库车前陆盆地古近系蒸发岩岩石学、矿物学与成钾环境分析

库车盆地内古近系—新近系发育巨厚的蒸发岩沉积, 尤其是盆地的中部和西部盐层发育好, 厚度大, 局部盐层己暴露地表, 是找寻各种盐类矿床及钾盐的有利地区。DZK01孔是近年来在库车盆地实施的一口以找钾为目的的科研探井。本文主要通过对钻孔古近系蒸发岩岩芯样品进行岩石学及矿物学特征研究, 进而对盆地成钾环境进行分析。DZK01孔古近系蒸发岩以含泥砾石盐岩为主, 含泥砾石盐岩为构造成因, 是古盐湖高度浓缩的产物。盆地古近系蒸发岩以沉积石盐为主, 钻孔中含钾矿物为钾石膏, 钾石盐和光卤石, 同时含钾矿物的发现证明了库车盆地古盐湖可能达到钾盐析出阶段。通过样品分析可知, 库车盆地古近纪时期古盐湖沉积环境为封闭的浅湖沉积环境, 盐湖发育过程中有五次较大规模的淡化事件, 盐类物质得到很好的聚集, 具有良好的成钾环境。     

新疆库车盆地古近纪—新近纪盐湖成钾与靶区预测

库车前陆盆地位于塔里木盆地北部,属于副特提斯域,古近纪受副特提斯海海水补给,古近纪—新近纪发育巨厚蒸发岩。研究显示,库车盆地始新世和中新世古盐湖卤水已演化至钾盐析出阶段,在地层中广泛发现了原生钾盐矿物,如钾石盐、光卤石、杂卤石等;通过岩芯岩屑地球化学及矿物学分析,基本确定了至少3个富钾层或成钾层位,其中始新统中上部两个和中新统中上部一个,钾离子含量最高达3%,另外,上新统可能存在一个成钾层位。本文在综述此前库车盆地构造、蒸发岩、盐类矿物学、地球化学与盐湖沉积等研究基础上,建立了新的库车盆地古盐湖构造- 沉积演变、成钾模式;提出了4个钾盐成矿区带,即北部克拉苏成矿带、中部秋里塔克成矿带、南部沙雅构造沉降成矿带以及东部阳霞凹地成钾区,这些关键认识为库车盆地的钾盐勘查提供了重要的理论和科学依据。     

中新生代盆地蒸发岩沉积旋回对比及库车盆地成钾探讨

新疆库车盆地古近纪—新近纪发育巨厚的蒸发岩沉积,古近纪蒸发岩沉积主要发生在盆地西部的拜城凹陷,新近纪吉迪克时期,蒸发岩沉积迁移至盆地东部的康村凹陷。根据剖面及钻井资料,利用蒸发岩沉积旋回,对欧洲莱茵地堑盆地、库车盆地、云南兰坪_思茅盆地、江汉盆地、大汶口等盆地蒸发岩沉积特征进行分析和对比。结合蒸发岩沉积背景及库车盆地钻井资料,对库车盆地成钾影响因素、成钾可能性、成钾层位进行了探讨。研究认为,库车盆地的次级构造单元拜城凹陷、康村凹陷具有成钾的能力,钾盐层应位于Ⅰ₂、Ⅰ₄蒸发岩沉积旋回的上部。对比研究显示,库车盆地具有成钾的远景和潜力。     

四川盆地东部三叠系嘉陵江组海相钾盐成矿分析及靶区预测

四川盆地是我国重要的成盐盆地,但是否能形成一定规模的钾盐矿床一直存在争议。本文以四川盆地三叠纪杂卤石成因-海相钾盐成钾条件分析-次级凹陷圈定-钾盐成钾靶区圈定为主线,利用光薄片鉴定、扫描电镜、Sr同位素、大地电磁测深及地震解译等手段分析了四川盆地三叠纪钾盐成矿潜力,并进行了资源量预测。四川盆地东部早三叠世嘉陵江期岩盐中赋存的杂卤石是自生的,是海水高度浓缩的产物,暗示岩盐沉积时古卤水浓缩已达到钾镁盐析出阶段,长寿双龙-合兴一带和垫江董家场一带可能存在有利于钾盐沉积的次级凹陷,后期构造运动对钾盐改造较小,保存条件较好。利用地震解释和大地电磁测深等结果初步圈定了长寿双龙-保合村勘查靶区,估算了资源量,为开展钻孔验证提供了科学依据。     

