老挝甘蒙省钾镁盐矿床含矿段的矿物学和地球化学特征及成因

老挝甘蒙省钾镁盐矿床位于呵叻盆地的东隅,本文以该矿床ZK318钻孔的含矿段———下盐层为研究对象,对其开展了系统的矿物学和地球化学特征研究。结果表明,矿石矿物以石盐、钾石盐和光卤石为主,含少量方硼石和硬石膏。根据矿物与主量元素的分布特征,将下盐层分为5个次层,由下至上顺序为:盐岩层(石盐为主)→钾盐岩层(钾石盐为主)→光卤石岩层(光卤石为主)→薄盐岩层(石盐为主)→钾盐岩层(钾石盐为主)。微量元素Br值均大于200×10-6,表明卤水来源于海水;由盐岩层→钾盐岩层→光卤石岩层,B含量呈现出逐渐升高的趋势,表明B含量与卤水盐度呈线性关系。但顶部钾盐岩层的B含量高达890×10-6,与少量方硼石的存在相吻合,指示成矿卤水除了海水外,还有深部热液的贡献。按照卤化物卤水蒸发浓缩的顺序,光卤石是该卤水浓缩的最后阶段,但在光卤石沉积之后,又晶出一薄层石盐,表明曾经历过一次短暂的淡水补给。上、下两层钾石盐具有基本相同的Br含量,分别为1 790×10-6和1 792×10-6,且均直接沉积在石盐之上,故为原生钾石盐,而非光卤石的次生淋滤产物。认为甘蒙省钾镁盐矿床为海源陆相沉积,海水和深部热液是成钾物质的主要来源,钻孔中出露的两层钾石盐均为原生沉积。     

试论古代异常钾盐蒸发岩的成因：来自柴达木盆地的佐证

本文根据察尔汗盐湖现代钾盐沉积区补给水的化学组成和沉积物岩芯中原生石盐流质包裹体的氢氧同位素组成,研究了钾盐卤水的形成和钾盐蒸发岩的沉积模式。论述了古代异常钾盐蒸发岩可能是或部分是非海相成因的。     

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.     

思茅盆地下白垩统蒸发岩硫同位素地球化学特征及其钾盐成矿意义

关于思茅盆地下白垩统勐野井组蒸发岩主要物源为海水的认识争议很少,但是关于其成矿时代和成矿模式的认识还有争议,关于陆源淡水对蒸发岩物质成分的影响还缺乏探讨。本文主要通过分析盆地内L2井27件蒸发岩样品的化学成分和硫同位素地球化学特征,结合邻区已发表的硫同位素数据,探讨了蒸发岩的物质来源、陆源淡水对蒸发岩物质成分的影响、成盐时代以及可能的钾盐成矿模式。结果表明:(1)思茅盆地蒸发岩受陆源淡水和火山热液补给,其中陆源淡水补给使蒸发岩硫同位素明显低于同一地质时期的其他海相样品;(2)海水可能自现今盆地北西方向补给,一级周期上海水补给存在两次,二级周期上海水补给至少存在七次;(3)物源海水的时代为中侏罗世,沉积析盐的时代为早白垩世晚期,可能的钾盐成矿模式为中侏罗世海水侧向迁移成矿。这些结果对解释思茅盆地及邻区海相蒸发岩异常低的硫同位素值、高硫同位素值与中侏罗世海水相当以及钾盐成矿缺失"碳酸盐岩相和硫酸盐岩相"有重要的意义。     

