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.     

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。     

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。     

江陵凹陷早始新世石盐流体包裹体均一温度研究及其古气候意义

近年来江陵凹陷因深层富钾卤水及钾盐矿物的发现受到各界的关注。而钾盐的形成与古环境有着密切的联系。本文通过石盐包裹体均一温度的研究,对江陵凹陷早始新世古气候进行了初步探讨,力求为确定江陵凹陷成钾有利期提供一定依据。通过对石盐样品中的单一液相流体包裹体采用冷冻法进行均一温度测定,测温结果显示其均一温度范围是14.9~32.3℃,均值23.7℃,且各样品间温度数据波动不大。由此说明,江陵凹陷早始新世新沟嘴组中段的古气温较高,且比较稳定,属于温暖干旱的气候。此外,还通过分析比对前人研究成果,发现该区域古气温自沙市组至新沟嘴组下段有明显降低的趋势,这可能与古新世—始新世极热事件(PETM)之后的降温期有关。     

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成盐期浓缩海水古温度及其意义

四川盆地东部嘉陵江组四段石盐岩中发育大量原生的单一液相包裹体,为揭示石盐结晶时古海水的温度,恢复早三叠世古气候提供了有利条件。本文在蒸发岩岩相学研究的基础上,对流体包裹体均一温度进行了测试。测温结果表明,石盐结晶时卤水的温度在17.7~63.5℃之间,与该地区碳酸盐岩氧同位素数据所反映的温度特征基本一致,说明早三叠世时海水具有较高的温度。这有利于古海水的强烈蒸发浓缩,为成钾奠定了良好的气候条件。     

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。     

库车坳陷古近纪石盐岩空间展布及找钾意义

新疆库车坳陷古近纪发育巨厚的蒸发岩沉积,厚度从几十米至上千米不等。主要蒸发岩沉积(特别是石盐岩沉积)发生在古新世-始新世的库姆格列木群沉积期。依据3Dmine矿业工程软件、库车坳陷地形点三维坐标统计数据、部分钻井数据(包括孔位、孔深、孔斜)、石盐岩层在钻井中的沉积厚度及蒸发岩沉积旋回,对坳陷库姆格列木群蒸发岩沉积期石盐岩空间展布进行研究,绘制库车坳陷古新统-始新统石盐岩空间分布模型,探讨盆地找钾意义。通过石盐岩空间模型展布特征分析,石盐岩体与库车坳陷的地形特征和构造特征紧密相关,石盐岩受构造挤压并于与地形的总体起伏基本一致。从石盐岩体空间模型南北向剖面变化规律分析,古新世-始新世,库车坳陷西部出现2个蒸发岩沉积中心,分别位于西盐山口盐场一带和拜城凹陷。为库车次级古盐湖发育区,而钾盐的富集一般产于大的坳陷当中的次级构造单元,为有利的找钾区域。     

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。     

江汉盆地潜江凹陷上始新统含盐岩系准原生白云岩的沉积学特征与形成机理

江汉盆地是我国东部独具特色的古近纪盐湖盆地，其潜江凹陷上始新统含盐岩系中的泥晶白云岩由泥晶白云石组成。泥晶白云石在阴极发光下呈红色、橙红色，与其伴生的矿物除原生钙芒硝、石盐、陆源泥质外，方解石没有或极少； X衍射分析结果表明，泥晶白云石的CaCO3摩尔含量平均为57.30％，有序度平均为0.40，具高富钙、低有序的特征；与钙芒硝岩的紧密共生，说明泥晶白云岩沉积环境的水介质为高盐度的咸水或淡卤水；根据氧同位素数据计算的沉积环境的水体温度平均为30.5℃，与泥晶白云石伴生的原生钙芒硝晶体中的包裹体均一温度最低值为44℃，这2组温度数据基本接近，表明泥晶白云石沉淀时环境水体的温度大致在30.5～44℃之间。由此推断，潜江凹陷上始新统含盐岩系产出的泥晶白云岩是在具较高温度和盐度、高Mg/Ca比值、常年性分层古盐湖水体中，由化学沉淀作用直接形成的准原生白云岩。     