新疆库车盆地中始新世成盐演化特征——以KL4钻孔为例

古盐湖成盐演化具有多期次、连续性和淡化—咸化—盐化的周期性特征,系统研究成盐剖面的沉积韵律有利于恢复古盐湖成盐演化特征.本文以库车盆地KL4钻孔含盐系剖面及其74个石盐样品为研究对象,将含盐系剖面划分为4个成盐韵律,在此基础上开展岩相学、石盐元素地球化学以及石盐流体包裹体氢氧同位素分析等工作.结果显示:剖面上部Ⅲ和Ⅳ成盐韵律发育钾石盐、含钾石盐、杂卤石、钾石膏、钾芒硝等盐类矿物;K+含量的分布范围为0.021％～0.158％,平均含量0.051％;石盐原生流体包裹体中氢氧同位素δD和δ18 O值范围分别为-78.2‰～-58.7‰和-2.4‰～1.3‰,平均值分别为-66.32‰和-0.80‰.盐湖卤水从早期到晚期蒸发浓缩程度逐渐升高,早期成盐卤水在晚期高浓度卤水的形成过程扮演了预富集的角色,在Ⅲ和Ⅳ成盐阶段发现3次钾盐析出事件.本研究为探讨库车盆地中始新世古盐湖环境、沉积特征以及成盐规律提供了重要依据.     

库车盆地始新世盐湖物源及蒸发浓缩程度研究

古近纪塔里木盆地属于副特提斯海东延部分,而库车次级盆地位于其东北部。它古近纪经历了浅海相—海陆交互相—陆相的沉积演化,并发育了巨厚蒸发岩,是中国油气的重要产区和钾盐重点勘查区,长期以来受到广大地质学家的关注。然而,关于库车盆地始新世盐湖卤水来源及蒸发浓缩成钾的研究尚存在一些争议和不确定性。因此,本文基于岩石学和矿相学观察、X射线衍射和扫描电镜能谱分析以及稳定同位素研究,探讨蒸发岩的沉积环境、补给来源及蒸发浓缩程度。蒸发岩岩相学分析表明:蒸发岩形成于近源泥砾混入的盐湖沉积环境。硬石膏δ~(34)S值指示了具有一定海源补给特征。石盐原生流体包裹体δD和δ18 O值分别为-118.1‰~-95.3‰和2.5‰~5.7‰,蒸发趋势线说明了古卤水蒸发浓缩程度较高。古盐湖演化过程中虽然经历了3次短暂的淡水混入,但随着古盐湖持续的蒸发作用,并没有影响钾镁盐的析出,且在δ18 O值正偏较大时析出相应的钾盐或含钾矿物,推测库车盆地始新统含盐系地层具有良好的成钾潜力。     

蒸发岩序列中氯化物盐的氯同位素分馏效应及应用——兼论塔里木盆地、柴达木盆地古代岩盐的沉积阶段

卤水蒸发析盐到晚期阶段,才有可能析出溶解度极大的钾盐类矿物,因此在一个成盐盆地要找到钾盐矿床,除判断物源特征外,还必须找到最晚沉积阶段的区域和层位。本文通过对实验室配制溶液和盐湖卤水蒸发析出的不同氯化物矿物、钾盐矿床沉积序列不同阶段盐类矿物对比分析,讨论了氯同位素的分馏规律。结果表明,不同蒸发浓缩阶段的氯化物盐,氯同位素发生显著分馏。一般钾盐沉积层位的石盐δ³⁷Cl值小于0,钾石盐及其以后沉积的氯化物δ³⁷Cl值小于-0.5‰,特别是钾石盐以后析出的氯化物更为偏负,光卤石一般小于-1.00‰,而钾盐沉积阶段之前早期沉积石盐的δ³⁷Cl值显著偏正。因此,δ³⁷Cl值是判断岩盐沉积阶段的有效指标。基于此,对塔里木库车盆地第三纪、莎车盆地白垩-第三纪部分代表性盐矿点以及柴达木盆地西部不同构造单元、不同层位第三纪岩盐沉积做了氯同位素分析。初步结果表明塔里木莎车盆地晚白垩世岩盐的沉积阶段明显晚于库车盆地第三纪沉积,特别是莎车盆地喀什次级凹陷δ³⁷Cl值最低,大部分样品小于-0.5‰,推测该区成盐古卤水已浓缩到晚期或接近晚期钾盐沉积阶段,应是今后一重点开展钾盐找矿的区域。柴达木盆地油墩子、南翼山地区中新统、上新统蒸发岩沉积序列δ³⁷Cl值普遍偏正,推测当时卤水浓缩演化可能只达到石盐沉积阶段,浓缩到后期阶段的富K⁺、Mg²⁺盐溶液随西部隆起迁移到柴达木盆地南部地区,因此认为第三纪地层虽然石盐沉积层位多,厚度大,但找到大规模钾盐矿床的可能性不大。     

