深层富钾卤水类型、勘查技术方法及工业指标建议

为修订完善现行《盐湖和盐类矿产地质勘查规范》(DZ/T0212-2002)有关深层卤水的勘查类型、勘查技术要求及工业指标等内容,作者系统收集了近年来富钾深层卤水的勘查成果及研究资料,并进行归纳总结。根据卤水的赋存条件,对深层卤水类型进行了分类,划分为孔隙型、孔隙-裂隙型和溶蚀孔洞-裂隙型三种勘查类型;针对不同卤水矿类型及已有工作程度提出了"油钾兼探"及开展专项勘查评价两种工作方法;总结了近年来对深层富钾卤水工业指标论证成果,确定深层富钾卤水矿一般工业指标:边界品位为KCl≥0. 3%～0. 5%,最低工业品位为KCl≥0. 5%～1. 0%。该成果已应用到规范修订中。     

罗布泊第四纪卤水钾矿储层孔隙成因与储集机制研究

罗布泊第四纪盐层中储集丰富的卤水钾盐资源，储集层主要为钙芒硝岩。研究表明，其储卤孔隙可划分为：原生晶间孔隙、准原生晶间孔隙、次生孔隙；次生孔隙又分为溶蚀孔隙、交代孔隙和晶洞孔隙。本文主要通过类比分析，确定钙芒硝岩在浅埋藏期间，在其原生沉积孔隙基础上，发育准原生晶闸孔隙，即蜂窝状孔隙，并在其中储集了大量富钾卤水。研究揭示出钙芒硝岩孔隙的发育的与矿物的菱片－菱板状结构、点－面式接触的“杂乱分布”密切相关。由于钙芒硝岩具有相对较的在硬度，其中大多数孔隙在埋藏过程中得以保存，同时，钙芒硝岩在承压环境中受溶蚀作用还可产生晶沿孔隙，这两种孔隙均储集了大量的卤水钾资源。     

江陵凹陷富钾锂卤水矿田地质特征及成藏模式研究

江汉盆地江陵凹陷内的高温高压高盐度卤水,富含钾、锂、硼、溴、碘、铷、铯等,达到工业品位或超过综合利用品位,构成富钾锂卤水矿,长期以来其矿体定位一直是难题,对于钾锂卤水的富集与矿田构造的关系还没有完全查清。本研究以现代矿田地质学为指导,以地球物理勘探、钻井和野外地质等资料为基础,综合分析江陵富钾锂卤水的矿田建造、矿田构造与矿田成矿作用。江陵凹陷富钾锂卤水矿田建造分为构造沉积岩相矿田和构造火山岩相矿田。江陵凹陷内各地区由于受所处构造位置的影响,在不同时期发育了不同类型的局部构造,这些局部构造在空间上有序的分布与叠置形成了大量的构造圈闭,为钾锂卤水的聚集提供了有利的场所。从古新世沙市组到早始新世新沟嘴组沉积时期,江汉盆地的古气候条件总体为高温干旱,利于古盐湖的蒸发作用,火山活动带来丰富的钾锂物质,从而利于钾锂卤水的富集。江陵凹陷富钾卤水属构造—储层耦合成藏模式:江陵凹陷盐湖沉积特征,决定了有大量卤水储存在其地层中。这些卤水最大的储集体就是砂岩孔隙,而构造产生的大量裂缝大部分位于泥岩和火成岩中,也成为储集卤水的场所。在构造褶皱及埋藏作用下,卤水开始从盐类晶间,首先进入砂岩体孔隙内,而后可能进入裂隙系统及火山岩系统。     

川西坳陷平落坝构造富钾卤水成因探讨

川西坳陷平落坝构造区是我国目前发现的深层海相碳酸盐岩地层中钾离子浓度最高的构造区,同时伴有B,Br,I,Li等多种元素。从平落4井于20世纪90年代初发现富钾卤水以来,研究人员对富钾卤水的成因先后提出了多种认识,主要认为富钾卤水为原生海水沉积变质作用形成。然而,近年来研究发现有很多无法用沉积变质说解释的现象。为此,在研究过程中,不但追踪卤水中溶剂(水)的来源,还关注卤水中溶质的来源,得出了川西坳陷平落坝构造区富钾卤水属于多来源、多期次成因的结论。研究认为:①卤水中水的来源与古海水和成岩作用中含水矿物脱水有关;卤水中钾具有多源多期次成因特点,主要与原始海水浓缩有关,其次与含钾矿物的溶解有关,同时与二叠纪玄武岩、三叠纪绿豆岩及深部流体活动有关。②富钾卤水的成因模式为:膏盐盆地是富钾卤水形成的基础条件;断层是富钾卤水运移的主要通道;夹持在膏盐岩层之间的碳酸盐岩层是富钾卤水的良好储钾层;裂隙和孔洞是富钾卤水储集的主要空间;构造高点是富钾卤水主要储集场所;温度是富钾卤水品位高低的重要因素;厚度大的膏盐岩层是富钾卤水保存的可靠屏障。     

