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兰坪-思茅盆地与楚雄盆地古新统含盐系地球化学特征对比兰坪-思茅盆地与楚雄盆地古新统含盐系地球化学特征对比 张从伟1,2，高东林1，张西营1,2，唐启亮1，时林1,2 （1.中国科学院青海盐湖研究所， 青海 西宁 810008； 2.中国科学院研究生院， 北京 100039 摘 要摘 要云南兰坪-思茅盆地和楚雄盆地都是含盐盆地，沉积了广泛的古近纪古新统含盐地层。通过对所 采样品的地化指标及前人研究成果的分析， 认为兰坪-思茅盆地内古新统含盐系成盐阶段的卤水浓缩程度 呈由北向南逐渐升高的趋势,其总体浓缩阶段高于楚雄盆地，成盐成钾条件优于后者。前者的物质来源可 能以古海水为主，后者则显示其成盐环境可能为内陆湖盆。 关键词兰坪-思茅盆地;楚雄盆地;地化特征;成矿物源;成盐条件 关键词兰坪-思茅盆地;楚雄盆地;地化特征;成矿物源;成盐条件 1 概况 1 概况 云南兰坪-思茅盆地位于西部澜沧江缝合线与东部金沙江缝合线之间，受澜沧江深断裂 和金沙江-哀牢山深断裂的夹持， 呈北西-南东向带状展布,北部为昌都盆地,向南延入老挝泰 国境内,与呵叻高原毗邻[1]。滇中楚雄盆地位于兰坪-思茅盆地东部，夹持于哀牢山造山带和 丽江台缘褶皱带与扬子克拉通之间,盆地东侧以元谋-绿汁江断裂为界，西侧以程海-宾川断 裂为界，西南与红河断裂和哀牢山造山带毗邻，总体形态呈北宽南窄的倒三角形[2,3]（图1）。 图图1 兰坪一思茅盆地及邻区构造图（改自[4]） Fig.1 Structural sketch map of Lanping-simao area 基金项目基金项目中国科学院知识创新工程重要方向项目（KZCX2-YW-344） 作者简介作者简介张从伟（1979-） ，男，硕士研究生，主要从事地球化学方面的研究. E-mail20514616 2 区域地质概况 区域地质概况 2.1 区域构造与演化 区域构造与演化 兰坪-思茅盆地位于印度、欧亚板块以及其间特提斯洋相互作用而成的[5,6]、有过多次洋 盆开合、 多个陆块拼贴和多次造山的特提斯-三江造山带上[7],其形成演化与该造山带密切相 关。在古特提斯洋于晚二叠世关闭之后，伴随中、新特提斯构造演化，位于扬子大陆西缘的 滇西地区发生开合构造运动。中三叠世，伴随中特提斯洋开启，地壳拉张裂陷，兰坪-思茅 中生代盆地原型开始形成， 并开始演化[8]。 其演化经历了裂前隆起 （P2-T1） 、 陆内裂谷 （T2-J3） 、 陆内裂谷消亡（K-E 末）和走滑变形（E 3 -Q）四个阶段 2 22 [1,8-10]。 楚雄盆地位于扬子板块的西南缘,盆地形成于晚三叠世印支晚期，经历了自印支期以 来的多期次构造运动，具有复杂的构造形态，侏罗纪逐步过渡为陆内拗陷盆地[2,3]。现今的 楚雄盆地是一个受后期构造,尤其是红河断裂强烈改造的残缺盆地。 相对而言,盆地的北部保 存较好[11]。 早侏罗世时，点苍山-哀牢山一线已经隆起，形成一堵南北向的墙，将兰坪-思茅盆地和 滇中盆地完全分隔开[12]，兰坪-思茅盆地在以后的演化中经历过多次海侵图2。古新世至 始新世中期，原有的统一大湖盆因蒸发而解体，变为若干浅水湖或干盐湖。因盆地内部深断 裂的控制和造山运动的影响，使得原有含盐盆地受到强烈改造和破坏[1]。 海 水 面 镇康海盆 澜 或 沧 水 江 下 群 高 岛 地 西 区东 区 思 茅 海 盆 哀 牢 山 滇中内陆 盆地 图图2 中侏罗世古地理景观剖面示意图[12] Fig.2 The schematic profile of ancient geographical landscape in Middle Jurassic 2.2 区域沉积建造 区域沉积建造 兰坪-思茅盆地沉积建造主要由三叠系、 侏罗系、 白垩系组成,其上局部叠加覆盖新生代 地层，有些层系有不同程度的缺失[8]。区内最重要的含盐含钾层为古新统勐野井组，北部兰 坪盆地叫作云龙组。目前我国唯一一处具有开采价值的古钾盐矿床-江城勐野井钾盐床就位 于此层。 