中亚盆地钾盐矿床盐类矿物Rb-Sr同位素体系研究及其意义

沈立建 ，刘成林，焦鹏程，王春连，曹养同

(中国地质科学院 矿产资源研究所 成矿作用与资源评价重点实验室， 北京 100037)

相对于火成岩和变质岩来说，沉积岩的年代学研究异常困难(Rasmussen, 2005)，除了地层中古生物和层状火山灰以外，很难利用其它方法进行沉积岩年代学研究(Granger and Muzikar, 2001)。在特殊环境中，例如海相沉积，可以利用C和Sr等同位素与地质历史各个时期海水同位素组成相对比，从而得到相关沉积地层的形成时代(刘燕学等， 2006)。但应用此方法的前提是，必须是绝对的海相沉积并需要一定的沉积序列才能进行较精准的对比。蒸发岩作为一种特殊的沉积岩，在沉积过程中古生物种类和数量较少，基本只存在一些嗜盐的细菌(Rothschild and Mancinelli, 2001)，蒸发岩沉积时多为氧化环境，也不利于古生物化石的保存(袁秦等， 2013)。而且在很多钾盐矿床中，缺少碳酸盐和硫酸盐沉积，也无法保证其物质来源完全为海水。因此，在钾盐矿床中，如果缺少火山灰沉积，那么只能利用上覆和下伏的沉积地层对钾盐矿层进行年龄限制，无法直接获得其形成时代。中亚盆地钾盐矿床(图1)是世界上最大的钾盐矿床之一，根据初步估算，其资源量至少540亿吨(USGS, 2016)，其物质来源被认为来自于沉积时期盆地西北部的海水。但关于其形成时间，目前的研究只给出了晚侏罗世至早白垩世(USGS, 2016)这一大概的时代，因此，中亚盆地钾盐矿床确切的形成时代目前仍存在争议。

图 1 部分主要古代固体钾盐矿床在世界上的分布 (修改于钱自强等， 1994)