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。     

云南勐野井钾盐矿床石盐包裹体特征及古环境意义

云南江城勐野井钾盐矿床是我国唯一的一个古代氯化物型固体钾盐矿床,主要盐类矿物是石盐,其次是钾石盐和光卤石,其中钾石盐是该矿床主要的钾盐矿物。本文采用流体包裹体冷冻加热法,对该矿床含矿层中的原生单一液相石盐包裹体进行了均一温度测定,以期获得该矿床钾盐成矿和盐湖古水温方面的信息。实验结果表明,从白色石盐层→青灰色钾石盐层→含光卤石的青灰色钾石盐层,均一温度的均值呈现逐渐升高的趋势,即由23.8℃→27.7℃→38.6℃,这与盐类矿物晶出的顺序一致,即由石盐→钾石盐→光卤石。可见,上部含光卤石的钾石盐层的蒸发强度明显高于其下部的钾石盐层和底部的石盐层,说明钾盐矿层的形成是湖盆卤水不断浓缩咸化的结果,这种咸化是缘于湖盆卤水温度的不断升高。湖盆卤水温度的变化是环境气候变化的结果。因此,原生包裹体均一温度可直接反映矿床形成时湖盆的古水温,同时可推测当时的气温。     

四川盆地三叠系杂卤石的时空分布、显微特征及成因研究

四川盆地是我国重要的成盐聚钾盆地，三叠系嘉陵江组、雷口坡组发育大量的杂卤石，具分布广泛、层数多、累计厚度大的特点。前人对杂卤石的微观结构及成因机制研究较少，影响了四川盆地杂卤石钾盐资源的勘查及深部化学开采。本次研究通过野外调查，结合薄片、电子探针、定量光谱分析及蒸发试验等方法，开展杂卤石的微观组构特征及成因机制研究。研究发现四川盆地杂卤石的分布与盐岩分布并不一致，杂卤石主要分布在广安—武胜、邛崃—浦江、长寿—垫江地区，四川盆地以发育“硬石膏—岩盐—杂卤石—岩盐—硬石膏”、“硬石膏—杂卤石—硬石膏”两种成钾序列为主，微观形态以 ① 呈块状、片状、集合体状、不规则粒状与石盐、硬石膏共生；② 呈放射状、纤维状、花瓣状与硬石膏共生；③ 呈星点状、碎片状、港湾状与硬石膏共生三种为主。研究认为杂卤石主要有原生沉积及后生交代两种成因，“硬石膏—岩盐—杂卤石—岩盐—硬石膏”型的杂卤石应为从饱和含钾卤水中直接析出，“硬石膏—杂卤石—硬石膏”型杂卤石为交代成因，杂卤石交代硬石膏，具明显的交代残余结构，钾石膏可能作为交代过程的中间产物。盐类矿物在沉积成岩—埋藏变形变质—差异隆升改造等漫长的过程中会出现溶解、交代、重结晶等改造和重塑，形成现今四川盆地含盐剖面的组合特征。     

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。     

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.     

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。     

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。     

塔里木盆地西部固体岩盐地球化学找钾研究

钾盐是一种易溶盐，它常与石膏-硬石膏和厚层的石盐相伴生，大型钾盐矿床常以牛眼式或泪滴式分布于厚层石盐盆地的中心或边缘，因此，寻找钾盐矿床离不开厚层石盐层，塔里木盆地西部岩盐发育广泛，而且出露地表的较多，笔通过对出露地表岩盐的地球化学分析，讨论了其地球化学参数，以期找到钾盐矿。     

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.     

