澤錯——西藏阿里地區(qū)·筆記

西藏阿里地區(qū)澤錯大型鹽湖鋰礦調(diào)查評價時遇險,同一天內(nèi)遭遇了陷車、偶遇野熊、爆胎等險情。圖為越野車在5200米雪域高原陷車后推車場景。?
2016—2018年中國地質(zhì)調(diào)查局天津地質(zhì)調(diào)查中心聯(lián)合西藏自治區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第五地質(zhì)大隊組建鹽 湖調(diào)查隊伍,針對西藏羌塘盆地西段澤錯鹽湖開展調(diào)查評價工作,探獲大型鋰(硼)礦產(chǎn)地1處。澤錯湖表水體長 16.3 km,寬3.3~11.3 km,湖表面積113.8 km2 。湖水深度變化較大,四周水較淺,逐漸向中間變深,最深處達(dá)44 m,湖 水平均深度為24 m,湖面海拔4940 m。澤錯鹽湖位于藏北羌塘—三江復(fù)合板塊內(nèi),礦區(qū)第四紀(jì)地層可劃分為更新 統(tǒng)湖積,全新統(tǒng)現(xiàn)代湖水,全新統(tǒng)沖洪積,全新統(tǒng)沖積和全新統(tǒng)湖積。湖盆可劃分基巖裂隙水層、亞砂土孔隙含水 層、亞黏土孔隙含水層和湖表鹵水4個水文地質(zhì)單元。經(jīng)計算直接補(bǔ)充到湖盆表面的大氣降水量為1.081×107 m3 /a, 地表水補(bǔ)給湖水量為8.262×107 m3 /a,地下水補(bǔ)給量為2.052×107 m3 /a,澤錯年補(bǔ)給水量為11.395×107 m3 /a左右。自然 蒸發(fā)為澤錯湖盆的主要排泄方式,澤錯湖水年蒸發(fā)量為12.745×107 m3 /a,年均水量變化值為1.35×107 m3 /a,地表水補(bǔ) 給湖水帶入的總鹽量為7.8×104 t/a。澤錯湖盆鹵水中主要成鹽元素有Cl- 、Na+ 、SO4 2- 、K+ 、CO3 2- 、HCO3 - 、B2O3、Mg2+ 、 Li+ 等,平均礦化度41.57 g/L,pH值為9.31,澤錯湖水為高礦化度鹽水,水化學(xué)類型為硫酸鈉亞型。澤錯鹽湖LiCl平 均品位為 376.02 mg/L,LiCl 資源量為 102.68×104 t,遠(yuǎn)景規(guī)模達(dá)到大型;B2O3平均品位為 840 mg/L,B2O3資源量為 229.38×104 t,遠(yuǎn)景規(guī)模達(dá)到大型。在綜合分析鋰、硼資源需求、提鋰技術(shù)、鹽田建設(shè)、氣候條件、經(jīng)濟(jì)價值等方面的基 礎(chǔ)上,對澤錯鹽湖的開發(fā)利用前景進(jìn)行了展望。
澤錯鹽湖位于西藏自治區(qū)阿里地區(qū),屬日土縣 管轄。中心地理坐標(biāo):79°47′E,34°10′N,該湖湖表 水體長 16.3 km,寬 3.3~11.3 km,面積 113.8 km2 ,湖 水最深處達(dá) 44 m,平均深度 24 m,湖面海拔 4940 m。湖區(qū)有簡易小路向東行駛約 100 km 可到達(dá) G219 國道,由 G219 國道向南行駛約 50 km 可到達(dá) 日土縣,繼續(xù)向南行進(jìn)約130 km可到達(dá)獅泉河,向 東沿黑—阿公路行駛1400 km可到達(dá)那曲地區(qū),交 通較為不便。
澤錯湖盆地質(zhì)特征
澤錯鹽湖位于藏北羌塘—三江復(fù)合板塊內(nèi),板 塊南以班公錯—怒江縫合帶(孫立新等,2011;劉 良志等,2018)為界,北為南昆侖—巴彥喀拉地塊 (圖1)。 區(qū)域內(nèi)主要出露石炭系、二疊系、第四系(圖 2)。下二疊統(tǒng)—上石炭統(tǒng)展金組(C2-P1z)主要出露
