渠县农乐杂卤石矿床的水文地质条件

保存农乐杂卤石矿床的水文地质条件是有利于地表水自然排汇的地形地貌；矿床顶板底板都是隔水层，地表水、地下水无法进入矿床，无沟通地表水、地下水与矿床水力联系的断裂构造；含水层具承压性质，有良好的补给、迳流、排泄的自然循环条件，地下水不能对矿床充水。     

保存农乐杂卤石矿床的水文地质条件

农乐杂卤石矿床是20世纪80年代在我国发现的埋藏在地下的第一座硫酸钾盐矿床。杂卤石作为一种含硫酸钾的非金属矿物，常温下即能溶于水；在形成矿床后，除了要有一个适宜的构造环境外，还得有一套不透水的盖层和底板的保护，避免地表水、地下水(淡水)的渗透、淋滤、潜蚀、溶解，才能较好地保存下来。保存农乐杂卤石矿床的水文地质条件包括：有利于地表水自然排泄的地形地貌，矿床顶底板都是隔水层，地表水、地下水不能进入矿床；无沟通地表水地下水与矿床水力联系的断层；含水层具承压性质，有良好的补给、迳流、排泄的自然循环条件，地下水不能对矿床充水。     

四川渠县浅层杂卤石矿分布特征及其成因和意义

渠县浅层杂卤石矿分布于华蓥山背斜北倾没端的下中三叠统之硬石膏层中。杂卤石矿体呈透镜体状分布,伴有多钙钾石膏,为交代作用形成。杂卤石具有资源及固态可溶性钾盐找矿的指示意义。     

四川华蓥山浅层杂卤石钾矿地质特征及其成因意义

四川浅层杂卤石钾矿分布于华蓥山背斜北倾没端下中三叠统之硬石膏岩层中。杂卤石钾矿体呈透镜体状分布,伴有多钙钾石膏和硫锶钾石,为富钾溶液交代作用形成。浅层杂卤石钾矿具有资源及固态可溶性钾盐找矿的指示意义。     

川东北宣汉地区新型杂卤石钾盐矿的地球化学特征及其意义

新型杂卤石钾盐矿分布于川东北宣汉地区早-中三叠世蒸发岩层中,以杂卤石碎屑不均匀的分布于石盐层为特征。笔者对HC3井新型杂卤石钾盐矿段进行连续取样,并进行水溶化学实验,根据其可溶部分的主量、微量元素特征发现:①溶液中的(K+Mg)/Ca值平均为1.24,略小于杂卤石中的(K+Mg)/Ca值(1.27),整体损失率为2.36%,远小于CaSO4组分在杂卤石中的含量(48%),表明杂卤石在石盐基质溶解形成的NaCl溶液中有较好的溶解度,有利于溶采;②Br×103/Cl值分布在0.16～0.44,显示新型杂卤石钾盐矿的蒸发阶段位于正常石盐阶段内,整体较高,蒸发阶段稳定无剧烈波动,仅顶部出现快速淡化,结合前人对杂卤石的成因研究,笔者认为石盐层不具备形成杂卤石的条件,杂卤石碎屑是一种"外来物";③含硬石膏碎屑中,(K+Mg)/Ca值随着Br×103/Cl值的增加而增高,表明碎屑中的杂卤石的含量随成盐卤水浓缩程度的升高而增加。     

溶浸开采深埋藏杂卤石可行性及溶浸动力学模拟

我国杂卤石矿资源丰富,由于其较难溶性和深埋藏的特点,至今仍未开发利用。根据杂卤石矿成矿条件分析,该矿具有良好的封闭围岩,具备溶浸开采的基本地质条件。溶浸开采杂卤石的技术关键在于其中有效成分的溶出。理论及实验基础研究表明CaCl2等无机盐溶液可改善杂卤石的溶解性能。溶浸开采可能成为深埋藏杂卤石的开发的有效途径。通过实验考查溶浸剂CaCl2浓度、矿石粒度、渗滤速度、渗滤路径等影响杂卤石溶解过程的技术因素,溶解过程动力学研究结果表明用氯化钙溶液渗滤浸出杂卤石的过程符合В.С.Голубев—Г.Н.Крuчев建立的金属浸出动力学模型即C=CH[1-e-γ(χ-vBt)U-vB]。浸出液中K+浓度同渗滤速度与渗滤路径长度之比呈指数关系。根据溶解实验数据求得钾浸出速率常数及钾充分浸出开始到进入液相所需的时间。当渗滤速度从0.159m/h提高到0.318m/h时,浸出速率常数分别为0.03132h-1和0.04383h-1,金属离子充分浸出开始到进入液相所需的时间由297.528h降为218.997h。地浸开采深埋藏杂卤石可以缓解我国钾盐资源紧缺矛盾。     

