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。     

世界主要古代钾盐找矿实践与中国找钾对策

世界钾盐资源/储量为2153.99亿t(K2O),主要钾盐矿床产于古代海相地层。38%的矿床是石油勘探中发现的,19%是在研究基础上发现的,15%是在岩盐矿勘探中发现的,其他占28%。国外钾盐找矿经验显示,很多钾盐矿床,从线索的发现或提出找钾目标,通常需要经历20～30年的研究与勘探,才最终获得突破或查明资源量。我国找钾工作,首先应充分利用石油勘探取得的资料,研究石油钻井岩心矿物学与化学特征,同时,开展大型盐岩矿床的含钾性研究等,重视成钾理论研究与成矿预测分析,就可能获得找钾的新突破。有关部门还应制订长期的钾盐地质研究与找矿勘探计划,同时兼探油气等共生资源,这样可以大大提高找矿效率。     

中国含盐盆地成钾矿集区划分与找钾前景概述——纪念中国找钾60年

对中国含盐盆地戍钾矿集区、成钾准矿集区及成钾预备矿集区进行划分。矿集区的特点为①有一个主要的钾盐矿床;②每个盆地都有数个,有的迭10个以上钾盐矿床,地质资源合计储量KCl都达亿t以上;③钾盐戍因机制、模式复杂多样。对中国找钾60年进行回顾,提出深部找钾及科学找钾：①练好业务,即熟悉掌握找钾各种最新物探、化探、岩矿测试分析技术。②熟悉掌握中外找钾理论和经验;③二次开发找盐钾文献、资料和标本;④深入剖析一个盐盆的野外地质工作和室内分析资料,整理研究,找出规律,提出找钾有利层位和地点。⑤多学科多技术结合,老中新组成团队,发挥协作精神;⑥选有最利成盐钾和油气共生盆地（钾矿集区）开展工作,如四川、陕西、新疆等地。并对中国找钾前景进行预测。     

塔里木盆地古近纪钾盐矿层的发现及其意义

<正>塔里木盆地是我国重要的找钾远景区。塔里木盆地找钾工作已经持续开展了几十年,前人对其成盐地质特征和成钾地质条件进行了广泛的研究,并在浅部和地表发现了少量的钾盐矿物。但是由于盐岩埋藏较深、构造复杂、地表淋滤流失严重等多种原因影响,钾盐找矿一直没有取得突破进展。世界钾盐发现史表面,约占世界钾盐     

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.     

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.     

中国钾盐矿产基地成矿规律与深部探测技术示范

本项研究得到国家“十三五”重点研发计划支持,系“深地资源勘探开采专项”2017年启动的重点项目之一,由中国地质调查局中国地质科学院矿产资源研究所牵头,来自自然资源部、中国科学院、教育部、大型石油国企等10家骨干单位以及多家协作单位参加,联合开展协同创新研究,充分体现“产研学用”密切融合。本项研究聚焦“特提斯东段中生代(三叠纪、侏罗纪)海相成钾作用与后期改造、青藏高原北部柴达木盆地深层富钾卤水迁移-分异-汇聚成矿机制”的关键科学问题和“深部含钾盐系‘双复杂’高精度地震成像技术、深部钾盐矿层(富钾卤水层)测井识别与地震预测技术”的关键技术问题,以柴达木西部和川东北两个重点成钾区为资源基地落脚点,兼顾其他含钾盆地研究,建立三维地质模型和成矿模型,完善海、陆相成钾理论,形成3 000 m以浅钾盐勘探成套技术能力,综合评价深部钾盐资源潜力,实施异常验证钻探,新发现1个大型钾盐资源基地,值得综合评价的有利成钾远景区3~4处,实现深部钾盐找矿突破和增储示范。值得强调的是,只有立足国内,突破海相,在中西部大中型叠合盆地古代海相蒸发岩地层中找到大规模海相可溶性固体钾盐矿床,方能从根本上扭转中国钾盐资源严重短缺的被动局面。令人欣慰的是,通过近10年的艰苦努力,我国海相钾盐取得了一系列成矿理论新认识和钾盐找矿新发现:创新提出了滇西南“二层楼”成钾模式,指出侏罗纪海相找钾新方向;在川东北宣汉普光地区发现三叠系海相可溶性“新型杂卤石钾盐矿”,开拓了四川盆地海相找钾新领域和新方向;在新疆库车地区发现埋深超5 000 m的钾石盐矿层,取得了库车坳陷海相找钾的实质性进展;创新提出“W型复底锅”成钾模式,在陕北奥陶纪海相盐盆发现厚层钾石盐矿化段,取得古陆表海型钾盐找矿重要新进展。至此,中国海相钾盐找矿崭露了突破的曙光。如何在这些新发现的基础上,进一步加大投入、深入研究,取得海相可溶性钾盐找矿的实质性突破,落实建成若干大型以上海相钾盐资源基地,将是“十四五”及以后时期中国钾盐的主攻方向。     

