 3.6 m

7．淺灰色厚層狀含鈣質沉凝灰巖 5.7 m

6．灰白色中薄層狀凝灰質碳酸鹽巖 7.6 m

5．淺灰黃色鈣質沉凝灰巖, 風化后呈松散無色干凈石英(玻璃質)砂 4.3 m

4．灰白色中薄層狀含凝灰質灰巖 6.5 m

3．淺灰黃色中厚層狀鈣質沉凝灰巖 8.3 m

2．灰白色薄層狀含凝灰質泥晶碳酸鹽巖 5 m

1．淺灰黃色厚層狀鈣質沉凝灰巖 ＞30 m

圖2 火山-沉積二元結構露頭Fig. 2 outcrop of volcanic sedimentary binary structure

圖3 夾灰巖層的火山-沉積地層剖面Fig. 3 Limestone interbed in volcanic sedimentary section

對所取得的湖相沉積碳酸鹽樣品的薄片鑒定和茜素紅+鐵氰化鉀試劑染色分析, 碳酸鹽礦物為方解石和白云石, 白云石不含鐵, 巖性定為白云質灰巖。說明當時的氣候干旱或盆地的蒸發量大于補給量, 盆地蒸發作用較強, 湖水濃度較高, 且有大量鎂離子的補給, 才形成湖相白云質灰巖。

研究區的地層的巖石組合與安納托利亞高原的火山-沉積硼礦床(一般由鈣堿性火山巖、礫巖、砂巖、沉凝灰巖、凝灰巖、黏土巖、泥灰巖和灰巖互層組成, Helvaci and Alonso, 2000)對比, 發現它們的巖石組合總體相似。

3.2 地層時代的測定

我們對雄巴盆地的火山-沉積地層進行了調查(圖4), 火山巖的分析結果見表1, 火山沉積巖石經鏡下和化學分析, 其火山熔巖主要為粗面英安巖(Td), 其次為英安巖(D)流紋巖(R)和響巖(Ph), 僅風化巖石為粗面巖(T)(圖5), 說明噴發巖隨著時間變化來源深部有所變化。K2O+Na2O含量在8.62％(黑云母玄武巖)至10.86％(風化黑云母英安巖)為超鉀質火山巖, 其K2O/Na2O為2.27～3.94, 平均3.09, 從圖5、6可見, 研究區含硼火山熔巖幾乎均為粗面英安巖, 屬于橄欖玄粗巖系列(Shoshonite)為超鉀質火山巖, 而沉凝灰巖屬于高中鉀鈣堿性系列(圖6), 這些巖石特征與土耳其火山-沉積硼礦的火山巖(Floyd et al., 1998)具有相似的特征。火山巖采樣采用多種測年手段進行定年, 其測定結果見表2, 其年代主要在16～22 Ma之間, 與成礦帶西部的安納托利亞高原的5個火山-沉積硼礦床成礦年齡(16.1±0.2)～(20±0.5) Ma(Helvaci and Alonso, 2000)相當。說明研究區的火山活動可能為沉積盆地提供豐富的硼物源。

3.3 火山-沉積地層中硼礦物和稀堿金屬含量異常

火山-沉積地層調查樣品的巖石化學分析結果顯示硼和伴生稀堿金屬等具有地球化學異常和硼礦化現象(表3, 圖8)。

在詳細調查過程中發現在火山-沉積地層的風化物中普遍含有硼酸鹽礦物, 呈團塊狀或不連續的細條帶(紋層)狀存在(圖8A-D), 并對白色礦物樣品進行了臺式電子顯微鏡下觀察, 發現樣品中主要由短柱狀和長條狀礦物組成(圖8E和F), 并分別對其進行能譜分析, 結果顯示白色團塊或條帶為硼酸鹽礦物(圖8G和H), 根據礦物形態特征和能譜分析結果, 短柱狀礦物可能為硬硼鈣石, 長條狀或針狀礦物為鈉硼解石。