宁夏固原凹陷岩盐矿床后生改造成矿作用—来自矿物学的证据

为深入理解岩盐矿床复合成矿作用,研究宁夏固原凹陷岩盐矿成矿规律和成矿模式,在野外地质调查的基础上,通过镜下观察、扫描电镜分析、电子探针能谱分析、X射线粉晶衍射分析,结合岩石学和矿物学研究,对该矿床矿石结构构造特征和矿物特征进行对比研究,并对其岩盐矿成矿期次进行了划分。结果表明,固原凹陷岩盐矿矿石具有原生沉积和后生改造结构构造。矿石结构中自形细晶结构为原生沉积结构,自形粗晶、港湾和蠕虫交代结构为后生改造结构。矿石构造中纹层、条带、团块状构造为原生沉积构造,块状、角砾状和网脉状构造为后生改造构造。岩盐矿床矿物组合主要有石盐、钙芒硝、硬石膏、无水芒硝以及粘土矿物、钠长石、白云石,具有原生沉积和后生改造的矿物组合特征,盐类矿物均可见原生沉积型和后生改造型矿物。岩相学和矿物学研究证实,固原凹陷岩盐矿床是一个典型的原生沉积-后生改造型矿床。钙芒硝和硬石膏矿主要由早期沉积作用形成矿化体,经历了后期微弱的改造作用;而石盐矿主要由早期沉积作用形成矿体,在后期盆地构造变化中发生塑性流动、溶解-重结晶或构造变形而充填于围岩的裂隙或构造活动形成的有利空间中成矿,表明矿床经历了原生沉积成矿期和后生改造成矿期两个...     

西藏冈底斯斑岩铜矿带成矿流体的扫描电镜（能谱）约束

文章通过对碰撞造山型斑岩铜矿床———冈底斯斑岩铜矿带中的2个典型矿床(驱龙和厅宫)早期钾化石英脉中多相包裹体的扫描电镜/能谱研究,有效地弥补了以往研究中遗漏的成矿流体中有用组分信息,对成矿流体性质及成矿过程有了更为清晰的认识。扫描电镜/能谱研究表明,驱龙、厅宫矿床中多相包裹体中的子矿物,除常见的石盐及钾盐外,还含有重晶石、方解石、黄铜矿、钛铁矿及其他以Fe、Cu_Fe为主要元素的未知矿物。这些结果表明,成矿流体为富含Cu、Fe、Ti、Mn、S等成矿元素的高氧化态岩浆热液;黄铜矿、钛铁矿、重晶石等子矿物与石盐、钾盐子矿物共同产出,暗示直接从斑岩岩浆中出溶的高盐度流体是成矿物质组分搬运的主要载体。     

川东盆地长寿地区三叠系杂卤石的发现及其成因研究

笔者先后2次对川东盆地盐矿实地考察,并系统采集了样品。水溶化学分析结果表明,长寿地区T1j4-2地层中岩盐w(K+)较高,最高可达3.25%,明显高于其他盐矿点(合川盐矿、云阳盐矿及万州高峰盐矿)。岩盐Br-含量也较高;Br×103/Cl值相对较高,一般为0.26~0.36,最大可达0.41,已达到晚期石盐沉积,甚至是钾镁盐早期沉积阶段。而后又对K+含量较高的样品(不含KCl)进行配矿分析,同时结合岩矿鉴定及XRD分析验证,首次发现和确定长平3井的主要含钾矿物为杂卤石,样品中不含钾石盐(KCl)。通过对样品薄片镜下观察,杂卤石为自形-半自形的板状和柱状及叶片状形态,结合杂卤石与石盐的接触关系及Br×103/Cl值分析,认为长平3井杂卤石为原生沉积成因,而非如前人所认为的四川盆地其他地区的杂卤石成因——后期含钾镁较高的热卤水交代硬石膏而形成。这一认识对该区寻找可溶性钾盐具有一定的启示作用。     

多功能抗污染剂在老挝农波矿区南部钾盐钻探中的应用

多功能抗污染剂是一种膨润土有机改性冲洗液材料,可用于配制盐水和镁基冲洗液体系。该冲洗液材料在老挝农波矿区南部的成功应用,证明其具有较强的耐盐及抗污染能力,较强的抑制泥岩水化分解作用,较好的护壁及保心作用,尤其适合在有石盐（岩盐）、钾石盐、光卤石等易溶盐存在的地层中使用。     