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。     

罗布泊盐湖成钾规律研究与找矿进展

第四纪时期,罗布泊盐湖独特的地理及气候环境形成了世界罕见的巨量钙芒硝沉积及其晶间富钾卤水的大规模聚集成矿。故此,罗布泊盐湖环境演化与钾盐矿床的成因一直备受国内外地质学家关注。罗北超大型卤水钾盐矿床从1995年发现至今已有20余年,其钾盐地质科学研究、勘查开发等均取得了重大进展,并已建成世界最大的硫酸钾肥生产基地。文章详细回顾、总结罗布泊超大型卤水钾矿发现以来的盐湖沉积演化、成钾条件、成钾理论研究及找矿勘查方面的重要成果,探索成矿理论创新与找矿突破的内在规律与联系。罗布泊钾盐成矿研究基本演变是:(1)基于盆地分隔、矿随盆移的概念,发展从"高山深盆"模式到"高山深盆-迁移成矿"模式,取得罗北凹地找矿突破;(2)基于巨量钙芒硝的发现,突破盐湖石盐阶段成钾的"三阶段"模式,提出"二阶段"模式,推动罗北及外围大规模勘查;(3)基于地堑式断陷带的发现,提出"含水墙"成藏模式,使找矿从"水平状"到"直立状"储藏模式转变,取得深部找矿突破等。总之,罗布泊盐湖成钾理论的每次创新认识,相应地带来找矿突破进展;继续深入加强盐湖钾盐矿床形成规律研究,可能还会带来钾盐成矿的新认识,开拓找矿方向。     

四川三叠系钾盐成矿条件和找矿方向

<正> 四川盆地三叠系是我国重要的海相含盐岩系之一,主要成盐期为早三叠世晚期—中三叠世早期(T_1j~4—T_2l~1)。二十多年来,在该区的找钾地质工作获得了不少进展,但迄今尚无实质性突破。近年来,某些外国盐矿专家在四川短期考察过程中,也发表过找钾远景不甚乐观的意见。以致对四川钾盐成矿远景和继续部署找钾地质工作,在一些同志中间曾产生若干疑虑。因此,研究已获得的地质资料,分析钾盐成矿地质条件,明确找矿方向是十分重要和迫切的。     

Progress in the investigation of potash resources in western China

Through the study of the geological conditions of potash deposits in China from recent years, a new understanding of potash theories has arisen that appropriate Chinese geological features. Important progress and substantial breakthroughs have been gained in the direction and management of potash prospecting: (1) Important breakthroughs in continental potassium prospecting: The “Quaternary gravel type deep potassium rich brine metallogenic model in western Qaidam” ensures Quaternary deep potassium rich brine prospecting will grow new KCl resources by 350 Mt, providing a resource guarantee for meeting the Chinese demand for sylvite. (2) The Marine facies potash prospecting shows good prospects: the determination of the new type of Triassic polyhalite potash ore deposits in Sichuan provide an important scientific basis for the establishment of exploration planning and the selection of exploration target areas for polyhalite minerals in the Sichuan Basin; The “two-storey potash deposits model” in southwestern Yunnan has been confirmed, which indicates prospects for the exploration of potash in the deeper Marine facies in southwestern Yunnan are likely to be successful. The discovery of a high concentration of rich bromite salt and potash salt in the Paleogene of the Kuqa depression and the southwestern Tarim region provides strong support for the likelihood large-scale potash deposits exist in these regions.     