4 火山-沉積硼礦成礦前景分析

土耳其西安納托利亞高原與青藏高原同處于東西向的硼成礦帶上。第三紀早期至第三紀末, 歐亞板塊與阿拉伯和非洲板塊南北碰撞作用使安納托利亞高原隆升, 并產生東西向張應力, 導致北西、北東向斷層發育和斷陷盆地形成。硼礦床形成于這些碰撞或后碰撞火山活動頻繁的斷陷湖相盆地中。雖然它們之間硼礦床的巖石組合略有差異, 但總體上都是由鈣堿性火山巖、礫巖、砂巖、凝灰巖、層凝灰巖、黏土巖、泥灰巖和灰巖互層組成, 且礦體通常發育于灰巖或黏土巖(含大量火山碎屑)之中。

圖4 雄巴盆地火山-沉積地層調查剖面、火山巖采樣點和淺鉆位置圖Fig. 4 Volcanic sedimentary strata profile, volcanic rock sampling sites and shallow drilling location in the Xiongba basin

圖5 雄巴盆地火山-沉積地層火山巖的SiO2-(Na2O+K2O)Fig. 5 SiO2-(Na2O+K2O) diagram of the volcanic sedimentary strata in the Xiongba basin

圖6 雄巴盆地火山-沉積地層火山巖的SiO2-K2OFig. 6 SiO2- K2O diagram of the volcanic sedimentary strata in the Xiongba basin

表1 雄巴盆地新生代火山-沉積地層火山巖樣品化學分析結果Table 1 Geochemistry of the volcanic sedimentary strata in the Xiongba basin

表2 雄巴盆地新生代火山-沉積地層火山巖樣品測年結果Table 2 Dating results of the Cenozoic volcanic sedimentary strata in the Xiongba basin

從新生代以來, 由于印度板塊與歐亞板塊南北向碰撞作用產生東西向張應力, 使青藏高原內部拉薩地塊在18～13 Ma形成近南北向裂谷系, 并在拉薩地塊北側形成了雄巴、昂拉仁錯、措勤-扎日南木錯、郭拉-烏耶和曾錯6個斷陷盆地(張克信等, 2010)。研究區屬于雄巴盆地, 中新世時期火山活動強烈, 發育了一套(雄巴組)陸相鈣堿性中、酸性火山巖及火山碎屑巖與湖相沉積組合。火山-沉積地層巖石組合與土耳其硼酸鹽礦床地層巖石組合相似, 其地層也是由鈣堿性火山巖、湖相碳酸鹽巖(白云質灰巖)、凝灰巖、黏土巖、礫巖和砂巖組成。地層時代相當, 其元素地球化學分析結果明顯指示硼、鋰、銣和銫元素含量正高異常, 而且在火山-沉積地層及其風化物中發現團塊狀和條帶狀的硼酸鹽。這充分說明雄巴盆地具備有利于形成火山-沉積型硼礦的地質、構造和氣候條件, 具備形成大型火山-沉積型硼礦的硼物源條件, 具備火山-沉積型硼礦成礦條件。

圖7 火山-沉積地層剖面及稀堿金屬含量變化圖Fig. 7 Volcanic sedimentary stratigraphic profile and content of rare alkali metal element

圖8 火山-沉積地層風化物中含團塊狀或條帶狀硼酸鹽礦物及電子顯微鏡下礦物形態和能譜分析結果Fig. 8 Lumpy or banded borate minerals in the weathering volcanic sedimentary strata and the results of mineral morphology and EDX analysis by electron microscope