万象盆地不同成钾区的水不溶矿物对比及其指示意义

老挝万象盆地属于沙空那空盆地的次级盆地,沉积了厚层的钾石盐矿,而钾石盐中还存在着部分水不溶物,通过研究不同成钾区域的钻孔发现:水不溶物主要包括硬石膏、方硼石、白云母、石英、水氯硼钙石、碳酸盐矿物以及零散的黄铁矿,通过水不溶矿物在钻孔中的分布及组合特征发现,钾盐从析出到结束,水不溶物出现规律性特征:钾石盐含量越多方硼石含量也越多,而硬石膏且越少,并在钾石盐高峰期出现鲕粒方硼石,鲕粒方硼石分布表明成钾晚期沉积环境为动荡的浅水环境.水不溶矿物组合、形貌特征及硼同位素分析研究显示,在万象盆地成钾阶段,钾盐沉积不是一成不变的而是具有明显的阶段性,其过程可以分为石盐沉积晚期,钾盐沉积早期,钾盐沉积中期和钾盐沉积晚期等4个不同阶段,其中钾盐阶段中期为钾盐沉积高峰期.因此,水不溶物研究能够很好地反演钾盐沉积环境,可作为古蒸发岩沉积研究的重要指标.     

新疆库车盆地钾盐科探1井含盐系地球化学特征及找钾指示

在盐湖沉积演化过程中,钾盐矿物在盐类沉积的中晚期阶段才开始析出。因此,研究含盐系盐类的沉积地球化学特征,不仅可以从侧面获取岩盐的沉积物源和成盐古卤水蒸发浓缩程度等地球化学信息,而且更能揭示古盐湖钾盐富集趋势。文章通过对库车盆地钾盐科探1井钻取的岩芯样品进行高精度采样测试,得出岩盐中Mg×103/Cl、K×103/Cl、Li×103/Cl与K+、Mg2+、Li+、Ca2+、Cl-含量的垂向变化规律。并与库车盆地其他钻孔中的岩盐含钾性进行对比,同时,依据钻井剖面岩性特征,与潜江凹陷和大汶口凹陷含盐系剖面进行对比,论述研究区成盐的地球化学特征,对其钾盐成矿前景进行分析和评价。     

库车盆地中始新统岩盐氯同位素特征及其成钾指示意义

评判盐湖卤水蒸发浓缩阶段对指示成钾具有重要的意义,由于库车盆地始新统含盐系地层岩盐溴氯比值很低,导致这种传统的找钾地球化学指标方法受限.然而,得益于近年来稳定同位素的快速发展,氯同位素组成可以很好地指示含盐系的蒸发阶段.本文以库车盆地DZK01钻孔13个原生石盐岩为研究对象,分析结果显示,δ37Cl值均为负值,介于-1.20‰～-0.51‰之间;KCl含量介于0.13％～0.29％之间.在剖面上从下往上,δ37Cl值有升高的趋势,KCl含量有降低趋势,指示了库车盐盆中始新世古卤水经历了一个逐渐淡化的演化过程.早期卤水蒸发浓缩程度较高,并析出钾盐或含钾矿物;晚期卤水蒸发浓缩程度较低,较少发现甚至未发现钾盐或含钾矿物.此外,库车盐盆中始新统蒸发岩系的成盐物质主要为海相来源,且蒸发浓缩程度较高,具有较好的成钾前景.     