川西地区雷口坡组岩相古地理与富钾卤水预测

利用测井、录井、岩芯、薄片、扫描电镜及能谱分析等资料,综合研究川西地区雷口坡组岩相古地理、分析富钾卤水成因并预测有利分布区带。川西地区中三叠统雷口坡组发育蒸发台地相、局限台地相和开阔台地相。地层年代从古到新可分为雷一至雷五共5期,海平面经历了2次变浅→加深的旋回,雷四¹期由于快速海退,广泛发育蒸发台地相,其中成都地区膏盆内发育平落坝、盐井沟及大兴场3个盐盆。认为川西地区雷口坡组富钾卤水是由海水蒸发浓缩而成的海相原生沉积含钾卤水,在晶间卤水、钾盐类溶滤水和陆相径流来源卤水的掺合下,发生高度变质作用而形成的混合型水。富钾卤水遵循"膏盆-盐盆控区、褶皱-断层定带、裂缝-孔隙储卤"的分布特征。在沉积相、岩相古地理、富钾卤水来源与分布特征等综合研究的基础上,提出了"卤水聚钾中心"和"储卤中心"的概念,结合单井卤水层水化学分析数据与富钾卤水的工业开采指标,在川西地区雷口坡组圈定并预测出1个卤水聚钾中心和3个储卤中心;卤水聚钾中心位于平落坝构造区,储卤中心分别位于江油中坝、丹棱大兴场以及彭山盐井沟构造区,可为四川盆地中三叠统雷口坡组富钾卤水的勘探指明方向。     

湖北荆州江陵凹陷富钾卤水综合利用工艺实验研究

江汉油田在石油勘探过程中陆续钻遇高温高压富钾卤水,于1967年首次在沙市组发现高矿化度富钾卤水,KCl含量达17g/l,1972年、1980年再次钻遇高压卤水,中国石化石油勘探开发研究院在原有2处富钾卤水矿点基础上又发现富钾卤水矿点1处、矿化点6处。以湖北江陵凹陷高温富钾卤水为研究对象,开展钾盐及伴生资源综合利用研究,对富钾卤水进行脱色、净化、提取实验,研发综合利用钾、锂、硼、溴、碘、锶、铷、铯和钙的技术,获取该类型卤水地球化学特征,有益元素的提取条件和参数,用以指导工艺设计和工业化生产。     

罗北凹地液体钾盐矿深部承压卤水特征及其开采方法试验研究

罗北凹地钾盐矿是个地下存在多层富钾卤水的大型液体钾盐矿床,一共分为7个富钾卤水层,第一层为潜卤水W_1,下部6层(W_2、W_3、W_4、W_5、W_6、W_7)为承压卤水。目前生产开采对象主要为埋藏较浅且易于开采、富水性较好的潜卤水及部分承压含水层中的弹性释水。随着公司生产规模的扩大,矿区的年采卤量也随之增加,有的区域将很快面临开采富水性差及较难开采的深部承压卤水,但是承压卤水通常储存于较为致密的结晶盐层或碎屑层的孔隙或溶隙中,其含水地层水文参数相比潜卤水W_1要小很多,造成深部富钾的承压含水层卤水疏干采出难度较大。本文采用爆破法及大气联通法在罗北凹地钾盐矿区不同水文地质区域对深部承压含水层进行大规模抽水试验研究,确定了不同水文地质区域深部承压卤水合理且经济的开采方法,实现了罗北凹地钾盐矿(W_2、W_3、W_4)深部含钾承压卤水资源的大规模有效采出,将很难利用的深部富钾承压水变成可利用资源,提高了罗北凹地液体钾盐矿的深部承压卤水资源的利用率。     

四川盆地西部发现罕见的富钾富硼气田卤水

四川盆地气田卤水分布广泛，品质优异［１］。近年来随着四川油气勘查开发工作的深入，于盆地西部又发现一处高品质富钾富硼气田卤水，Ｋ＋、Ｂ３＋含量分别高达５３２７ｇ／Ｌ和４９９４ｍｇ／Ｌ，远超过综合利用和单独开采品位，成为当今世界上罕见的液态钾硼资源。该气田卤水尚富含Ｉ－、Ｓｒ２＋、Ｌｉ＋、Ｂｒ－等其它有用组分，具有很高的综合开发利用价值。１富钾富硼气田卤水产出的地质背景四川盆地西部富钾富硼气田卤水矿位于四川龙门山山前带川西坳陷的一个多产层、多储盖组合之复合型气田构造上［２］，赋存于成都盐盆中三叠统雷…     

