我国钾盐找矿规律新认识和进展

本文通过对比研究国内外钾盐矿床成钾特征,总结出了我国海、陆相成盐盆地和成盐成钾特性:成盐具有多期性、成盐时代差异性、成盐作用迁聚性、物质成分多样性、后期盐盆地的变动性和多液态矿的特点;厘定了3个盐类成矿域和1个成矿带;提出了我国找钾策略——以海相蒸发盐盆地为主攻方向、兼探陆相盐湖及含钾地下卤水;提出了我国主要的古代盐盆地多产于“准克拉通(陆块)”,特别是海相盐盆地均发育于前寒武纪为基底的陆块中,以及钾盐沉积于构造稳定区中相对活动的亚稳定区和在构造亚稳定区中聚集于相对稳定区的新认识;发展了适合中国地质特点的找钾理论认识,有效地推动了油钾兼探工作.发现滇西南—羌北中上侏罗统若干钾盐显示,特别是指导和部署滇西南深部侏罗纪找钾,并取得超常规的进展;进一步缩小陕北奥陶系找钾包围圈;引领“油钾兼探”实施,实现了塔里木盆地库车凹陷古近系找钾的重大实质性进展;在柴达木盆地西部发现新的早第四纪富钾层位;指导和取得青藏高原特种盐湖综合找锂、钾和评价的重要进展,新发现一批大中型锂、钾特种盐湖(特别是多格错仁大型锂、硼(钾)盐湖)和取得综合利用工艺新进展.     

柴达木盆地盐类矿产成矿单元划分

柴达木盆地是我国主要的盐类存储矿带,有己发现并探明储量和资源量的矿产12种,氯化钾、氯化镁和氯化锂等资源储量居全国首位,同时不断有许多新地域、新层位、新类型、新深度的矿床/矿体被发现,显示出柴达木盆地具大的找矿潜力。本文在全国成矿单元划分基础上,利用最新研究成果,以柴达木盆地新生代地质构造环境为基础,突出盐类矿产原则,综合分析赋盐矿产的岩相、古气候、水文条件和盐类成矿规律及成矿特征等,全面系统地划分了柴达木盆地盐类矿产成矿单元。本文提出柴达木盆地Ⅰ级成矿域隶属秦祁昆成矿域,Ⅱ级成矿省属昆仑成矿省,Ⅲ级成矿区带为柴达木盆地锂-硼-钾-钠-镁-盐类-石油-天然气-芒硝-天然碱成矿带;进一步划分为柴北缘硼-锂-钾盐成矿亚带、中央钾-石盐-镁-锂-天青石-芒硝成矿亚带、昆北硼-钾-石盐-芒硝成矿亚带、察尔汗钾-石盐-镁-锂-硼-天然碱成矿亚带、德令哈石盐-天然碱成矿亚带5个Ⅳ级成矿亚带以及21个Ⅴ级矿集区。     

中国钾盐区域分布与找钾远景

中国大陆是由不同古气候环境下的若干小陆块(克拉通)、微陆块和造山带拼合而成,既可与其他大陆块对比,又有其特殊性,因而导致中国海、陆相盐盆地构造环境和成盐成钾的某些特殊性,表现为:具有成盐多期性;成盐时代的差异性;成盐作用迁聚性;物质成分多样性;海相盐盆地规模较小;盐盆地后期变动大和液态矿产等特点。构造基底性质对钾盐盆地形成的具有关键性控制作用:稳定构造区在准稳定区有利聚钾;准稳定在局部稳定构造区利于聚盐成钾。中国主要的古代盐盆地多产于"准克拉通(陆块)"、特别是海相盐盆地均发育于前寒武纪为基底的陆块中,该区是找钾的关键地区。且规模较大的叠合结构可溶盐沉积多发育于较稳定的陆核中。按中国成盐盆地所在构造域特点,划分为华北盐类成矿域、扬子盐类成矿域、塔(里木)—柴(达木)盐类成矿域以及羌北—滇西盐类成矿带,并分别讨论其成盐找钾远景。     

《地质学报》、《地质学报》（英文版）和《地质论评》全部入选“中国期刊方阵”