抚顺盆地东露天煤矿早始新世孢粉组合特征及其古气候意义

系统研究了抚顺盆地东露天煤矿主煤层古城子组植物孢粉组合特征,并采用共存分析法(coexistence approach)定量分析了该区早始新世古气候。笔者在古城子组共发现孢粉化石71属159种,其中,被子植物花粉莫米粉(Momipites)、山核桃粉(Caryapollenites)、榆粉(Ulmipollenits)和栎粉(Quercoidites)含量较高;裸子植物花粉含量高,以杉粉(Taxodiaceaepollenites)和无口器粉(Inaperturopollenites)占绝对优势;蕨类植物孢子以水龙骨单缝孢(Polypodiaceaesporites)及紫萁孢(Osmundacidites)为主。亚热带类群丰富且花粉含量较高(56.3%~91.8%)。孢粉组合反映了该盆地分布以杉科(Taxodiaceae)丰富为特征的沼泽湿地林,可能为重要的成煤植物;盆地低山地带分布有常绿和阔叶落叶混交林为主的森林植被。通过共存分析法获得抚顺盆地早始新世年均温为14.9℃~15.8℃,年均降水量为1011.3~1163 mm。孢粉植物群特征及古气候参数综合分析,抚顺盆地早始新世属于温暖湿润的亚热带气候。     

延长探区下古生界马家沟组储层流体包裹体特征

流体包裹体研究在划分油气运移充注期次、确定油气藏形成时间等方面均有重要的应用价值.通过镜下观察流体包裹体的特征,划分类型,描述其特征,对与烃类共生的盐水包裹体进行均一化温度测试,并结合其他相关地质资料,认为延长探区马家沟组储层流体包裹体的均一温度集中分布在85~115℃范围内,包裹体捕获时的埋藏深度为2500~2800 m.结合盆地的埋藏史推测天然气成藏时间为晚三叠-早侏罗世.     

库车盆地古近纪岩盐层中钾盐资源量预测研究

新疆库车盆地的古盐湖沉积了巨厚的岩盐层,在构造环境上具备形成钾矿的条件.近年来,在库车盆地古近纪岩盐中发现了众多的钾盐矿物及其组合.文章采用石盐质量法,即通过统计和分析盆地中的石盐质量、海陆相沉积的比值关系及成钾概率,预测出库车盆地古近纪可能沉积的钾盐资源量.其理论基础是,海水和地表水中钾离子与钠离子含量存在一定的比例关系,石盐与钾盐沉积量也应存在固定比值,利用这一比值将已经发现并计算得出的石盐质量转换为钾盐资源量.分析确定库车盆地中带人钾总量的成钾概率是4.69%,据此,预测出可能沉积蕴藏的钾盐资源量(KCl)可达39.78亿t.     

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...     

新疆莎车盆地钾异常发现及有利找钾区预测

塔里木盆地古代钾盐找矿是一项艰巨且亟需突破的科学技术问题,在半个多世纪的找钾历程中,虽然获得少许找钾线索,但一直没有突破.塔里木盆地中、新生代发生多期次海侵—海退,发育多期蒸发岩地层,如西南部的莎车次级盆地、北部的库车次级盆地,岩盐厚度从几十米到上千米,自20世纪70年代以来,塔里木盆地一直是找钾重点区.笔者依托国家科技项目及地质调查项目,对莎车盆地开展成钾研究及找矿靶区预测,结果显示:岩石地球化学测量在莎车盆地西北部的乌帕地区发现钾异常,氯化钾含量为0.210％～0.458％,平均0.288％,该区地表盐泉水中具有高的溴氯系数(0.54)及钾异常(0.11 g/L),另外在该区地表结晶盐壳中发现光卤石.依据上述发现及研究结果,初步预测乌帕地区为该盆地有利的找钾区.     

柴达木盆地大浪滩梁ZK02孔早—中更新世石盐纯液相流体包裹体均一温度及其对钾盐成矿的约束

运用低温冷冻成核方法,对柴达木盆地大浪滩地区梁ZK02孔早—中更新世石盐样品的纯液相流体包裹体进行均一温度测试,获得158个均一温度数据。所测石盐样品的镜下形貌显示有石盐“人”字晶特征,其内部流体包裹体呈负立方体晶形,且测试均一温度数据与包裹体粒度相关性不明显,指示了测试石盐及包裹体原生性良好,其最大均一温度可代表古代夏季气温。最大均一温度测试结果表明:(1)早更新世最大均一温度主要分布于25~30 ℃温度区间,高泥质、粉砂岩性特征指示早期气候较为温和,淡水补充相对丰富;晚期盐类矿物含量升高,反映干旱程度升高;个别时间段夏季温度高于40 ℃,呈高温干旱特征。(2)中更新世温度位于30~35 ℃温度区间,出现了更新世以来最高温度50.6 ℃,包裹体最大均一温度与高含量盐类矿物共同指示了高温干旱环境特征。与早更新世相比,中更新世环境温度总体呈升高趋势,蒸发盐含量升高,干旱程度增加,温度波动加剧,显示出中更新世更加不稳定的气候特点,与世界范围内中更新世总体气候特征一致,且盐类分布显示这种气候不稳定性在大浪滩地区自早更新世晚期就开始显现了。结合石盐包裹体古温度研究成果,对阿尔金山前砂砾岩孔隙含钾卤水矿成矿模式进行补充:早更新世较为温和湿润的环境下,风化盐分和N22古盐发生溶滤,汇聚形成含盐卤水,赋存于阿尔金山前冲洪积扇砂砾岩孔隙中,历经中更新世的高温蒸发,最终形成KCl砂砾岩孔隙储层卤水矿床。     