滇中楚雄盆地内发育了巨厚的古生界-新生界海相到陆相的碳酸盐岩和碎屑岩沉积，沉 积盖层主要为广泛分布的中-新生界地层， 古生界及早-中三叠世地层仅零星出露于盆地周边 及外围地区[3]。区内沉积的古新统元永井组是其重要的含盐层位，可与兰坪-思茅盆地勐野 井组（云龙组）对比[13]。 3 地化特征对比分析 地化特征对比分析 本次共采取具有代表性的古新统同一层位岩盐样品 13 个（取样地点见图 1） 。其中兰坪 -思茅盆地北部乔后盐矿 2 个，中南部磨黑盐矿 2 个，南部江城勐野井 5 个，滇中楚雄盆地 一平浪元永井 4 个，对这些样品分别做了 XRD 矿物成分分析、镜下观察及常、微量元素分 析。 3.1 盐类矿物特征分析 盐类矿物特征分析 盐岩 XRD 分析结果及镜下观察表明，样品主要成分均为石盐岩，仅兰坪-思茅盆地中、 南部样品含少量钾石盐矿物。 乔后样品矿物组合为石盐，硬石膏，其中见少量包裹体；磨黑样品矿物组合为石盐、 石英、硬石膏、含少量钾石盐，泥砾碎屑矿物较多，可能与成盐环境比较动荡有关，未见包 裹体发育；江城勐野井样品矿物组合为石盐、硬石膏、含少量钾石盐，包裹体大量发育；一 平浪样品矿物组合为石盐、硬石膏、钙芒硝，见少量包裹体发育。 从区域分布来看，兰坪-思茅盆地北部边缘的乔后未见钾石盐，磨黑出现少量钾石盐， 而江城样品中钾石盐明显增多； 楚雄盆地一平浪样品中未见钾石盐， 且有一般见于陆相的蒸 发岩矿物钙芒硝出现。 3.2 盐岩地球化学特征分析 盐岩地球化学特征分析 3.2.1 K ＋的地球化学特征分析 K ＋的含量及其变化可直接反映卤水成盐和矿化阶段，对研究古卤水的蒸发浓缩过程和 成盐作用具有重要意义。 所采样品中，乔后的K ＋含量为 0.063～0.067；磨黑为 0.36～0.46；勐野井为 0.39～ 8.03；一平浪的K ＋含量为 0.053～0.062。取各自的K＋含量平均值得其变化趋势如图 3 所 示 0.0570.065 0.409 3.337 0 1 2 3 4 一平浪乔后磨黑江城 K 含量含量 图图 3 K含量（）变化趋势图 Fig.3 The trend of K ＋ content（） 从图3可以看出，一平浪元永井石盐样品中K ＋含量为最低，与乔后接近。兰坪-思茅盆 地内乔后盐矿样品的K ＋含量低于磨黑，江城勐野井最高，呈逐渐上升趋势。曲一华[1]等对盆 地析盐组合变化进行分析后，认为兰坪-思茅盆地的成盐卤水是由北向南逐渐浓缩的，上图 反映的K含量变化趋势也符合此观点。当石盐中钾含量大于0.09时，成卤母液中开始有钾 石盐析出，继续蒸发就进入钾盐沉积阶段，有大量的钾石盐及光卤石析出[14]。从数据来看， 一平浪的成盐卤水没有达到钾盐矿化阶段，兰坪-思茅盆地乔后也没有，而至中南部磨黑时 已达钾石盐矿化阶段，江城勐野井矿化程度最高。 3.2.2 Br 的地球化学特征分析 Br主要赋存于海水中，盐类矿物中的Br含量和Br103/Cl系数值对成盐卤水浓缩程度和 成盐阶段具有明显的指示意义[15,16]，通过与典型海相沉积的石盐和钾石盐的Br含量和 Br103/Cl系数值对比可指示物源[17,18]。 乔后样品中Br含量为 2810-6～3610-6， 磨黑为 7110-6～10910-6， 勐野井为 17010-6～ 56010-6之间，一平浪样品均低于检测限。不同取样点Br103/Cl系数平均值变化趋势如图 4 所示。 0 0.054 0.174 0.574 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 一平浪乔后磨黑江城 Br103/Cl 系数值系数值 图图 4 Br103/Cl系数值变化趋势图 Fig.4 The trend of Br103/Cl coefficient value 可以看出，兰坪-思茅盆地乔后样品Br103/Cl系数值低于磨黑，江城勐野井最高，也反 映了成盐卤水由北向南逐渐浓缩的趋势。 海水中Br的平均含量为 6510-6，河水仅 0.00610-6[19]。海相蒸发石盐的Br含量和 Br103/Cl系数值分别为 7010-6～26010-6和 0.11～0.43 之间，钾石盐分别为 137010-6～ 266010-6， 2.9～4.0[15]。 