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。     

《地质学报》、《地质学报》（英文版）和《地质论评》全部入选“中国期刊方阵”

罗布泊盐湖位于新疆塔里木盆地东部，自古以来，一直引起国内外探险家的极大兴趣，近代开展探险考察，现代进入地质调查与科学研究阶段。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与资源调查进入了一个新阶段。钾盐找矿取得重大进展，罗北凹地获得2．5亿吨卤水氯化钾资源／储量，达超大型规模；首次发现卤水钾矿床储藏于钙芒硝岩中，属一种新类型钾盐矿床，而且是一个优质整装的硫酸盐型钾盐矿床；继而，在罗北凹地外围又发现四个中型钾盐矿床，累计氯化钾资源量数千万吨。钾盐成矿理论方面，提出和完善了“高山深盆迁移论”，“两段式成钾论”和“含水墙成钾”模式等，这些成矿认识，指导了罗布泊盐湖钾盐大规模勘查和扩大找矿。钾盐开发方面，2000年，成立新疆罗布泊钾盐公司，先后完成中试，建成年产4万吨硫酸钾示范厂，2006年4月25日，国投新疆罗布泊钾盐有限责任公司120万吨钾肥项目开工。罗布泊钾盐的开发可望在我国西部欧亚大陆桥沿线建成第二个钾肥生产基地，对缓解我国钾盐紧缺状况，促进地方经济发展、保持社会稳定、巩固边防均具有重要意义。     

中国新疆罗布泊盐湖断裂构造特征、形成机制及成钾意义

罗布泊盐湖位于中国新疆塔里木盆地东部,为第四纪干盐湖,罗布泊凹陷主要受到北东向、近南北向两组断裂控制。自1995年以来,在罗布泊东北部的罗北凹地发现了超大型卤水钾盐资源。研究表明断裂构造对罗布泊盐湖成钾起到了非常重要的作用。笔者通过开展卫星影像、地貌与连续电导率成像等分析调查,对罗布泊内部的断裂构造特征和形成机理进行深入研究,发现罗布泊盐湖沉积期间,受到近南北向主压应力作用,形成了相同方向地堑式断裂,共有七条;这些断陷带长可达60余千米,宽1~4km,向下延伸可达1000余米。罗布泊成钾凹地正是由这些张性断裂带作用形成的,最大者为罗北凹地,较小的有罗西洼地、耳北凹地、铁南洼地等;调查还表明,罗布泊地堑式断裂带不仅控制成钾凹地的成因,其本身也是良好的卤水储集构造,储集了丰富的富钾卤水。因此,罗布泊张性断裂在钾盐矿的形成中发挥了重要作用。中国新疆罗布泊盐湖断裂构造特征、形成机制及成钾意义@刘成林$北京大学环境学院!100871,中国地质科学院矿产资源研究所,北京,100037 @王弭力$中国地质科学院矿产资源研究所!北京,100037 @焦鹏程$中国地质科学院矿产资源研究所!北京,100037 @李树...     

罗布泊低品位光卤石矿分布特点及其找矿规律探讨

罗布泊干盐湖位于新疆塔里木盆地东部。1995年以来,在罗布泊发现了超大型规模卤水钾盐矿床,卤水钾盐资源主要赋存于罗北凹地等盐系地层中。近年来调查发现,罗布泊分布有地堑式张性断陷带,不仅控制成钾凹地的形成,其本身也蕴藏有一定规模的固体钾盐资源。地球物理(EH-4)测量显示,断陷带深达1 000 m。在罗布泊盐湖演化过程中,断陷带内出现较小规模的洼地或盐湖,湖表水蒸发浓缩形成卤水,由于罗布泊地堑式断陷带长达30~50 km,向下延长深度可达1000 m,说明罗布泊断陷带内可以形成和储集一定规模的固体钾盐矿,成为今后罗布泊盐湖钾资源扩大找矿的新空间。     

