青海省柴达木盆地西部锶矿成矿古地理环境.pdf

2 0 0 6 年第 5 期 膏润斟技 青海省柴 达木 益 地 西部锶矿 成矿 古 地理 环境 崔林 李俊 民 f 青海省第一地质矿产勘查大队 青海平安8 1 0 6 0 0 摘 要 柴达木盆地西部锶矿床具有明显的热水沉积层控矿床特征 晚第三系和早更新世湖相沉积地层为锶矿较集 中的赋存地层 尤以上新统狮子沟组上部层位是全区的主要的赋矿地层 锶矿的成矿物质来源具多源性 但主要来源于 盆地周边山系岩石的风化剥蚀 其次为深部含锶水的补给 区内锶矿成矿系统位于印度板块与欧亚板块碰撞带的前陆盆 地内的湖盆中远离大河补给水的滨 浅湖区 其成矿作用发生在陆陆碰撞造山带的前缘 成矿构造和成矿流体对锶矿的 形成起着重要的控制作用 其中锶矿床是在柴达木盆地上新世古湖盆中形成的 盆地中央凹陷的高山深盆区域古地理环 境是锶矿形成的主要因素 关键词 锶矿 成矿古地理环境 上第三系 柴达木盆地 1 前言 柴达木盆地西北部的锶矿床是世界上已知的成矿 时代最年轻的大陆热水沉积层控型锶矿床 l I 也是世界 上最大的陆相盐类矿床富集区 图 1 是我国目前已 条件下多年冻土地区公路路基潜在沉降病害发生的可 能性和严重程度 并按照安全 轻微 中等和严重四 个等级予以评价 其结果与实际调查的病害发生率及 多年冻土特征的划分结果类似 可以为多年冻土地区 公路的养护提供参考 并且可以为多年冻土地区新建 公路的病害防治提供科学依据 1 0 综合考虑多年冻土地区的病害特征及病害形 成机理 提出在厚层富冰和富冰以上冻土路段采取保 护多年冻土 延缓多年冻土融化的路基病害防治原 则 在中 低温多年冻土地区采用路基内铺设保温材 料的措施可以延缓多年冻土退化 弥补公路路基设计 高度的不足 抛石护坡可以从路基两侧降低路基周边 温度 增强路基的热稳定性 对于较高路基可以采用 该措施保护下伏多年冻土或延缓多年冻土融化 遮阳 棚既能遮蔽太阳对路面和路基边坡的辐射 起到主动 冷却路基下多年冻土的作用 又能有效地防止夏季降 水渗入路基和冬季降雪覆盖路基边坡 从而保证多年 冻土地区路基的稳定性 采用该措施可以有效调节高 路基因阴阳坡热不对称性诱发的纵向裂缝病害 硅藻 土护坡尽管保护多年冻土的原理可行 但是 由于水 分补给不能满足需要 在高原多年冻土地区难以发挥 热二极管的作用 纵向通风护道具有一定的保护多年 冻土效果 宜作为辅助措施用于路基阳坡护道 以增 强对多年冻土的保护 5 研 究成果评价 2 O 0 T 交通部科技教育司于 2 0 0 6 年 7月 1 3日在西宁市 主持召开 了 多年冻土地区公路病害和机理研究 2 0 0 2 3 1 8 7 9 5 0 2 项 目成果鉴定会 鉴定委员会认为 1 项目组提交的技术文件齐全 内容充实丰富 数据翔实可信 完成了合同规定的全部工作内容 符 合鉴定要求 f 2 项 目组通过调查 测试 观测 分析 总结 出了多年冻土地区公路存在的主要病害类型 分析了各 种病害对多年冻土特征的敏感性 采用有限单元法模 拟不同路面结构类型路基下冻土的融化特性和沉降规 律 研究了多年冻土区路基路面典型病害的形成机 理 以融沉变形量为控制指标 评价了不同路基高 度 不同路面结构类型的路基在不同地温 含冰量条 件下的稳定状况 给出了多年冻土区公路病害预测评 价方法 3 实施了碎石护坡 路基隔热层 遮阳棚护坡 等试验工程 初步评价了各种措施的整治效果和适用 性 编写了 多年冻土地区公路病害防治技术指南 