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。     

国内外古陆表海盆成钾条件对比——兼论华北成钾的可能性

克拉通古陆表海盆中的固体钾盐矿床占居全球钾盐资源总量的90%以上,其中最典型的2个巨型钾盐矿床是加拿大萨斯喀彻温和俄罗斯涅帕。为探究华北奥陶纪古陆表海盆的成钾可能性,对比分析了国内外同类型盆地的成钾条件,结果表明:萨斯喀彻温泥盆纪钾盐矿床的形成主要表现为巨量海水在稳定克拉通预备盆地的持续蒸发浓缩,进而迁移至相对活动的亚稳定构造区汇聚成钾盐矿床,其上覆盖着红层沉积,其成钾模式概括为"泪滴式";俄罗斯涅帕寒武纪钾盐矿床的形成过程总体表现为半封闭巨型蒸发台盆接受巨量海水的多次补给并持续蒸发浓缩,富钾卤水最终汇聚于受同沉积断裂控制的深坳中,形成巨型钾盐矿床,钾盐层系上覆为膏岩或灰岩等淡化沉积层,其钾盐成矿模式概括为"牛眼式"。华北奥陶纪古陆表海盆与形成上述2大典型钾盐矿床的盆地具有十分相似的构造古地理和古气候环境条件,且在华北西部的陕北盐盆已钻获厚1.22 m的钾石盐矿层和厚达64.7 m的钾石盐高矿化段,根据盆地特殊地质条件,建立了陕北奥陶纪盐盆的"复底锅"成钾模型。笔者认为,华北奥陶纪古陆表海盆完全可能形成一定规模的海相固体钾盐矿床,并对其中最有希望的陕北盐盆的钾盐资源潜力和找钾前景进行了分析讨论。     

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.     

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。     

老挝他曲盆地钾盐矿床蒸发岩硫 同位素特征及成钾指示意义

老挝含盐盆地白垩纪时期位于新特提斯域东南部,晚白垩世沉积了巨型钾盐矿床。其中,万象东南部的他曲盆地钻孔含盐系中硬石膏δ34SV-CDT值集中分布在13.8‰~15.3‰,与同期海相蒸发岩δ34S值近似,表明石膏为海相成因。据此,也进一步证实老挝含盐盆地成钾物质大多来自于同时期的古海水,但同时也受到大陆水的掺杂。依据老挝含盐盆地与思茅盆地钾盐矿床沉积时代相近,同时结合勐野井组石膏硫同位素组成,笔者初步认为两盆地在硫同位素组成上具有相近的海源特征,推断它们在海侵期可能曾连通。     

白垩纪海水Ca异常与溢晶石形成的关系

在白垩纪出现了3个典型的缺硫酸盐型"异常"蒸发盐,巴西塞尔希培盆地、西非刚果盆地、泰国和老挝呵叻盆地,3个蒸发盐盆地中均出现了含钙的溢晶石矿物。尽管对这些盆地蒸发盐的成因存在争议,但目前认为形成溢晶石Ca的来源主要为非海相CaCl_2热液流体。利用前人初始沉积石盐包裹体卤水组分分析结果的相化学分析,在25℃NaCl-KCl-MgCl_2-CaCl_2-H_2O五元体系相图中讨论溢晶石形成的物理化学条件,认为白垩纪古海水Ca异常是溢晶石形成的物质条件,干燥、高温是溢晶石形成的外界因素。     

四川盆地雷口坡组膏盐岩成因及膏盐盆迁移演化与构造意义

通过详细的岩石学特征分析,结合区域分布,研究了四川盆地中三叠统雷口坡组的膏盐岩成因,进而讨论了其反映的膏盐盆迁移和演化及构造指示意义。雷口坡组总体存在两种岩性组合和分布特征的膏盐岩,一类出现于雷一段—雷三段下亚段沉积时,表现为纹层状膏盐岩夹块状膏盐岩,厚度较小,横向分布稳定,属于泻湖成因;另一类出现在雷三段中亚段—雷四段中亚段沉积时,以块状硬石膏岩和石盐岩为主,厚度差异巨大,横向变化较快,并且膏盐岩沉积中心出现向西、向北迁移的趋势,与早期的膏盐岩形成了鲜明对比,属于膏盐盆成因。由此反映出构造信息,四川盆地中三叠世雷口坡期的构造应力场总体处于由张应力向挤压应力转换,其中,雷一段—雷三段下亚段沉积时盆地总体处于构造平静期,为张应力向挤压应力转换的过渡期;相比而言,雷三段中亚段—雷四段中亚段沉积时为构造活跃期,盆内北西—南东向和北东—南西向应力挤压趋于活跃,新的沉降中心形成,强烈的蒸发作用使得膏盐岩在凹地快速沉积,并随挤压的阶段性活跃,发育向北、向西迁移趋势的雷三段中亚段、雷三上亚段、雷四段下—中亚段沉积期三期膏盐盆,川西凹陷的形成与演化从雷三段中亚段沉积期已经开始发育,并在雷四段下—中亚段沉积期已具雏形。这些认识为四川盆地雷口坡组膏盐岩成因研究提供了新基础参考信息。     