根據研究區與同一成硼帶西部的安納托利亞高原的大型火山-沉積硼礦床對比分析, 發現兩者的成礦時代相近, 構造性質和氣候條件相當, 地層巖相組合和地層稀堿金屬含量異常也相似。說明該區具有良好的成礦前景和找礦潛力, 有望成為我國火山-沉積硼礦找礦的突破口, 值得做持續的調查和研究工作。但已知硼酸鹽礦層往往賦存于細顆粒的黏土巖或泥灰巖(可能兩者都含有凝灰質)中(Helvaci and Alonso, 2000), 說明硼酸鹽是在盆地沉積中心富集。而研究區目前已知地層剖面中巖石粒度都較粗, 所發現的碳酸鹽巖和黏土巖層較薄。因此, 今后工作重點是查清盆地的空間結構, 進一步的查找巖石粒度細且層厚大的, 有利于硼酸鹽匯集成礦的盆地沉積中心。就青藏高原全區而言, 同為中新世早期沉積盆地還有可可西里盆地, 為一套由白云質灰巖、泥灰巖夾粉砂巖、砂巖和礫巖組成的五道梁組湖相沉積(吳珍漢等, 2006)和一套具有鈣堿性巖系趨勢和高鉀的巖石地球化學特征的查保馬組粗面安山巖等(其年齡為(13.09±0.56)～(18.28±0.72) Ma, SHRIMP U-Pb法,魏啟榮等, 2007)及五道梁群湖相沉積(23.5～16 Ma, Wang et al., 2002; Liu et al., 2003), 其沉積的厚層碳酸鹽巖為熱水湖相成因(張雪飛等, 2015), 此外, 在鯨魚湖北也發現上第三系火山巖含有硼1％～2％(吳才來研究員面告)。因此, 可可西里及其東側青藏線中新世火山沉積盆地值得進一步調查其硼成礦前景。

表3 雄巴盆地火山-沉積地層SD8剖面樣品稀堿金屬元素含量Table 3 The rare alkali metal elements in the SD8 profile of the volcanic sedimentary strata in the Xiongba basin

5 結論

(1)首次發現了青藏高原新生代雄巴盆地火山-沉積二元結構, 其地層結構與其同一構造帶西部的安納托利亞高原上的火山-沉積硼礦床的地層相似,兩者都具有類似的巖相組合。

(2)不同定年手段確定火山-沉積地層的時代為中新世, 其火山巖的巖石地球化學特征表現為超鉀或高鉀質鈣堿性巖石系列。其地層時代與安納托利亞高原上的火山-沉積硼礦床相近, 巖石地球化學特征相似。

(3)雄巴盆地的火山-沉積地層的稀堿金屬元素含量顯示明顯的正異常, 局部層段顯示硼礦化, 并在地層及其風化物中發現團塊狀或條帶狀的硼酸鹽,其主要礦物有鈉硼解石、硬硼鈣石和硼砂。

(4)經過前期工作顯示雄巴盆地具有良好的火山-沉積硼礦成礦前景, 是青藏高原找尋該類型硼礦的最佳目標區。此外, 新生代可可西里盆地也是火山-沉積硼礦有利成礦區, 值得部署進一步的研究工作。

Acknowledgements:

This study was supported by China Geological Survey (No. 1212011085524) and Marketing Service Project (No. E1304).

奧佐爾 A A. 1987. 沉積和火山沉積硼礦[M]. 北京: 地質出版社.

鄧萬明. 1998. 青藏高原北部新生代板內火山巖[M]. 北京: 地質出版社: 1-168.

李守義, 張景山. 1988. 早元古宙遼吉巖套中硼鐵礦床[C]//張秋生等著. 遼東半島早期地殼與礦床. 北京: 地質出版社: 332-358.

李亞林, 王成善, 伊海生, 李勇, 王謀. 2005. 青藏高原新生代地塹構造研究中幾個問題的討論[J]. 地質論評, 51(3): 493-501.

劉敬堂. 1991. 磚廟硼礦成因有關問題的數學地質判別[J]. 化工地質, (4): 30-35.

劉喜方, 鄭綿平. 2010. 西藏聶爾錯鎂硼礦地質特征及成礦機制[J]. 地質學報, 84(11): 1601-1612.

呂宗凱. 1984. 吉林省集安縣高臺溝硼礦地質特征及其成因[J].吉林地質, (3): 14-22.

彭齊鳴, 許虹. 1994. 遼東—吉南地區早元古宙變質蒸發巖系及硼礦床[M]. 長春: 東北師范大學出版社: 1-235.

申軍. 2013. 國內外硼礦資源及硼工業發展綜述[M]. 化工礦物與加工, 3: 38-42.

唐堯, 陳春琳, 熊孝先, 高鵬. 2013. 世界硼資源分布及開發利用現狀分析[M]. 現代化工, 33(10): 1-6.

陶連印, 鄭學家. 1992. 硼化合物的生產與應用[M]. 成都: 成都科技大學出版社.

