刚果盆地西南部白垩纪蒸发岩矿物与古环境特征

刚果(布)西南部布谷马西地区属于热带雨林气候,拥有非洲大陆西部边缘重要的白垩纪钾盐矿床,属于典型的裂谷成钾盆地。经矿物学研究表明,主要的蒸发岩矿物类型为石盐、光卤石、钾石盐、水氯镁石、溢晶石、石膏、硬石膏等。蒸发岩矿物沉积序列为石膏、硬石膏(多数旋回缺失)→石盐→光卤石→钾石盐(次生)→溢晶石或水氯镁石。通过蒸发岩矿物沉积特征和微量元素的分析认为,在白垩纪时期布谷马西地区处于长期的高温干旱环境,有利于卤水蒸发、浓缩而形成盐类矿物沉积。     

泰国—老挝呵叻高原钾盐矿床研究现状及展望

泰国—老挝境内的呵叻高原马哈萨拉堪组钾盐矿床是世界上最大的钾盐矿床之一。综合研究表明,马哈萨拉堪组赋钾蒸发岩形成于晚白垩世,其成盐物质来自海水。该含盐建造很可能形成于陆相环境中,为"海源陆相"沉积。在蒸发岩沉积过程中及沉积后,一直伴随着水—岩(盐)作用的发生,钾盐沉积之后往往受到该作用的改造。溢晶石的出现是该地区"异常"蒸发岩的表现特征之一,它的形成很可能与海水的变质作用有关,但其形成机制尚未得到合理解释。兰坪—思茅盆地勐野井组与呵叻高原马哈萨拉堪组联系密切且具有共同之处,但二者在时代、成盐期次对比等问题上存在较大争议。最后,针对今后该地区钾盐研究提出了一些新的研究思路与方法。     

基于海相石盐流体包裹体的古海水演化热力学模拟

传统观点认为地质时期海水成分一成不变,然而包裹体测试技术的迅速发展,揭示出显生宙以来海水成分至少发生过两次大的旋回变化。本文基于世界多个海相沉积盆地的原生石盐包裹体实测数据,探讨了显生宙以来古海水地球化学、水化学类型、蒸发岩矿物组合特征的显著变化,并结合EQL/EVP卤水蒸发平衡模型,定量模拟了两种典型海水的蒸发演化过程、析盐规律和矿物组合特征,分析和探讨了中国海相沉积盆地的成钾前景。应用Spencer相图,揭示出在过去的600 Ma期间,古海水成分点在Cl-SO4和Ca-Cl两个相区内随时间发生周期性的震荡变化,志留纪、泥盆纪、侏罗纪和白垩纪的海水类型与现代海水迥然不同,为典型的Ca-Cl型水。Mg-2KSO4/Mg-Ca-2KJnecke相图分析结果显示,这些时期的石盐包裹体成分,位于富CaCl2、贫MgSO4的Mg-Ca-2K相图中光卤石、钾石盐稳定相区,指示原始海水相对于现代海水具有富Ca、贫Mg的特征,其析出的典型矿物组合主要有石盐、钾石盐、光卤石和溢晶石等。而新元古代、二叠纪和第三纪大部分石盐包裹体成分,都落到了Mg-2KSO4相图上的钾盐镁矾和钾石盐相区,和现代海水成分较为类似,具有富Mg2+、SO2-4的特征,其析出的典型矿物组合包括石盐、钾盐镁矾、硫镁矾、钾石盐和光卤石等。EQL/EVP定量模拟结果显示,富SO4-Mg型的海水和富CaCl型的古海水,蒸发演化路径和矿物析出序列截然不同,Ca-Cl型的海水更易形成优质钾盐矿床,有利的成钾时段为寒武纪-早石炭世、侏罗世-新生代早中期。     

