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.     

探索中国陆块找钾——中国东特提斯域成钾作用及模式

中国陆块海相成钾规律及预测(973)课题五年硏究,完成构建我国海相盆地钾盐成矿理论及"模式"构建。"中国东特提斯域成钾作用及模式"从中国海相蒸发岩盆地成盐聚钾探索中,得出:气侯、物源及构造在时间和空间上"三位一体"耦合作用成钾理论,对东特提斯域成钾提出了"多级盆地"及"深源补给"等成钾模式,为中国陆块找钾提供了理论依据。     

中国陆块海相盆地成钾条件与预测研究进展综述

中国古代海相钾盐找矿是一个"久攻不破"的难题,古代海相及海陆交互相盆地能否成钾也是长期争议的问题,也就是中国小陆块能否成钾、成大钾矿的关键问题。为此,本文以板块构造运动为主线,对中国主要小陆块漂移历史、成盆构造、古气候、古地理及海相/海陆交互相蒸发岩沉积特征进行了系统梳理和总结;在此基础上,基于盆地"构造-物源-气候"三要素耦合成钾理论,分析中国小陆块海相盆地成钾条件、成矿机理;同时,总结和借鉴全球海相钾盐成矿标志,建立钾盐成矿评价指标体系。基于这些研究基础,借助对主要陆块的区域构造和古地理特征、物质来源、古气候面貌等恢复及分析,对主要陆块的海相成钾潜力进行评价,同时预测找钾战略靶区。钾盐成矿模式研究表明:兰坪—思茅盆地白垩系、上扬子陆块四川盆地中—下三叠统、华北陆块陕北盆地中奥陶统及塔里木陆块库车盆地古近系等盆地及其层位具有较大的成钾潜力。结合成钾指标对比分析,优选圈定了思茅盆地南部、四川盆地中东部及塔里木的库车盆地等战略靶区内较为明确的重点靶区,可以进一步开展钻探验证。这些研究成果为在中国继续开展海相钾盐成矿研究和找钾提供科学依据。     

中国主要陆块特定时段的漂移演化历史及其对海相钾盐成矿作用的制约

中国钾盐资源匮乏,目前陆相钾盐资源已基本探明,但海相找钾还没有取得重大进展,然而,要想建立适合中国小陆块海相成钾理论框架,实现海相找钾突破,一个重要基础性工作是确定特定时段中国小陆块典型海相盆地的古地理纬度。而古地磁学是确定陆块的纬向运动,开展古地理重建的最有效手段。文章针对中国4类成钾潜力较高的典型海相盆地所属陆块——华北、华南、羌塘、兰坪-思茅陆块,通过收集、评价和筛选以往古地磁研究成果,总结了这些陆块在主要成盐成钾阶段的古纬度变迁历史,确定华北陆块(绥德)在中、晚奥陶世的古纬度为9.2°S~14.2°S,华南陆块(成都)在三叠纪的古纬度为10.6°N~23.1°N,羌塘陆块(雁石坪)在中、晚侏罗世的古纬度为14.6°N~27.5°N,兰坪-思茅盆地(江城)在白垩纪至古新世的古纬度为20.9°N~27.6°N。同时,为了更好地探讨兰坪-思茅盆地的成钾潜力,对与其相邻的已发现巨型钾盐矿床的印度支那块体开展了相应时段的古纬度研究,确定该陆块(万象)在白垩纪的古纬度约为21.1°N~21.3°N。最后,综合古纬度和其他地质证据,从大地构造背景上探讨了4个陆块的成盐、成钾条件。     

上扬子区寒武系蒸发岩沉积相及成钾潜力分析

寒武纪是世界上重要的成钾时代之一。早寒武世成钾的西伯利亚涅帕钾盐矿床是世界上特大型钾盐矿床之一;印度一巴基斯坦在“始寒武世”地层成钾;伊朗在寒武纪地层也有钾盐发现。与其它大陆成盐强度相比,寒武系成盐成钾成为“亚洲现象”。中国地处东亚,已发现越来越多寒武系成盐盆地。本文着重介绍上扬子区寒武系蒸发岩发育特点,指出在上扬子陆块之上,发育面积达20万km2的蒸发岩盆地,并首次圈定两个膏盐岩聚集区（次盐盆地）：泸州一江津区与巫溪一建南区,该区具备有利成盐找钾条件,值得今后进一步研究探索。     