为多年冻土地区公路 铁路的建设和养护提供了依据 和参考 f 4 本研究在多年冻土地区公路路基路面病害分 类 不同类型病害对多年冻土不同特征指标的敏感 度 以及对多年冻土地区不同等级公路的病害进行预 测和评价具有创新性 本项 目研究成果总体达到国际先进水平 维普资讯 青海斟技 2 0 0 6 年第5 期 I 船 防鬻驺阔 知的锶矿 抬起形成 并向北推移 伴随盆地断裂进一步发育 床储量最大 锶矿资源量最丰富的成矿区 该区 边缘山系向盆地内挤压 盆地整体急剧凹陷 下沉 已发现锶矿床及矿点达 l 0 余处 其中 以锶矿资源 接受第三系沉积 古新世中期印度板块继续向北俯 储量位居我国第一 世界第二的大风山特大型锶矿床 冲 侧压力加剧 边界断裂强烈活动 使盆地整体稳 为其代表 其成矿物质来源具多源性 该锶矿的地质 定下沉 盆地内大型凹陷形成和发展 接受 E 厂 E 的 勘查工作始于 2 0 世纪 5 0 年代 对该区锶矿的进一步 巨厚沉积 如茫崖 一里坪两大凹陷 到第三系末 找矿和综合研究工作始于 7 0 年代 之后通过 1 2 0 万 期 青藏高原全部隆起 盆地受到强烈的挤压而回 区调和大比例尺普查 相继发现了尖顶山大型锶矿床 升 地层受强烈挤压变形 浅部发生褶皱 深部断 和碱山锶矿点 笔者在近两年来对锶矿的形成地质背 裂 形成两断夹一隆起的破裂褶皱 局部构造表层出 景 成矿物质来源和成矿古地理环境以及对矿床成因 现滑脱 茫崖 乱山子构造 及大型逆掩断裂相伴生 进行了进一步的研究 对将来新区的找矿方向以及研 的牵引构造 这时盆地仍有局部下沉 形成第四纪盐 究锶矿的成矿规律具有重要意义 湖盆地沉积 从 四周 地庾 情 况结 合 深钻 及 地球 物 理重 磁 地 震资料综合分析 柴达木盆地 基底 是很不均匀的 由于基底结构不均一 加之受边缘断裂的影响 在盆 地内形成了多条与边缘断裂平行的次级断裂 使盆地 基底呈地堑式分布 中部断陷深 一般在数千米至万 米 最深达 1 6 k m 形成中央凹陷带 两侧较浅 深 度一般在 2 5 k m 属昆北断阶带与北部断阶带 在凹 1 I f 0 一 陷及断阶带内 还有一些次级断陷与隆起及更次级的 J H r 凹陷与凸起 它们多呈相互间隔 平行带状排列或错 I J ll i i l q l l 0 一 落 有 致 的 棋 盘 格 状 分 布 柴达木盆地是青藏高原北部大型内陆湖断陷构造 图 柴达木盆地 西北部区 域地质及锶矿床 点 分布简图 形成的高山深盆 盆地周边为高山 盆地内地形起伏 据葛文胜等 9 9 9 资料修编 不大 在丘陵和沙漠间的较低洼地区形成彼此隔绝 2 盆地形成的地质背景与演化 大小不均一的封闭式内陆盐湖次级盆地 这些次级盆 柴达木盆地面积达 6 O 0 0 k m z 的范围内出露的主体 地是柴达木盆地的主要沉积区 沉积了大量的陆源碎 地层为第三系上新统 第四系下 中上更新统和全新 屑和盐类物质 统各类内陆湖相沉积的碎屑岩 化学沉积岩和风积 3 成矿物质来源 洪积砂砾层等 穹窿背斜轴部的石油钻探深孑 L 中 见 柴达木盆地西部锶矿的来源比较复杂 主要有以 到时代最老的地层仍为第三系渐一中新统 故本区为 下几方面 第三系较发育的沉积盆地 1 盆地基底和周边山系岩石全为锶的富集岩石 柴达木盆地是印支末期受巴颜喀拉运动影响 在 类型 表 1 网 是锶的高背景值地区 锶的富集系数达 准地台内部发展起来的中一新生代活化断陷盆地 印 1 4 6 0 