中国钾盐区域分布与找钾远景

中国大陆是由不同古气候环境下的若干小陆块(克拉通)、微陆块和造山带拼合而成,既可与其他大陆块对比,又有其特殊性,因而导致中国海、陆相盐盆地构造环境和成盐成钾的某些特殊性,表现为:具有成盐多期性;成盐时代的差异性;成盐作用迁聚性;物质成分多样性;海相盐盆地规模较小;盐盆地后期变动大和液态矿产等特点。构造基底性质对钾盐盆地形成的具有关键性控制作用:稳定构造区在准稳定区有利聚钾;准稳定在局部稳定构造区利于聚盐成钾。中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,该区是找钾的关键地区。且规模较大的叠合结构可溶盐沉积多发育于较稳定的陆核中。按中国成盐盆地所在构造域特点,划分为华北盐类成矿域、扬子盐类成矿域、塔(里木)—柴(达木)盐类成矿域以及羌北—滇西盐类成矿带,并分别讨论其成盐找钾远景。     

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。     

上扬子区寒武系蒸发岩沉积相及成钾潜力分析

寒武纪是世界上重要的成钾时代之一。早寒武世成钾的西伯利亚涅帕钾盐矿床是世界上特大型钾盐矿床之一;印度一巴基斯坦在“始寒武世”地层成钾;伊朗在寒武纪地层也有钾盐发现。与其它大陆成盐强度相比,寒武系成盐成钾成为“亚洲现象”。中国地处东亚,已发现越来越多寒武系成盐盆地。本文着重介绍上扬子区寒武系蒸发岩发育特点,指出在上扬子陆块之上,发育面积达20万km2的蒸发岩盆地,并首次圈定两个膏盐岩聚集区（次盐盆地）：泸州一江津区与巫溪一建南区,该区具备有利成盐找钾条件,值得今后进一步研究探索。     

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.     

四川盐源盐矿成盐成钾分析预测

四川盐源盆地盐矿成盐于早、中三叠世时期,区域构造复杂,经历多期次的构造变动与演化,在成盐后经历了种种的基底反复变动后形成盐矿底辟构造。以前在该区域做过多方面的研究工作,其中包括三叠纪岩相古地理及生物古地理、三叠系地层、区域古构造演化及水化学分析、物探、钻探等勘探工程。通过这些工作可以证实,盐源盆地在早、中三叠世,经历了蒸发岩盆地的发育阶段。盆地不仅发育有石膏夹层,而且保存有石盐层及含盐卤水层,但有盐无钾。通过对上覆的陆相古近纪和新近纪盆地中出现的三叠系岩盐层和盐丘的研究发现,它们与基底为含盐的海相蒸发岩有一定的内在联系,尽管还不能确定其盐、钾资源前景,但可以确定该区域有成钾盐矿藏的条件和可能,因此,该盆地有可能成为深入研究成盐找钾的重点地区。     

探索中国陆块找钾——中国东特提斯域成钾作用及模式

中国陆块海相成钾规律及预测(973)课题五年硏究,完成构建我国海相盆地钾盐成矿理论及"模式"构建。"中国东特提斯域成钾作用及模式"从中国海相蒸发岩盆地成盐聚钾探索中,得出:气侯、物源及构造在时间和空间上"三位一体"耦合作用成钾理论,对东特提斯域成钾提出了"多级盆地"及"深源补给"等成钾模式,为中国陆块找钾提供了理论依据。     

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。     

中国陆块海相盆地成钾条件与预测研究进展综述

中国古代海相钾盐找矿是一个"久攻不破"的难题,古代海相及海陆交互相盆地能否成钾也是长期争议的问题,也就是中国小陆块能否成钾、成大钾矿的关键问题。为此,本文以板块构造运动为主线,对中国主要小陆块漂移历史、成盆构造、古气候、古地理及海相/海陆交互相蒸发岩沉积特征进行了系统梳理和总结;在此基础上,基于盆地"构造-物源-气候"三要素耦合成钾理论,分析中国小陆块海相盆地成钾条件、成矿机理;同时,总结和借鉴全球海相钾盐成矿标志,建立钾盐成矿评价指标体系。基于这些研究基础,借助对主要陆块的区域构造和古地理特征、物质来源、古气候面貌等恢复及分析,对主要陆块的海相成钾潜力进行评价,同时预测找钾战略靶区。钾盐成矿模式研究表明:兰坪—思茅盆地白垩系、上扬子陆块四川盆地中—下三叠统、华北陆块陕北盆地中奥陶统及塔里木陆块库车盆地古近系等盆地及其层位具有较大的成钾潜力。结合成钾指标对比分析,优选圈定了思茅盆地南部、四川盆地中东部及塔里木的库车盆地等战略靶区内较为明确的重点靶区,可以进一步开展钻探验证。这些研究成果为在中国继续开展海相钾盐成矿研究和找钾提供科学依据。     

