盆地钾盐找矿模型探讨

钾盐是中国紧缺的重要战略资源之一,寻找大型钾盐矿是中国矿床学界的一大难题。文章通过综合国内外找钾成果,提出了盆地找钾矿的准则,主要涉及：① 分析盆地含盐系沉积时期是否出现长期干旱气候条件和丰富的钾源补给,确定蒸发沉积是否到钾盐析出阶段;② 在什么层位成钾;③ 钾盐在盆地什么构造部位沉积;④ 在什么新构造部位找钾。钾盐找矿的基本步骤是,在查明盆地成钾的宏观条件之后,解决上述有关成钾科学问题并阐明成钾机理,最后圈定找矿靶区,并开展勘查评价。罗布泊盐湖找钾是盆地找钾的成功范例之一,找钾模型就建立在与其相关的经验和理论基础之上,即,首先通过塔里木与柴达木盆地成钾宏观对比研究,确定罗布泊具备成钾条件,然后,应用相关理论及经验圈定成矿靶区,并实施工程验证,最终取得了找钾重大突破,这既得益于前人资料的积累和柴达木盆地经验与理论的应用,也是不断创新成钾理论与长期开展实际地质工作的结果。总之,钾盐找矿评价遵循“从已知到未知、从理论到实践、再理论再实践”的原则,学习和吸收国内外新理论成果,使得找钾工作不断上新台阶。     

青海别勒滩干盐湖石盐流体包裹体均一温度分析及地质环境意义

别勒滩位于察尔汗盐湖的最西端,最主要的沉积物为石盐,钾盐矿物主要为杂卤石、光卤石和钾石盐。文章研究了别勒滩区段盐类矿物形成的温度,为确定钾盐的形成条件提供了参考依据。别勒滩地区石盐流体包裹体均一温度呈现出3个或2个温度区段,即低温区段、中温区段和高温区段。低温区段均一温度变化范围为19.5～49.3℃,反映了大多数石盐结晶析出的卤水温度。中温区段均一温度变化范围为50.1～99.3℃,与盐湖底部卤水所达到的最高温度相对应。高温区段均一温度变化范围为100.3～195.6℃,可能为太阳池事件的响应。由太阳池下部对流层中沉积的盐类矿物组合或相关参数计算的古温度只能为其形成时的卤水温度,不能代表当时的气温。在同一样品中,既出现高温流体包裹体,又出现中温或低温流体包裹体,是矿物生长经历太阳池下部对流层环境与中部非对流层环境所致。别勒滩地区在18 m以上部位可能出现6次太阳池事件,它们的位置 （编号）分别为0.40～1.00 m（S₆）、1.70～2.90 m（S₅）、7.90～8.10 m（S₄）、9.90～10.10 m（S₃）、10.80～11.00 m（S₂）、16.39～16.63 m（S₁）。其中第6次太阳池事件（S₆）可能是1989年发生的大水灾在盐湖沉积中的体现。     

罗布泊干盐湖钙芒硝形貌特征及生长影响因素

钙芒硝是罗布泊干盐湖沉积的主要盐类矿物,是该区富钾卤水的储存载体并可能对富钾卤水的形成与演化过程起到重要作用。罗布泊干盐湖钙芒硝大量堆积,呈"杂乱状"产生蜂窝状孔隙,构成了主要储卤空间。根据野外观察和室内分析,对罗布泊干盐湖钙芒硝相的特征形态进行研究,厘定出钙芒硝单晶体主要有菱形Ⅰ、菱形Ⅱ及长板状3种特征形态。罗北西部的钙芒硝晶体主要为洁净程度不高、颗粒粗大的菱形Ⅰ、Ⅱ,次为中晶长板状,其处于湖盆边界相对动荡的浅水环境下及受到强烈蒸发作用而快速结晶析出。罗北凹地内的钙芒硝晶体为洁净程度较高的中细晶长板状晶体,其沉积环境则被解释为位于湖盆中部的静水深水条件下缓慢结晶形成。通过对钙芒硝晶体形貌与沉积环境的条件研究认为,不同晶体形态及形态组合的钙芒硝是湖盆不同位置的湖水在干热气候条件下蒸发沉积的产物。     

罗布泊中更新世以来盐湖碳酸盐碳氧同位素组成及其古环境意义

罗布泊是欧亚大陆腹地塔里木盆地东端的典型内陆干盐湖,中更新世以来在其北部尤其罗北凹地发育了巨厚的蒸发岩沉积是对全球变冷和青藏高原隆升的积极响应。通过对罗北凹地第一口深钻LDK01孔蒸发岩系中203个样品的自生碳酸盐含量、碳氧同位素测试与分析,讨论了罗布泊中更新世以来的古环境演化特征。研究表明:(1)δ~(18) O和δ13 C协同正向演化,但在蒸发作用强烈的干旱封闭湖泊中,流域降蒸比(P/E)的变化对湖泊水体δ~(18) O影响最为显著;(2)δ~(18) O和δ13 C周期性波动震荡特征,反映干湿交替的环境以及周缘水体对罗北凹地的补给;(3)罗布泊湖盆干旱加剧演化可能并非只受全球变化单一因素驱动,而是全球气候变化和高原隆升共同作用的结果。     

