库车前陆盆地古近纪—新近纪盐湖环境变迁及其成钾效应探讨

库车前陆盆地古近纪—新近纪发育巨厚的蒸发岩沉积。古新世, 盐湖沉积主要集中在库车盆地西部拜城凹陷的中东部; 始新世, 盐湖沉积扩展至整个拜城凹陷, 沉积中心和蒸发浓缩中心位于其北部; 渐新世, 盐湖沉积仍然分布于拜城凹陷, 但沉积和浓缩中心已从北部迁移到南部, 改变了此前“南浅北深”的箕状盆地构造格局; 中新世, 盆地沉积中心已从西部的拜城凹陷转移到东部的阳霞凹陷, 盐湖沉积区也随之迁移到东部, 浓缩中心呈串珠状分布。库车前陆盆地古近纪—新近纪环境变迁显示, 盆地次级凹陷的发育、迁移明显受控于盆地构造演化; 而盆地构造活动在制约盐湖岩相古地理面貌(沉积中心、物质来源与浓缩中心等)变迁的同时, 亦对盐湖晚期富钾卤水的再汇集过程具有明显的控制作用, 进而对随后可能的钾盐沉积起到决定性作用。进一步分析表明, 库车前陆盆地古近系—新近系蒸发岩序列中钾离子在横向上的富集势亦明显受控于这一时期盆地岩相古地理的变迁, 即在盐岩沉积面积、厚度大的凹地出现钾离子相对富集。而西部拜城凹陷, 钻孔(始新统)盐岩岩屑的钾离子含量从下向上逐渐增高的趋势, 峰值分别为1.07%、1.43%、3.05%; 东部凹陷钻孔(中新统)盐岩岩屑钾离子含量由下向上亦呈增高趋势, 最低值0.008%, 最高值为0.152%等证据表明, 地层中钾离子纵向上的富集趋势, 则正是始于对岩相古地理面貌变迁的地球化学响应。综上所述, 认为库车前陆盆地具有钾盐成矿远景: 始新世时期, 库车盆地西部凹陷的蒸发浓缩中心区成钾远景相对较好; 中新世时期, 有利的成钾区可能转移到东部凹陷的浓缩中心区。     

新疆库车盆地古近系—新近系蒸发岩沉积旋回识别及对比

库车盆地古近纪—新近纪发育巨厚的蒸发岩沉积,根据蒸发岩沉积旋回的变化,即由于盐湖水体由淡—咸—盐—咸—淡的旋回变化,相应地沉积物发生由碎屑岩—膏岩—盐岩—膏岩—碎屑岩的变化。考虑钻井的分布位置及其剖面在时代上的完整性,选取盆地中13口井的钻井剖面进行沉积旋回识别和对比,共识别出5个蒸发岩沉积旋回,其中库姆格列木群两个,苏维依组一个,吉迪克组两个。通过对比,确立了以东秋8井剖面为库车盆地蒸发岩沉积旋回对比的标准剖面。初步分析认为,盆地蒸发岩沉积旋回的沉积区迁移特征,应受盆地基底控制和南北向构造挤压应力变化的影响。古近系蒸发岩主要分布在盆地西部,新近系吉迪克组沉积时期,盆地西北部转为陆源碎屑岩沉积(西南部发育少量蒸发岩),而东部发育巨厚的蒸发岩,显示出东西分带的特点。在始新世末印度板块和欧亚板块碰撞的远距离效应影响下,库车盆地自苏维依组沉积时期蒸发岩沉积中心就已经开始迁移,迁移中心一分为二,自盆地北西分别向南、向东移动,形成两个沉积区,吉迪克组沉积时期在上述两个沉积区继续发育盐岩、膏岩沉积。     

