库车盆地古近系蒸发岩中钾盐矿物研究进展

库车盆地位于新疆塔里木板块北缘,总面积约为3万km2,是一个再生前陆盆地,古近纪属于海相-海陆过渡相沉积,蒸发岩沉积广泛,厚度巨大.笔者自2002年以来,一直在库车盆地开展成钾条件研究,详细考察了众多蒸发岩出露点,并对出露点系统采样,采集石油钻井岩屑,实施了钾盐科探井.对所采众多岩石样品进行分析测试,发现多个采样点具有含钾矿物分布.根据能谱化学组成与XRD等分析,推测有光卤石、钾石膏,钾芒硝、杂卤石、钾镁矾、钾石盐等.其中KL4井岩盐(岩屑)中的钾石盐特征明显,具有重要找钾指示意义.     

塔里木古海湾新生代海退时限及方式的初步探讨

对库车盆地新生代84个石膏或硬石膏进行硫同位素分析, 用以划分该时期内海侵—海退旋回以及最终海退时限的标定。石膏δ34S值演化特征显示, 库车盆地新生代经历了两次明显的海侵, 其分别为古新世中期和始新世中后期。库车盆地新生代最终海退时限与西部塔里木海湾在天山山前带的退缩时限相一致, 表明至少在渐新世中晚期塔里木海湾才完全消失。通过区域对比, 本文将新生代塔里木海湾的海退时限和方式概括为: ①始新世早期塔里木海湾在昆仑山前带的西段最先发生海退; ②之后, 海退向昆仑山东段开始迁移, 至始新世晚期海退延伸至盖孜、阿尔塔什等地; ③最终, 海退由南向北迁移至天山一带, 至渐新世末期特提斯海水完全退出塔里木地区。塔里木盆地新生代海退时限、方式进一步指示了印度—亚洲大陆碰撞所产生的构造作用具有明显的距离效应; 塔里木海湾新生代不同地区在海退时限上的不同步性说明, 塔里木盆地新生代海侵—海退旋回不是单一地受全球海平面升降的控制, 而是全球海平面变化以及区域构造活动等多种因素共同作用的结果。     

大陆裂谷盆地钾盐矿床特征与成矿作用

全球板块运动对表生成钾控制明显, 即从古生代到中新生代, 从巨型稳定克拉通陆表海盆成钾, 到中生代特提斯海域海盆成钾, 再到新生代的大陆裂谷盆地成钾, 地球表生成钾模式发生了重大转变; 成钾物质来源从海水补给为主, 转变为非海相(以火山活动带来深部物质和陆表水)与海相混合型, 甚至以非海相深部物质补给为主。全球裂谷成钾时期正好处于Pangea超大陆解体及新特提斯洋闭合时期, 成钾的裂谷型蒸发岩盆地也主要位于这两个构造域内, 这些进一步表明裂谷成钾是地球板块构造运动演化历史的必然结果。典型的裂谷盆地钾盐矿床有: 大西洋裂谷形成初期沉积的刚果(布)白垩纪钾盐矿、欧洲大陆莱茵地堑第三纪钾盐矿、非洲大陆埃塞俄比亚达纳基尔钾盐矿等; 同时, 还有众多裂谷盆地蕴藏有富钾卤水矿, 如死海裂谷富钾卤水、东非大裂谷一些富钾盐湖、美国加州索尔顿海高温富钾热卤以及中国江陵凹陷富钾热卤等。这些钾盐矿的共同特点是: 盆地内发育火山岩和温热泉, 具有深源补给的明显特征; 尽管裂谷盆地规模一般很小, 但形成的钾盐规模最大可达数十亿吨。总结世界大陆裂谷盆地钾盐矿床特征、物质来源与成矿作用, 提出了大陆裂谷型小盆地成钾模式。其裂谷成钾过程可分解为“二个阶段”, 第一阶段, 地表盐湖-太阳能作用, 第二阶段, 埋藏-岩浆热能作用; 成钾作用有三个, 即蒸发沉积作用、沉积后淋滤改造作用和埋藏变质改造作用。中国中新生代裂谷型盆地比较发育, 进一步研究大陆裂谷盆地成钾作用, 可以为此类盆地找钾提供理论依据和指导。     

川东地区早中三叠世海水碳氧同位素特征及其成钾意义

早中三叠世是地球发展史上的一个特殊时期,主要在于其特殊的海陆分布及气候特征,其海水的演化特征一直为人们所关注。文章对四川盆地东部地区的 85个碳酸盐岩碳、氧同位素地球化学特征进行了研究,也对海水原始性进行了分析和判断,同时对海水原始性好的样品进行了碳氧同位素的测试,并运用其结果对古水温进行了估算。研究结果表明,四川盆地东部早中三叠世海相碳酸盐岩沉积期海水温度比较高,飞仙关组期的平均温度为 42.30℃,嘉陵江组期的平均温度为 43.89℃,雷口坡组期的温度为 43.61℃。这与该区测试的石盐流体包裹体的均一温度具有一致性,说明当时早中三叠世的古海水具有较高的温度,高温的气候特征有利于海水的蒸发和浓缩,为钾镁盐的形成提供了气候条件。     