四川盐源盐矿成盐成钾分析预测

四川盐源盆地盐矿成盐于早、中三叠世时期,区域构造复杂,经历多期次的构造变动与演化,在成盐后经历了种种的基底反复变动后形成盐矿底辟构造。以前在该区域做过多方面的研究工作,其中包括三叠纪岩相古地理及生物古地理、三叠系地层、区域古构造演化及水化学分析、物探、钻探等勘探工程。通过这些工作可以证实,盐源盆地在早、中三叠世,经历了蒸发岩盆地的发育阶段。盆地不仅发育有石膏夹层,而且保存有石盐层及含盐卤水层,但有盐无钾。通过对上覆的陆相古近纪和新近纪盆地中出现的三叠系岩盐层和盐丘的研究发现,它们与基底为含盐的海相蒸发岩有一定的内在联系,尽管还不能确定其盐、钾资源前景,但可以确定该区域有成钾盐矿藏的条件和可能,因此,该盆地有可能成为深入研究成盐找钾的重点地区。     

中国及邻区沉积盆地群结构与构造演化探讨——来自长剖面的研究对比

由多陆块汇聚而成的亚洲大陆发育类型多样的沉积盆地,是认识盆地构造演化的理想地区。本文通过绘制4条穿过亚洲大陆不同盆地群的超长剖面图,探讨不同盆地的结构类型及沉积盆地群与板块边界、深部构造背景之间的关系。与其他大陆相比,亚洲大陆沉积盆地规模普遍小,原型盆地保存较差。在盆地基底组成上,时代差异较大。古老克拉通陆块基底上的盆地保存较好,而造山带、洋壳基底上的盆地沉降幅度较大,并且易被叠加改造。不同类型盆地的构造演化受控于板块构造边界作用。由于亚洲大陆板块边界运动性质多变和陆块规模较小,造成其盆地群构造上强烈不稳定。中亚、特提斯、西太平洋三大构造域,西伯利亚、印度、华北、塔里木、扬子、印支等克拉通陆块群,及地幔柱活动(如西西伯利亚玄武岩省)的时空叠加,控制了亚洲盆地群显生宙以来的构造演化,并造成其盆地类型和后期保存的明显差异。     

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。     

板块构造对海相钾盐矿床分布与成矿模式的控制

表生钾盐矿床主要沉积于陆壳板块上的陆表海盆地中,其沉积受制于全球板块运动,具体影响表现在板块的规模、边界特征、漂移历史与古纬度、古气候等的控制作用。在巨型稳定克拉通上,出现巨型陆表海盆,沉积分布广、厚度大的巨型钾盐矿床或矿集区,矿床沉积类型属于化学岩型即碳酸盐岩型钾盐矿;板块汇聚区域,如特提斯造山带,出现较多的小陆块并形成较小规模的海相及海陆交互相盆地,也形成了一些厚度大的巨型-超大型钾盐矿床或矿床群,沉积类型有化学岩型及碎屑岩型钾矿两类;而大陆板块边缘及其内部,出现裂谷盆地成钾,沉积环境可以从海相到非海相及过渡类型,钾盐沉积规模不等,也可出现超大型矿床,基本属于碎屑岩型钾矿;最后,在大陆板块内部出现典型陆相钾盐沉积。从时代上看,稳定巨型克拉通板块成钾,主要出现于古生代;而板块汇聚时期成钾,主要发生在中生代;裂谷成钾则主要出现在新生代,典型陆相钾盐矿床则出现在第四纪。由此可见,从古生代到新生代,地球表生成钾模式发生了重大转换。从成钾物质来源看,稳定克拉通海盆主要以海水补给为主,特提斯小陆块的海相盆地成钾物质,以海水补给为主,可能存在非海相(以火山活动带来深部物质等)的补给;而裂谷成钾物质补给,则是海相与非海相混合型,甚至一些盆地以非海相物质补给为主。从古生代到中生代,再到新生代,成钾盆地规模快速变小;所形成的钾盐资源量也呈相应递减变化规律。中国小陆块的漂移演化历史受控于全球主要板块的构造演化,其海相盆地成钾作用也应符合世界主要钾盐成矿的基本规律,因此,掌握全球板块对钾盐成矿基本约束规律,有助于研究中国小陆块海相成钾规律,指导中国海相找钾勘查突破。     

论四川盆地下中三叠统成盐模式及找钾方向

四川盆地下中三叠统盐系发育,是我国海相碳酸盐型找钾的重要地区和层位。研究表明,成盐作用受古构造活动控制,成盐模式为“多通道的巨型浅水盆地蒸发成盐模式”。成钾条件是具备的。广泛分布该下统嘉陵江组T_1j~5—T_2l~1盐系的川东北、川东地区,中统雷口坡组T_2l~4盐系的川西地区是成钾有利地区。而成盐期后的成岩变质、构造形变和淋滤溶蚀作用对盐钾的破坏,不容忽视。可见加强成钾有利地区保存条件和构造条件的研究,是急待研究的课题。     

