新疆深部構造與白云巖成礦關系探析

■種萬象

（中國建筑材料工業地質勘查中心新疆總隊　新疆　烏魯木齊　830000）

新疆深部構造與白云巖成礦關系探析

■種萬象

（中國建筑材料工業地質勘查中心新疆總隊新疆烏魯木齊830000）

本文對白云巖成因進行探究，闡述了新疆深部構造與白云巖成礦原因，并對白云巖做出新的認識。

新疆深部構造白云巖礦

新疆地區因其多高大的褶皺山脈以及靠近青藏高原地震區等獨特的地理因素形成了豐富的成礦帶。在礦產探測方面的技術不斷完善發展之下，人們對碰撞造山帶的調查愈加深入，對發掘深部構造與成礦帶秘密的興趣也愈發濃厚，其中白云巖成因已成為沉積學領域中長期存在的研究熱點和主題。作為一種重要的沉積巖，白云巖是構成世界上大部分常規石油和天然氣儲層的儲集巖。自1791年法國自然學家Deodalt de Dolemieu對白云石首次描述后，學者對其進行了廣泛的研究。從前寒武紀到新生代巖層它是普遍存在的一種沉積巖，但是很少出現在較年輕的地層中。至今未在常溫常壓的實驗條件下合成化學計量的白云石，同時在現代湖泊中也未發現白云石沉淀。究竟所有的白云巖是次生交代形成的，還是其中一部分為原生，這個問題仍未得到解決。傳統的白云巖成因研究多是對已有成因模式的套用，或是根據白云石的形成環境建立新的成因模式，這都會使白云巖成因分析產生多解性。

1　白云巖成因研究動向

1.1白云石沉淀所需的鎂離子主要來源為海水

現代海水鎂濃度和δ26Mg同位素特征值分別為53mmol/l和-82‰。以前研究表明，微生物白云巖相對于其成巖流體來說δ26Mg的強大消耗高達2-3‰。而相比之下，有機沉淀物與無機碳酸鹽顯示小范圍的分餾。許多研究用來解決與無機碳酸鹽沉淀相聯系的鎂同位素分餾。理論研究和野外觀測在一些方面還存在分歧，目前還不完全清楚在碳酸鹽沉淀過程中究竟是固體還是流體相富集鎂這種輕同位素。無機地球化學分析技術能夠用來推測白云巖的成因，并且可以建立一套辨別成因的標準，地質家可以根據這個標準來揭示白云巖的相關地球化學特征。盡管許多白云巖化研究利用了碳、氧和鍶同位素，鈣同位素卻受到很少的注意。從火成巖到植物的各種各樣的地球材質中，δ44Ca能夠顯示幾千分比的分餾范圍，但是對白云巖的研究卻很少見。鈣同位素在地球材料中的含量各異，主要是由與溶液中形成的含鈣礦物相聯系的動力分餾作用以及與鈣離子運移相關的離子交換反應造成的。因此，δ44Ca對研究白云巖成因具有一定的價值。

1.2硫酸鹽及硫化物對白云石形成的影響受到重視

在傳統的碳酸鹽成巖作用研究中，硫酸鹽還原作用對碳酸鹽成巖作用的影響未受到應有的關注。硫酸鹽廣泛分布于碳酸鹽地層中，而SO42-則廣泛分布于從沉積到成巖作用各階段的流體中，地層中的有機物與硫酸鹽之間的反應深刻地影響了碳酸鹽沉積-成巖作用的整個過程。溶解硫酸鹽對白云石沉淀的影響研究主要基于實驗研究，Mónica Sánchez-Román等運用枝芽胞菌和鹽單胞菌在有氧的實驗條件下檢測了硫酸鹽對白云石沉淀的抑制作用，實驗條件是模仿存在白云巖的地表環境，將溫度設置為25-35°C，采用了可變的SO42-濃度（0，14，28和56mM），最后證實在培養基中SO42-存在與否，好氧嗜鹽細菌都能直接調節白云石的沉淀。因此，硫酸鹽的存在不會抑制白云石的形成。另一種觀點認為，硫化物的存在可以積極地促進白云石的形成。Mg2+脫水作用的難易度被視為是白云石形成的最大障礙，Yang Yang等在其模擬試驗中發現HS-離子完全有可能通過其他的機制來促進白云石的形成，研究認為與一種碳酸鈣固體前體相（可能是無定形且含水的）表面伴生的Mg（H2O）62+和HS-離子在液-固態界面處促進了Mg（H2O）62+脫水作用的發生而產生了一種“原白云石”前體并最終轉變為白云石。