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。     

Sedimentology of the Cretaceous Maha Sarakham evaporites in the Khorat Plateau of northeastern Thailand

Evaporites of the Cretaceous to early Tertiary Maha Sarakham Formation on the Khorat Plateau of southeast Asia (Thailand and Laos) are composed of three depositional members that each include evaporitic successions, each overlain by non-marine clastic red beds, and are present in both the Khorat and the Sakon Nakhon sub-basins. These two basins are presently separated by the northwest-trending Phu Phan anticline. The thickness of the formation averages 250 m but is up to 1.1 km thick in some areas. In both basins it thickens towards the basin centre suggesting differential basin subsidence preceding or during sedimentation. The stratigraphy, lithological character and mineralogy of the evaporites and clastics are identical in both basins suggesting that they were probably connected during deposition. Evaporites include thick successions of halite, anhydrite and a considerable accumulation of potassic minerals (sylvite and carnallite) but contain some tachyhydrite, and minor amounts of borates. During the deposition of halite the basin was subjected to repeated inflow of fresher marine water that resulted in the formation of anhydrite marker beds. Sedimentary facies and textures of both halite and anhydrite suggest deposition in a shallow saline-pan environment. Many halite beds, however, contain a curious `sieve-like' fabric marked by skeletal anhydrite outlines of gypsum precursor crystals and are the product of early diagenetic replacement by halite of primary shallow-water gypsum. The δ³⁴S isotopic values obtained from different types of anhydrite interbedded with halite range from 14.3‰ to 17.0‰ (CDT), suggesting a marine origin for this sulphate. Bromine concentration in the halite of the Lower Member begins around 70 ppm and systematically increases upward to 400 ppm below the potash-rich zone, also suggesting evaporation of largely marine waters. In the Middle Member the initial concentration of bromine in halite is 200 ppm, rising to 450 ppm in the upper part of this member. The bromine concentration in the Upper Member exhibits uniform upward increase and ranges from 200 to 300 ppm. The presence of tachyhydrite in association with the potassic salts was probably the result of: (1) the large volumes of halite replacement of gypsum, on a bed by bed basis, releasing calcium back into the restricted waters of the basin; and (2) early hydrothermal input of calcium chloride-rich waters. The borates associated with potash-rich beds likely resulted from erosion and influx of water from surrounding granitic terrains; however, hydrothermal influx is also possible. Interbedded with the evaporites are non-marine red beds that are also evaporative, with displacive anhydrite nodules and beds and considerable amounts of displacive halite. The δ³⁴S isotopic values of this anhydrite have non-marine values, ranging from 6.4‰ to 10.9‰ (CDT). These data indicate that the Khorat and Sakhon Nakhon basins underwent periods of marine influx due to relative world sea-level rise but were sporadically isolated from the world ocean.     