新疆罗布泊盐湖深部钾盐找矿新进展

罗布泊是世界最大干盐湖之一,罗布泊超大型钾盐矿床从1995年发现至今,经历了找钾远景预测、勘查、系统科学研究、扩大找矿及开发利用快速推进的过程,浅部(200m以浅)钾盐资源量已基本查明,但没有一个穿透第四系的较深地质科学钻井。通过区域气候条件、盐类矿物分布、碎屑岩层储卤等方面与柴达木盆地西部的对比分析以及罗布泊地堑式断陷带储卤的发现,提出罗布泊深部具有钾盐成矿远景。在罗布泊罗北凹地西北部实施盐湖深部钾盐找矿第一深井(LDK01井),首次发现钾芒硝、钾锶矾、红钾铁盐等盐类矿物;在深部地层碎屑岩层中发现钾盐矿物钾石盐、光卤石等,地层中KCl含量高达2.86%,揭示地层深部存在低品位固体钾矿,确定为一种新类型钾矿,即碎屑岩型钾矿,为罗布泊深部钾盐找矿拓展了方向和空间;深层碎屑岩地层储集卤水,卤水KCl平均品位1.50%,揭示出罗布泊盐湖深部存在富钾卤水。重力探测发现罗布泊盆地西部发育次级凹地,初步确定凹地中心第四系沉积厚度大于1200m。结合地质分析,预测库鲁克塔格山前断陷盆地和罗北盆地为进一步寻找深部隐伏钾盐矿床的重要靶区。综合遥感、物探、物性特征等资料及研究成果,估算罗北凹地深部钾盐预测资源量为1.60×108t,并提出罗北凹地西部及附近区域的深部地层中还蕴藏有丰富的钾盐资源,罗布泊深部找钾潜力巨大。该成果对深化认识罗布泊盐湖的形成演化及满足钾肥生产企业大规模开发均具有重要意义。     

罗布泊盐湖深部卤水钾盐找矿取得新进展

正罗布泊位于中国塔里木盆地东端,是全球最大的干盐湖之一,蕴藏着丰富的盐类矿产资源。自1995年在罗布泊北部发现罗北凹地超大型卤水钾盐矿床以来(王弭力等;1996;1998;2001),经过十余年的勘探评价,已经基本查明浅部(150 m)钾盐资源。然而,随着罗布泊钾盐资源大规模的开发利用,后备资源问题日益突出,寻找新的钾资源接替区,对     

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。     

罗布泊断陷带内形成富钾卤水机理研究

罗布泊干盐湖位于新疆塔里木盆地东部。1995年以来,在罗布泊发现了超大型规模钾盐矿床,钾盐资源主要赋存于罗北凹地等盐系地层中。近年来调查发现,在罗布泊分布有地堑式张性断陷带,不仅控制成钾凹地的形成,其本身也储集卤水,蕴藏有一定规模的卤水钾盐资源。地球物理（EH-4）测量显示,断陷带深达1 000 m处有卤水存在的信息;断陷带内钻孔卤水化学分析结果揭示,下部卤水比重高于上部,卤水中氯化钾含量也呈“下高上低”的态势,这与盐湖蒸发析盐序列不一致或正相反。文章认为,卤水垂向对流是导致卤水化学特征垂向分异的机理,即,在罗布泊盐湖演化过程中,断陷带内出现较小规模的洼地或盐湖,湖表水蒸发浓缩形成卤水,上部卤水比重不断增加,并沿张性断裂逐渐向下部或深部流动、渗透,形成了卤水的对流;由于罗布泊地堑式断陷带长达30～50 km,向下延长深度可达1 000 m,这些都说明罗布泊断陷带内可以形成和储集一定规模的富钾卤水,它们应该成为今后罗布泊盐湖钾盐资源扩大找矿的新空间。     