Progress in the investigation of potash resources in western China

Through the study of the geological conditions of potash deposits in China from recent years, a new understanding of potash theories has arisen that appropriate Chinese geological features. Important progress and substantial breakthroughs have been gained in the direction and management of potash prospecting: (1) Important breakthroughs in continental potassium prospecting: The “Quaternary gravel type deep potassium rich brine metallogenic model in western Qaidam” ensures Quaternary deep potassium rich brine prospecting will grow new KCl resources by 350 Mt, providing a resource guarantee for meeting the Chinese demand for sylvite. (2) The Marine facies potash prospecting shows good prospects: the determination of the new type of Triassic polyhalite potash ore deposits in Sichuan provide an important scientific basis for the establishment of exploration planning and the selection of exploration target areas for polyhalite minerals in the Sichuan Basin; The “two-storey potash deposits model” in southwestern Yunnan has been confirmed, which indicates prospects for the exploration of potash in the deeper Marine facies in southwestern Yunnan are likely to be successful. The discovery of a high concentration of rich bromite salt and potash salt in the Paleogene of the Kuqa depression and the southwestern Tarim region provides strong support for the likelihood large-scale potash deposits exist in these regions.     

四川盐源盐矿成盐成钾分析预测

四川盐源盆地盐矿成盐于早、中三叠世时期,区域构造复杂,经历多期次的构造变动与演化,在成盐后经历了种种的基底反复变动后形成盐矿底辟构造。以前在该区域做过多方面的研究工作,其中包括三叠纪岩相古地理及生物古地理、三叠系地层、区域古构造演化及水化学分析、物探、钻探等勘探工程。通过这些工作可以证实,盐源盆地在早、中三叠世,经历了蒸发岩盆地的发育阶段。盆地不仅发育有石膏夹层,而且保存有石盐层及含盐卤水层,但有盐无钾。通过对上覆的陆相古近纪和新近纪盆地中出现的三叠系岩盐层和盐丘的研究发现,它们与基底为含盐的海相蒸发岩有一定的内在联系,尽管还不能确定其盐、钾资源前景,但可以确定该区域有成钾盐矿藏的条件和可能,因此,该盆地有可能成为深入研究成盐找钾的重点地区。     

世界主要古代钾盐找矿实践与中国找钾对策

世界钾盐资源/储量为2153.99亿t(K2O),主要钾盐矿床产于古代海相地层。38%的矿床是石油勘探中发现的,19%是在研究基础上发现的,15%是在岩盐矿勘探中发现的,其他占28%。国外钾盐找矿经验显示,很多钾盐矿床,从线索的发现或提出找钾目标,通常需要经历20～30年的研究与勘探,才最终获得突破或查明资源量。我国找钾工作,首先应充分利用石油勘探取得的资料,研究石油钻井岩心矿物学与化学特征,同时,开展大型盐岩矿床的含钾性研究等,重视成钾理论研究与成矿预测分析,就可能获得找钾的新突破。有关部门还应制订长期的钾盐地质研究与找矿勘探计划,同时兼探油气等共生资源,这样可以大大提高找矿效率。     

青海察尔汗盐湖固体钾盐物质组成及意义

察尔汗盐湖为我国目前最大的钾肥产地。根据钾盐层的矿物组成可以确定钾盐开发的难易程度以及化学组成可以确定钾盐富集层位并可对资源量进行估计的原则,通过在察尔汗盐湖别勒滩区段和察尔汗区段野外系统取样和室内的分析测试,研究了固体钾盐层的矿物组成、化学组成和物理参数。结果表明,别勒滩区段钾盐层最主要的钾盐矿物是杂卤石,其矿物晶形完好,排列紧密,表明液化开发至"中期阶段"即可利用,此段22.42 m以上钾盐的资源量约为2.5亿吨,主要赋存层位为断续的5段;察尔汗区段钾盐层最主要的钾盐矿物为光卤石,其矿物晶体排列疏松,表明液化开发到"晚期阶段"才可利用,察尔汗盐湖3区段3.55 m以上资源量共约为0.89亿吨,钾盐的主要赋存层位为浅表的60 cm以浅的盐层。对该区段钾盐的物理参数进行探讨,为察尔汗盐湖的进一步研究和固体钾盐的开发提供了新资料。     

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

中亚盆地钾盐矿床的形成时代目前被限定为晚侏罗世至早白垩世,较为宽泛。盐类矿物沉积之后若未被改造,可测定其形成时代;若被改造则可利用同位素测年研究其沉积后作用。为了得到中亚盆地钾盐矿床的形成时代和/或了解盐类矿物受到的后期改造过程,利用Rb-Sr同位素定年对矿床中的盐类矿物进行了测定。结果表明,无法形成可靠的Rb-Sr等时线,说明钾盐矿床中盐类矿物在形成以后Rb-Sr体系并未保持封闭;钾盐样品模式年龄介于9～4 Ma之间,岩盐样品模式年龄约为190～170 Ma。岩盐Rb含量低,积累的放射性87Sr较少,而钾盐Rb含量高,积累的放射性87Sr较多。后期受到外来流体或者光卤石结合水的作用,盐类矿物发生溶解,重结晶后造成岩盐中87Sr/86Sr值升高而钾盐87Sr/86Sr值降低。结合世界上其它钾盐矿床的Rb-Sr测年结果,认为盐类矿物并不适合研究其成矿时代,但可用来揭示钾盐盆地的变质作用过程和水文演化历史。     