于湖盆東部,巖性為石英砂巖、長石石英砂巖、砂質(zhì) 板巖夾板巖、千枚巖。下二疊統(tǒng)曲地組(P1q)是一套 以細(xì)粒石英砂巖、粉砂質(zhì)板巖、板巖為主的細(xì)碎屑 巖,局部夾有少量砂巖,近頂部板巖中夾泥灰?guī)r透 鏡體(黃東榮等,2017)。中二疊統(tǒng)吞龍共巴組(P2t) 下部為粉砂巖、石英砂巖、長石石英砂巖、泥巖夾煤 線;中部為灰?guī)r夾砂巖、粉砂巖;上部為巖屑石英砂 巖、石英砂巖、鈣質(zhì)頁巖等。中二疊統(tǒng)龍格組(P2l) 巖性為生物碎屑灰?guī)r、灰?guī)r,局部夾少量砂巖(畢志 偉,2017)。始新統(tǒng)中新統(tǒng)松西組(E2—N1s)巖性為 紫紅色復(fù)成分礫巖、含礫長石巖屑砂巖、凝灰質(zhì)長 石砂巖、沉凝灰?guī)r等。 第四系主要分布于河床兩岸階地、湖濱地帶、 寬緩的山坡、冰川前緣等地段(圖2)。按地層沉積 類型可劃分為更新統(tǒng)湖積(Qp),l 全新統(tǒng)現(xiàn)代湖水 (Qhlw),全新統(tǒng)沖洪積(Qhapl),全新統(tǒng)沖積(Qhal)和 全新統(tǒng)湖積(Qh)。l 更新統(tǒng)湖積(Qp)l 分布于澤錯湖 盆西部,其上層為黃褐色含黏土砂礫層,下層為黃 褐色含砂黏土層。全新統(tǒng)現(xiàn)代湖水(Qhlw)分布于澤 錯湖盆中部,為湖表鹵水。全新統(tǒng)沖洪積(Qhapl)為 土黃色含礫黏土砂層,分布于澤錯鹽湖的西部和東 部。全新統(tǒng)沖積(Qhal)呈枝狀展布于湖盆西部、北 部和南部,以砂礫石、砂、泥等松散堆積物為主,少 量弱固結(jié)的砂礫石層堆積。全新統(tǒng)湖積(Qh)l 主要 分布于澤錯鹽湖周緣,以礫、粉砂黏土為主,少量灰 色細(xì)砂。 白堊紀(jì)黑云二長花崗巖廣泛分布于澤錯湖盆 北東部及北西部(圖2),部分巖體被雪山覆蓋。黑 云二長花崗巖整體呈灰白色,中細(xì)?;◢徑Y(jié)構(gòu),塊 狀構(gòu)造,局部可見弱褐鐵礦化及綠泥石化現(xiàn)象。 SHRIMP鋯石U-Pb年齡顯示該巖體的侵位時代為 107~123 Ma(韓帥等,2019),侵位于黑云二長花崗 巖中的白云母二長花崗巖的 40Ar-39Ar 年齡為 101 Ma(鐘華明等,2006),因此可確定其是燕山晚期的 產(chǎn)物(鐘華明等,2007)。湖盆東部少量可見輝綠玢 巖侵入于早二疊世地層中,并與地層同時卷入褶 皺,花崗閃長斑巖分布于澤錯湖盆東部,呈巖株、巖 瘤狀產(chǎn)出,出露面積較?。▓D2)。 澤錯湖盆斷裂構(gòu)造發(fā)育,以東西向斷裂為主干斷 裂。東西向斷裂包括那布拉達(dá)坂—展窮南逆斷層、西 藏溝—龍頭山正斷層和紅黃嶺南—絨強(qiáng)馬秋斷層,斷層規(guī)模相對較大,其他方向斷裂規(guī)模相對較小。
澤錯湖盆水文地質(zhì)特征
水文單元劃分 按照含水介質(zhì)和水質(zhì)類型,澤錯湖盆可劃分基 巖裂隙水層、亞砂土孔隙含水層、亞黏土孔隙含水 層和湖表鹵水4個主要水文地質(zhì)單元(圖3)。 基巖裂隙水是澤錯湖盆地下水和地表水的主 要補(bǔ)給源區(qū),分布于澤錯湖盆東部和西南部海拔 5100~5300 m的基巖山區(qū),該地區(qū)巖石裂隙發(fā)育,受 長期風(fēng)化淋濾和地表水沖刷影響常形成切割較深 的溝谷。基巖裂隙水在豐水期呈河流和泉群的形 式形成地表徑流,在枯水期和平水期呈地下潛流形 式匯入湖泊?;鶐r裂隙水的隱伏側(cè)向補(bǔ)給和地表 徑流強(qiáng)烈滲漏是地下水獲得補(bǔ)給的主要途徑。