新疆库车盆地中始新世成盐演化特征——以KL4钻孔为例

古盐湖成盐演化具有多期次、连续性和淡化—咸化—盐化的周期性特征,系统研究成盐剖面的沉积韵律有利于恢复古盐湖成盐演化特征.本文以库车盆地KL4钻孔含盐系剖面及其74个石盐样品为研究对象,将含盐系剖面划分为4个成盐韵律,在此基础上开展岩相学、石盐元素地球化学以及石盐流体包裹体氢氧同位素分析等工作.结果显示:剖面上部Ⅲ和Ⅳ成盐韵律发育钾石盐、含钾石盐、杂卤石、钾石膏、钾芒硝等盐类矿物;K+含量的分布范围为0.021％～0.158％,平均含量0.051％;石盐原生流体包裹体中氢氧同位素δD和δ18 O值范围分别为-78.2‰～-58.7‰和-2.4‰～1.3‰,平均值分别为-66.32‰和-0.80‰.盐湖卤水从早期到晚期蒸发浓缩程度逐渐升高,早期成盐卤水在晚期高浓度卤水的形成过程扮演了预富集的角色,在Ⅲ和Ⅳ成盐阶段发现3次钾盐析出事件.本研究为探讨库车盆地中始新世古盐湖环境、沉积特征以及成盐规律提供了重要依据.     

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。     

Regional Distribution and Prospects of Potash in China

China was formed by amalgamation of several small continental blocks (cratons), micro, blocks and orogenic belts in different paleoclimatic settings. It may be correlated with other continental blocks but has its own specific characteristics; therefore the tectonic environments of China’s marine and continental saline basins and salt, and potash, forming environment have some specific characteristics: multiple phases of salt formation, difference in salt, forming ages, migration and concentration of salt, forming processes and diversity of component materials, as well as small sizes of marine saline basins and great changes of saline basins in the late stage and occurrence of abundant liquid mineral resources. The nature of the tectonic basement exerted a key controlling effect on the formation of potash basins. The stable tectonic region was favorable for potash concentration in a quasi, stable region, and quasi, and the quasi-stable region was favorable for salt concentration and potash formation in a local stable tectonic region. Most China’s major ancient saline basins occur in “quasi, cratons (continental block)”; especially all the marine saline basins occur in continental blocks with the Precambrian basement. These regions are the key ones for potash search. Most relatively large, scale soluble salt deposits are developed in relatively stable continental nuclei. According to the characteristics of the tectonic domains where China’s salt, forming basins are located, the North China, Yangtze and Tarim, Qaidam salt minerogenetic domains and the northern Qiangtang, western Yunnan salt minerogenetic belt may be distinguished. Their salt and potash prospects will be discussed separately.     