新疆罗布泊盐湖卤水资源综合开发研究

罗布泊盐湖赋存有丰富的含钾硫酸镁亚型卤水,现已探明仅罗北凹地区段孔隙度储量2.67×109t(折合KCl),属特大型钾盐卤水矿藏,是生产硫酸钾的理想原料;此外,卤水中含有丰富的钠、镁、锂、硼等资源,综合回收利用价值较大。本文针对罗布泊盐湖卤水资源,在有效利用盐湖钾资源同时,加快其他共生资源的综合开发进程,将新疆罗布泊盐湖资源开发建设推向持续、合理、有效、高值的循环经济发展的道路,为国家西部经济开发做出贡献。     

罗布泊盐湖区固体钾盐沉积特征、分布及成因探讨

文章对罗布泊盐湖区杂卤石、光卤石、钾盐镁矾等不同类型固体钾盐矿物特征、分布及成因进行了分析总结。杂卤石主要产于罗北凹地内部沉降区,以交代成因类型为主,代表了以硫酸盐型卤水为主体的罗布泊盐湖残余卤水钾镁富集到一定程度与石膏、钙芒硝发生水-盐反应的产物。光卤石沉积主要产于断陷带（近）地表,为深部氯化物型卤水经断裂向上运移至地表、与浅部卤水掺杂经蒸发浓缩而成。钾盐镁矾主要产于南小团地区,其形成可能与凹陷基底反转、罗北凹地高浓度卤水回灌有关。罗布泊盐湖区不同类型的固体钾盐沉积是构造-物源-气候3种成钾要素在特定时间窗下耦合的产物：在干旱气候条件下,构造活动一方面导致盆地地貌分异形成更加封闭的成钾次级凹地,为钾盐沉积提供可容纳空间;另一方面活化断裂为深部流体补给盐湖提供通道,为钾盐沉积提供不同类型的物质来源,改变盐湖卤水化学组成最终形成不同类型钾盐矿物。     

我国盐湖钾盐资源现状及提钾工艺技术进展

中国是一个农业大国, 钾肥缺口很大。中国又是一个多盐湖的国家, 盐湖中蕴藏着丰富的钾盐资源, 有望解决中国的缺钾问题。中国已经建立了青海察尔汗和新疆罗布泊两个钾肥生产基地, 但还是远远满足不了国内钾肥需求, 70%需要依赖进口。因此, 有必要继续加强钾盐开发研究, 建立新的钾肥生产基地。通过长期攻关, 我国氯化物型和硫酸盐型盐湖形成了比较成熟的提钾工艺路线, 但是, 碳酸盐型盐湖提钾研究刚刚起步。本文对青海察尔汗盐湖和新疆罗布泊盐湖两大中国钾肥生产基地的资源及生产工艺进行了分析研究, 其成功的开发经验可用来指导我国同类型其他盐湖钾资源的开发; 探讨了开发我国碳酸盐型盐湖钾盐的可行之路, 碳酸盐型盐湖通过技术创新, 可以在盐湖现场获得钾肥产品; 指出我国不同水化学类型的盐湖应采取不同的资源利用工艺路线。     

罗布泊杂卤石沉积特征及成因机理探讨

罗布泊是世界最大的盐湖之一。罗布泊第四纪地层中不仅蕴藏有超大型规模的卤水钾盐矿床,同时也沉淀了一定规模的固体钾盐矿,杂卤石是主要的固体钾矿物。罗布泊杂卤石主要分布于罗北凹地内部,分布区长轴走向与罗北凹地走向一致,面积约326km2;剖面上,杂卤石分布区呈不对称的扁透镜体状。杂卤石以杂卤石岩或含杂卤石钙芒硝岩等形式产出,杂卤石岩及含杂卤石岩呈薄层状分布,最多达12层,埋深10～38m,其KCl含量一般为3%～10%,最高达15.48%。研究表明,罗布泊杂卤石成因机制有2种:①盐湖(钙芒硝阶段)沉积期间,可能出现气候热波动事件,卤水化学体系演化到杂卤石相区,导致杂卤石结晶析出,主要形成方式为杂卤石交代钙芒硝,部分纯杂卤石岩可能直接从卤水中沉淀出来;②盐湖晚期或干盐湖阶段,石盐晶粒间卤水受地表水混合发生掺杂作用,导致杂卤石析出并沉积于石盐等晶粒间。罗布泊杂卤石等固体钾盐资源具有一定的成矿潜力,查明其成因和分布规律可为勘查评价罗布泊固体钾盐提供理论支持。     