锶的来源广泛 有古生界 中生界和元古界 支运动使巴颜喀拉地槽褶皱回返 并向北东挤压 使 的各类侵人岩 如可可西里火山岩 1 3 2 0 M a 锶的 邻近的柴达木基底发生断裂 两侧向盆地推覆 逆 平均丰度 7 0 0 1 2 0 0 x l O 4 中昆仑火 山岩 f l 0 冲 基底解体 边缘断裂产生 开始了盆地以断块活 1 5 M a 锶的平均丰度 9 2 0 x 1 0 4 1 1 且都有锶异常存 动为特征的断陷期构造演化阶段 鉴于盆地内未发现 在 更有天青石自然重砂异常叠加 阿尔金山前第三 三叠系 所以第一阶段始于侏罗纪早期 祁连山向盆 系石膏矿含锶高达 3 3 0 0 x 1 0 4 张彭熹曾对柴达木下古 地逆冲和阿尔金山的压扭 在盆地内形成了一系列平 生界原岩和其上的风化物组合样进行测试对比 原岩 行边缘断裂的箕状断陷 在北部边缘断陷内沉积了 含锶 0 1 l 风化物含锶仅 0 0 0 7 有 9 3 6 的锶在 J K地层 古新世早期开始印度板块俯冲使唐古拉山 风化作用过程中流失了 由此可知 含锶高丰度背景 I 2 l 维普资讯 2 0 0 6 年第5 期 海斟技 的盆地周边和盆地基底岩石在风化作用中迁移汇入古 湖的锶资源总量是相当丰富的 表 1 柴达木盆地各种岩 石锶含量均值简表 地层时代及岩类 S r 均值 1 0 一 S r高值 1 0 一 青海省背景值 维氏值 元古代变质杂岩 古生代沉积岩 浅变质岩 中生代沉积岩 新 生代沉积岩 古生代火山岩 中生代火山岩 超基性岩 基性岩 闪长岩 花 岗闪长岩 花 岗岩 6 3 4 6 8 3 5 0 6 2 3 8 8 1 3 7 4 2 3 4 0 4 0 6 3 2 7 1 3 8 8 4 43 9 8 41 2 0 47 9 6 8 1 o o O 2 5 0 0 1 0 O o 0 1 5 0 0 1 0 O o 0 1 2 0 0 1 O0 0 35 0 0 8 O0 0 3 O0 0 3 5 0 0 2 柴达木盆地盐湖 卤水 中锶 的平均含量 为 5 4 6 1 m g L 约为海水的7 倍 盐湖晶间卤水含锶量 比较高 形成了卤水矿床 含锶高的盐湖基本上沿深 21 7 4 5 1 8 0 1 1 1 9 0 5 0 21 2 0 7 2 35 2 1 41 2 5 1 0 1 41 2 5 4 0 7 3 2 8 0 0 1 9 2 91 3 0 0 1 9 9 4 7 3 0 0 大断裂展布 其高的含锶量与深部断裂上升水的补给 有关 柴达木盆地部分盐湖卤水含锶量见表 2 表 2 柴达木盆地部 分盐湖 卤水 中的锶含量 注 可观察 到有沿断裂上升 的油田水直 接补给盐 湖 除尕斯库勒湖 昆特依湖外 其余资料来 源于参考 文献 1 3 同位素分析结果表明 大风山锶矿 盯 S L 8 6 s r 比 值为0 7 1 1 1 与双气泉富锶深部地下卤水的补给关系 密切 而落于该区地表水 盯 S d 86 S r 比值 0 7 1 2 4 5 和第三 系油 田水 盯 s r比值 0 7 1 1 3 5之间 显示混合来源 4 昆仑山北坡锶背景值 2 1 5 5 4 1 0 柴南缘断 褶带锶背景值 2 2 3 3 6 1 0 盆地周边及基底锶平均丰 度 3 9 7 1 0 据 2 9 4 地区统计 青海锶背景值据青海 省化探队资料计算得来 5 大风山天青石 8 34 S比值为 2 2 3 2 5 9 C D T o 变化范围不大 表 