四川盆地海相深层富钾锂层系沉积演化规律及储卤层响应特征

随着国内钾锂盐需求不断增大,浅层盐湖卤水勘探开发技术趋于成熟,深层卤水资源已成为经济矿产目标。四川盆地在三叠系发育了面积广泛且巨厚的蒸发岩层,并赋存了优质且丰富的富钾锂卤水储层。针对以往岩相古地理“盐味”不足的特点,文章通过分析四川盆地蒸发岩分布规律、岩相古地理特征以及沉积演化,明确了膏盐盆的形成具有“多期多区”特征,揭示了三叠系嘉四段—雷三段重点成盐期的膏盐盆规模、分布、迁移规律;同时基于地质、测井资料,明确了四川盆地富钾锂卤水储层的地质和测井响应特征,认为四川盆地富钾锂卤水储层质量受层位、相带、孔隙类型的控制,表现出中-高伽马、低电阻率、高声波时差、低密度的耦合特征。研究成果将对国内外深层海相层系的富钾锂卤水储层勘探起到一定的指导意义。     

深层富钾卤水的地球物理探测技术及应用——以江陵凹陷为例

上世纪在江陵凹陷的石油钻孔中发现了深层富钾卤水矿层,但是卤水矿层的空间展布一直不清。借用油气勘探领域中地球物理储层预测方法和理论,利用钻孔对矿层的垂向高分辨率的识别,标定到三维地震剖面上,利用多种地震属性横向高分辨率识别卤水矿层,预测矿层的空间分布,为靶区钻孔的部署提供依据。文章利用已经发现富钾卤水矿层的路9井的资料,开展模型正演,发现地震中振幅、频率、波形等属性可以较好地识别卤水矿层;将路9井的卤水矿层标定到地震剖面上,通过提取地震属性,识别出的富钾卤水矿层平面面积达5.53 km2;在该富钾卤水区中部署的岗钾1井,钻探获得高产富钾卤水矿层,验证了地球物理探测深层富钾卤水方法的正确性。     

布谷马西地区白垩系下统盐类沉积特征及沉积旋回划分

布谷马西地区大地构造位于刚果盆地中部,盆地基底为元古界,上覆厚层白垩系。该区发现多处钾盐矿,均产于白垩系下统盐类沉积中。盐类沉积为光卤石岩和石盐岩互层韵律沉积,其间发育连续分布的沥青页岩4层,以该4层沥青页岩为标志,将盐类沉积划分为4个沉积旋回,每一旋回均为一次大的沉积事件。其中Ⅰ旋回、Ⅲ旋回上部、Ⅳ旋回中部光卤石岩沉积厚度较大,为钾盐矿主矿层赋矿层位,Ⅳ旋回顶部也是钾石盐型钾盐矿的成矿有利地段。     

重力资料在柴达木盆地钾盐矿产预测中的应用

本文主要依据重力资料讨论了柴达木盆地中卤水钾矿床的空间展布规律,预测了盆地含钾卤水中的氯化钾总资源量.柴达木盆地的钾盐矿床以卤水钾矿为主,卤水钾矿受第四纪凹陷的严格控制,并与重力负异常相对应,第四纪凹陷的形成和发展又与柴达木地块的基底性质有着密切的联系.根据重、磁异常推断表明:柴达木盆地分为东、西两部分,从西部到东部成盐时间由早变晚,盐层由厚变薄.含钾卤水层厚度与重力负异常强度呈线性正相关.我们以此为基础在上述盆地西部50000km²的范围内进行了钾资源总量预测.     

晚第四纪柴达木盆地盐湖成盐期与冰期对比方案的再认识

文章以柴达木盆地察汗斯拉图、昆特依和一里坪盐湖共计6个中更新统—全新统含盐地层剖面为研究对象,通过铀系测年和光释光测年测定其成盐年代,利用X射线衍射分析测定其盐类矿物种类.察汗斯拉图D19剖面芒硝和石盐层的铀系年代为(231.5±19.5)～(239.5±40.4)ka BP,对应于深海氧同位素阶段(MIS)7早期;昆...     

老挝万象平原钾盐矿床控矿构造研究

老挝万象平原钾盐矿层赋存于新近系古新统塔贡组中,主要含钾矿物为光卤石,少量钾石盐.成矿期塔贡组及钾盐矿层主要受北西向的边界断裂及塔贡向斜控制;成矿期后钾盐矿层主要受褶皱(盐向斜、盐背斜)控制.在钾盐矿层沉积后,先在水平应力作用下形成宽缓褶皱.由于向斜部位相对沉降,沉积速度较快,钾盐矿层上部的碎屑岩较厚;而背斜部位相对上...     