鄂尔多斯盆地南部下奥陶统马家沟组沉积特征

依据鄂尔多斯盆地南部早奥陶世古构造、古地理、古水动力以及古气候背景,结合单井、野外露头沉积相分析等认为,秦岭海槽和中央古隆起的存在和演化控制盆地南部马家沟组沉积特征及演化。(1)平面上根据中央古隆起的障壁作用将其分为两大沉积区,西南区和东北区。西南区发育盆地—斜坡—台地边缘相,东北区为障壁潟湖沉积环境;(2)东北区马家沟组由"三云三灰"六段组成,马一、马三、马五段为白云岩、石膏和石盐组成的蒸发岩系,马二、马四、马六段为石灰岩夹白云岩的碳酸盐岩序列,在纵向上构成蒸发岩与碳酸盐岩间互的旋回性沉积。在此基础上进一步建立了马家沟组障壁潟湖沉积模式,该模式具有两个主要特征:(1)中央古隆起作为障壁控制秦岭海与潟湖之间的海水沟通;(2)依据海平面升降旋回将该模式动态地分为三个阶段,即与海侵期相对应的以石灰岩沉积为主的障壁潟湖沉积阶段(阶段Ⅰ)、与海退期相对应的以石灰岩夹蒸发岩沉积为主的障壁咸化潟湖沉积阶段(阶段Ⅱ)和与低海平面期对应的以膏盐岩沉积为主的障壁膏盐湖沉积阶段(阶段Ⅲ)。     

西藏沙丁、荣布地区三叠系—老第三系沉积地质特征

研究区从三叠纪到老第三纪,发育的岩石地层主要有确哈拉群（Ｔ３）、希湖群（Ｊ１－２）、拉贡塘组（Ｊ２－３）、多尼组（Ｋ１）、竟柱山组（Ｋ２）和牛堡组（Ｅ２－３）。在沉积相上,经历了从深水沉积到浅水直至陆相沉积的演变,发育有冲积扇、河流、湖泊、三角洲（潮汐）、障壁海岸、浅海、深海和火山碎屑流沉积。古地理分析表明,研究区晚三叠世古地理轮廓是一个从东南向西北和东北方向由浅水碳酸盐台地及深水陆层海底扇沉积共同发育的沉积盆地;早中侏罗世,演变成为一个由深水砂质浊积岩和细屑浊积岩组成的水下席状体沉积;进入中晚侏罗世,其古地理表现为一个陆屑浅海有障壁海岸;到了晚白垩世,研究区表现为以含煤沉积为特征的三角洲相沉积。     

思茅盆地石盐矿物的原位元素含量特征对成矿模式的启示

思茅盆地江城含盐带勐野井地区在“二层楼”钾盐成矿理论的指导下,逐步在侏罗系钾盐资源调查中取得重要成果,但盆地内其他含盐带研究程度薄弱。本文以整董含盐带的磨黑L2井勐野井组(K₁m)盐岩样品为研究对象,通过显微镜观察、扫描电镜能谱分析、石盐矿物元素含量电子探针微区原位测试方法的建立,精细研究了样品岩相学、石盐矿物学及元素含量特征。同时,测试了江城含盐带勐野井地区MK-1井花开左组(J₂h)石盐样品。对比研究两个井样品中石盐矿物微量元素K和Br含量及10³Br/Cl值(质量分数比)特征,结合研究区地质演化,取得以下认识。L2井K₁m(含)泥砾盐岩中石盐矿物发育两类产状:一类是胶结碎屑颗粒的主体石盐,具塑性流变特征;另一类是析出在碎屑中被盐类或黏土矿物碎屑包裹的石盐,两类包裹体特征指示均属次生成因。电子探针测得L2井K₁m的主体石盐、碎屑包裹和勐野井MK-1井J₂h含钾盐层石盐的K含量分别为≤0.09%、≤0.18%和≤0.13%,Br含量分别为≤60×10^-6、70×10^-6~410×10^-6和70×10^-6~500×10^-6,10³Br/Cl值分别为≤0.10、0.12~0.71和0.12~0.85,主体石盐显著低于后二者,处于陆源或海陆混合源石盐阶段或重结晶石盐阶段,而后二者数值接近,大多处在海源石盐阶段,小部分处在海源母液结晶钾石盐阶段和光卤石阶段。推断磨黑L2井碎屑包裹的石盐属深部古盐体刺穿贯入的证据,可能的成矿模式为深部中侏罗统海相古盐体受盐底辟作用迁移到浅层下白垩统勐野井组后,部分被盆地内侧向迁移来的中侏罗世残留海水、盆地周缘汇入的陆源水以及深部热液的共同溶蚀淋滤和混染改造形成新的卤水,部分以固体古石盐砾保留下来,在早白垩世晚期新母液卤水蒸发成盐过程中被形成的盐类和陆源碎屑矿物包裹,后期在母液结晶的主体石盐胶结下沉积成岩和成矿。以上认识完善了“二层楼”成矿理论在整董含盐带的勘探实践。     

