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。     

江陵凹陷沙市组上段石盐包裹体测温学研究

对江陵凹陷古新统沙市组盐湖沉积中的石盐进行了包裹体显微测温和氢氧同位素测定.测试结果显示,江陵凹陷沙市组上段石盐包裹体均一温度范围为18～50℃,主要集中在22～38℃;包裹体δ18O同位素值变化范围为-1.2‰～9.7‰,均值5.1‰;δD同位素值变化范围为-91.5‰～-63.5‰,均值-79.4‰.这与当时整体热的古气候特点相吻合.同层石盐层的中下部包裹体的均一温度和氢氧同位素值均偏高,上部包裹体的均一温度和氢氧同位素值均偏低.这一认识对研究盐湖演化阶段、石盐成因以及预测钾盐成矿的地质时代和层位都有极为重要的意义.     

江陵凹陷古近系蒸发岩中钾盐矿物研究进展

江陵凹陷属于湖北省江汉盆地内的一个次级凹陷,面积6500 km2,在凹陷的古近系沙市组等含盐系内,发现了富钾卤水. 关于富钾卤水的成因以及能否形成固体钾盐沉积,一直存在争议.近年来,应用扫描电镜、XRD等手段,对钻孔岩芯进行了矿物学研究,其成果有助于探讨上述问题.     

50 ℃KCl-RbCl/CsCl-H2O三元体系等温相平衡研究

采用等温平衡的方法测定了KCl-RbCl-H₂O和KCl-CsCl-H₂O三元体系50 ℃的等温平衡溶解度,绘制了这两个体系的相图。研究表明,KCl-RbCl-H₂O为固溶体型相图,没有共饱和点,只有一个(K,Rb)Cl固相区,饱和溶液线为一单变量曲线。平衡液相中RbCl/KCl与RbCl的百分含量呈正相关和线性关系,而固相中RbCl/KCl的变化则呈非线性关系。KCl-CsCl-H₂O体系属于简单共饱和体系,存在一个共饱和点,在KCl、CsCl、H₂O含量分别为5.1%、64.3%、30.6%时达到共饱和。实验对完善含铷、铯卤水体系的热力学数据和富钾卤水综合开发利用具有实际意义。     

罗布泊地下卤水中幔源稀有气体及其意义

采集于塔里木盆地东部罗布泊地区的地下卤水中稀有气体具有高于大气的值,显示出有高3He/4He值源区流体的贡献。这揭示了该区域深部存在壳-幔流体相互作用,深部地幔流体可能沿活动构造断裂带(比如阿尔金断裂带)上涌。其卤水释出气的4He/20Ne比值在0.572～2.105,略高于大气值至7倍于大气值,这表明罗布泊的地下卤水对大气是比较开放的,即受到近地表流体或大气的混染。同时,采集于塔里木盆地北缘库车盆地(又叫库车坳陷)的2件样品具有远低于大气的R值,其4He/20Ne比值为585.3～84.8,是大气值的数百倍,说明该区地下卤水源自于构造稳定的深部地壳,近地表流体对卤水的改造不明显而没有强烈地改变其R值。样品的40Ar/36Ar比值均接近于大气值(295.5),这揭示了近地表流体参与了源区卤水的运移与改造,只是库车盆地地下卤水受到近地表流体改造的程度较低。如果扣除大气(来自浅层流体)的混染,那么罗布泊地下卤水的R值将会比实际检测到的值更高,这进一步揭示了地幔流体参与了罗布泊地下卤水的形成演化。中国西北地区具有地壳厚、盆地长期稳定的特点,因此地幔流体活动不易出露于地表,但地幔流体所携带的地幔物源和热源会通过断裂带而影响地壳流体的特征。     

高盐度地下水~(14)C测年样品采集技术探讨

高盐度地下水 (卤水 ) 14 C样品采集是同位素水文地质界的一个难题。罗布泊钾矿区卤水的化学组成特征是 :平均矿化度为 35 3.5 g/L ,SO2 -4的质量浓度 4 4 .0 3g/L ,HCO-3 的质量浓度为0 .2 71g/L。为此 ,文中借鉴一般地下水 (淡水或微咸水 ) 14 C样品的采集原理 ,设计出一套真空取样装置。其操作步骤是 ,首先通过调节卤水的 pH值 ,使得水中的无机碳以CO2 气体的形式溢出 ,然后 ,导入装有NaOH与BaCl2 混合溶液的样品瓶中 ,在野外获得高盐度卤水14 C测年样品。罗布泊卤水测试结果表明 ,这一流程有效地解决了硫酸盐干扰问题 ,卤水14 C样品质量可靠。该技术可为高盐度地下水测年提供有效手段 ,对低盐度地下水14 C取样也具有重要的推广使用价值。     

罗布泊第四纪含盐系成岩作用特征研究

依据大量钻孔岩心与薄片的详细观察描述,对罗布泊罗北凹地第四纪含盐系盐层及储卤盐层的成岩作用变化进行深入研究。发现含盐系盐层内广泛出现各种成岩变化,主要是压榨作用、溶蚀作用、重结晶作用、交代作用、胶结作用及断裂构造作用等。它们对地层储集卤水能力产生巨大影响。这些成岩作用与晶间流体的活动有密切关系。同时引入“成岩作用相”的概念,探讨其在富钾卤水资源评价上的作用和意义。     

新疆罗布泊第四纪盐湖上升卤水流体及其成钾意义

野外调查发现，新疆罗布泊罗北凹地等干盐湖地表分布有众多的流体上升或上涌通道，其形状特征呈“垂直的孔洞”、“泥火山口”、“枣状小坑”及“粘附沙丘”等。研究认为，地下卤水流体过去和现在正是通过这些通道上升，至地表排泄或进入盐湖水体及沉积物中；这些地下流体主要源于深部地层水和大气循环水等；上升流体补给罗布泊的罗北凹地等次级盐湖，为钾盐成矿提供重要的物质基础，并导致钙芒硝的大量沉积，促进了盐类沉积物的成岩过程。同时，上升流体的补给还在罗布泊盐湖区近地表处产生了固体钾盐矿的沉积。     

罗布泊钾矿区外围盐湖钾盐资源研究与评价新进展

由中国地质科学院矿产资源研究所负责并承担的地质调查项目“罗布泊钾矿区外围盐湖钾盐资源潜力研究与评价”近日通过验收 ,获得优秀的好成绩。该项目发现 ,罗西洼地和铁南凹地蕴藏有富钾卤水 ,验证了此前矿产资源研究所专家对罗北凹地外围盐湖成钾的预测。该项目组于 2 0 0 0年 2月～ 2 0 0 2年 12月 ,在中国地质调查局地质调查项目和国家 30 5项目支持下 ,通过卫星影像分析、野外调查及室内测试分析 ,获得了可靠的地质资料 ,对罗布泊钾矿区外围盐湖钾盐资源进行了评价研究 ,取得了丰硕的成果和新的认识 ,表现在以下两个方面 :(1)钾盐资源…