基于相化学研究老挝万象钾镁盐矿床形成的机制

老挝万象钾镁盐矿床是一个典型的海相碎屑盐缺硫酸盐型钾盐矿床, 该矿床形成于古近纪, 是古海水蒸发浓缩沉积形成。老挝万象钾镁盐矿床中缺乏硫酸盐和碳酸盐沉积物, 因此深入研究该矿床的形成机制很重要。本文研究探讨了该矿床形成时的古海水特点, 根据相化学, 分析成钾原始卤水的物理化学特性, 从矿体形成的化学基础来研究老挝钾镁盐矿床形成的机制。结果表明: 显生宙以来海水组分发生变化, 经海相非骨骼灰岩和钾盐蒸发岩矿物学研究, 发现这两种沉积岩长期以来连续变化, 在“文石海”是MgSO4型蒸发盐, 在“方解石海”是KCl型蒸发盐, 从白垩纪晚期、第三纪早期的底部石盐溴含量及矿物学特征表明, 此时处于“方解石海”, 古海水组分的特点是造成缺硫酸盐型钾盐矿床形成的物化基础; 通过NaCl-KCl-MgCl2-H2O和NaCl-KCl-MgCl2-CaCl2-H2O两个体系相图的分析认为, 当时所形成的成钾原始体系母液是高镁、低钾氯化物型的卤水, 在母液蒸发过程中, 由于原始海侵母液与残余高镁母液的掺杂作用, 致使结晶路线直接从氯化钠区到E点母液或光卤石与氯化钠共饱线上, 而没有通过氯化钠和氯化钾的共饱线, 因而在矿体中氯化钾相很少或几乎不存在, 由于外界CaCl2型水体的掺杂, 使成钾母液进入光卤石相区, 随着蒸发的进行, 最终形成溢晶石矿物。     

华北地区中奥陶统蒸发盐岩溶解坍塌角砾岩化作用

华北地区中奥陶统下马家沟组第二、四段及上马家沟组第三段广泛分布着三层角砾岩。角砾岩系由蒸发盐溶解致使其白云岩夹层及残留蒸发盐岩沉陷坍塌所形成。这是一个复杂的过程,可划分为四个阶段:1.蒸发盐岩层塑性变形和矿物相的转变导致原生沉积构造破坏和部分角砾岩化;2.形成具蒸发盐和白云石基质的角砾岩;3.形成具白云石基质的角砾岩;4.形成细-粗晶石灰岩、角砾灰岩。     

古盐湖卤水温度对钾盐沉积的控制作用探讨

古盐湖卤水的温度对钾盐沉积的控制作用的定量研究是钾盐成矿机理分析的重点和难点。本文分析和测试陕北盐盆奥陶系马家沟组、四川盆地三叠系嘉陵江组、云南兰坪-思茅盆地白垩系及老挝沙空那空盆地白垩系等八个含盐系的石盐岩中的流体包裹体,并利用均一温度计算了古盐湖的蒸发速率。若以老挝白垩纪时盐湖的蒸发速率为标准值100,陕北奥陶纪、四川三叠纪、云南白垩纪的蒸发速率标准值分别为54、68和90,而目前在老挝和云南白垩系都找到了一定规模的钾盐矿,因此高温(气温及水温)是盐湖成钾的有利条件,在卤水演化成钾的过程中可以起到重要的"催化"作用。     