四川盆地卤水钾资源分布类型及其品质的研究

四川盆地三叠纪海相沉积层屡有地下卤水,品质优异,除普遍含K+,构成液态钾资源外,并伴生Br-、I-、B3+,Li+等多种有用组分,经济价值极高。卤水钾有沉积变质型和与钾盐溶滤叠加型两类。对局部构造深层卤水储量,在当前条件下,可采用容积法计算。对其开发利用可为我国钾盐提供新的矿物原料。目前需要对卤水钾资源的资产意识问题、开发利用及环境问题、地质勘查及相应的研究问题、开发的统一部署问题,认真加以解决。     

利用泰国及老挝的钾矿解决我国钾资源短缺之可行性探讨

泰国和老挝的呵叻高原蕴藏着丰富的钾矿资源，高原内部构造简单，地势平坦，交通方便，水、电资源充足，具备较好的开采条件，距我国较近，运费便宜，有待进一步开发。我国是农业大国，钾矿源不足，为解决钾肥短缺问题，除应继续加强国内的钾盐找矿工作，部分进口钾肥外，与老挝、泰国合作开发呵叻高原的钾矿资源也是解决我国钾资源不足的一个理想途径。     

不溶性含钾岩石工业提钾生产钾肥的不可行性再分析

针对当前有些拥有不溶性含钾岩石的地区,仍然积极推动含钾岩石的工业提钾生产钾肥的现状,本着科学决策、民主决策的精神,本文通过国内外含钾岩石研发的历史与现状,以及钾盐肥料产业的快速发展态势和市场分析,认为在今后一个相当长时间内,开发含钾岩石工业生产钾肥不是解决我国钾肥资源短缺的可行途径。把含钾岩石作为钾肥原料、工业生产可溶...     

罗布泊超大型钾盐矿床的发现记略——罗布泊找钾简史

归纳了建国后各地质、科研系统在罗布泊地区开展地质调查、水文调查、盐湖研究及找钾工作的历程和成果。特别是王弭力、刘成林、焦鹏程等课题组自1995年在罗布泊‘罗北凹地’发现超大型钾盐矿床以来,罗布泊盐湖地质科学研究资源调查进入了一个新阶段。继在罗北凹地获得2.5亿t卤水氯化钾资源储量之后,又在罗北凹地外围发现四个中型钾盐矿床,累计氯化钾资源量7600万t。     

试论鄂尔多斯盆地奥陶系成钾条件及找钾方向

鄂尔多斯盆地奥陶纪含盐建造且具含钾性是目前世界已知的唯一特例 ,因此 ,对其成盐成钾条件及找钾方向的研究具有重要的意义。鄂尔多斯盆地构造及地层研究表明 ,奥陶系具有成盐成钾的有利条件 ,也具有盐层的良好保存条件。古成盐环境和古盐湖卤水生物、物化条件以及钾石盐岩分析表明 ,下奥陶统马家沟组五段六亚段和四亚段 (O1m5-6、O1m5-4 )是利于钾盐沉积的 ,即是找钾的有利层段 ;古构造和古地理研究表明了成钾的有利地区是 :西北次凹 ,南部次凹 ,西南部次凹和北部次凹。     