碳氧同位素水文地球化学方法在找钾中的应用

在系统测定和分析了云南兰坪-思茅盆地调查区盐系地层，钾矿层中碳酸盐以及盐系HCO3^-的碳（^13C)，氧（^18O)同位素组成的基础上，发现了含钾盐泉的同位素组成特征和影响盐泉HCO3^-同位素组成的一些因素，结果确定了对找钾有利的盐泉，经与其他找钾方法确定含钾异常有较好的吻合性，表明用碳酸盐同位素方法找钾有良好的前景。     

塔里木盆地钾盐成矿地质条件分析

塔里木盆地是中国最大的盆地,经历了多期构造运动,形成了三个大的拗陷区:由满加尔凹陷、库车拗陷、阿瓦提拗陷组成的塔东北拗陷区;由于田-民丰-若羌拗陷构成的塔东南拗陷区;由莎车-喀什-叶城拗陷构成的西南拗陷区。根据塔里木盆地地质、古构造、古地理、古气候及地球化学等特征,分析钾盐成矿条件,确定控矿因素,划分成矿远景区。依据盆地(拗陷)面积较大、拗陷内分布有次级拗陷、含盐系及岩盐层分布广,而且厚度较大和具有明显的含钾显示等特点,将塔里木盆地划分了4个钾盐成矿远景区,即满加尔凹陷钾盐成矿远景区、莎车拗陷钾盐成矿远景区、库车拗陷(拜城-阳霞)钾盐成矿远景区和民丰凹陷钾盐成矿远景区。     

从四川盆地盐类变质资料看找钾方向

四川盆地三叠系盐类在地史经历中，经受强烈的热融和水溶变质作用，使盐类沉积原始面貌发生深刻变化。（钾组分转入液相，形成液态钾盐—富钾卤水）现剖面所见硬石膏、杂卤石、硫镁矾、无水钾镁矾等多系热融和水溶变质产物。面对这一现实，理顺和拓宽四川找钾思路，勘查开发液态钾盐，是四川找钾的新方向。     

柴达木盆地西部卤水水化学特征与找钾研究

柴达木盆地自中生代末-新生代初以来,四周山体不断抬升,形成"高山深盆"的沉积环境,为盆地带来了大量盐类物质,再加上晚第三纪干旱封闭的气候环境,使其西部沉积了广阔而厚层的盐岩.在对柴达木盆地西部第三系、第四系地层出露盐矿点实地考察的过程中,采集、分析了22件水样品的水化学组成,通过K+含量及一些水化学系数变化特征的研究,查明了卤水的水化学类型主要为氯化物型和硫酸镁亚型,其成因基本属溶滤岩盐卤水、深部循环水以及二者的混合水体,Br-、B3+、Sr2+、Li+等微量离子含量较高,区域差异性较大,出现显著水化学系数异常;相比之下,柴达木盆地西部南翼山坳陷Br-、B3、Sr2+、Li+含量值明显高于昆特依、察汗斯拉图、油砂山、开特米里克、油泉子、油墩子等坳陷区.Br×103/Cl、K×103/Cl等具找钾意义的水化学系数比其他地区高1～2倍,Br-、K+出现相对的富积,推测该坳陷成盐原始卤水曾浓缩达到较高析盐阶段或可能有大量深部富钾水体的补给,可作为寻找钾盐矿(富钾卤水)重点区域之一.     

新疆库车坳陷西段膏盐层沉积、 地球化学特征及找钾方向

库车坳陷西段深部(5141～5218 m埋深)已有古近纪固体钾石盐矿(化)层的发现,但对该区域的膏盐层特征及成钾条件、找钾方向仍需做进一步的系统研究.以油气钻井深部膏盐层岩屑为主要对象,对库车坳陷西段膏盐层的沉积、岩石学特征以及钾、溴氯系数、Sr和S同位素等地球化学特征进行研究,并对该区盐构造特征及演化进行分析.结果表...