四川盆地东部垫江盐盆三叠系海相钾盐成钾有利区圈定： 地球物理和地球化学方法综合应用

垫江盐盆是四川盆地三叠纪时期重要的一个成盐成钾次级盆地,在早三叠世嘉陵江组四段岩盐中发现了大量含钾矿物,具备成钾潜力,但海相钾盐成矿有利区还需要进一步研究.本文通过系统收集垫江盐盆内已有钻孔资料,对嘉陵江组四段岩盐厚度进行统计,对嘉陵江组四段钻井岩盐样品进行化学成分分析,结果表明在双龙地区和五洞地区岩盐厚度大,岩盐钾含量较高,可能是古盐湖蒸发浓缩中心;对垫江盐盆内3条地震剖面进行重新解译,并开展了7条大地电磁测深剖面测量工作,结果显示早三叠世嘉陵江期在垫江盐盆北段的五洞地区和南段的双龙地区可能存在有利于钾盐沉积的凹地,地球物理和地球化学结果较为一致.综合分析认为,早三叠世嘉陵江期,垫江盐盆北段的五洞镇一带和南段的双龙一带是海相钾盐成矿的有利区,研究结果可为进一步开展钻孔验证提供科学依据.     

四川盆地及邻区晚震旦世古地理与构造—沉积环境演化

利用最新的地震资料、探井资料及区域地质资料等,结合前人的研究成果,建立四川盆地及邻区晚震旦世区域地层格架,编制晚震旦世各沉积时期构造—沉积环境图,并探讨构造—沉积演化过程。研究认为,四川盆地及邻区晚震旦世构造—沉积环境展布受基底构造限制,并具一定继承性。晚震旦世开始大规模的碳酸盐岩台地沉积,整体来看自西向东海域环境由浅变深,由古陆过渡至碳酸盐岩台地、向东至台地边缘—斜坡沉积泥质岩,至深水盆地相沉积硅质岩,各相带总体呈南西—北东走向。上震旦统灯影组一段（简称灯一段）沉积时期—灯二段沉积中期为填平补齐沉积充填过程;灯二段沉积时期末—灯三段沉积期在克拉通内拗陷盆地基础上初步形成了平缓的克拉通内部隆起;灯四段沉积时期伴随着海平面的下降,碳酸盐岩台地边界整体向东迁移。灯二、灯四段沉积时期末受桐湾运动两期抬升的影响,川中部分地区形成岩溶不整合面,盆地西部灯三、灯四段遭受强烈剥蚀。灯影组是四川盆地及邻区重要的油气储集层。     

Origin of deformed halite hopper crystals, pseudomorphic anhydrite cubes and polyhalite in Alpine evaporites (Austria, Germany)

The Alpine Haselgebirge Formation represents an Upper Permian to Lower Triassic evaporitic rift succession of the Northern Calcareous Alps (Eastern Alps). Although the rocksalt body deposits are highly tectonised, consisting mainly of protocataclasites and mylonites of halite and mudrock, the early diagenetic history can be established from non-tectonised mudrock bodies: Cm-sized euhedral halite hopper crystals formed as displacive cubes within mud just during shallow burial. The crystals were deformed by subsequent compaction. Later, migrating fluids led to the replacement of halite by anhydrite retaining the shapes of deformed halite cubes. Polyhalite formed from subsequent enhanced fluid migration. Mudrock provided water by dewatering, while potassium and magnesium were dissolved from primary salt minerals. When these fluids interacted with sulphates, polyhalite precipitated. ⁴⁰Ar/³⁹Ar analyses date the polyhalite from within the retaining shapes of deformed halite hopper-shaped cubes from two localities to ca. 235–232 Ma (Middle Triassic). At this time, ca. 20–25 Ma after sedimentation, polyhalite crystallised at shallow levels.