察尔汗盐湖单级与增程驱动溶解固体钾矿试验对比研究

钾盐是一种重要的战略矿产资源,为了合理开发利用察尔汗盐湖的低品位钾矿,在察尔汗盐湖开展了两次野外现场溶矿试验。本文以两次野外现场试验监测数据为基础,对比分析了两次野外溶矿试验的等水位线图、水位剖面曲线、典型孔位与典型剖面的K~+浓度变化,各项指标表明,增程驱动溶矿模式达到了预期试验目的,其溶矿效果优于单级驱动溶矿模式。     

新疆库车盆地盐泉水水化学特征、来源及找钾指示意义

库车盆地是塔里木盆地的一个次级凹陷,位于新疆塔里木陆块北缘与西南天山之间。文章介绍了库车盆地盐泉水的化学特征、来源及其找钾指示意义。对库车盆地几个代表性盐泉出露区进行盐泉水样品(21件)采集和分析,研究了其化学组成特征、水化学类型和氢氧同位素组成,同时根据收集的129件盐泉水化学数据资料,生成了盐泉水水化学分布图。新采自库车盆地的21件盐泉水样品矿化度范围为120.216~305.322g/L,水型以氯化物型(瓦里亚什科分类法)为主,具有明显的深部地层氯化钙型卤水的特征。氢氧同位素组成分析发现,盐泉水δ18 O范围为-9.1‰~4.7‰,δ2 H值范围为-75‰~-28‰,投点偏离大气降水线且δ18 O和δ2 H具有一定的正相关关系(r=0.81),表明该区盐泉水曾受到强烈蒸发作用影响,同时也受水—岩作用影响,存在一定的δ18 O漂移现象。库车盆地盐泉水组成特征与深部岩层岩性有密切关系,而断裂控制盐泉水出露与分布,盐泉水形成的地表地球化学异常对于该区找钾有一定的指示意义。     

青海察尔汗盐湖别勒滩区段杂卤石成因及其成钾指示意义

别勒滩区段位于青海察尔汗盐湖西部,前人认为察尔汗盐湖固体钾盐矿物以光卤石为主,在别勒滩区段西部发现有杂卤石,但并未引起足够重视,对杂卤石成因未做详细研究。本文通过对别勒区段七个钻孔样品的矿物鉴定及地球化学分析,发现别勒滩区段杂卤石以原生和准同生交代方式赋存,且以后者为主,多交代石膏等硫酸盐矿物产出,少量出现交代石盐现象。杂卤石主要分布于别勒滩中西部地区,整个别勒滩区段自西向东出现了以杂卤石为主渐变为以钾石盐—光卤石为主的分布规律。结合别勒滩区段晶间卤水的补给条件,研究认为别勒滩区段杂卤石形成是涩聂湖硫酸镁亚型湖水与先期形成的盐类矿物发生交代反应的结果。别勒滩地区杂卤石作为典型的陆相成因,对研究海相蒸发岩矿床中普遍存在的杂卤石成因具有一定的对比借鉴意义,海相蒸发岩矿床中的杂卤石可能是盆地形成的内陆盐湖湖水与早期沉积的盐类矿物发生交代反应形成,对寻找海相钾盐有一定的指示意义。     

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。     

库车前陆盆地古近纪—新近纪盐湖环境变迁及其成钾效应探讨

库车前陆盆地古近纪—新近纪发育巨厚的蒸发岩沉积。古新世, 盐湖沉积主要集中在库车盆地西部拜城凹陷的中东部; 始新世, 盐湖沉积扩展至整个拜城凹陷, 沉积中心和蒸发浓缩中心位于其北部; 渐新世, 盐湖沉积仍然分布于拜城凹陷, 但沉积和浓缩中心已从北部迁移到南部, 改变了此前“南浅北深”的箕状盆地构造格局; 中新世, 盆地沉积中心已从西部的拜城凹陷转移到东部的阳霞凹陷, 盐湖沉积区也随之迁移到东部, 浓缩中心呈串珠状分布。库车前陆盆地古近纪—新近纪环境变迁显示, 盆地次级凹陷的发育、迁移明显受控于盆地构造演化; 而盆地构造活动在制约盐湖岩相古地理面貌(沉积中心、物质来源与浓缩中心等)变迁的同时, 亦对盐湖晚期富钾卤水的再汇集过程具有明显的控制作用, 进而对随后可能的钾盐沉积起到决定性作用。进一步分析表明, 库车前陆盆地古近系—新近系蒸发岩序列中钾离子在横向上的富集势亦明显受控于这一时期盆地岩相古地理的变迁, 即在盐岩沉积面积、厚度大的凹地出现钾离子相对富集。而西部拜城凹陷, 钻孔(始新统)盐岩岩屑的钾离子含量从下向上逐渐增高的趋势, 峰值分别为1.07%、1.43%、3.05%; 东部凹陷钻孔(中新统)盐岩岩屑钾离子含量由下向上亦呈增高趋势, 最低值0.008%, 最高值为0.152%等证据表明, 地层中钾离子纵向上的富集趋势, 则正是始于对岩相古地理面貌变迁的地球化学响应。综上所述, 认为库车前陆盆地具有钾盐成矿远景: 始新世时期, 库车盆地西部凹陷的蒸发浓缩中心区成钾远景相对较好; 中新世时期, 有利的成钾区可能转移到东部凹陷的浓缩中心区。