青西凹陷下沟组湖相喷流岩中的重晶石矿物成因机理分析

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1、http://www.paper.edu.cn1青西凹陷下沟组湖相喷流岩中的重晶石矿物成因机理分析1122211郑荣才文华国范铭涛汪满福桑廷元廖一陈浩如1成都理工大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室，沉积地质研究院，成都(610059)2中国石油玉门油田分公司甘肃酒泉（735019）；E-mail：zhengrc@cdut.edu.cn摘要：以地质背景、岩石组构和流体包裹体分析为基础，对酒泉盆地青西凹陷下沟组湖相喷流岩中的重晶石矿物进行了成因机理研究。结果表明，重晶石胶结物和碎屑状重晶石的成矿流体为NaCl-H

2、2O体系，温度分别为160～200℃和120～140℃，盐度分别为20～22wt%NaCl和18～20wt%NaCl，33密度分别为1.06～1.2g/cm和1.06～1.11g/cm，成矿压力分别为150～180MPa和30～45MPa，结合锶同位素分析，认为成矿流体属于深循环的下渗湖水与岩浆水共同构成的中低温、中高盐度和中偏高密度混合热卤水。成矿流体经历了早期阶段的热液沸腾作用和混合作用的叠加耦合而形成重晶石胶结物，较晚期阶段热液混合稀释沉淀作用则形成碎屑状重晶石，两者应属于同一热流体不同阶段和不同方式的化学

3、沉淀产物，碎屑状重晶石由于形成于相对远离喷流口的开放系统，有更多大气水（湖水）的注入而使得热流体温度、盐度、密度和压力均有所下降。关键词：湖相喷流岩重晶石流体包裹体成矿流体下白垩统青西凹陷中图分类号：0．引言酒泉盆地青西凹陷下白垩统下沟组（K1g）地层中产有一套厚度巨大的深湖相纹层状、条带状和角砾状非正常沉积成因的“泥云岩”，已有研究成果已证实其为极其罕见的湖相热水沉积的“白烟型”[1]～[3]喷流岩，综合定名为重晶石-钠长石-铁白云石喷流岩。此类喷流岩中发育的重晶石矿物主要以热水角砾岩的胶结物形式产出，其次呈碎

4、屑状和纹层状分布，含量虽少但局部富集。重晶石是海相[4],[5][6],[7]沉积物中常见的自生矿物，特别是在深海沉积环境中最常见，成因主要有化学沉积作用、生[8],[9][4],[10]～[14][15][16]物作用及热液成因，在墨西哥湾北部和秘鲁陆架中部偶见海底冷泉与烃类流体渗漏[17],[18]相伴生而形成的重晶石。重晶石也可形成于部分蒸发岩中。目前，已报道的热液成因重晶石均[11]～[14][10],[19]～发育于海相沉积环境中，常与热液金属矿床伴生，甚至可直接富集形成热液重晶石矿床[20][4]，少

5、数热水重晶石则以自生矿物形式与石英-钠长石原地形成于深海表层沉积物中；而在湖相环境中沉积的热液重晶石矿物尚未见有报道，青西凹陷下沟组湖相喷流岩中重晶石矿物的发现无疑具有极其重要的研究价值，其特殊的矿物组构、成分及其与母岩的赋存关系等所反映出的特定成因意义应该引起重视，本文试图利用岩矿分析、流体包裹体分析手段对其进行深入研究，揭示该矿物的成矿流体特征及成因机理。1．湖相喷流岩地质特征酒泉盆地青西凹陷位于青藏高原东北部的最边缘，位处北祁连与阿尔金两巨型构造带交汇处，2由红南次凹、青西低凸起、青南次凹三个次级构造单元组

6、成，面积约650～800km，下白垩统下沟组湖相喷流岩主要分布于青南次凹南部的深凹陷内（图1），受燕山期NE—NNE走向基底断裂控制，同[21][22]期还有水下玄武岩喷发作用和早白垩世深部热事件活动,这些同沉积断裂和热事件为热水喷流活动和沉积作用提供了有利条件。1本课题得到高等学校博士学科点专项科研基金（项目编号：20060616014）和国家自然科学基金（项目编号：40672073）的资助。1http://www.paper.edu.cn青西凹陷早白垩湖泊水体具有微咸化性质，下沟组富含叶肢介化石和核形石，常见

7、化学沉淀的碳酸盐矿物(白云石、方解石)、热稳定性差的片状方沸石及含铁矿物(黄铁矿)等自生矿物，表明古湖水介质偏碱性，证明下白垩统沉积时断陷湖泊整体上处于封闭一半封闭的强还原一还原[3]环境。垂向剖面上，青西凹陷下沟组湖相喷流岩与正常沉积的暗色页岩不等厚互层组成，夹薄-中层状粉-细粒砂岩，厚800～1000m，分布在[23]半深湖-深湖相沉积区。岩性主要为一套具有微-隐晶质结构和纹层状构造，局部出现特征的图1酒泉盆地青西凹陷下沟组喷流岩发育位置图热水结核结构、热水角砾结构的暗色钠长石-铁Fig.1Distribut

8、ionofexhalativerockinXiagouFormation,LowerCretaceousinQingxiSag，Jiuquan白云石岩、铁白云石-钠长石岩和重晶石-铁白云Basin石-钠长石岩。据薄片鉴定和X衍射资料,热水矿物组分以铁白云石（20%～66%）和钠长石（12%～75%）为主，次为重晶石（5%～20%）、方沸石（2%～18%）、石英（3%～14