Regional Distribution and Prospects of Potash in China

China was formed by amalgamation of several small continental blocks (cratons), micro, blocks and orogenic belts in different paleoclimatic settings. It may be correlated with other continental blocks but has its own specific characteristics; therefore the tectonic environments of China’s marine and continental saline basins and salt, and potash, forming environment have some specific characteristics: multiple phases of salt formation, difference in salt, forming ages, migration and concentration of salt, forming processes and diversity of component materials, as well as small sizes of marine saline basins and great changes of saline basins in the late stage and occurrence of abundant liquid mineral resources. The nature of the tectonic basement exerted a key controlling effect on the formation of potash basins. The stable tectonic region was favorable for potash concentration in a quasi, stable region, and quasi, and the quasi-stable region was favorable for salt concentration and potash formation in a local stable tectonic region. Most China’s major ancient saline basins occur in “quasi, cratons (continental block)”; especially all the marine saline basins occur in continental blocks with the Precambrian basement. These regions are the key ones for potash search. Most relatively large, scale soluble salt deposits are developed in relatively stable continental nuclei. According to the characteristics of the tectonic domains where China’s salt, forming basins are located, the North China, Yangtze and Tarim, Qaidam salt minerogenetic domains and the northern Qiangtang, western Yunnan salt minerogenetic belt may be distinguished. Their salt and potash prospects will be discussed separately.     

中国钾盐地质资源现状与找钾方向初步分析

分析了中国钾资源供需形势、有利成盐找钾时代、主要的有利成钾盆地等,回顾了中国找钾工作的历史,指出中国西部仍有找钾前景,尤其是中、上侏罗统-白垩系和新生界,其次是上震旦统-寒武系、石炭系、奥陶系和三叠系,同时,还应继续开展现代盐湖和地下卤水找钾和综合评价,主要找钾地区为塔里木盆地、滇西-羌塘盆地、柴达木盆地和上扬子盆地.鉴于中国特定的成盐构造地质条件和钾盐成矿、保存特点,以及国外预测找钾的经验,在中国找钾要有做长期深入勘查研究的思想准备和采取切实有效的措施,建议对找钾工作加大投入,加强找钾预测的地质基础研究,建立专业队伍和落实油钾兼探的方针.     

库车盆地古近纪和新近纪构造环境与蒸发岩沉积

库车盆地分布有沉积广厚、层数众多的古近纪和新近纪石盐岩,是我国最有找钾希望的内陆成盐盆地之一。盆地自形成以来一直处于稳定的沉降状态,在古近纪和新近纪成盐期,盆地经历了强-弱-强3个构造演化阶段,其沉降中心由北而南逐渐迁移,沉积中心由北西逐渐向东、南东方向迁移,盆地内的构造分异渐趋明显,形成了一系列次级凹陷。古近纪和新近纪成盐卤水的迁移和聚集、成盐作用的强弱以及整个含盐系的沉积发育明显受到上述构造活动的控制:含盐系的厚度随时间由北西向东、向南逐渐增厚,且厚度分布逐渐趋于复杂化;石盐岩的沉积规模和范围也逐渐向东扩大;古近纪早期和新近纪强烈的构造活动对于成盐作用而言是一种干扰因素,而古近纪中、晚期相对较弱、导致盆地缓慢持续沉降的构造活动对成盐,尤其对成钾作用则极为有利。从盆地的构造分异结果及其控制的含盐系和其中石盐岩的发育特征来看,古近纪和新近纪库车盆地已具备钾盐蒸发岩形成的构造条件。     

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...     