非洲下刚果盆地钾盐矿床特征、沉积旋回与沉积模式

下刚果盆地位于西非大陆边缘,形成于南美大陆与非洲大陆裂开初期,大西洋打开之时,在早白垩世形成了巨型钾盐矿床。文章在盆地内布谷马西矿区钻孔的岩芯编录的基础上,结合岩相学、地球化学和沉积韵律等研究,探究钾盐矿床沉积特征和盆地内蒸发岩沉积旋回,并总结了矿床沉积模式。下刚果盆地总体较平缓,西南低,北东高,自盆地边缘向中部,沉积厚度逐渐增大,钾盐矿床赋存于下白垩统Aptian阶蒸发岩系中。蒸发岩系主要由石盐岩与光卤石岩互层构成,局部夹(含水氯镁石)溢晶石岩、石膏岩和黑色碳质页岩夹层。矿床由多层水平_近水平层状矿体组成,单层矿体厚度几米至几十米,矿层比较稳定,延续范围广,主要矿层——光卤石层累计厚度超过100 m。主要矿石类型为光卤石型,仅局部为钾石盐型。矿石品位高,KCl平均品位为16.49%。成盐盆地在早白垩世只有一个成盐期,含盐系即为Ⅰ级韵律;根据沉积特征,又可划分为8个Ⅱ级盐韵律和若干个Ⅲ级盐韵律。整个成盐期总体沉积环境较稳定,未出现蒸发岩序列中断,但受地面的沉降变化和海水周期性灌入的影响,出现了石盐与光卤石的韵律互层沉积。下刚果盆地内蒸发岩沉积序列与正常的海相蒸发岩不同,底部缺乏碳酸盐和硫酸盐地层,指示其成钾物质来源于经过一定程度蒸发浓缩的古海水。在上述研究的基础上,结合成盐期盆地岩相古地理与构造条件,总结出下刚果盆地裂谷型钾盐矿床沉积模式。     

刚果(布)布谷马西钾盐矿床盐类矿物特征与成因研究

刚果(布)布谷马西钾盐矿床位于非洲大陆西部边缘,是白垩纪时期沉积的大型钾盐矿床。文章运用X射线衍射、薄片鉴定、扫描电镜和岩石地球化学等方法,识别出布谷马西钾盐矿的主要盐类矿物有硬石膏、石盐、光卤石、钾石盐、水氯镁石和溢晶石。盐类矿物的沉积顺序为:硬石膏→石盐→光卤石→钾石盐→水氯镁石或溢晶石。该矿区的成盐物质主要来源于海水,盐类沉积物中贫碳酸盐和硫酸盐矿物,可能与白垩纪"方解石海"的海水成分密切相关。矿区中的钾石盐主要是由光卤石淋滤形成。     

老挝万象盆地钾盐矿床微量元素地球化学特征 及矿床的成因

老挝万象盆地钾镁盐矿主要富集在塔贡组下段膏盐中,主要由石盐岩、光卤石、钾石盐、含光卤石钾石盐及少量溢晶石等组成,属单层结构类型。钾镁盐矿中的微量元素Br、Rb和氯化物有直接的关系,是在万象盆地内找钾的直接标志,可在不同程度上反映原始盐溶液的浓缩发展过程。而Sr、B地球化学性质稳定,随卤水浓度的增高而富集在卤液中,可间接指示含钾的层位。证实了万象盆地的卤水来源于南部呵叻盆地,并有地表水体及深部卤水补给的可能性。研究万象盆地元素的地球化学特征,对丰富古代固体钾盐成矿理论、指导兰坪-思茅盆地蒸发岩研究及找钾工作具有重要的指示意义。     

老挝万象盆地钾盐矿床微量元素地球化学特征及矿床的成因

老挝万象盆地钾镁盐矿主要富集在塔贡组下段膏盐中,主要由石盐岩、光卤石、钾石盐、含光卤石钾石盐及少量溢晶石等组成,属单层结构类型。钾镁盐矿中的微量元素Br、Rb和氯化物有直接的关系,是在万象盆地内找钾的直接标志,可在不同程度上反映原始盐溶液的浓缩发展过程。而Sr、B地球化学性质稳定,随卤水浓度的增高而富集在卤液中,可间接指示含钾的层位。证实了万象盆地的卤水来源于南部呵叻盆地,并有地表水体及深部卤水补给的可能性。研究万象盆地元素的地球化学特征,对丰富古代固体钾盐成矿理论、指导兰坪-思茅盆地蒸发岩研究及找钾工作具有重要的指示意义。