罗布泊盐湖位于新疆塔里木盆地东部，自古以来，一直引起国内外探险家的极大兴趣，近代开展探险考察，现代进入地质调查与科学研究阶段。自1995年在罗布泊罗北凹地发现超大型钾盐矿床以来，罗布泊盐湖地质科学研究与资源调查进入了一个新阶段。钾盐找矿取得重大进展，罗北凹地获得2．5亿吨卤水氯化钾资源／储量，达超大型规模；首次发现卤水钾矿床储藏于钙芒硝岩中，属一种新类型钾盐矿床，而且是一个优质整装的硫酸盐型钾盐矿床；继而，在罗北凹地外围又发现四个中型钾盐矿床，累计氯化钾资源量数千万吨。钾盐成矿理论方面，提出和完善了“高山深盆迁移论”，“两段式成钾论”和“含水墙成钾”模式等，这些成矿认识，指导了罗布泊盐湖钾盐大规模勘查和扩大找矿。钾盐开发方面，2000年，成立新疆罗布泊钾盐公司，先后完成中试，建成年产4万吨硫酸钾示范厂，2006年4月25日，国投新疆罗布泊钾盐有限责任公司120万吨钾肥项目开工。罗布泊钾盐的开发可望在我国西部欧亚大陆桥沿线建成第二个钾肥生产基地，对缓解我国钾盐紧缺状况，促进地方经济发展、保持社会稳定、巩固边防均具有重要意义。     

青藏高原盐湖资源研究的新进展

本文着重就盐湖中心“九五”研究工作进展作一简要报道,该研究以“盐湖学”（Salinology)为指导,开展基础理论研究与开发实验相结合的探索,将盐湖资源综合性调查与典型盐湖开发研究密切结合。首次揭示了环昂拉陵区为锂硼铯（钾铷）盐湖巨大成矿域;指出扎布耶超大型锂硼盐湖矿床为一陆-陆碰撞区多级浅盆成矿模式,不同于南美弧后裂谷的高深盆锂硼成矿域;指出扎布耶超大型锂硼盐湖矿床为一陆-陆碰撞区多级浅盆成矿模式,不同于南美弧后裂谷的高深盆锂硼成矿模式;首次通过大范围盐湖综合调查,从而确认青藏高原是我国重要产卤虫盐湖远景区;以“因地制宜、就地取材、扬长避短”的原则,通过实验盐湖学研究,找到了一条适高原特殊环境的锂盐湖开发路线。     

西藏扎布耶碳酸盐型盐湖卤水相化学研究

中国盐湖资源丰富,且水化学类型齐全。西藏扎布耶盐湖位于西藏高原腹地,该湖卤水水化学类型为碳酸盐型,已处于盐湖演化晚期,是一个固液共存的盐湖矿床,具有很好的工业开发价值。笔者分别在15℃、25℃下对该卤水进行了等温蒸发实验,研究了在此两个温度下卤水中各元素富集行为和盐类矿物析出规律。并通过讨论其与国内外碳酸盐型和硫酸盐型锂盐湖的卤水蒸发路径和矿物析出异同,指出扎布耶盐湖具有其独特的卤水蒸发析盐路径。在本实验中低温有利于卤水中锂的富集,而高温有利于硼的富集,碳酸锂和钾盐交叉析出,低温时钾的矿物主要为钾石盐,高温时主要为钾芒硝,高温有利于获得高品位的碳酸锂混盐。     

中国第四纪盐湖矿床及盐类矿物组合综述

中国盐湖具有多、大、富、全特点。盐湖矿床类型齐全,盐类矿物丰富,含有丰富可采钾、镁、硼、锂及钠盐等资源,值得综述记录。     

罗布泊盐湖成钾规律研究与找矿进展

第四纪时期,罗布泊盐湖独特的地理及气候环境形成了世界罕见的巨量钙芒硝沉积及其晶间富钾卤水的大规模聚集成矿。故此,罗布泊盐湖环境演化与钾盐矿床的成因一直备受国内外地质学家关注。罗北超大型卤水钾盐矿床从1995年发现至今已有20余年,其钾盐地质科学研究、勘查开发等均取得了重大进展,并已建成世界最大的硫酸钾肥生产基地。文章详细回顾、总结罗布泊超大型卤水钾矿发现以来的盐湖沉积演化、成钾条件、成钾理论研究及找矿勘查方面的重要成果,探索成矿理论创新与找矿突破的内在规律与联系。罗布泊钾盐成矿研究基本演变是:(1)基于盆地分隔、矿随盆移的概念,发展从"高山深盆"模式到"高山深盆-迁移成矿"模式,取得罗北凹地找矿突破;(2)基于巨量钙芒硝的发现,突破盐湖石盐阶段成钾的"三阶段"模式,提出"二阶段"模式,推动罗北及外围大规模勘查;(3)基于地堑式断陷带的发现,提出"含水墙"成藏模式,使找矿从"水平状"到"直立状"储藏模式转变,取得深部找矿突破等。总之,罗布泊盐湖成钾理论的每次创新认识,相应地带来找矿突破进展;继续深入加强盐湖钾盐矿床形成规律研究,可能还会带来钾盐成矿的新认识,开拓找矿方向。     