南图尔盖盆地Aryskum坳陷钾盐的测井响应特征及其分布

钾盐作为战略资源,在农业、工业等领域具有重要的使用价值。世界大多数固态钾资源发现于大规模的石油勘探过程中,充分利用各种油气地质、地球物理资料开展钾盐勘探对于国家发展尤为重要。位于哈萨克斯坦的南图尔盖盆地地质构造简单、资源勘探潜力较大。文中以南图尔盖盆地Aryskum坳陷为研究区块,基于其沉积地质特点,结合多口井的常规测井资料及前人研究成果,综合分析自然伽马、自然电位、三孔隙度等测井曲线的响应特征,含钾层段具体表现为自然伽马异常高值,并通过无铀伽马曲线等排除铀、钍元素影响,扩径使得中子值偏高,自然电位异常幅度由砂岩层的负异常变化为正异常,电阻率值偏高,密度值介于2.25~2.45 g/cm³,声波时差在270~350 μs/m范围内。基于含钾层测井曲线特点,利用测井曲线综合识别法、重叠法、交会图法进行研究区钾盐识别。在研究区30余口井中发现有可溶性钾盐层分布,分布在M-Ⅱ-3、M-Ⅱ-2小层底部,其中M-Ⅱ-3层底部为主要钾盐层段,并对各井含钾层段累计厚度进行统计分析。最后,借助地层对比分析含钾层段在横向和纵向上的展布情况,通过等厚图的绘制开展了找钾有利区分析,拓展了测井资料在南图尔盖盆地钾盐勘查中的应用,进而为今后研究区钾盐找矿提供重点方向。     

察尔汗盐湖固体钾盐溶解对溶剂注入速率响应机制研究

察尔汗盐湖浅部储卤层赋存有储量可观的固体钾盐资源, 目前正处于溶解液化开采阶段。储卤层中固体钾盐矿物溶解及储卤层结构变化特征受到溶剂注入速率控制, 但其控制机制尚不明确。本文以察尔汗盐湖浅部储卤层典型钻孔岩芯为研究对象, 通过开展室内岩芯柱渗流模拟实验, 研究岩芯在三种流速条件下储卤层渗透系数和固体钾盐矿物溶出的变化规律。结果表明: (1)随着注入溶剂速率的增大, 岩芯渗透系数呈现逐渐增大的趋势, 渗出液中钾离子浓度呈现持续减小的趋势, 但在流速改变的时间节点处, 岩芯渗透系数和其对应溶出液中钾离子浓度均出现异常增加现象。矿物的溶解引起储层孔隙度增加, 而溶剂流速的改变会导致松散盐类矿物颗粒重组。(2)储卤层岩芯固体钾盐矿物溶解受到溶剂注入速率的影响明显。注入速率增加引起矿物颗粒重组以及滞留孔隙高浓度水体释放是造成渗出液中K+浓度短暂性升高的主要原因。本次实验研究对于研究区低品位固体钾盐的水溶开采具有一定理论指导意义。     

中国可溶性钾盐资源地质特征与潜力评价

中国可溶性钾盐资源严重不足,属于大宗紧缺矿产之一。文章在系统地收集、整理、分析中国16个省（区）110个预测区的钾盐资源调查研究成果的基础上,对中国钾盐地质特征进行了系统研究,首次对中国可溶性钾盐的资源潜力进行了预测,并指出主要的有潜力地区,为下一步开展钾盐勘查与科学研究提供参考依据。中国可溶性钾盐品位低、质量差,但伴生的有益元素较多,含盐系地层分布多,主要地质时代均有石盐或卤水的聚集,与此相对应,在部分层位有钾盐层或含钾卤水的出现。中国已探明钾盐资源主要为陆相钾盐,而且以第四纪盐湖卤水钾盐占多数,并已进行大规模开发;海相钾盐没有突破,但具有较大的潜力。中国可溶性钾盐资源潜力为128.52亿吨,资源潜力上亿吨的省（自治区）有四川（85.45亿吨）、陕西（34亿吨）、湖北（3.43亿吨）、云南（3.17亿吨）、新疆（1.07亿吨）。总体看来,中国钾盐研究程度不高,资源潜力大多在334₃的水平。     

我国钾肥工业回顾分析与展望

我国钾肥工业目前存在资源短缺、数量少、规模小、工艺技术落后、供需矛盾突出、进口量与施用量逐年增长等问题。 2 1世纪我国钾肥工业的发展将乘“西部大开发战略”之东风 ,在国家产业政策的支持下 ,通过加强宏观管理、增大投入、加强科研与综合利用工作 ,从而实现规模化、效益化 ,使开发工作取得重大进展。预期 2 0 10年国产钾肥可满足国内需求量的 2 0 %。