王培君. 1980. 遼寧磚廟硼鎂石礦床的成因問題[J]. 化工地質, (2): 16-32.

王秀璋. 1965. 內生硼礦石及內生鎂鐵硼酸鹽礦物的形成條件[J]. 地質科學, (2): 157-171.

王瑩, 熊孝先, 孫曉紅, 曹燁, 商朋強. 2014. 中國硼礦成礦地質特征及資源潛力分析[J]. 化工礦產地質, 36(1): 38-42.

魏啟榮, 李德威, 王國燦, 鄭建平. 2007. 青藏高原北部查保馬組火山巖的鋯石SHRIMP U-Pb 定年和地球化學特點及其成因意義[J]. 巖石學報, 23(11): 2727-2736.

吳珍漢, 吳中海, 胡道功, 趙遜, 葉培盛. 2006. 青藏高原腹地中新世早期古大湖的特征及其構造意義[J]. 地質通報, 25(7): 782-791

西藏地質礦產局. 1993. 西藏自治區區域地質志[M]. 北京: 地質出版社.

葉文哉. 1993. 浙江找硼方向初步探討[J]. 浙江地質, 9(1): 48-54.

袁德豐, 周正德, 陸華耕. 2001. 浙江省壽昌盆地火山沉積型硼異常特征[J]. 化工礦產地質, 23(4): 229-238.

張克信, 王國燦, 季軍良, 駱滿生, 寇曉虎, 王岳明, 徐亞東,陳奮寧, 陳銳明, 宋博文, 張楗鈺, 梁銀平. 2010. 青藏高原古近紀-新近紀地層分區與序列及其對隆升的響應[J]. 中國科學: 地球科學, 40(12): 1632-1654.

張雪飛, 鄭綿平, 陳文西, 葉傳永, 雒洋冰, 孔維剛. 2015. 可可西里盆地東部五道梁群熱水湖相成因新認識[J]. 地球學報, 36(4): 507-512.

趙曉, 王慶龍, 袁家忠, 雷永良, 江新華, 唐澤軍. 1998. 浙閩地區火山-沉積型硼礦成礦條件初探[J]. 化工礦產地質, 20(4): 271-278.

鄭綿平, 劉文高. 1974. 科學技術成果報告—西藏鹽湖硼礦研究報告[R]. 北京: 中國科學技術出版社: 27-28.

鄭綿平, 劉文高. 1980. 西藏鹽湖及其他礦產地質考察實錄[J].地質部礦床地質研究所: 99-113.

鄭綿平, 齊文. 2009. 青藏高原火山沉積硼礦成礦條件與找礦標志研究成果報告[R]. 北京: 中國地質科學院礦產資源研究所: 1-52.

鄭綿平, 向軍, 魏新俊, 鄭元. 1989. 青藏高原鹽湖[M]. 北京:北京科學技術出版社.

鄭綿平, 張雪飛, 侯獻華, 王海雷, 李洪普, 施林峰. 2013. 青藏高原晚新生代湖泊地質環境與成鹽成藏作用[J]. 地球學報, 34(2): 129-138.

鄭綿平. 1994. 火山沉積硼礦床—新疆和田硼礦床[C]//宋叔和主編. 中國礦床下冊. 北京: 地質出版社: 79.

鄭學家. 2005. 硼及硼酸鹽產品開發和應用前景[J]. 無機鹽工業,37(4): 1-3.

References:

ALEXEEV V P, CHERNYSHOV. 1997. Boron in the CIS—An overview of deposits & production[S]. Main technological production scheme of boron products at JSC Bor: 51-53.

ALONSO R N, HELVACI C, SUREDA R J, VIRAMONTE J G. 1988. A New Tertiary borax deposit in the Andes[J]. Mineralium Deposita, 23(4): 299-305.

BARKER J M, LEFOND S J. 1985. Economic geology and production[M]. New York: Society of Mining Engineers of American.

DENG Wan-ming. 1998. Cenozoic intraplate volcanic rocks in the northern Qinghai-Xizang plateau[M]. Beijing: Geological Publishing House: 1-168(in Chinese with English abstract).