一平浪样品Br含量低于检测限， 显示其成盐环境很可能为陆相湖盆， 也可能是大气水的强烈淋滤所致。乔后样品的Br含量和Br103/Cl系数值低于海相石盐岩但 又高于陆相石盐岩，应该与其处于兰坪-思茅盆地北部且处于边缘，有较强的陆源水体补给 有关。磨黑的Br含量和Br103/Cl系数值与海相沉积的石盐岩十分吻合，反映其成盐卤水可 能主要来源于海水。 江城样品处于海相石岩盐和钾盐岩之间， 应该与样品中混有较多的钾石 盐有关，也反映出海水可能为其提供了主要的物质来源。 3.2.3 Mg2的地球化学特征分析 张彭熹[20]等根据察尔汗盐湖原生石盐包体流质中Mg2 ＋和Na＋的分析数据认为成盐卤水 中的Mg2 ＋含量能够间接反映卤水浓度的变化。 当成盐卤水浓缩至石盐析出阶段但尚未达到钾石盐析出阶段时，卤水中的K ＋和Mg2＋浓 度将同时随着卤水矿化度的增大而增高，K ＋和Mg2＋主要以混入物的形式进入石盐中，石盐 中的K ＋和Mg2＋含量主要取决于其母卤中这两种离子浓度的大小。当成盐卤水浓缩至钾石盐 析出但尚未达到光卤石析出阶段时， 卤水中K ＋浓度由于钾石盐的析出而明显降低， 而Mg2＋浓 度则进一步增加，形成的钾石盐岩中Mg2 ＋仍然以混入物的形式出现，此时Mg2＋含量的增加 远不如K ＋含量的增加明显，但较之石盐沉积阶段Mg2＋含量应当明显较高。因此，高钾阶段 的石盐中Mg2 ＋含量要高于低钾阶段，石盐岩中的K＋和Mg2＋含量应当具有一致的变化趋势 [15,21]。上述K＋和Mg2＋含量的变化关系只是一种理想情况，在自然成盐成钾条件下，由于温 度和盐类矿物的结晶速度的变化以及沉积时粘土矿物含量的变化等原因， 将导致盐岩中这两 种离子含量关系的复杂化[15]。 所采样品中，乔后样品中Mg2 ＋含量为0.0011～0.0065；磨黑为0.06～0.31；勐野井为 0.0027～0.028之间；一平浪的Mg2 ＋含量为0.0008～0.0092之间。取各自的Mg2＋含量平均 值得其变化趋势如图4 0.0035 0.0038 0.18 0.0131 0 0.05 0.1 0.15 0.2 一平浪乔后磨黑江城 Mg2 含量含量 图图 5 Mg2 ＋含量（）变化趋势图 Fig.5 The trend of Mg2 ＋ content（） 据图分析，一平浪样品的Mg2 ＋含量最低，乔后样品的Mg2＋含量低于磨黑与江城样品， 磨黑最高。总体为一平浪地区的Mg2 ＋含量低于兰坪-思茅盆地，兰坪-思茅盆地北部样品的 Mg2 ＋含量低于中、南部，仍可得出楚雄盆地一平浪地区成盐卤水浓缩阶段最低，兰坪-思茅 盆地内北部成盐卤水浓缩程度低于中、南部的结论。 依上文前人的研究结论，江城勐野井的卤水浓缩程度最高，其Mg2 ＋含量也应该最高才 是，不应低于磨黑的Mg2 ＋含量值，而实际上却是比磨黑样品的Mg2＋含量值低许多。磨黑样 品为泥盐共生的泥砾岩，含有大量细小泥质颗粒，而勐野井样品相比较为纯净，因此粘土矿 物对Mg2 ＋的吸附作用很可能是导致此结果出现的原因。此推测尚需做一些Mg2＋含量与细小 泥质颗粒含量关系的工作来验证。 3.2.4 Li ＋、Rb＋的地球化学特征分析 Li ＋和Rb＋具有相似的地球化学性质，它们主要以类质同象和吸附的形式存在于碳酸盐 和粘土矿物晶格中，同时，随着卤水的蒸发浓缩，它们在高浓度卤水中逐渐富集并以类质同 象的形式代替K ＋而进入盐类矿物晶格中形成固溶体[21]。根据高浓度卤水中Li＋和Rb＋与K＋的 代替关系，卤水矿化度越高，则这两种离子的富集程度也越高，形成的盐类沉积物中Li ＋和 Rb ＋的含量也相应越高。前人研究发现[12,15]，Li＋在勐野井钾盐矿床盐岩中的含量近于零， Rb ＋主要赋存于钾盐岩中，Li＋和Rb＋与K＋具有基本一致的变化趋势。 所采样品中，只在江城勐野井的一个样品中测到了Li ＋，含量为0.00022，测到Rb＋含 量的样品也只有一个，数值为0.00024，而乔后、磨黑、楚雄一平浪的样品均未测到Li ＋和 Rb ＋。因勐野井样品K＋含量远高于其它样品，且Li＋和Rb＋与K＋具有基本一致的变化趋势， 所以此结果的出现也是非常合理的。 