罗布泊盐湖承压卤水开采新技术及可采性研究

罗布泊罗北凹地承压卤水主要储集于钙芒硝层,钾含量高(>0.5％),是该区重要的后备钾盐资源之一.本文利用大气联通法及辅助孔注入卤水法,对罗布泊罗北凹地钾矿区富水性较差的3～11采卤井进行了改造.五次大规模、长时间段的抽水试验结果表明,上述技术手段改善了深部承压卤层的储集结构,有效增强了含水层水力联系,提高了含水层单位涌水量,增率达22.7％.由此证实大气联通法及辅助孔注水法,可以有效提高罗北凹地钾矿区承压卤水采卤率.同时,辅助孔与采卤井的距离以及辅助孔注水量对采卤率有较大影响.该成果可为矿区承压卤水大规模开采利用提供借鉴和指导.     

罗布泊盐湖钾盐矿床分布规律及控制因素分析

罗布泊盐湖位于塔里木盆地东部, 是世界最大第四纪干盐湖之一。自中更新世以来, 罗布泊北部受到新构造运动影响, 一方面, 发生抬升活动; 另一方面, 产生地堑式断裂及次级盆地(凹地)。调查发现罗布泊的次级凹地及断陷带内蕴藏有钾盐矿床, 主要是卤水钾盐矿床; 这些钾盐矿床(或成钾凹地)的分布具有方向性和一定等间距性。罗布泊卤水钾矿, 除在罗北凹地外, 在其外围的较小凹地内也有分布, 表现为“卫星式”分布模式; 而在地堑式断裂带延伸的范围区内也出现卤水, 其分布表现为“含水墙”状模式。固体钾盐沉积于罗北凹地中心区及外围断陷带内, 其形态与展布方向也受到地堑式断裂控制, 其沉积模式有“浓缩中心式”和“构造洼地式”两种, 前者钾盐沉积区面积均较大, 钾矿面积占凹地面积近1/4, 而后者沉积区面积很小, 钾盐沉积基本分布于整个洼地内; 固体钾盐分布区形态主要呈“条带状”模式, 其长宽比值平均为3.58。除了构造应力作用外, 罗布泊凹陷的几何形态、面积与补给来源方向等亦对罗布泊钾盐矿床的分布有一定影响作用。掌握罗布泊钾盐矿床的分布规律及控制因素, 对于古代钾盐勘查具有重要参考价值。     

罗布泊盐湖盆地结构新发现及找钾意义

首次将重力探测技术引入到罗布泊盐湖盆地结构及钾盐勘探中,通过对重力资料的处理和反演,发现罗布泊盆地北部地区由南北两个局部次级盆地(凹地)组成：南盆地第四系沉积厚度小于或近于300 m,北盆地则为库鲁克塔格山前隐伏断陷凹地的次级延伸,其中心第四系沉积层厚度大于700 m,山前主盆地——库鲁克塔格山前隐伏断陷凹地的中心埋深大于1 200 m。同时在罗北凹地内还发现了8～9条相间分布的断裂构造,认为这是控制成钾凹地、储集富钾卤水、张性断裂控制的地堑式断裂带。在对罗布泊盐湖盆地结构新发现的基础上,圈定了罗布泊北部找钾远景靶区,初步确定了寻找深部钾盐矿床的探索孔位,并提出了深部隐伏钾盐矿勘探的方法技术组合。     