2　新疆深部構造與成礦關系

2.1深部構造為成礦的運動提供場所

深部構造在不斷的演化中會逐漸發育出斷裂，這些斷裂的孔隙就是成礦運動的主要場所。斷裂的空隙深厚，適合流體的運移滲透，在漫長的歷史中慢慢發展為成礦流體上移的運輸管道，為成礦作用提供了必要的保障。而且在深部構造中不同層次的地震也促進了流體的上移，加速了礦床的形成。除此之外，還有一個重要的推動力就是大氣降水，大氣降水在開放的空隙中的滲流而導致的氧化環境促進了成礦物質在流體中的析出，使成礦物質得到高效的利用。

2.2深部構造為成礦作用提供動力

深部構造的地震、巖漿活動以及地幔的上隆所釋放出的巨大能量可以加速成礦流體在成礦系統中的內部循環，更可以活化處于經過區域內部的惰性成礦元素，使其參與到礦床的循環之中。這不僅加速了成礦流體的循環，也增加了成礦元素，使礦床更加豐富。深部構造活動提供的熱能能夠使成礦作用在漫長的地質過程中周而復始的進行，也就能源源不斷地進行成礦作用。

2.3深部斷裂構造可以控制巖漿

火山巖的巖漿源于上地幔，而上地幔中會混雜地殼物質。深大斷裂能通過控制火山的噴發來形成火山巖。在火山巖中主要為鈣堿性巖系。而在斷裂交匯處會形成侵入巖。巖漿和礦物質產生及發展依靠于大地構造，而深部構造就可以通過控制巖漿的活動等控制成礦作用。

3　新疆白云巖成因探討

3.1沉積環境

國內外許多學者對這方面進行了研究，資料表明在晚期的震旦紀，已經具有特殊的沉積環境，在火山活動活躍的地區，經過長時間的積累，已經聚集了大量火山物質。火山物質分解后，加大了海洋中Ca、Mg的濃度，Mg2+也是由此而來的。新疆也具類似的沉積環境，對于鎂的富集起到了重要作用，鹽度偏高，白云巖成巖溫度為33.86℃-34.12℃，比現在海水的溫度要高。

3.2碳氧同位素

本區白云巖總體上δ13C為低正值或接近于零的負值，從低部到頂部是呈下降的趨勢，主體部分比較平穩，變化頻率不大，底、頂部表現為負異常，而δ18O為較高負值，整體比較穩定，Z值>120，通過碳氧同位素特征分析，本區白云巖是在海水環境中形成的，且整個形成時期都比較平穩，沒有出現強烈的地質活動。

4　結束語

白云巖成因及白云巖化作用始終是地質學領域中懸而未決的難題，目前對“白云石問題”依然無法得到徹底解決，有些問題甚至一無所獲，但學者沒有停止對其深入的研究和探討。

[1]陳榮坤，穩定氧碳同位素在碳酸鹽巖成巖環境研究中的應用 [J].沉積學報，2013.

[2]王士峰，白云巖成因研究 [J].巖相古地理，2013..

[3]唐天福，對中國西部地區深部構造的研究 [J].科學通報，2012..

P5[文獻碼]B

1000-405X（2016）-9-38-1