各類含鹽巖系剖面中都有各自特定的副礦物,它們雖不具實際利用價值,但卻有指相意義,在地質找礦中有標志性作用。
含堿巖系的副礦物在世界諸堿礦中都有相似之處。吳城和泌陽凹陷兩堿礦中相同的副礦物有碳鈉鈣石、碳鈉鎂石、方沸石、鈉沸石、黃鐵礦;吳城堿礦另有氯碳鈉鎂石、鐵氯碳鈉鎂石,泌陽凹陷安硼堿礦另有水菱鎂礦、菱鐵礦、水硅硼鈉石??梢钥闯?,這些副礦物的化學成分中不是含鈉或富鈉,就是含鎂或富鎂,與堿礦物相伴生。其分布并不均勻,多寡也不相同,有些可構成巖層,如方沸石巖、碳鈉鈣石巖等。
水硅硼鈉石在我國是第一次發(fā)現(xiàn)。世界上一些著名的堿湖都有含硼的硅酸巖礦物出現(xiàn),如硅硼鈉石、水硅硼鈉石、硅硼鎂石、西爾斯石等。它們的出現(xiàn)不僅指示鹵水中硼已有相當高的含量,也可說明水體已成為高硼的堿性水,只有在堿性水中硅才具有足夠的活性。
1.碳酸鹽礦物
含鹽巖系中碳酸鹽礦物非常發(fā)育,常構成含鹽巖系巖石的主要成分,其分布有一定規(guī)律。從對吳城盆地吳城堿礦和泌陽凹陷安棚堿礦的研究表明,碳酸鹽礦物的種類隨湖盆古鹽度的變化而變化,隨鹵水濃度的增高按方解石→白云石的順序依次析出。在含鹽巖系下部的泥巖、鹵泥巖中一般為方解石,巖鹽層及其頂?shù)装鍘r石中則以白云石為主;在橫向上,一部分方解石在盆地邊部先發(fā)生沉淀(如位于泌陽凹陷邊部沖積扇處的泌3井核桃園組上段砂巖膠結物是碳酸鈣并有方解石脈出現(xiàn)),從而增加了湖盆中心水體的鎂鈣比例,有利于白云石的形成,所以從湖盆邊部向中心區(qū)亦是由方解石向白云石的過渡。
2.黏土礦物
黏土礦物是含鹽巖系中除碳酸鹽礦物外的另一種分布很廣的礦物。它們對環(huán)境比較敏感,介質的p H值、Eh值、鹽度和溶液的化學組成等都直接影響到黏土礦物的形成種類。其成分也比較復雜,隨盆地類型和水介質鹽度而異。
含鹽巖系中的伊利石及水云母,主要是由蝕源區(qū)帶到成鹽盆地中的長石等硅酸鹽礦物,在弱堿性環(huán)境(p H≈8)中分解演變而成。一般鹽湖即使在淡化期都具有弱堿性環(huán)境,所以水云母或伊利石的分布最為普遍。蒙脫石形成則要求較強堿性環(huán)境(p H≈9~10)。以這種鹽度標志分析上述兩個堿礦沉積環(huán)境可以看出,吳城盆地在鹵水演化過程中,長期處于較強的堿性環(huán)境中,雖有淡化期但為時都不長久,因此在300余米的剖面上出現(xiàn)了100余層以上密集的堿層沉積。與這種鹽度(0.5%)相適應的是演化時所處的較強還原環(huán)境(Eh= +50~ -50m V)。泌陽凹陷鹽類沉積時期所處的堿性還原環(huán)境不及前者強,因此在比吳城盆地經(jīng)歷的成鹽期長得多的地質歷史時期中,在1300余米的剖面上,僅有稀疏分布的10余層堿層沉積,在此之外的則是長期處于相對淡化環(huán)境中。
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