罗布泊盐湖罗北凹地杂卤石沉积、分布特征及成因分析

采用岩石薄片鉴定、X射线衍射分析、扫描电镜以及元素地球化学等分析测试手段,对罗布泊盐湖罗北凹地杂卤石的沉积和分布特征进行了研究。结果显示,罗北凹地杂卤石主要发育于含盐系中上部,或以质地较纯的层状杂卤石岩产出,或与钙芒硝/石盐/白钠镁矾共同产出。杂卤石有交代和原生两种成因类型：前者是罗北凹地杂卤石产出的主要类型,是罗布泊硫酸盐型盐湖自身蒸发析出产物,在盐湖演化中后期交代钙芒硝或者石膏形成;后者可能为富钙卤水补给富钾镁盐湖形成。罗北凹地杂卤石的分布具有在南北方向上南厚北薄、在东西方向上中间厚两侧薄的特点,对应的KCl含量也同样具有南高北低、中间高两侧低的特点,它们的分布特征明显受控于区域构造活动,构造导致的沉降区有利于杂卤石聚集成矿。本区杂卤石矿埋藏浅、规模较大,可作为后备钾盐资源。     

罗布泊钾卤水矿床成矿地质背景

罗布泊地区的找钾工作已取得突破性进展，一个大型-超大型的钾盐矿远景区已经确定。该矿位于罗布泊北部的罗北凹地一带，为钾卤水矿床，赋存于第四纪盐系统地层中，其形成和当地第四纪以来的地质变化关系密切。罗北凹地从早更新世中期开始成为盐湖中心，直至中更新世末一直以盐类沉积为主，虽没有形成固体钾盐矿，但当时卤水已基本处于析盐的最后阶段，钾含量较高，在适当的地质条件下盐层中保存了当时的卤水，形成钾卤水矿床。     

陕北钾盐探井顺利通过完井验收

2012年8月,中国地质科学院矿产资源研究所组织召开了"陕北奥陶纪盐盆地钾盐资源调查评价"项目完井验收会,由来自国土资源部地质勘查司、地质调查局,中国地质科学院矿产资源研究所,长庆油田研究院等单位的专家组成的评审组,对陕北榆林地区完钻的两口钾盐探井——镇钾1井和绥钾1井的完井报告     

我国西南四省区76种元素区域化探图编制试点研究取得丰硕成果

1我国钾盐形势与罗布泊地区钾盐考察史钾盐资源严重不足,是我国7种大宗紧缺矿产之一。近年来我国钾肥的产量达150万T左右,而消费量约为800万T,对外依存度高达85%。钾盐产量远远不能满足农业发展的需求,长期依赖进口的局面在一定时期内难以改变。上世纪80年代以来,中国科学院新疆综合考察队(彭加木等)、新疆地矿局区调队、中国地质科学院矿产资源研究所(郑绵平课题组)、原地矿部航空遥感中心、新疆地矿局第三地质队等对罗布泊开展了一系列的科学考察和钾盐地质调查研究,但未能找到具有工业开采价值的钾盐矿床。2罗布泊钾盐找矿突破“七五”…     

罗布泊盐湖钾盐矿床形成的地球化学研究

文章阐述了罗布泊盐湖主要钾盐矿床富钾卤水的化学特性。采用元素地球化学技术、同位素地球化学技术，研究晶间卤水的起源、补给方向、富集机理等卤水演化过程，揭示出罗布泊盐湖晶间卤水主要起源于大气降水，盐分的富集以蒸发作用为主。开展罗布泊不同钾盐矿区的对比研究，探讨了卤水物质来源、卤水演化过程及阶段的差异。硫同位素确定了卤水硫酸盐和固体硫酸盐的同源性，且硫物质的演化以溶解、沉积作用为主。