3.2.5 B、Cl同位素地球化学特征分析 B是易溶元素，在含水流体中广泛存在，具有两种稳定同位素10B和11B，相对丰度分别 是 19.90和 80.10[22]。由于B在自然界中分布较集中，平均丰度低，且10B和11B之间相对 质量差大，分馏效应显著，不同地质体中δ11B值明显不同，与生成环境密切相关，因此可以 作为判定B来源的有效示踪剂和指相标志[23-26]。前人在这方面已取得很多成果，如对我国柴 达木地区盐湖开展的B同位素研究就对该区盐湖的成盐环境及物源做出了明确的判断 [27,28]。 石盐中B的含量很低，以流质包体和与其他盐类矿物共沉淀两种形式存在，盐湖沉积中 石盐和卤水之间的B同位素分馏很小，平均值为 0.997，石盐沉积的B同位素组成的变化记录 了石盐沉积时卤水B同位素组成变化的信息，就目前而言，此方面的研究较少[27]。 因本次采集的盐岩样品中 B 含量普遍较低（一平浪样品基本上均低于检测限），且样 品有限，所以只选取了乔后 1 个样品和江城 3 个样品做了 B 同位素的测定，见表 1。 表表 1 兰坪-思茅盆地 B 同位素组成 Table 1 Boron isotopic compositions of Lanping-Simao Basin 样号 δ11B‰ 误差‰ QH-1 -1.54 0.54 JC-1 15.64 0.03 JC-2 19.10 0.13 JC-3 9.44 0.51 注 QH-乔后；JC-江城 海水的δ11B值为 40‰，陆相成因的蒸发岩一般较之要低[29]，从表中数据来看，兰坪-思 茅盆地盐岩的δ11B值在-1.54～19.10‰之间，与海水的 40‰相差甚远，而与柴达木陆相盐湖 的δ11B值（-5.0～25.8‰）[27]相似，从而支持了兰坪-思茅盆地古新统勐野井组的成盐环境为 陆相的观点。 前人[1,30-31]研究认为， 兰坪-思茅盆地与老挝、 泰国边境的呵叻盆地处于同一条构造带上， 盆地的形成与构造演化、成矿时代、含盐系特征、盐矿床地质及物质组分等都有诸多相似之 处， 三者实际上属于同一条成矿带， 其成盐母液卤水组成具同缘性,兰坪-思茅盆地卤水是由 呵叻盆地经万象平原向北迁移所致。已知老挝甘蒙钾盐矿床为海水成因，其盐岩的δ11B值在 19.91～31.01‰之间[32]，兰坪-思茅盆地南部江城样品的δ11B值基本与其接近，而北部QH-1 样品的δ11B值则较之明显偏低。结合前面Br103/Cl系数值内容分析，说明该区海退残存的古 海水可能为其提供了成矿物源， 与老挝甘蒙钾盐矿床相比本区经历了较强烈的后期改造及陆 源水体的补给（尤其是北部）。 Cl元素在自然界中有35Cl和37Cl两种稳定同位素。蒸发岩沉积过程中δ37Cl值具有独特的 变化趋势，对于判断成盐古卤水的蒸发浓缩程度、矿床的成矿阶段、划分蒸发岩的沉积旋回 和重现古盐湖的演化过程都具有明确的指示作用,是研究不同流体的演化和各种相关矿床成 因的良好地球化学参数[15,33]。 因前人[15]已对江城勐野井盐岩的δ37Cl值做过大量工作（得其值为-1.26～1.46‰），所以 本次只选取了乔后的样品做了δ37Cl值测定，得其值为-0.20‰，处在江城勐野井盐岩样品的 区间之内。一般来说，随着成盐卤水蒸发程度的升高，δ37Cl值会随之降低[34]，因盆地北部 样品有限，所以仅从δ37Cl值的变化上尚难以得出兰坪-思茅盆地成盐卤水在空间上由北向南 逐渐浓缩的结论。江城盐岩样品δ37Cl值分布范围很大，应该与其采自沉积序列中不同的深 度位置有关[15]，说明在成盐过程中经历了多次浓缩淡化沉积旋回。 前人[35,36]研究表明， 卤水中的δ11B值随pH值的降低而逐渐升高,δ37Cl值则随pH值的降低 而逐渐降低，两者呈负相关关系，由此可讨论成盐卤水pH值与这两者之间关系的变化。但 因本次研究中可做B同位素测试的样品有限，江城样品又缺乏与δ11B值相对应的具体δ37Cl值 数据，所以并没有进行这方面的分析，以后可考虑做些补充工作。 4 结论与讨论 结论与讨论 通过对兰坪-思茅盆地与滇中楚雄盆地的古新统含盐系盐类矿物特征和盐岩地球化学特 征的对比分析，并结合前人研究成果，可以得出 1） 兰坪-思茅盆地古新统含盐系成盐期卤水总体浓缩阶段高于楚雄盆地， 其成盐成钾条 件优于后者。