3 反映其硫源单一 比双气泉卤 水的硫同位素值高 与油田 水的 8 34 S比值接近 反映 天青石矿石中的硫与油田水中的硫关系十分密切 4 成矿古地理环境 4 1 新构造运动及沉积环境 2 2 T 表 3 硫 酸盐矿物 卤水 s值 注 除 卤水外 其余矿 物 6 3 4 s值均来源于参考文献 3 柴达木盆地为断陷盆地 自印支运动以来一直处 于凹陷状态 第 四纪时期盆地的发展有很强的继承 性 盆地基底形态与现今盆地 凹隆一致I4 在晚新世时 维普资讯 胄海烈技 2 0 0 6 年第5 期 为统一的古湖 接受了周边陆源碎屑补给 至晚新世 末沉积了万米以上的第三系 晚新世末至早更新世初 发生的第一次新构造运动 使盆地第三系地层褶皱 形成一系列北西向排列的背斜构造和向斜凹地 这些 背斜构造的一部分暴露地表 受到剥蚀和夷平 大部 分背斜构造当时可能处于水下 形成低缓的水下隆 起 这些水下隆起和出露地表的背斜构造的阻隔 使 各向斜凹地之问形成半封闭的沉积环境 晚更新世早期发生的构造运动使阿尔金山隆升 盆地 内第三系背斜带及其两翼中下更新统也一起隆 起 此时各成盐盆地已经没有稳定的地表水体直接补 给 加之气候 日趋干旱 湖水浓缩而出现干盐滩环 境 盐类矿物大量沉积 至晚更新世晚期 盆地真正形成了高山深盆的地 貌 各成盐盆地先后干涸 受构造运动和地貌的控 制 湖水向源收缩迁移 在靠近补给源的凹地内因受 断裂带深部水和地表水的补给 形成钾盐湖和北部新 盐带 从而形成全新统盐类沉积 4 2 古气候条件 自早侏罗世开始 在长达 1 9 0 M a 期问 古气候暖 冷干湿频繁 湖水淡咸丰枯互转 盐类沉淀溶解互变 频繁的状况极有利于锶的富集渐趋饱和 即湖水振荡 浓缩促使锶的富集 距今约 4 5 M a 的晚新世中晚期至 1 1 Ma 前的早更 新世 古气候进人干旱期 柴西古湖中心缓慢向南东迁 移 湖水渐趋咸化 沉积了水退式岩系 在趋于湖心的 中央断块范围内 尤其是西北部的盐湖滨浅湖范围内 的水下凹陷 浅滩中洼地等处的浅水半封闭湖盆 洼 地的动中有静的局部地段或时期沉淀了钙菱锶矿和天 青石 生成沉积型锶矿 4 3 水化学条件 本区锶盐沉积时的水化学条件为 p H 8 9 5 属 弱 中等碱性 从大风山白云质灰岩中碎屑 鲕粒有 褐铁矿氧化边 钙质泥岩中存在褐铁矿染等判断 为 氧化还原电位 E h 0的氧化环境 盐度低于 2 0 0 m g L 的半咸水 微咸水 水型为碳酸盐硫酸盐亚型 由于 水体随气候的变化而浓缩淡化 水动力条件的强弱变 化动荡环境可暂时中止同生沉积型锶矿物的生成 也 可冲碎已有的锶矿物再沉积 从而出现了内碎屑 鲕 核 鲕层及钙泥质基底式胶结物中不同世代同生型锶 矿物共存的现象 4 4 成矿岩相特征 主要成矿岩相是本区陆相含盐岩系下部的钙质泥 岩相一 白云质灰岩相一 内碎屑鲕状灰岩相一 砂砾岩相 尖顶山 前者岩相组合单一 从化学沉积相角度分 析 锶矿物形成于方解石 白云石和石膏相之间的过 渡相 其岩性岩相反映沉淀环境动荡及相对平静水体 交替 与柴达木古湖渐新世水体范围的极不稳定 到 中新世古湖的稳定扩展 至上新世古湖解体和沉积中 心由西向东迁移以及多旋回成盐的湖盆演化一致 从地层资料分析 柴达木盆地大风山锶矿区内主 要含矿地层为上第三系狮子沟组 厚度较矿区外大阁 且呈正相关关系 在矿区中当矿体趋于尖灭时则多出 现石膏碎屑灰岩 石膏钙质泥岩 当含矿层内石膏大 量出现时锶含量突然降低并趋于零 同样矿层沿倾向 