古生代与三叠纪中国各陆块在全球古大陆再造中的位置与运动学特征

在尊重比较可靠的、测试精度较高的地块古地磁数据,重视生物古地理与地质构造演化史的相似性和协调性等原则的基础上,笔者编制了中国大陆及邻区各陆块古生代和三叠纪的古地磁数据表,并采用类似的比例尺,将中国各陆块放到相应的全球古大陆复原图上去。由此可以清晰地看出,在古生代早期全球各大陆的主要部分都位于赤道附近及南半球,大致表现为沿纬度、呈东西向排列的特征,中国及邻区的小陆块群在古生代始终都处在劳伦大陆、西伯利亚与冈瓦纳大陆之间;随着西伯利亚大陆的快速北移,在劳伦大陆与冈瓦纳大陆的西部地区发生南北向拼合,亚皮特斯洋和里克洋的消亡,到古生代晚期形成统一的泛大陆;而冈瓦纳大陆的东部(澳大利亚和印度等）则逐渐向南移动、离散,地壳张开,构成古特提斯洋;中国及邻区的小陆块群则一直处在古特提斯洋中,保持离散状态,总体上缓慢地向北运移,并逐渐转为近南北向的排列方式,石炭纪到三叠纪才在天山-兴安岭、昆仑山、秦岭-大别、金沙江和绍兴-十万大山等地段发生一系列局部性的陆陆碰撞,使中国大陆地块的大部分逐渐并入欧亚大陆。     

陕北成盐盆地奥陶纪成钾找钾远景分析

陕北奥陶纪盐盆地是我国目前发现最大的海相成盐盆地之一,笔者重点对该盆地最新完钻的5口钻井(米探一井、绥一井、佳一井、子洲一井、吴堡一井)原状岩芯的马五-6亚段进行系统野外编录及采样。并对其进行了沉积学、矿物学和地球化学的综合研究,结果表明,马五-6亚段成盐卤水演化已达钾石盐沉积阶段,尤其是东南部的绥一井岩芯的矿物学和地球化学特征显示其含钾显示较好,预示着陕北奥陶纪盐盆地具有成钾远景。     

塔里木盆地西部盐矿点卤水地球化学特征及成钾预测

在塔里木盆地的地质发展史上,发生了多次的海进和海退,带来了大量的成盐物质。而且,由于极度的干旱,沉积了大量的岩盐,有望在塔里木盆地找到钾盐。通过野外工作,发现在塔里木盆地西部有大量石盐和盐泉卤水出露。笔者基于地质概况和岩相古地理特征的介绍,通过对采自塔里木盆地西部卤水样品的化学分析,讨论了其地球化学参数及成钾可能性。根据卤水样的分析结果得出:大多数卤水都是从厚层的岩盐中淋滤出来的,岩盐主要是氯化物型,这种类型的岩盐表面上都没有达到钾盐沉积的阶段;其次,根据Br和K含量表明WSKL(乌克沙鲁)已经有钾盐沉积的显示,是一个值得注意的地方,应该把重点放在这个区域;最后,由于原始沉积的原因,塔里木盆地Br含量普遍很低,这一点通过实验结果和收集到的资料已经得到了证实,不能单纯地依据Br指数来判断岩盐的沉积阶段,必须寻找除海相成钾以外的其他的成钾模式。     

Continental size,eustasy and sediment yield

Sediment yield from modern continental blocks is a function of the area (dissolved load) and hypsometry (mechanical load) of the blocks. Hypsographic curves for modern continental blocks show that the change in the percentage area flooded for any change in eustatic sea level depends on the size of the block and the absolute sea level. This allows predictions of changes in sediment yield around different sized blocks for any given eustatic change. The range in size of continental blocks is such that, for any given sea level change, the blocks will show different percentage changes in yield. Data from modern continental blocks are compared with theoretical results. Assuming that the rules governing modern hypsometries applied in the past, and a constant volume of continental crust, it is possible to estimate the hypsographic curves of former continental blocks. The implications of suggested past continental configurations and sea levels for sediment yield are discussed.     

山东大地构造相研究方法划分方案与基本特征

在系统收集山东已完成的1∶5万、1∶20万和1∶25万区域地质资料基础上,通过编制山东省1∶25万实际材料图和建造构造图、1∶50万大地构造相五要素工作底图和1∶50万大地构造相图,全面介绍了大地构造相的定义、研究内容、指导思想、基本原则与编图程序。采用大地构造相编图作为大陆动力学研究的主要方法,是揭示不同陆块之间相互作用、形成过程和演化历史、研究山东大陆块体离散、会聚、碰撞、造山的大陆动力学过程的主要载体和具体表达形式。进而对山东大地构造相进行了划分,共划出华北陆块区、秦祁昆造山系和中国东部陆缘弧盆系相系3大相系,鲁西陆块、渤海陆块、大别苏鲁结合带、威海弧盆系、胶辽岩浆弧和华北裂谷盆地6个大相以及20个相和59个亚相,明确了其鉴别标志。对陆块区、造山系和陆缘弧盆系相系以及大相、相的基本特征进行了描述;简要总结了大地构造相与成矿尤其是金矿的关系,探讨了不同矿床与大地构造相的成因联系。