国内外古陆表海盆成钾条件对比——兼论华北成钾的可能性

克拉通古陆表海盆中的固体钾盐矿床占居全球钾盐资源总量的90%以上,其中最典型的2个巨型钾盐矿床是加拿大萨斯喀彻温和俄罗斯涅帕。为探究华北奥陶纪古陆表海盆的成钾可能性,对比分析了国内外同类型盆地的成钾条件,结果表明:萨斯喀彻温泥盆纪钾盐矿床的形成主要表现为巨量海水在稳定克拉通预备盆地的持续蒸发浓缩,进而迁移至相对活动的亚稳定构造区汇聚成钾盐矿床,其上覆盖着红层沉积,其成钾模式概括为"泪滴式";俄罗斯涅帕寒武纪钾盐矿床的形成过程总体表现为半封闭巨型蒸发台盆接受巨量海水的多次补给并持续蒸发浓缩,富钾卤水最终汇聚于受同沉积断裂控制的深坳中,形成巨型钾盐矿床,钾盐层系上覆为膏岩或灰岩等淡化沉积层,其钾盐成矿模式概括为"牛眼式"。华北奥陶纪古陆表海盆与形成上述2大典型钾盐矿床的盆地具有十分相似的构造古地理和古气候环境条件,且在华北西部的陕北盐盆已钻获厚1.22 m的钾石盐矿层和厚达64.7 m的钾石盐高矿化段,根据盆地特殊地质条件,建立了陕北奥陶纪盐盆的"复底锅"成钾模型。笔者认为,华北奥陶纪古陆表海盆完全可能形成一定规模的海相固体钾盐矿床,并对其中最有希望的陕北盐盆的钾盐资源潜力和找钾前景进行了分析讨论。     

碳氧同位素水文地球化学方法在找钾中的应用

在系统测定和分析了云南兰坪-思茅盆地调查区盐系地层，钾矿层中碳酸盐以及盐系HCO3^-的碳（^13C)，氧（^18O)同位素组成的基础上，发现了含钾盐泉的同位素组成特征和影响盐泉HCO3^-同位素组成的一些因素，结果确定了对找钾有利的盐泉，经与其他找钾方法确定含钾异常有较好的吻合性，表明用碳酸盐同位素方法找钾有良好的前景。     

青海察尔汗盐湖固体钾盐物质组成及意义

察尔汗盐湖为我国目前最大的钾肥产地。根据钾盐层的矿物组成可以确定钾盐开发的难易程度以及化学组成可以确定钾盐富集层位并可对资源量进行估计的原则,通过在察尔汗盐湖别勒滩区段和察尔汗区段野外系统取样和室内的分析测试,研究了固体钾盐层的矿物组成、化学组成和物理参数。结果表明,别勒滩区段钾盐层最主要的钾盐矿物是杂卤石,其矿物晶形完好,排列紧密,表明液化开发至"中期阶段"即可利用,此段22.42 m以上钾盐的资源量约为2.5亿吨,主要赋存层位为断续的5段;察尔汗区段钾盐层最主要的钾盐矿物为光卤石,其矿物晶体排列疏松,表明液化开发到"晚期阶段"才可利用,察尔汗盐湖3区段3.55 m以上资源量共约为0.89亿吨,钾盐的主要赋存层位为浅表的60 cm以浅的盐层。对该区段钾盐的物理参数进行探讨,为察尔汗盐湖的进一步研究和固体钾盐的开发提供了新资料。     

论四川盆地下中三叠统成盐模式及找钾方向

四川盆地下中三叠统盐系发育,是我国海相碳酸盐型找钾的重要地区和层位。研究表明,成盐作用受古构造活动控制,成盐模式为“多通道的巨型浅水盆地蒸发成盐模式”。成钾条件是具备的。广泛分布该下统嘉陵江组T_1j~5—T_2l~1盐系的川东北、川东地区,中统雷口坡组T_2l~4盐系的川西地区是成钾有利地区。而成盐期后的成岩变质、构造形变和淋滤溶蚀作用对盐钾的破坏,不容忽视。可见加强成钾有利地区保存条件和构造条件的研究,是急待研究的课题。     

塔里木盆地第三纪含盐系地质特征研究

新疆塔里木盆地第三系盐类资源丰富。塔西南坳陷与库车坳陷为其中两个重要的含盐盆地。根据初步研究，第三纪含盐系既有陆相盐湖型，也有海相的滨、浅海型以及两者混合型。据含盐系特征可划分三个重要的含盐区，均具一定的找钾前景     

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。