也由于石膏含量的逐渐增加而趋于尖灭 这些事实充 分证明了成矿时湖水四周相对要深 湖水深则蓄水量 大 其中所含的成矿物质亦多 环境稳定不但使成矿 物质易于集中 湖盆低洼是沉积处环境相对稳定地 段 有利于天青石矿体形成 而且成矿持续时间长 矿层沉积后易于掩埋 从而形成较厚大的锶矿体 层 5 结论与讨论 1 1柴达木盆地西部锶矿床多形成于干燥气候条 件下的内陆滨浅湖环境中 成矿物质主要来源于周边 山系含锶水的补给 其次有存在少量深部富锶的油田 水 由于蒸发作用使湖水浓缩咸化 湖水中锶浓度随 之增大 达到硫酸锶饱和时天青石沉淀 与碳酸盐 黏土矿物等混杂堆积形成原始天青石矿层 锶矿床成 因类型属于内陆湖泊化学沉积型一陆相硫酸盐组合亚 型 2 从地层组合特点分析 上新世中晚期的古气 候以干旱为主的条件下 出现过多次的相对潮湿期 造成了高山深盆环境中时高时低的水位变化和盐度淡 浓的转换 这种振荡干化的沉积环境 正是形成多层 天青石矿体和规模宏大的矿床的重要条件 3 从盆地 内分布的大风山锶矿床地层资料分析 可知 矿 田内主含矿层较矿 田外厚 且碳 酸盐夹层 较多 在矿 田内矿层的厚度 与主含矿层厚度有 一定 的正相关关系 成矿岩相特征分析表明 主含矿层 形成时湖水较四周相对要深 而且环境还要相对稳 定 湖水深则蓄水量大 其中所含的成矿物质亦多 环境稳定不但使成矿物质易于集中 而且成矿持续 时问长 矿层沉积后易 于掩埋 从而形成 较厚大的 T 2 3 维普资讯 2 0 0 6 年第5 期 膏海斟技 西宁南北过境公路工程 箱梁支架及模板设计 李静 青海省公路建设管理局 青海西宁8 1 0 0 0 1 摘要 长悬臂箱梁弧形外腹板具有良好的美学效果 本文概述了 西宁南北过境公路工程箱梁支架设计 模板设计 及施工方案 关键词 箱粱支架 模板 设计 南北过境公路 西宁 1 工程概况 西宁南北过境公路项 目是西宁市 一环四横十一 纵 城市路网中的一条南北城市主干道 本合同段同 仁路高架桥桩号起止位置为 K O 0 0 0 K 0 7 9 5 3 8 m 全 长 7 9 5 3 8 m 桥梁宽度 1 8 5 m 从北 向南依次跨越胜 利路 五四大街两条主干道 本段桥梁共七联 跨径 设置为 2 5 5 2 4 2 6 0 4 4 2 8 5 3 2 4 2 3 2 5 3 1 O 4 3 2 4 2 3 2 3 3 0 7 5 3 3 0 7 5 梁体采用单箱三室 现浇后张双向预应力混凝土连续箱梁 除 f 3 2 4 2 3 2 1 梁高为 1 7 2 4 m渐变外 其余均为 1 7 m梁高 主梁 采用弧形外腹板 桥梁外悬臂与其保持一致 箱梁顶 面及梁底横向均设 2 横坡 变截面段梁底曲线线形 为抛物线 桥面铺装等厚 主梁支座顶面与梁底间设 楔形块 以保证支座水平 桥面铺装采用 9 c m厚钢筋 砼及 9 c m厚聚酯纤维加强筋沥青砼 2 施工方案综述 跨路箱梁支撑系统搭设以及弧形外腹板钢模的定 位 加固 施工缝问题是本工程的难点 施工 中采取 了针对性的技术措施 以保证工程质量和工程进度 根据施工现场的施工条件及设计文件要求 现浇 连续箱梁施工采用满堂支架现浇工艺 每孑 L 分底板 腹板与顶板两次浇筑成型 本工程满堂支架的搭设选 用碗扣脚手 此种脚手架整体刚度好 跨胜利路和五 四大街两联变截面箱梁支撑系统须设置行车通道 保 证车辆通行 在跨中设置活动支撑墩 具体布设方案 如下 本合同段跨胜利路和五四大街处设两联三跨