中国钾盐矿产预测评价模型和资源潜力分析

为摸清全国钾盐矿资源家底,制定科学合理的经济产业政策,依据全国矿产资源潜力评价数据和成果,系统地开展了中国钾盐矿成矿特征研究和资源潜力评价。研究和评价结果显示,中国钾盐矿已发现的矿产资源以第四纪盐湖型钾盐矿为主,成矿时代以第四纪为主。钾盐矿主要分布在西部大型新生代陆相成盐盆地,在空间上可划分为12个Ⅲ级成矿区带。在典型矿床、区域成矿要素和预测要素研究的基础上,归纳总结了第四纪盐湖型、深藏地下卤水型、碎屑岩型、碳酸盐岩型4类钾盐矿的预测评价模型特征。以成矿系列理论为指导,采用矿床模型综合地质信息预测方法,共圈定钾盐矿最小预测区320个,归并圈定了42个3级预测区,并对各预测区进行了定量预测评价,6000m以浅钾盐矿预测资源量计32.63×10~8t(KCl),其中500m以浅钾盐矿预测资源量计15.10×10~8t。分析结果显示,全国以柴达木盆地及北缘钾盐成矿带和塔里木盆地钾盐矿成矿带预测资源量较大,预测资源量主要为第四纪盐湖型和深藏地下卤水型。潜力预测工作较全面地反映了当前的钾盐矿床地质和勘查信息资料水平,对指导钾盐矿地质找矿工作具有重要意义。     

新疆东天山南缘富钾硝酸盐盐湖成矿带地质特征及资源潜力

新疆东部是中国主要的盐类矿床聚集区,在东天山南缘形成了巨大的富钾硝酸盐盐湖成矿带。文章在系统总结东天山南缘富钾硝酸盐成矿带地质特征、成矿条件特征和晶间卤水特征的基础上,分析了富钾硝酸盐矿床成矿的地质条件、物质来源和气候因素,以及已有矿床的资源状况和资源潜力,指出富钾硝酸盐矿床是一种特殊类型的盐类矿床,特殊的构造条件是该类矿床物质来源和成矿作用发生的重要因素,晶间卤水和层间、裂隙卤水具有较大的资源潜力。加强该区富钾硝酸盐矿床的研究和勘查评价工作,不仅可以丰富中国陆相盐类矿床成盐理论,而且可以为罗布泊钾盐基地提供后续资源保障,同时也有利于新疆新型钾、氮肥工业基地的建立。     

中国盐湖资源与生态环境

中国盐湖区受干旱-半干旱气候控制,现代盐湖主要分布于年降水量500mm范围内。依据中国盐湖地貌、地质构造条件及物质成分特点,将中国盐湖划分为4个盐湖区,并简述第四纪以来各区由于古气候变化和地质构造活动性不同,而具有各自的盐湖演化特点。由于各区盐湖规模、经济价值和交通技术条件不同,开发利用程度有差异,以吉兰泰盐湖和运城盐湖综合利用和环境保护较好;以察尔汗为代表的钾盐湖开发规模最大。目前中国盐湖区环境还存在很多需要改善的问题,尤其是地处边远的中小型盐湖,采富弃贫、回收率低和单一矿种开采使大量伴生有用组分贫化等。同时,由于气候环境因素也引起盐湖环境的重大变化,在全球变暖的背景下,西北盐湖区,自1987年以来,出现向暖湿转型,湖泊有扩大上升趋势;青藏高原盐湖区则大致从1992年以来,由东往西,相继出现高湖面,显现向暖湿转型;而西北盐湖区仍处于暖干阶段,湖水位下降,盐湖沙化。随着中国全面建设小康和和谐社会的实施,生态环境保护日益受到重视,建议进一步吸取国内外在盐业综合利用、整体开发和环境保护的经验和先进技术,加强盐湖环境变化观察和监测,建设环境友好型的绿色大盐湖产业。     