江陵凹陷沙钾3井古近系沙市组地球化学特征及成钾指示

在盐湖沉积演化过程中,钾镁盐在盐类矿物沉积的中晚期才开始结晶析出。因此,研究含盐系地层中盐类矿物的沉积地球化学特征,不仅可以从侧面获取岩盐的沉积物物质来源和成盐期古卤水蒸发浓缩程度等地球化学信息,而且可以直接揭示古盐湖期钾盐富集趋势及规律。目前,除在江陵凹陷的古近系沙市组等含盐系内发现了富钾卤水外,还在中-南部的钻孔盐矿盐岩中,发现了微量钾石盐和钾石膏,这些说明该凹陷古近纪具有成钾潜力。本文通过对SK3井蒸发岩特征研究及岩芯中K、Mg、Cl、Br离子含量与Br×103/Cl系数的垂向变化分析,揭示古盐湖浓缩演化与钾盐富集趋势,进一步揭示该层段沉积时期及所在凹陷古盐湖卤水钾的富集程度。     

Discovery,Genesis and Significance of Metallic Minerals in Evaporate Series in the Kuqa Basin

A large-scale evaporate series is developed in Paleogene-Neogene strata in the Kuqa basin. The series is composed mainly of evaporate with thin beds of clastic rock (mainly mudstone and siltstone). In grayish white medium- and coarse-grained sandstone in Miocene strata, the formation of copper minerals is in close connection with brine. In joint planes, which are developed in vertical strata, are filled with gypsum. Gypsum and copper-mineralized sandstone contains enormous copper minerals, mainly atacamite. According to the SEM analysis for salt rock, gypsum rock, limestone, grayish green siltstone, grayish white medium-coarse-grained sandstone, some minerals are composed of metallic elements including Au, Ag, Cu, Zn, Pb, Co, Ni and U etc., in which Au occurs in a native form, Cu occurs in a native form or as atacamite in salt rock, gypsum rock and limestone, Ag occurs as silver sulfide in gypsum, and Zn, Pb, Co, Ni, U occur as compounds along with the above metallic ions in evaporate or clastic rock. From SEM images, we can see that metallic elements or their compounds (oxides or sulfides) “take root” as grains in salt or gypsum crystals, which belong to primary chemical sedimentation along with evaporate, while some grains “float” on surface of salt or gypsum. In the former case, mineral grains were formed together with salt (gypsum) crystals; while in the latter case, minerals were enriched from internal metallic ions (Paleogene evaporate samples) or external metallic ions (Neogene gypsum samples) in the late stage of evaporate formation. The metallic ions in Paleogene evaporate samples might originate from weathered or denudated materials in the south Tianshan Mountains. The metallic ions in the Neogene evaporate samples might be from metal-bearing brine, which migrated upward to surface along fractures and leached into evaporate (gypsum). Occurrence of metallic minerals and their compounds (elementary substance) in Paleogene evaporate proves that diversified metallic minerals exist in evaporate. The source of metallic ions in the Neogene evaporate series shows that evaporate could provide materials for late-stage metallic mineralization.     

四川盆地广安构造三叠系深藏杂卤石地质特征及找钾启示

广安构造作为四川盆地重要的隐伏含钾构造之一,下—中三叠统雷口坡组—嘉陵江组杂卤石广泛发育。前人对杂卤石的找钾启示研究较少,杂卤石是否是易溶性钾盐的找矿标志尚无定论。本文通过野外调查、老井复查,结合广安构造ZK1井测录井、岩心样品测试等资料开展杂卤石地质条件及找钾启示研究,以期为广安地区下一步钾盐勘探开发提供参考。ZK1井钻遇杂卤石矿（化）层6层,单层厚度最大为7.03 m,累计厚度可达11.21 m。杂卤石主要呈块状、浸染状与硬石膏共生,少量条带状、簇状、星点状。镜下可见杂卤石呈板状、纤维状、它形粒状、放射状、团块状等。含钾剖面序列为“硬石膏—杂卤石—硬石膏”,KCl最高品位22.9%,平均品位14.57%,石盐层不发育。研究认为ZK1井杂卤石以后生交代成因为主,少量原生成因。在靠近盐湖中心区域,硬石膏层相对较薄的凹陷地段,很可能是易溶性钾盐的找矿突破点。     