柴北缘宗务隆构造带印支期花岗闪长岩地质特征及其构造意义

为了研究柴北缘宗务隆构造带印支期构造演化特征,选取宗务隆构造带内具代表性的晒勒克郭来花岗闪长岩和察汗诺花岗闪长岩进行了岩石学、年代学与地球化学研究。锆石SHRIMP U Pb年代学结果显示,晒勒克郭来花岗闪长岩与察汗诺花岗闪长岩分别形成于(249.2±2.6) Ma、(242.7±1.9) Ma和(243.5±2.4) Ma,为早三叠世,也更加证实柴北缘印支期构造岩浆活动的存在。两岩体均相对富SiO2、Na2O和Al2O3,A/CNK分别为1.02～1.06和1.01～1.05,里特曼指数分别为1.54～1.73和1.07～1.61,属于弱过铝质中钾高钾钙碱性I型花岗岩; K/Rb值平均分别为234和279,分异指数分别为72.95～76.06和64.49～76.42,两岩体原始岩浆结晶分异不充分;LREE/HREE分别为6.83～9.70和3.29～7.40,弱的Eu负异常或正异常;在微量元素原始地幔标准化蛛网图上,两岩体明显富集Rb、U、La、Pb、Sr等大离子亲石元素,亏损Nb、P、Ti等高场强元素;察汗诺花岗闪长岩中发育中基性暗色包体,包体和寄主岩中见斜长石、角闪石等矿物结构和成分不平衡现象,说明其为岩浆混合成因。综上所述,两岩体应为印支期柴北缘活动大陆边缘俯冲碰撞作用导致幔源岩浆底侵与下地壳部分重融形成的壳幔混合岩浆形成的产物。对比柴北缘宗务隆构造带与柴东鄂拉山构造带内岩浆岩地质特征认为,宗务隆构造带的形成可能与西秦岭沿共和坳拉谷强烈斜向碰撞柴达木地块有关。     

柴达木盆地欧龙布鲁克地区构造演化研究

柴北缘东段古生界构造变形特征、构造演化过程研究较为薄弱,尤其是古构造应力场性质及其转变机制尚不明确。文中对欧龙布鲁克地区野外剖面及应力感构造要素(褶皱、节理、擦痕)进行了系统观测和分析,结果表明：加里东晚期应力场为NE向;晚海西-印支期早期为SN向,晚期NW向两期挤压应力场;燕山早期近EW向拉张,燕山晚期及喜山晚期处于NE向挤压应力场。根据欧南凹陷平衡剖面反演结果,对比不同时代地层收缩速率可知,柴北缘东段寒武纪-新近纪构造演化可以分为4个阶段：(1)加里东早期(C -O1)弧后伸展、晚期(O2-S)弧后挤压,导致柴北缘东段初步形成NW向的背斜凸起;(2)晚海西-印支期(P-T)隆升阶段,欧龙布鲁克地区整体处于水体之上,并没有造成盆内二叠系-三叠系的沉积;(3)燕山早期(J1-J2)陆内伸展断陷、晚期(J3-K)挤压反转,欧龙布鲁克地区为继承性隆起,未完全接受沉积;(4)喜山晚期(N-Q)强烈挤压构造变形,逆断层强烈活动使山体快速隆升,基底卷入型构造样式广泛分布。     

古代盐盆找钾中扫描电子显微镜技术应用

通过用电子显微镜对新疆库车盆地第三系含钾岩屑进行形貌及能谱元素成分分析研究,发现该盆地2400～3600m间累计含钾岩层厚度约100m。分上下两大含钾类型层,下层主要为硫酸盐钾芒硝类型,上层为钾石盐（光卤石）类型。     

世界海相钾盐矿床特征定量化分析及其意义

通过对世界26个主要的海相钾盐矿床进行详细的特征描述和定量化分析,获得了较为完善的海相钾盐矿床的特征参数值。结果表明钾矿区面积占盆地面积4.47%、矿区含矿密度为1.616×106 t/km2、盆地含矿密度值为0.045×106 t/km2、钾盐层最大厚度与总盐层最大厚度的比值为7.2%;按构造类型分类,相对活动区盆地含有最丰富的钾盐资源量,其矿盆比为6.87%、矿区含矿密度值是5.068×106 t/km2、盆地含矿密度值为0.063×106 t/km2、钾/总盐值为12.27%,其中后三项特征参数值在盆地构造类型中均属最大。讨论了世界海相钾盐矿床定量化研究的意义,不同类型钾盐矿床的特征参数有助于对我国海相盆地成钾条件研究,并可以对海相盆地中未发现钾资源储量进行远景预测与评估。     

塔里木盆地库车坳陷古新统—始新统蒸发岩地球化学特征及成钾分析——以KL4井为例

库车坳陷古新统—始新统发育巨厚的蒸发岩,尤其是盆地西部,出露多处盐矿点。本文主要研究了KL4钻孔古新统—始新统蒸发岩中钾盐矿物和含钾矿物特征,在此基础上分析了库车坳陷古新统—始新统蒸发岩地层中成钾趋势。研究发现,在含钾层段Ⅰ产出钾芒硝,层段Ⅱ产出原生钾石盐、钾石膏和含钾石盐石膏,说明古盐湖已经达到钾盐沉积阶段。钻孔化学组分分析结果显示,钻孔底部至顶部K~+浓度呈现不断富集的趋势,且最大值达到1.273%,结合离子含量、钾氯系数、镁氯系数、锂氯系数和锶钙系数等特征,进一步确定古盐湖演化过程中存在两次成钾浓缩趋势,认为含钾层段Ⅰ和Ⅱ具有成钾潜力,其中层段Ⅱ成钾潜力更大。