中新生代天山剥蚀与塔里木盆地北缘沉积耦合过程:新疆库车河剖面的低温热年代学证据

天山造山带中新生代快速剥露对于了解天山构造演化过程意义重大.然而,人们对于中新生代精确的冷却时间还一直存在争议.本文报道了塔里木盆地北缘库车河剖面中生界砂岩中碎屑磷灰石裂变径迹数据和早二叠世流纹岩热史演化模拟结果. 热年代学年龄趋势显示碎屑磷灰石裂变径迹的主要年龄组分为143.0~148.9 Ma和35.7~38.1 Ma,其中较年轻的组分已经完全重置,揭示了库车坳陷的剥露信息. 热史模拟结果显示了160~140 Ma的快速冷却事件. 结合库车河剖面前人的碎屑锆石U-Pb和重矿物数据,笔者认为欧亚南缘拉萨地体的拼贴是通过刚性的塔里木将挤压应力传递至天山,导致其在晚侏罗世?早白垩世强烈隆升剥蚀,大量碎屑被搬运沉积在塔里木盆地北缘,造成库车坳陷中广泛发育的早白垩世亚格列木组砾岩及其与晚侏罗世地层之间的角度不整合. 在欧亚板块南缘多块体持续拼贴的远程效应下,天山经历始新世快速隆升变形,变形持续向南扩展,导致库车坳陷在晚始新世遭受变形和抬升.      

塔里木盆地古近纪岩相古地理

古近纪是塔里木盆地由海向陆转化的时期。当时该区的海侵来自研究区西侧的古地中海分支,物源则主要是盆地北部的南天山以及南部的昆仑山,沉积中心在库车坳陷西部以及塔西南坳陷带的西部。古新世-始新世早期（库姆格列木群沉积期）在盆地北部库车坳陷发育砾岩、砂岩、碳酸盐岩及膏盐岩,沉积环境有滨岸、漏湖、潮坪及扇三角洲等,塔西南坳陷以碳酸盐岩和膏岩为特征,从东到西发育开阔台地、近岸局限台地、蒸发盐台地、辫状河三角洲环境等,二者之间即在塔北隆起及北部坳陷带位置为宽阔的古隆起区。始新世晚期-渐新世（苏维依组沉积期）整个盆地以滨浅湖为主,发育粉砂岩与泥岩互层沉积,塔西南坳陷虽然仍发育多个海相层,但海水的影响明显比始新世早期弱,当时主要古地理单元有海湾渴湖、滨浅湖、扇三角洲和辫状河三角洲。总体上,塔里木盆地在古近纪经历了早期以扇三角洲为主的浅水环境到晚期的滨浅湖及海湾溻湖环境,古近纪研究区的古气候以热带-亚热带的干旱气候为主。     

新疆库车盆地东秋里塔格构造带新生代的构造演化

东秋里塔格构造带位于库车前陆盆地的南缘,新生代经历了强烈的构造挤压和构造沉降。平衡剖面分析、生长地层识别和重点井沉降史的数值模拟表明:古新-始新世库姆格列木群沉积期间构造活动微弱并沉降缓慢。渐新世苏维依组沉积期间,构造活动开始加强,沉降速度加快,并形成了一些小断距的逆断层。中新世构造活动进一步加强,沉降加速,沉积了厚层的吉迪克组膏盐层;康村组沉积时期,构造挤压使得膏盐层发生塑性流动,形成盐枕,康村组发育生长地层。随后的上新世库车组沉积期间,研究区先发生快速沉降,然后,随着南天山急剧隆升,冲断作用迅速向南扩展。约在早更新世,库车褶皱冲断带前锋到达东秋里塔格构造带,并最终定型,使得该区发生强烈的构造变形,形成大量的逆冲断裂构造带,膏盐层表现出明显的塑性流动,形成盐推覆构造。