鄂尔多斯盆地塔然高勒地区直罗组上、下段的岩性-岩相特征及对铀成矿的差异性控制作用

为查明鄂尔多斯盆地塔然高勒地区直罗组上段、下段的岩性-岩相特征以及参与蚀变作用的流体强度差异,开展了系统的岩心观察、剖面对比,并结合黏土矿物、碳氧同位素和U、Th元素等手段进行分析。结果表明,研究区南部直罗组上段主要由灰绿色、红色泥岩夹透镜状红色、黄色、灰绿色砂岩组成,北部主要由红色泥岩与灰绿色砂岩构成,南北部下段均由灰白色、灰绿色砂岩或砂砾岩夹薄层泥岩组成。直罗组红色砂岩为原生沉积,灰绿色砂岩为后生改造类型;上段受含氧含铀水和深部还原性流体作用强度较下段变弱,且由北向南作用程度降低,北部还原蚀变岩石与原生岩石共存,南部基本保留原生岩石;下段则受流体改造更为充分,主体为后生蚀变岩石。直罗组不同类型砂体的展布兼受沉积相和后期流体双重作用,但强弱差异性明显,限制了铀矿化产出在直罗组下段砂体中的定位,因此,上、下段应作为不同的成矿体系讨论。     

Formation and chemical evolution of magnesium chloride brines by evaporite dissolution processes—Implications for evaporite geochemistry

The evolution of magnesium chloride brines with high bromide contents via a multistage reaction and dissolution process has been studied in brine seeps of a German potash mine. The observed chemical trends and phase equilibria can be modeled and interpreted in terms of a NaCl solution (cap rock brine) infiltrating into a potash zone characterized by the metamorphic mineral assemblage kieserite + sylvite + halite + anhydrite. Establishment of a persistent, stable equilibrium assemblage and constant fluid composition in the invariant point IP1 of the six component (Na-K-Mg-Ca-Cl-SO₄-H₂O) system of oceanic salts is prevented by the perpetually renewed input of NaCl-brine and by the intermittent exposure of incompatible kieserite. Instead, the solutions develop towards the metastable invariant point IP1(gy), with the mineral assemblage carnallite + polyhalite + sylvite + halite + gypsum, where gypsum takes the place of anhydrite (stage I). The temporary exposure of kieserite and the ensuing formation of polyhalite effectively buffer the solutions along the metastable polyhalite phase boundary during stages II and III. Eventually, in stage IV, polyhalite becomes depleted and admixture of more NaCl brine leads to low sulfate solution compositions, which are now only constrained by carnallite + sylvite + halite, and the once hexary system degenerates to a quaternary one (Na-K-Mg-Cl-H₂O) in point E. Bromide in brines shows equilibrium partitioning with respect to the wall rock minerals. The pattern of evolving brine compositions may serve as a model for similar brine occurrences, which in some cases may have been misinterpreted as remains of fossil, highly concentrated and chemically modified seawater. Similar magnesium chloride brines of salt lakes (e.g., Dead Sea, Dabusun Lake) show subtle differences and are constrained by fewer mineral equilibria (more degrees of freedom), and their low sulfate contents are due to gypsum precipitation, driven by calcium chloride input from dolomitization reactions. Finally, the observed reaction sequence is generalized, and a model for the formation of magnesium sulfate depleted, chloride-type potash salts and bischofite deposits by leaching of sulfate-type evaporites is proposed.     

陕北奥陶纪盐盆的区域成矿地质条件分析

本文以鄂尔多斯盆地陕北奥陶纪岩盐为主要研究对象,在深入分析以往岩盐的成因机制和充分利用前人的研究资料基础上,从区域古气候、古地理、古构造和岩相古地理方面综合分析认为,奥陶纪时期,陕北盐盆能够发育巨厚岩盐,并且岩盐沉积时的卤水达到钾石盐至光卤石的阶段,是由有利于成盐的干旱古气候条件,有利于蒸发岩发育的半封闭的区域构造、地质条件,以及区域上有利于氯化物盐类迁移富集的预备盆地发育的区域岩相古地理条件共同作用的结果。