FLOYD P A, HELVACI C, MITTWEDE S K. 1998. Geochemical discrimination of volcanic rocks associated with borate deposits: an exploration tool?[J]. Journal of Geochemical Exploration, 60(3): 185-205.

GARRETT D E. 1998. Handbook of deposits, processing, properties, and use[M]. California: Academic Press: 401-427.

HELVACI C, ALONSO R N. 2000. Borate deposits of Turkey and Argentina: A summary and geological comparison[J]. Rurkish Journal of Earth Sciences, 9(1): 1-27.

HELVACI C, OORI F. 1998. Sedimentology and diagenesis of Miocene colemanite-ulexite deposits (wetern Anatolia, Turkey)[J]. Journal of Sedmentary Research, 68(5): 1021-1033.

HELVACI C, STAMATAKIS M G, ZAGOUROGLOU C, KANARIS J. 1993. Borate minerals and related authigenic silicates in northeastern Mediterranean late Miocene continental basins[J]. Exploration & Mining Geology, 2(2): 171-178.

HELVACI C. 1995. Stratigraphy, mineralogy, and genesis of the Bigadic borate deposits, Western Turkey[J]. Economical Geology, 90(5): 1237-1260.

KISTLER R B, HELVACI C. 1994. Boron and borates[J]. Industrial Minerals and Rocks, 6: 171-186.

LI Shou-yi, ZHANG Jing-shan. 1988. Ludwigite deposits in the early Proterozoic Liaoji rocks[C]//ZHANG Qiu-sheng. Early Crust and Mineral Deposits of Liaodong Peninsula, China. Beijing: Geological Publishing House: 332-358(in Chinese).

LI Ya-lin, WANG Cheng-shan, YIN Hai-sheng, LI Yong, WANG Mou. 2005. A discussion on several problems regarding to the Cenozoic grabens in the Qinghai-Tibet Plateau[J]. Geological Review, 51(3): 493-501(in Chinese with English abstract).

LIU Jing-tang. 1991. Mathematical geological identification of genetic problems related to the formation of boron deposits in Zhuanmiao[J]. Geology of Chemical Minerals, (4): 30-35(in Chinese).

LIU Xi-fang, ZHENG Mian-ping. 2010. Geological Features and Metallogenic Mechanism of the Nieer Co Magnesium borate deposit, Tibet[J]. Acta Geologica Sinica, 84(11): 1601-1612(in Chinese with English abstract).

LIU Zhi-fei, ZHAO Xi-xi, WANG Cheng-shan, LIU Shun, YI Hai-sheng. 2003. Magnetostratigraphy of Tertiary sediments from the Hoh Xil basin: implications for the Cenozoic tectonic history of the Tibetan Plateau[J]. Geophysical Journal International, 154: 233-252.

Lü Zong-kai. 1984. Geological features of the Gaotaigou borondeposit in Jian county, Jilin province and its genesis[J]. Geology of Jilin, (3): 14-22(in Chinese with English abstract).

PENG Qi-ming, XU Hong. 1994. The early Proterozoic metamorphic evaporating rock series and boron deposit in eastern Liaoning and southern Jilin[M]. Changchun: Northeast Normal University Press: 1-235(in Chinese).

ROBERT B K, HELVACI C. 1992. Boron and borates, Chief editor: Seeley Wentlersmith Mudd[J]. Indnstrial Minerals and Rocks: 171-185

SCHALLER W T. 1929. Borate Minerals from Kramer district, Mohave Desert, Califorula[J]. Shorter dontributions To General Geology: 137-170.

SHEN Jun. 2013. Overbiew of boron resources and boron industry at home and abroad[J]. Industrial Minerals & Processing, 3: 38-42(in Chinese with English abstract).

SIEFKE J W. 1991. The boron open pit mine at the Kramer borate deposit[J]. SEG Guidebook Series, 12: 4-15.

TANG Yao, CHEN Chun-lin, XIONG Xiao-xian, GAO Peng. 2013. World boron distribution and current status of its exploitation and development[J]. Modern Chemical Industry, 33(10): 1-6(in Chinese with English abstract).

TAO Lian-yin, ZHENG Xue-jia. 1992. Procuction and application of boron compounds[M]. Chengdu: Chengdu University of Science and Technology Press(in Chinese).