地球化学指标验证了兰坪-思茅盆地古新统含盐系的成盐卤水呈由北向南逐渐 浓缩趋势，盆地南部的成盐成钾条件优于北部。 2） 兰坪-思茅盆地古新统含盐系的成盐卤水可能主要来源于残存古海水， 北部受陆源水 体补给较强，楚雄盆地古新统含盐系的成盐环境可能为内陆湖盆。至于蒸发程度对兰坪-思 茅盆地成盐期卤水的控制作用尚有待于δ37Cl值与δ11B值关系的研究来印证。 3）因许多矿点的关闭及水采法的应用，致使兰坪-思茅盆地北、中部所采样品有限，若 能在以上地区取得更多的研究样品则可得出更为深入的结论。 对于物质来源的分析， 还有待 于进行具有良好物源指示意义的 Sr 同位素等指标的研究以便得出更准确的结果。 致谢致谢 本次野外工作得到了云天化集团云南盐化股份有限公司的很多支持与帮助， 中科 院青海盐湖研究所分析测试部的冉广芬、王波、吕亚平老师参加了室内化学分析，在此一并 表示感谢 参考文献 参考文献 [1] 曲一华,袁品泉,帅开业,等.兰坪思茅盆地钾盐成矿规律及预测[M].北京地质出版社,1998. 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Comparasion of Geochemistry Characteristics in Palaeocene Salt-bearing Strata of Lanping-Simao Basin and Chuxiong Basin ZHANG Cong-wei1,2，GAO Dong-lin1，ZHANG Xi-ying1，TANG Qi-liang1，SHI lin1,2 1．Qinghai Institute of Salt Lakes，Chinese Academy of Sciences，Xining，810008，China； 2．Graduate University of Chinese Academy of Sciences，Beijing，100039，China Abstract Yunnan Lanping-Simao Basin and Chuxiong Basin are both important basins containing extensive salt deposit of Paleogene Paleocene. Based on the Geochemistry Characteristics analysis of the Samples which We obtained and previous research, the results show that the trend of the degree of brine concentration in Paleocene of Lanping-Simao basin Was gradually increased from north to south. The overall degree of brine concentration in Lanping-Simao basin is higher than Chuxiong basin, And the Salt or Potash ore-ing environment in Lanping-Simao basin is better than Chuxiong basin too. The main material sources of the salt deposit in Lanping-Simao basin may be archaic seawater, and the salt ore-ing environment of Chuxiong basin may be inland salt lake. Key Words Lanping-Simao basin; Chuxiong basin; Geochemistry characteristics; material source; Salt deposit ore-ing
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