新疆鹽湖成礦期次劃分及其演化特征

周曉穎 屈李華 趙 芳 王龍飛

新疆吾爾自治區地質礦產勘查開發局地球物理化學探礦大隊 新疆 昌吉 831100

新疆湖泊星羅棋布,蘊藏著豐富的鹽類礦產資源和生物資源[1]。尤其是青藏高原北緣的昆侖山地域,此帶鹽湖資源勘查研究程度普遍較低,隨著國民經濟發展以及國內鋰鉀鹽資源形勢日趨緊張,通過對新疆鹽湖成礦期次及演化過程的研究,實施新疆鹽湖綜合性鉀鹽資源調查評價,掌握新疆鹽湖綜合性鉀鹽資源,為在該地區進一步開展古代鉀鹽找礦提供參考資料,具有重要意義。

一、新構造運動

新疆新構造運動強烈,特別是斷陷構造的發生,產生次一級斷陷,如塔里木、準噶爾和吐魯番等大型盆地中的次一級坳陷,往往形成鹽湖盆地。隨著新構造運動的發展,在已形成的鹽湖的周邊,又形成多邊緣湖和地表或地下水的匯集中心,新構造運動與鹽湖的形成發展和分布密切相關。從盆地地質發展史及鹽湖的演化可以看出,新構造運動控制了盆地的發展及演化,也控制著鹽類沉積的分布、沉積的厚度以及各種元素的富集。其總的規律是:新生代以來,凡是有鹽類沉積的地方都是處在構造沉降部位,而且沉降越大,鹽類沉積的厚度越大,越是最新形成的構造凹地,越容易富集高濃度的鹵水,從而形成最高階段的鉀鎂鹽礦物沉積。

新疆新構造運動活動強烈,主要表現為第四紀地層之間的角度不整合,主要有下更新統與上新統之間喀什運動形成的角度不整合,為區域性不整合,波及全區范圍,其次是下更新統與中更新統之間西域運動形成的角度不整合,除在山地表現明顯之外,在沉積湖區也有表現,,只是交角稍少,沉積缺失和環境的顯著改變,再就是中更新統和上更新統之間庫爾勒運動形成的角度不整合和上更新統和全新統之間微角度黑孜運動形成的微角度不整合,均為局部不整合,在部分隆起表明強烈,但在沉積區表現為連續沉積。

二、成鹽期次

新疆鹽湖的成鹽期始于第三紀早期,主要在塔里木盆地西南邊緣的莎車盆地和北部邊緣的庫車盆地大面積成鹽,形成了舉世著名的大鹽田。而晚第三紀成鹽范圍逐漸縮小,并由西向東遷移,莎車盆地不再成鹽。中新世主要在庫車盆地成鹽,而上新世主要在吐魯番盆地成鹽,形成了吐魯番第三紀成鹽期。第四紀繼承了前者的成鹽環境,形成了眾多的大小鹽湖。其主要有早更新世、中更新世、晚更新世和全新世四個成鹽期,基本情況如下:

(1)早更新世成鹽期和含鹽地層:這是第四紀最早的成鹽期,形成了相對古老的鹽湖,成鹽期后,遭受新構造運動(西域運動),造成下更新統和中更新統之間的角度不整合。含鹽地層也遭受破壞,并強烈剝蝕。該成鹽期相對比較短暫,鹽湖環境也非常平穩,只在局部成鹽,且常常有大量碎屑物質參與沉積。但成鹽作用仍然發生,形成碎屑物與鹽類的混雜堆。

(2)中更新世成鹽期和含鹽地層:在早期之后的西域運動,地殼大面積下降,新疆鹽湖開始形成,造成一個新的成鹽期的出現,于干鹽湖堆積鹽類沉積物,主要是含鈣硫酸鹽類蒸發鹽,如羅布泊鹽湖,還形成了鹵水鉀鹽層。

(3)晚更新世成鹽期和含鉀地層:該期是新疆大面積成鹽的開始,盡管有不少的成鹽區在此時已經成鹽,但仍然不甚廣泛。只是在吐魯番艾丁湖和羅布泊及庫米什等地形成頗具規模的鹽湖,沉積有鈣芒硝、芒硝、石鹽等,不過仍然是以硫酸鹽類為主的蒸發巖和鹵水含鉀層。

(4)全新世成鹽期和含鉀地層:是新疆最主要的成鹽期,也是最活躍,最強烈的成鹽年代,遍及全疆各個鹽湖,多數鹽湖為一個成鹽旋回,如七角井、烏勇布拉克等。本成鹽期形成了新疆各鹽湖大面積的石鹽層和鉀鎂鹽及硝酸型鉀鹽。

三、鹽湖演化特征

新疆第四紀新構造運動十分活躍,不均衡的上升隆起和斷陷,是其主要構造特征。喜馬拉雅運動繼承了阿勒泰山、天山和昆侖褶皺的抬升隆起,環繞其間的塔里木盆地、準噶爾盆地和許多山間盆地相對下陷,在次級盆地或洼地中形成眾多的湖泊或沼澤地,隨著時間的推移和氣候變遷,逐漸發展成為鹽湖。

早更新世時期,古地理景觀以淡水湖泊為主,氣候也不十分干燥,洼陷區水域面積也較大。在早更新世末期,盆地四周山系繼續隆起,部分區域陷起。此時湖泊范圍逐漸收縮,氣候也轉向干燥炎熱,在局部范圍形成鹽湖,如小草湖沉積了石膏、石鹽、鈉硝石等蒸發鹽。中更新世時期,氣候逐步干燥炎熱,湖噴范圍縮小在羅布泊等地形成新的成鹽中心,堆積了石膏、鈣芒硝等,開始向鹽湖環境發展[2]。晚更新世時期,新疆戈壁沙漠十分明顯,氣候更趨向干旱,大型湖泊逐步咸化,小型湖泊已成為鹽湖。如艾丁湖烏勇布拉克鹽湖此時已是鹽湖,沉積有石鹽、芒硝等鹽類。從晚更新世到全新世時期,氣候持續干旱,地表水系流量減少,湖噴水域收縮,含鹽量明顯增加,以至達到飽和,而許多地方,如羅布泊、庫米什一帶形成大量石鹽、芒硝等鹽類的堆積。全新世中—晚期,是新疆鹽湖形成演化的最強烈時代,成鹽作用波及各個鹽湖,是新疆鹽湖的全盛期。許多大型鹽類沉積都是此時的產物。全新世晚期到現代,由于新構造運動的強烈活動,干燥炎熱氣候的持續發展,鹽湖強烈收縮,成鹽作用加劇,湖表鹵水大量較少,許多鹽湖干涸演化為干鹽湖,有的甚至成為沙下湖。

新疆鹽湖經歷了由淡水湖—級咸水湖—咸水湖—鹵水鹽湖—干鹽湖的演化過程,發展到現今的鹽湖景觀。

結論

新疆新構造運動為鹽湖形成提供了便利條件。鹽湖的雛形最早始于早第三紀,具有早更新世、中更新世、晚更新世和全新世四個成鹽期,經歷了由淡水湖—級咸水湖—咸水湖—鹵水鹽湖—干鹽湖的演化過程,發展到現今的鹽湖景觀。