TOM K (Associate Editor). 1997. Borate supply and demand, more than a white wash[J]. Industrial Minerals: 51-69.

USGS. 2015. USGS Mineral Commodity Summaries[OL/EB]. [2016-04-18]. ttp://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/mcs/.

WANG Cheng-shan, LIU Zi-fei, YI Hai-sheng, LIU Shun, ZHAO Xi-xi. 2002. Tertiary crustal shortening and Peneplanation in Hoh Xil region: implications for tectonic history of the northern Tibetan Plateau[J]. Journal of Asian Earth Sciences, 20: 211-223.

WANG Pei-jun. 1980. Genetic problems of ascharite mineral in Liaoning Zhuanmiao[J]. Geology of Chemical Minerals, (2): 16-32(in Chinese).

WANG Xiu-zhang. 1965. The formation conditions of endogenous boron ore and endogenous iron magnesium borate minerals[J]. Scientia Geologica Sinica, (2): 157-171(in Chinese).

WANG Ying, XIONG Xiao-xian, SUN Xiao-hong, CAO Yue, SHANG Peng-qiang. 2014. Geological characteristics and resource potential analysis of boron deposits in China[J]. Geology of Chemical Minerals, 36(1): 38-42(in Chinese with English abstract).

WEI Qi-rong, LI De-wei, WANG Guo-can, ZHENG Jian-ping. 2007. Zircon SHRIMP U-Pb dating and geochemical characteristics of Chabaoma Formation volcanic rocks in northern Tibetan plateru and its petrogenesis[J]. Acta Petrologica Sinica, 23(11): 2727-2736(in Chinese with English abstract).

WHISTLER D P. 1984. Early Hemingfordian (Early Miocene fossil Vertibrate Fauna from Boron, Western Mojave Desert, California[OL/EB]. [2016-04-18]. http://www.openisbn.com /isbn/999432098X/.

WU Zhen-han, WU Zhong-hai, HU Dao-gong, ZHAO Yue, YE Pei-sheng. 2006. Features of early Miocene large paleolakes in the interior of the Qinghai-Tibet Platreu and their tectonic significance[J]. Geological Bulletin of China, 25(7): 782-791(in Chinese with English abstract).

Xizang Bureau of Geology and Mineral Resources. 1993. Regional geology of Xizang(Tibet) autonomous region[M]. Beijing: Geological Publishing House(in Chinese with English abstract).

YE Wen-zhai. 1993. The preliminary discussion on the direction tu boron in Zhangjiang Province[J]. Geology of Zhejiang, 9(1): 48-54(in Chinese with English abstract).

YUAN De-feng, ZHOU Zheng-de, LU Hua-geng. 2001. Characteristic boron anomaly of volcanogene sedimentary type in Shouchang basin in Zhejiang[J]. Geology of Chemical Minerals, 23(4): 229-238(in Chinese with English abstract).

ZHANG Ke-xin, WANG Guo-can, JI Jun-liang, LUO Man-sheng, KOU Xiao-hu, WANG Yue-ming, XU Dong-ya, CHEN Fen-ning, CHEN Rui-ming, SONG Bo-wen, ZHANG Jian-yu, LIANG Yin-ping. 2010. Paleogene-Neogene stratigraphic realm and sedimentary sequence of the Qinghai-Tibet plateau and their response tu uplift of the plateau[J]. Science China: Earth Sciences, 40(12): 1632-1654(in Chinese).

ZHANG Xue-fei, ZHENG Mian-ping, CHEN Wen-xi, YE Chuan-yong, LUO Yang-bing, KONG Wei-gang. 2015. Some New Opinions concerning the Genesis of the Lacustrine Hydrothermal Deposits in Wudaoliang Group, Eastern Hoh Xil Basin[J]. Acta Geoscientica Sinica, 36(4): 507-512(in Chinese with English abstract).

ZHAO Xiao, WANG Qing-long, YUAN Jia-zhong, LEI Yong-liang, JIANG Xin-hua, TANG Ze-jun. 1998. Mineralizing conditions for the volcanosedimentary boron deposits across the Fujian-Zhejiang region[J]. Geology of Chemical Minerals, 20(4): 271-278(in Chinese with English abstract).

