盐湖硼酸盐沉积对于辽东硼矿床形成的指示意义

发布时间：2024-02-03 11:26

　　辽东古元古代变质硼矿床是我国最重要的硼矿资源,然而由于该区物质组成多样,构造演化复杂的特点,导致对于硼矿的物质来源、构造环境及成矿过程的认识存在很大差异。目前多数学者认为辽东硼矿床经历了早期的盐湖硼酸盐沉积阶段及晚期构造热事件引起的变质作用阶段。当前的研究认为古元古代辽东地区处于活动大陆边缘,且发育大量的钙碱性岩浆活动,这与第三纪以来的大型硼酸盐沉积矿床形成的构造环境及岩浆活动相似。结合现代盐湖体系下的硼酸盐沉淀物理化学条件讨论辽东地区古元古代沉积硼酸盐特征,根据硼同位素组成探讨物质来源及构造环境,发现辽东地区的硼矿床存在钠硼解石、硬硼钙石两种硼酸盐的沉积,硼同位素组成显示其硼源应来源于俯冲板块下蛇纹石及海相沉积物的脱水作用释放的硼,这种硼随钙碱性岩浆活动及热液活动在局限海盆中蒸发形成含水硼酸盐。

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【部分图文】：

图1辽东硼矿床分布简图[14]

辽东硼矿的资源位居世界第四位,其形成时代老,变质作用强烈,将其作为一种特殊的硼矿床进行讨论[3],矿床的产出位置如图1所示。上述硼酸盐的成因模式均认为古元古代辽东硼矿处于陆内裂谷环境,然而当前的研究认为变质火山岩在岩石学上显示出连续的钙碱性岩浆序列:玄武安山岩—安山岩—英安岩,地....

图2盐湖蒸发过程中卤水的pH变化(左)及青藏高原盐湖pH值统计(右)(数据来至于文献[23])

卤水蒸发过程中的pH变化主要受控于体系中强酸弱碱盐或强碱弱酸盐所占比例,实际卤水体系pH变化规律如图2(左)所示,氯化物型和硫酸盐型卤水pH值随蒸发进行而降低,碳酸盐型或硼酸盐占比较大的盐湖pH值随蒸发进行而上升[20-22]。我国盐湖pH值的分布如图2(右),氯化物型盐湖、硫酸....

图3盐湖卤水Ca2+离子浓度(左)和Mg2+离子浓度(右)对硼酸盐沉淀的影响(数据来源于文献[23])

除了卤水pH值会造成硼酸盐沉积差异外,卤水中的主离子浓度也是影响硼酸盐沉淀的主要因素。因为钠离子在盐湖体系下总是富集的,所以其中的钙、镁离子浓度将是决定体系中硼酸盐类型的主要因素。如图3所示,当体系中钙离子和镁离子浓度较低时会形成独立的硼砂矿床;当钙离子浓度增加时会形成钠硼解石;....

图4辽东硼矿石中Na2O及CaO与B2O3的关系(数据来源于文献[12])

前人根据辽东硼矿富镁的特征猜测当时沉积的是富镁的柱硼镁石或多水硼镁石[11],也有人认为是后期的富硼热液与富镁围岩反应,萃取其中的镁质[12]。在现代盐湖体系,镁硼酸盐并不作为主要的硼酸盐矿物沉积,仅在我国大柴旦盐湖形成了多层的柱硼镁石沉积,世界上还未见以上两种硼酸盐为主的沉积。....

本文编号：3894103