基巖分布區(qū)主要為花崗巖體,常年性流水?dāng)y帶了豐富 的K+ 、Na+ 、Cl- 、SO4 2- 、CO3 2- 、Li+ 、B2O3等元素,為下游 鹽類礦物的富集成礦奠定了基礎(chǔ)。 亞砂土孔隙含水層的含水介質(zhì)為沖洪積松散 堆積的含黏土(黏土質(zhì))砂礫層、含黏土砂層、砂礫 層、砂土層等,主要分布于湖盆東西兩側(cè)及北側(cè)的 山麓堆積帶,是地下水的主要徑流地帶。 亞黏土孔隙含水層分布在澤錯湖盆周邊湖漫 灘、湖濱地帶,以湖相沉積為主,含水介質(zhì)以細(xì)砂、 含礫砂黏土、砂質(zhì)黏土等為主,分選性較好。 湖表鹵水位于澤錯湖盆沉降的近中心地帶,是 整個湖盆地表水和地下水的最終歸屬地,也是鹽分 最終積累的場所,垂直蒸發(fā)是唯一的排泄途徑。 3.2 水的補(bǔ)給、徑流和排泄 澤錯湖盆水的補(bǔ)給方式主要為大氣降水、地表水和地下水3部分。由于湖盆四周封閉,蒸發(fā)是湖 水排泄的唯一途徑。 大氣降水是湖泊地表水和地下水的主要來源, 它以3種不同的形式匯入湖盆:(1)直接補(bǔ)給到湖盆 表面湖水中;(2)將匯水流域內(nèi)的大氣降水以河流 水的形式流入湖泊中;(3)通過基巖裂隙和松散沉 積物孔隙進(jìn)入地下,又將其中一部分以泉或地下徑 流的形式流入湖泊。 按照區(qū)內(nèi)自然地理以及氣象站資料(年均降水 量約95 mm/a),直接補(bǔ)充到湖盆表面的大氣降水量 為113.8×106 ×0.095=1.081×107 m3 /a。通過對澤錯鹽湖周邊河流分3次進(jìn)行觀測(表1),測得澤錯湖盆周 邊地表水流平均補(bǔ)給量約為2.62 m3 /s,大致計算澤 錯年均地表水補(bǔ)給湖水量為2.62×60×60×24×365= 8.262×107 m3 /a。地下水補(bǔ)給量根據(jù)湖盆匯水區(qū)面積 的降水量和匯水面積巖性的降水入滲系數(shù)進(jìn)行概 算,區(qū)內(nèi)主要出露砂巖、泥巖、花崗巖和第四系松散 沉積,按照降水入滲系數(shù)的平均值(0.18)進(jìn)行計算, 匯水面積按照遙感影像圖圈定,約為1200 km2 ,計算 可知地下水量為:0.18×1200×106 ×0.095=2.052×107 m3 /a。因此,澤錯湖區(qū)水補(bǔ)給總量為地表水、地下水 和大氣降水之和,約為11.395×107 m3 /a。 澤錯湖盆地表水主要有兩種徑流模式,一是由 湖盆高處沿河道直接匯入湖盆;二是地表水滲透到 地下,由地下徑流匯入湖泊。地下水的運(yùn)移模式有 兩種:其一為水平方向的運(yùn)移,地下水以基巖裂隙 水、第四系孔隙水或承壓水的形式直接補(bǔ)給湖水; 其二為越流補(bǔ)給,基巖裂隙水、第四系孔隙水或承 壓水由高處流經(jīng)低洼處的同時滲出地表,通過地表 徑流的方式補(bǔ)給湖水,如泉水露頭、地下河露頭等。 澤錯湖盆地表水和地下水的排泄方式主要是自 然蒸發(fā)。由于地下水以及地表流水在流經(jīng)湖泊過程 中,地面蒸發(fā)較小,對湖泊水的補(bǔ)給、排泄關(guān)系影響 不大,因此湖泊排泄方式主要為湖面蒸發(fā)。澤錯湖 表面積113.8 km2 ,年均蒸發(fā)量約為1600 mm,實(shí)際蒸 發(fā)量按氣象站提供蒸發(fā)度的70%計算,澤錯湖水年 蒸發(fā)量為:113.8×106 ×1.6×0.7=12.745×107 m3 /a。 3.3 鹽的補(bǔ)給量 澤錯湖盆的鹽量主要以地表河流及泉眼的形 式補(bǔ)給,通過河水、泉眼年補(bǔ)給湖水的含水鹽量進(jìn) 行計算,考慮到藏北地區(qū)冬長夏短,常年流水時間 以一個季度計算。