ZHENG Mian-ping, LIU Wen-gao. 1974. Report of science and technology – search report of saline lake in Tibet[R]. Beijing: China Science and Technology Publishing House: 27-28(in Chinese).

ZHENG Mian-ping, LIU Wen-gao. 1980. Record of geological survey of Saline Lake and other mineral resources in Tibet[J]. Institute of Mineral Deposits, Ministry of Geology: 99-113(in Chinese).

ZHENG Mian-ping, QI Wen. 2009. Survey report of study on metallogenic conditions and prospecting criteria of volcanic deposits on the Qinghai Tibet Plateau[R]. Beijing: Institute of Mineral Resources, Chinese Academy of Geological Sciences1-52(in Chinese).

ZHENG Mian-ping, XIANG Jun, WEI Xin-jun, ZHENG Yuan. 1989. Saline lakes on the Qinghai Xizang (Tibet) plateau[M]. Beijng: Beijing Science and Technology Publishing House(in Chinese with English abstract).

ZHENG Mian-ping, ZHANG Xue-fei, HOU Xian-hua, WANG Hai-lei, LI Hong-pu, SHI Lin-feng. 2013. Geological Environments of the Late Cenozoic Lakes and Salt-forming and Oil-gas Pool-forming Actions in the Tibetan Plateau[J]. Acta Geoscientica Sinica, 34(2): 129-138(in Chinese with English abstract).

ZHENG Mian-ping. 1994. Volcanic sedimentary boron depositsboron deposits in Hotan, Xinjiang[C]//Edited by SONG Shu-he. Chinese Mineral Deposits Last Volume. Beijing: Geological Publishing House: 79(in Chinese).

ZHENG Xue-jia. 2005. Development and application of boron and borate[J]. Inorganic Chemicals Industry, 37(4): 1-3(in Chinese with English abstract).

ОЗОЛ А А. 1987. Sedimentary and volcanic sedimentary boron deposits[M]. Beijing: Geological Publishing House(in Chinese).

New Findings and Perspective Analysis of Prospecting for Volcanic Sedimentary Boron Deposits in the Tibetan Plateau

ZHENG Mian-ping, CHEN Wen-xi*, QI Wen
MLR Key Laboratory of Saline Lake Resources and Environments, Institute of Mineral Resources, Chinese Academy of Geological Sciences, Beijing 100037; R & D Center for Saline Lake and Epithermal Deposit, Chinese Academy of Geological Sciences, Beijing 100037

This paper reports the new achievements in the prospecting for volcanic sedimentary boron deposits. The presence of strata of boron-rich volcanic sedimentary binary structure in the Tibetan Plateau was discovered and confirmed for the first time. The tectonic location, stratigraphic combination and the age of the strata are consistent with features of the strata of the large volcanic sedimentary boron deposits in Western Anatolia plateau. The strata have positive high anomaly of rare alkali metal elements, and boron element content has reached ore cutoff grade in some intervals; in addition, crumbly or banded borate minerals were found. These discoveries show that the Xiongba basin has the geological, mineral and geochemical prerequisites of the volcanic sedimentary deposits, and possesses the potential of large deposits. This discovery belongs to the basic superior result in the search for volcanic sedimentary boron deposits in China, which provides important scientific basis for the discovery of this type of boron deposits in the Tibetan Plateau.

Tibetan Plateau; volcanic sedimentary binary structure; volcanic sedimentary boron deposits; new results of ore prospecting

P578.93; P622

A

10.3975/cagsb.2016.04.03

本文由中國地質調查局項目“油鉀兼探實施方案和調查評價”(編號: 1212011085524)和市場服務項目(編號: E1304)聯合資助。

2016-06-07; 改回日期: 2016-06-28。責任編輯: 魏樂軍。

鄭綿平, 男, 1934年生。研究員, 中國工程院院士。從事鹽類學與礦床地質學研究。E-mail: zhengmp2010@126.com。

*通訊作者: 陳文西, 男, 1977年生。副研究員。從事沉積盆地與鹽類沉積礦床研究。E-mail: chwx06@126.com。