杂卤石矿地浸模拟实验研究

通过对难溶含钾矿物杂卤石的柱浸实验模拟石溶浸过程分析发现,采用CaCl2溶液作溶浸剂,其溶浸剂浓度、淋洗速度、矿石粒度、浸滤路径等因素对K溶浸率及溶浸速度均有影响,当矿石粒度为1 mm和5 mm时,钾浸出率分别可达到80%和70%以上,溶浸剂浓度增加,可提高钾的浸出率,但CaCl2浓度高于5%后,效果不明显。淋洗速度增大,虽可提高钾的浸出率,但同时浸出液中钾的富集程度有所降低,以4.5 ml/h～10 ml/h为佳;增加渗滤路径长度可同时提高钾的浸出率和富集程度。实验结果表明杂卤石溶解过程受固相层扩散控制,溶解反应过程较好地符合“收缩未反应核模型”的固相控制动力学方程1-(2/3)α(1-α)2/3=(2MD′c/bργ02)t。研究结果为地浸开采深埋藏杂卤石提供了一定的实验基础。     

基于人工智能的川东北三叠系杂卤石地震识别

作为钾肥的主要来源之一,杂卤石矿藏具有旺盛的需求。我国川东北地区三叠系海相地层中,杂卤石矿藏发育。但该地区杂卤石矿体埋藏较深、分布散乱,勘探难度极大。为降低开发成本,需要充分借助地震资料的优势,为钾盐储层的描述提供钻前支持。针对该地区杂卤石层地震反射特征复杂、常规波阻抗反演方法难以直接预测的问题,本文引入人工智能算法对地震资料进行数据挖掘。本方法首先通过模糊粗糙集属性约简,提取适合富钾地层表征的敏感地震属性;然后以极限学习机为数据挖掘工具,自主学习敏感地震属性和井中实测钾含量曲线的非线性映射关系,形成了基于极限学习机的杂卤石预测方法。应用结果证明:利用极限学习机人工智能方法成功地对川东北地区的杂卤石进行了预测,取得了预期的地质效果,为该地区利用地震数据探寻杂卤石提供了一条新的勘探思路。     

杂卤石溶解性能的测定

通过测定25℃，50℃，75℃时液相K^ ，Ca^2 ，Mg^2 ，SO4^2-等组成浓度随时间的变化，考察杂卤石在水中的溶解行为，测试得25℃，50℃，75℃条件下杂卤石中K^ 在水中的平衡浓度分别为19．13，21．29，36．77(mg／m1)。K^ 溶解平衡浓度随着温度的升高而增大。实验研究25℃条件下杂卤石在CaCl2溶液中的溶解行为。在5％和10％CaCl2溶液中K^ 的平衡浓度分别为25．65，35．24(mg／m1)。明显大于在水中的平衡浓度。表明CaCl2对杂卤石具有明显的增溶作用，可作为杂卤石的良好溶浸剂。实验结果对不溶性或难溶性的钾矿资源的开发利用具有理论参考和实际应用价值。     

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。     

青海察尔汗盐湖别勒滩区段杂卤石成因及其成钾指示意义

别勒滩区段位于青海察尔汗盐湖西部,前人认为察尔汗盐湖固体钾盐矿物以光卤石为主,在别勒滩区段西部发现有杂卤石,但并未引起足够重视,对杂卤石成因未做详细研究。本文通过对别勒区段七个钻孔样品的矿物鉴定及地球化学分析,发现别勒滩区段杂卤石以原生和准同生交代方式赋存,且以后者为主,多交代石膏等硫酸盐矿物产出,少量出现交代石盐现象。杂卤石主要分布于别勒滩中西部地区,整个别勒滩区段自西向东出现了以杂卤石为主渐变为以钾石盐—光卤石为主的分布规律。结合别勒滩区段晶间卤水的补给条件,研究认为别勒滩区段杂卤石形成是涩聂湖硫酸镁亚型湖水与先期形成的盐类矿物发生交代反应的结果。别勒滩地区杂卤石作为典型的陆相成因,对研究海相蒸发岩矿床中普遍存在的杂卤石成因具有一定的对比借鉴意义,海相蒸发岩矿床中的杂卤石可能是盆地形成的内陆盐湖湖水与早期沉积的盐类矿物发生交代反应形成,对寻找海相钾盐有一定的指示意义。     

蒸发岩盆地杂卤石成因及找钾意义

全球大型杂卤石矿床主要分布在二叠纪、三叠纪以及古近纪-新近纪这三个时期的地层中,并集中在北纬20~50°之间,我国正处于这一富集区内。由于杂卤石较其他含钾矿物溶解度低,因此常常被保留下来,为寻找可溶性钾盐或富钾卤水提供了有利线索。通过分析杂卤石成因类型并结合海水演化特点认为蒸发岩盆地杂卤石成因主要有两种:①原生沉积,但需要一定附加条件,即盐湖浓缩到硫酸钾镁盐沉积阶段时有外来钙离子的补给,或在硫酸钙盐沉积阶段有外来钾镁离子的补给,主要以前者为主;②后生交代,富钾镁的卤水通过构造裂隙运移并与石膏(或硬石膏)接触发生交代作用形成杂卤石。     