Progress and Prospects of Salt Lake Research in China

China has unique salt lake resources, and they are distributed in the east of Eurasian salt lake subzone of the Northern Hemisphere Salt Lake Zone, mainly concentrated in the regions with modern mean annual precipitation lower than 500 mm. This paper preliminarily reviews the progress made in salt lake research in China for the past 60 years. In the research of Paleoclimate and paleoenvironment from salt lake sediments, a series of salts have been proposed to be indicators of paleoclimate, and have been well accepted by scholars. The chloride-sulfate depositional regions of the west Qaidam and the east Tarim have been revealed to be the drought center of China since the Quaternary, and more than 6 spreading stages of arid climate(salt forming) have been identified. Five pan-lake periods with highstands have been proved to exist during the late Quaternary on the Tibetan Plateau. In mineral resource prospecting and theories of the forming of salt deposits: the atlas(1:2500000) of hydrochemical zoning of salt lakes on the Tibetan Plateau has been compiled for the first time, revealing the zonal distribution and transition from carbonate type to chloride type from south to north and presenting corresponding mineral assemblages for different type of salt lakes; several large continental salt deposits have been discovered and the theory of continental potash deposition has been developed, including the salt deposition in deep basins surrounded by high mountains, the mineral deposition from multistage evolution through chains of moderate or shallow lakes with multilevels, the origin of potassium rich brines in gravel layers, and the forming of potassium deposits through the inheriting from ancient salt deposits, thus establishing the framework of "Continental Potash Deposition Theory"; several new types of Mg-borate deposits have been discovered, including the ulexite and pinnoite bed in Da Qaidam Lake, Qinghai, the pinnoite and kurnakovite bed in Chagcam Caka, Tibet, the kurnakovite bed in Lake Nyer, and the corresponding model of borate deposition from the cooling and dissolution of boron rich brines was proposed based on principles of geology, physics and chemistry. The anti-floatation-cold crystallization method developed independently has improved the capacity of KCl production to 3 million tons per year for the Qarham, serving the famous brand of potash fertilizer products. One 1.2 million ton K-sulfate production line, the biggest in the world, has been built in Lop Nor, and K-sulfate of about 1.6 million tons was produced in 2015. Supported by the new technology, i.e. brine preparation in winter-cooling-solarization-isolation-lithium deposition from salt gradient solar pond" the highest lithium production base at Zabuye Lake(4421 m), Tibet, has been established, which is the first lithium production base in China that reaches the year production of 5000 tons of lithium carbonate. The concept of Salt lake agriculture(Salt land agriculture) has been established based on the mass growth of Dunaliella and other bacillus-algae and the occurrence of various halophytes in saltmarsh and salt saline-alkali lands, finding a new way to increase arable lands and develop related green industry in salt rich environments. Finally this paper presents some new thoughts for the further research and development on salt science, and the further progress in salt science and technology will facilitate the maturing of the interdisciplinary science "Salinology".     

盐湖学的研究与展望

人类对盐湖的认识与开发利用历史悠久，例如开采盐湖食盐，可追溯至距今4600年前，此阶段称为盐湖研发萌芽阶段。以近代科技理论方法对盐湖研究与开发大致可划分为3个阶段：①大约19世纪末至20世纪初，以物理化学为主导的石盐、碱、硼小规模开发阶段；②20世纪中期至60年代，暂称为传统地质学、生物学和化工研究与中小规模无机盐开发阶段；③20世纪70年代以来现代地质学、生物学、化学和化工等多学科研究以及大规模无机盐、盐生物、疗养一旅游综合利用与深加工阶段。但是，不少问题依然存在，如单学科研究而较少相互融合，盐湖资源“单打一”勘查开发现象还较多，已开发的盐湖环境和资源有不少受到不同程度破坏等。盐湖学提出与建立，既是基于盐湖与盐境综合性自然资源特点和盐湖科学自身研究开发的历程，也是有其国内外科技与经济发展需求的背景。盐湖学是一门新的基础性、综合性应用学科，它注重用多学科综合集成研究盐湖，这有利于全面揭示古今盐湖的成因与演化规律，有利于综合评价和充分发掘盐湖多元资源效益，所以它有别于传统的单学科研究模式。它注重盐湖与其盐体系基础研究与应用工程技术相结合，避免时有发生的两者相互脱节现象，从而形成相互衔接的“一条龙”研究模式，这为发展绿色盐湖产业、盐境保护与盐湖区可持续发展提供科学支撑。     

Trend of Salt Lake Changes in the Background of Global Warming and Tactics for Adaptation to the Changes

Salt lakes are a mirror of climatic changes and provide holographic records of environmental changes of lakes. According to a study of geological hazards in typical salt lake areas in China and other regions, the authors explain how geological hazards in salt lake areas are caused by natural agents and how humans can seek benefits, avoid hazards and reduce losses on the premise that they have monitored and mastered the trend of salt lake changes in advance and even can store flood and recharge water in lakes and extract saline resources. The climate     