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。     

思茅和呵叻盆地钾盐矿研究新进展和新认识

思茅盆地与呵叻盆地属于同一大地构造带。二者的含钾盐建造在区域分布、沉积特征、成盐层位、析盐矿物组合特征及物质来源等方面具有良好的可比性,是中国海相找钾实现突破的重要潜在区之一。尽管目前对两地钾盐矿的成矿认识取得了许多进展,但对于二者的关系和成矿模式及规律等还存在着较大争议。为了下一步更好地建立思茅盆地钾盐矿的成矿规律和实现深部找钾的突破,本文从构造背景、地层年代、古气候环境和物质来源等方面对最近一些重要进展和认识做了梳理,现已确定:(1)思茅陆块与印度支那陆块在中生代可能为统一的整体,思茅与呵叻盆地基本位于副热带高压带内,在晚三叠世、中—晚侏罗世和晚白垩世具有较好的成盐成钾构造和古气候条件;(2)思茅和呵叻盆地在含钾盐及其下伏地层沉积期间可能具有相似的潜在物源区,包括扬子、松潘—甘孜、可可西里、义敦、北羌塘和南羌塘陆块等;(3)思茅与呵叻盆地钾盐矿的成钾物质主要来自陆源水体,同时也有海水和深部热液补给;(4)思茅和呵叻盆地含钾盐地层的年代部分重叠,但不完全吻合;(5)勐野井钾盐矿与呵叻钾盐矿可能系非同期矿床。综合构造和气候等证据,推测思茅盆地在约85.0 Ma这一呵叻钾盐矿成矿的时段就可能具有了重要的成钾潜力。     

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.     

塔里木盆地西部盐矿点卤水地球化学特征及成钾预测

在塔里木盆地的地质发展史上,发生了多次的海进和海退,带来了大量的成盐物质。而且,由于极度的干旱,沉积了大量的岩盐,有望在塔里木盆地找到钾盐。通过野外工作,发现在塔里木盆地西部有大量石盐和盐泉卤水出露。笔者基于地质概况和岩相古地理特征的介绍,通过对采自塔里木盆地西部卤水样品的化学分析,讨论了其地球化学参数及成钾可能性。根据卤水样的分析结果得出:大多数卤水都是从厚层的岩盐中淋滤出来的,岩盐主要是氯化物型,这种类型的岩盐表面上都没有达到钾盐沉积的阶段;其次,根据Br和K含量表明WSKL(乌克沙鲁)已经有钾盐沉积的显示,是一个值得注意的地方,应该把重点放在这个区域;最后,由于原始沉积的原因,塔里木盆地Br含量普遍很低,这一点通过实验结果和收集到的资料已经得到了证实,不能单纯地依据Br指数来判断岩盐的沉积阶段,必须寻找除海相成钾以外的其他的成钾模式。     

Progress in Study of Potash Resources of Oil (Gas) Field Brine in China

With a population of 1.3 billion, China is a large agricultural country. However, China is short of potash resources as the external dependence is more than 50% for many years. With the limited possibility for increasing potash reserves from surface salt lakes, and the challenge of finding potash deposit from marine strata has not been yet overcome, the oil (gas) field brine resources has become the preferred source for the urgent needs of potash. In recent years, a lot of exploration and research work on the oil (gas) field brine has been done under the guide of “oil and potash co-exploration” policy and delightful achievements have been obtained. The research achievements at Qaidam Basin, Sichuan Basin, Jianghan Basin and Tarim Basin were summarized in the present paper. All of the above basins are the most important areas with great prospects of oil (gas) field brine. This paper mainly focused on three aspects, the brine characteristics, the brine geochemistry and resource assessment. After the summary, the characteristics of oil (gas) field brine and the progress in study of that were gotten in different basins. It was suggested that the research work of (gas) field brine at Qaidam Basin should be emphasized. It was concluded that the evaluation work of oil (gas) field brine resources is insufficient at the four basins, and it is urgent to establish oil (gas) field brine resources evaluation criteria and methods.     

塔里木盆地三叠—侏罗系沉积相

塔里木盆地三叠系和侏罗系包含4个性质不同的陆相盆地。除早三叠世和晚侏罗世存在短暂的海泛之外，发育内陆湖泊及受其影响的陆相沉积，受构造影响明显，扇三角洲特别发育。库车盆地及塔北—塔中盆地湖城大小差别不大，但湖城位置有较大的变迁。塔西南和塔东南盆地的湖城大小变化很大，三叠纪湖盆较小且分布不连续；侏罗纪湖城扩大，且分别在塔东南和塔西南连片。     

钾盐找矿工作中的综合地球物理-地质研究

运用板块构造理论为探讨、确定世界钾盐矿成矿部位提供了新的思路。利用综合地球物理一地质方法,可以抓住钾盐成矿的构造主线——含盐盆地问题,通过沉积盆地的选择、沉积盆地含盐性的初步评价及含盐盆地含钾性的初步评价的三步找矿程序,应成为寻找钾盐资源的途径。根据此法预测中国若干地区尚具备成钾条件。