四川盆地广安构造三叠系深藏杂卤石地质特征及找钾启示

广安构造作为四川盆地重要的隐伏含钾构造之一,下—中三叠统雷口坡组—嘉陵江组杂卤石广泛发育。前人对杂卤石的找钾启示研究较少,杂卤石是否是易溶性钾盐的找矿标志尚无定论。本文通过野外调查、老井复查,结合广安构造ZK1井测录井、岩心样品测试等资料开展杂卤石地质条件及找钾启示研究,以期为广安地区下一步钾盐勘探开发提供参考。ZK1井钻遇杂卤石矿（化）层6层,单层厚度最大为7.03 m,累计厚度可达11.21 m。杂卤石主要呈块状、浸染状与硬石膏共生,少量条带状、簇状、星点状。镜下可见杂卤石呈板状、纤维状、它形粒状、放射状、团块状等。含钾剖面序列为“硬石膏—杂卤石—硬石膏”,KCl最高品位22.9%,平均品位14.57%,石盐层不发育。研究认为ZK1井杂卤石以后生交代成因为主,少量原生成因。在靠近盐湖中心区域,硬石膏层相对较薄的凹陷地段,很可能是易溶性钾盐的找矿突破点。

     

中国首例杂卤石矿床

经过几年的地质勘查工作，１９９１年，终于查明了中国第一座杂卤石矿床，它的含钾量相当于一座中型规模的氯化钾矿床。杂卤石矿床赋存并富集于下中三叠统二级背斜鞍部，与石膏和硬石膏共生，交互成层，并受其控制和保护；矿床具有以杂卤石矿为中心的对称沉积韵律，一方面是潮上膏坪环境浅水盆地中的残余浓缩卤水与石膏发生同生交代作用形成，另一方面又是膏坪汇流水与残余浓缩卤水混合蒸发沉积而成。杂卤石矿化学成分接近理论值，Ｋ２Ｏ含量平均８％。矿石经系统农业肥效试验证明增产显著。在一定条件下，矿粉能完全溶于水，并可提纯为商品钾盐以至硫酸钾化学纯。杂卤石矿可为工业利用。除介绍杂卤石矿的识别方法外，作者还引进非金属矿床含矿建造的概念，根据与杂卤石矿共生的岩石组合特征、矿床形成时所处的大地构造环境，指出杂卤石矿赋存于海相碳酸盐岩—硫酸盐岩建造中。这一建造也就是寻找杂卤石矿（及与其共生伴生的其它非金属矿）的方向和目标。     

四川盆地东部垫江盐盆早三叠世杂卤石特征及成因研究

正钾盐是我国最紧缺矿产资源之一,2018年我国钾肥自给率仅为52.5%。我国目前探明的钾盐储量主要赋存在青海的柴达木盆地和新疆的罗布泊等地区的第四系盐湖晶间卤水中。由于我国成盐地质构造条件复杂,古代盐盆地找钾仍未取得实质性突破。     

大汶口凹陷下第三系含盐段杂卤石的成因及其找钾意义

大汶口凹陷成盐时代为早第三纪始新—渐新世。含盐段的中上部有大量薄层状杂卤石岩和含杂卤石的石盐岩等产出。本区的杂卤石有原生沉积和同生交代两种成因类型,是内陆盐湖在持续蒸发浓缩条件下,由周边含钙补给水掺杂而形成的。标志着卤水已接近饱和钾镁盐的程度,具有重要的找钾意义。钾盐层应位于杂卤石分布区内受补给水影响较小的凹陷中心地带。     

川东北黄金口背斜三叠系深部杂卤石特征及成因探讨

川东北早中三叠纪具备成盐成钾条件,黄金口背斜地区发现深部富钾卤水已经有近40年的历史,但是尚无对深层杂卤石的系统研究。近年,四川省启动了新一轮的找钾工作,并在黄金口背斜地区施工了钾盐探井,文章依托钻孔编录及测井资料,对该孔含盐系地层沉积特征进行了研究,并系统采集了3500 m以深的杂卤石、石盐、硬石膏等蒸发岩样品进行了分析测试。该孔杂卤石主要赋存于嘉陵江组五段二亚段与雷口坡组一段一亚段含盐地层中,可细分为4个成盐旋回,共发现杂卤石矿层8层,累计厚度33.5 m。该孔杂卤石主要呈薄层状产于硬石膏中,部分呈斑点状、团块状、薄层状产于石盐中,镜下呈半自形-他形粒状、板状、柱状结构,结合粉晶X衍射及扫描电镜观察,初步认为该孔杂卤石为原生沉积成因。