盐湖环境变化趋势与趋利避害

盐湖／湖泊是气候变化的一面镜子本文以国内外典型盐湖区地质灾害为案例。说明自然引起的盐湖地质灾害，人类在事先监测而掌握其变化趋势情况下，可趋利避害，减少损失程度。文中分析在中国西部气候可能由暖干向暖湿转型的情势下，中国盐湖的变化趋势，并就其近期湖水涨缩特点划分3种类型(湖水上涨型区、湖水下降型区和湖水上涨不稳区)。为了适应中国盐湖区气候一湖泊变化，提出在重要盐湖区增建和完善水文、气象观察站，并与遥感监测相结合；建立多学科、跨部门的近期西部盐湖区环境变化的重大基础项目。同时需在重点盐湖区增设防洪防旱水利设施工程、制定湖区生态保护措施等，在筑建盐田和基建工程时应充分考虑洪水泛滥的影响。     

The Evolution of the Quaternary Salt Lakes in the Qaidam Basin

The paper discusses the distribution of Quaternary sediments, occurrence of saline minerals and phases of neotectonic movements and their manifestations in the Qaidam basin. The formation of four successive lacustrine terraces in Tertiary anticlinal zones in the western part of the basin was related to the neotectonic movements that took place 100 Ka ago, and the distribution of such terraces discloses, in a way. the evolutionary history of the Quaternary salt lakes. According to the distribution of the terraces coupled with the distribution of Quaternary sediments and features of salt deposition, four periods of Quaternary salt lake evolution in the basin may be distinguished, which correspond to four stages of salt deposition respectively.     

新疆库米什断陷盆地内盐湖及钾硝石矿的形成

库米什盆地是新生代断陷盆地,处于干燥大陆气候控制区,湖水一直处在蒸发浓缩状态,在上更新统后期(约35kaBP)开始有石盐矿生成,全新统后期(4.5ka BP)地壳稳定,气候持续干旱,形成厚大的石盐主矿体,并且逐步进入干盐湖阶段,晶间卤水进一步浓缩,形成液相KNO3矿,在其上形成了富钾石盐壳。     

新疆罗布泊盐湖氢氧锶硫同位素地球化学及钾矿成矿物质来源

罗布泊罗北凹地第四系上部盐层中蕴藏丰富的卤水,卤水中则富含钾（ＫＣｌ平均品位为１．４０％）。文章通过对罗布泊卤水氢、氧、锶及硫同位素等分析及与塔里木盆地（河流）、柴达木盆地等地区对比研究,确定了罗布泊富钾卤水源于地表水,可能主要是塔里木盆地南北缘河流水;卤水中的硫钾等物质组分主要来源于南天山、塔里木盆地西北、西南部中新生代石膏钙芒硝石盐矿床或地层及其古代地层卤水。由于第四纪期间塔里木盆地西部抬升。     

西藏高原盐湖的构造地球化学和生物学研究

按盐湖的盐类组分和地质构造背景差别,将其概分为普通盐湖和特种盐湖。前者产于克拉通、地台等稳定构造区;后者分布于活动构造区,包括大陆边缘火山弧后盆地或陆-陆碰撞带,板块转换带后盆地。西藏高原盐湖产于陆-陆碰撞带;盐湖硼和稀碱元素主要来自高原深部壳层重熔岩浆,热水成为输入盐湖中的重要载体;盐湖水化学类型和组分特征控制了不同的成矿专属性。笔者等对藏北高原作了大范围盐湖生物概查,在调查的125个湖泊中,确定30个盐湖有卤虫繁衍。在羌塘北部21个湖泊中,已鉴定出浮游植物95种,主要种类有Gloeothece linearis,Doctylococcopsis rhaphichoidesHansg,Chroococcus minor,Naviculasp.,Cymbella pusilla,Dunaliellasalina,Chlorella rulgaris,Diatoma elongatum。浮游动物共鉴定出原生动物16种,主要种类有Voriticellaspp.,Epistylisspp.,Keratella quadrata,Daphniopsis tibetana,Artemiasp.等。     

柴达木盆地第四纪盐湖演化

本文讨论了柴达木盆地第四纪沉积分布及盐矿物产出特征、新构造运动分期及其在区内的表现;指出盆地西部第三系背斜构造带之上分布的四级湖成阶地的形成与距今10万年前发生的新构造运动有关,其分布形态记录了第四纪盐湖演化的历史;结合第四纪沉积分布及盐类沉积特征把盆地第四纪盐湖演化分为4个时期,对应4个盐类沉积阶段。