因此,地表水補(bǔ)給湖水帶入的總 鹽量為7.8×104 t/a(表2)。野外工作中未發(fā)現(xiàn)明顯泉 眼,地下水、大氣降水的礦物元素含量參照河流礦 物含量。 3.4 礦區(qū)水鹽均衡狀態(tài) 澤錯湖盆年均水補(bǔ)給量約為 11.395×107 m3 /a, 年均蒸發(fā)量約為 12.745×107 m3 /a,水量變化值約為 1.35×107 m3 /a,表明澤錯湖盆水補(bǔ)給量與蒸發(fā)量基本 呈穩(wěn)定狀態(tài),整體呈較小的縮小狀態(tài)。 澤錯湖盆為封閉的內(nèi)陸盆地,湖表水體中鹽分 在自然狀態(tài)下不會流失,因此湖表水體鹽量只有收入無支出。水文地質(zhì)特征顯示,澤錯湖盆為地表水 和地下水的最終排泄匯集場地,也是鹽分的聚集 地,礦區(qū)年均鹽量補(bǔ)給約為7.8×104 t/a。 通過對澤錯湖表鹵水的水、鹽均衡狀態(tài)進(jìn)行分 析,澤錯湖表鹵水礦產(chǎn)的形成取決于兩個必備條件: 一是湖表水體源源不斷地獲得湖盆周圍大量攜帶礦 物質(zhì)水的補(bǔ)給;二是礦區(qū)氣候干燥寒冷,年均降水量 為95 mm,蒸發(fā)量為1600 mm,湖水在這種條件下,經(jīng) 過長期的演變,導(dǎo)致水中鹽類物質(zhì)不斷增高。 4 鹽類礦產(chǎn)特征 野外調(diào)查并未發(fā)現(xiàn)澤錯湖盆有固體鹽類沉積線索。因此澤錯礦體主要為鹵水礦體,湖水無色無 嗅,透明度良好,具咸苦味。根據(jù)2016年野外實(shí)測 數(shù)據(jù),湖表水體長 16.3 km,寬 3.3~11.3 km,湖表面 積 113.8 km2 。湖水深度變化較大,四周水較淺,逐 漸向中間變深,最深處可達(dá)44 m,湖水平均深度為 24 m,湖面海拔4940 m(圖4)。 4.1 湖表鹵水水化學(xué)類型 澤錯湖盆野外樣品分析在西藏地勘局中心實(shí) 驗(yàn)室分室完成,樣品分析結(jié)果見表3。鹵水中主要 成鹽元素有Cl- 、Na+ 、SO4 2- 、K+ 、CO3 2- 、HCO3 - 、B2O3、 Mg2+ 、Li+ 等,平均礦化度41.57 g/L,pH為9.31。澤錯 鹽湖湖表鹵水深度大,其組分在橫向、縱向上變化較明顯,其主要礦物組分含量見表3。通過在2016 年8月、9月以及10月采取不同時間段鹵水樣,其中 8月份各元素離子含量較低,10月份含量最高。 利用其中主要組分為 Na+ 、K+ 、Ca2+ 、Mg2+ 、Cl- 、 SO4 2- 、HCO3 - 、CO3 2- 等離子特征系數(shù)計算,其中Kn1、 Kn2、Kn3、Kn4均大于1,Kc為0(表4)。因此,水化 學(xué)類型劃分為硫酸鈉亞型。 4.2 鹵水礦主要組分及品位變化 澤錯鹵水中各離子含量的排序大致如下:Cl- > Na+ >SO4 2- >Mg2+ >K+ >HCO3 - >CO3 2- >Li+ >Br- > Ca2+ >Rb+ >Cs+ 。湖表鹵水中達(dá)到工業(yè)品位以上的 礦產(chǎn)有LiCl,達(dá)到邊界品位以上的礦產(chǎn)為B2O3。通 過不同時間段湖表鹵水礦品位含量比較,10月份受 枯水期和冰凍期影響,鹵水礦品位相對較高;8月份 為澤錯豐水期,鹵水礦品位含量相對較低;9月份湖 表水受前季度豐水期影響,鹵水礦品位處于中等。 澤錯LiCl品位變化基本為南部高,北部較低,垂直 上看,由湖表向湖底逐漸變高(圖5);B2O3品位變化 為南低北高,垂向上由湖表到湖底逐漸變高(圖6), 總的來看湖水品位變化較小。經(jīng)計算,礦區(qū)湖表鹵 水年均鹵水礦品位為376.02 mg/L,B2O3平均品位為 840 mg/L(表5)。