库车盆地古-新近纪蒸发岩沉积对喜马拉雅构造运动期次的响应

库车盆地在古—新近纪时期发育巨厚的蒸发岩沉积,自下而上蒸发岩沉积地层主要有:古近系的库姆格列木组、苏维依组;新近系下部的吉迪克组,依据部分钻井剖面资料,可识别出5个蒸发岩沉积旋回。库姆格列木时期巨厚的蒸发岩沉积（Ⅰ1、Ⅰ2沉积旋回期）是燕山后期相对宁静的大地构造环境反映;苏维依时期蒸发岩沉积（Ⅰ3沉积旋回期）在岩性、沉积范围上发生明显改变,反映了早喜马拉雅构造环境下的不稳定沉积,吉迪克早期巨厚的盐、膏沉积（Ⅰ4沉积旋回期）及沉积区域的继续迁移则反映了早喜马拉雅构造影响仍然存在但已经减弱;吉迪克中期（Ⅰ5沉积旋回期）蒸发岩沉积结束,盐湖沉积转变为陆源碎屑岩夹薄层石膏沉积,以砂、砾为主的山麓相沉积指示了当时山体抬升、遭受剥蚀、快速堆积的沉积环境,反映了相对活动的大地构造环境,是中喜马拉雅构造运动时期的开始。可见,库车盆地的蒸发岩沉积与喜马拉雅构造运动有较好的对应关系,是大区域的构造运动在小区域范围内的地质事件反映。     

库车盆地古近系-新近系蒸发岩沉积旋回识别及对比

库车盆地古近纪-新近纪发育巨厚的蒸发岩沉积,根据蒸发岩沉积旋回的变化,即由于盐湖水体
从淡-咸-盐-咸-淡的旋回变化,相应地沉积物发生由碎井的屑岩-膏岩-盐岩-膏岩-碎屑岩的变化。考
虑钻井的分布位置及其剖面在时代上的完整性,选取盆地中 13口井的钻井剖面进行沉积旋回识别和对比,共识
别出 5个蒸发岩沉积旋回,其中库姆格列木群两个,苏维依组一个,吉迪克组两个。通过对比,确立了以东秋8井剖面为库车盆地蒸发岩沉积旋回对比的标准剖面,初步分析认为,盆地蒸发岩沉积旋回的沉积区迁移特征,
应受盆地基底控制和南北向构造挤压应力变化的影响。古近系蒸发岩主要分布在盆地西部,新近系吉迪克组沉
积时期,盆地西北部转为陆源碎屑岩沉积 （ 西南部发育少量蒸发岩） ,而东部发育巨厚的蒸发岩,显示出东西分
带的特点。在始新世末印度板块和欧亚板块碰撞的远距离效应影响下,库车盆地自苏维依组沉积时期蒸发岩沉
积中心就已经开始迁移,迁移中心一分为二,自盆地北西分别向南、向东移动,形成两个沉积区,吉迪克组沉
积时期在上述两个沉积区继续发育盐岩、膏岩沉积。     

库车盆地古近纪和新近纪构造环境与蒸发岩沉积

库车盆地分布有沉积广厚、层数众多的古近纪和新近纪石盐岩,是我国最有找钾希望的内陆成盐盆地之一。盆地自形成以来一直处于稳定的沉降状态,在古近纪和新近纪成盐期,盆地经历了强-弱-强3个构造演化阶段,其沉降中心由北而南逐渐迁移,沉积中心由北西逐渐向东、南东方向迁移,盆地内的构造分异渐趋明显,形成了一系列次级凹陷。古近纪和新近纪成盐卤水的迁移和聚集、成盐作用的强弱以及整个含盐系的沉积发育明显受到上述构造活动的控制:含盐系的厚度随时间由北西向东、向南逐渐增厚,且厚度分布逐渐趋于复杂化;石盐岩的沉积规模和范围也逐渐向东扩大;古近纪早期和新近纪强烈的构造活动对于成盐作用而言是一种干扰因素,而古近纪中、晚期相对较弱、导致盆地缓慢持续沉降的构造活动对成盐,尤其对成钾作用则极为有利。从盆地的构造分异结果及其控制的含盐系和其中石盐岩的发育特征来看,古近纪和新近纪库车盆地已具备钾盐蒸发岩形成的构造条件。     

库车坳陷古近纪石盐岩空间展布及找钾意义

新疆库车坳陷古近纪发育巨厚的蒸发岩沉积,厚度从几十米至上千米不等。主要蒸发岩沉积(特别是石盐岩沉积)发生在古新世-始新世的库姆格列木群沉积期。依据3Dmine矿业工程软件、库车坳陷地形点三维坐标统计数据、部分钻井数据(包括孔位、孔深、孔斜)、石盐岩层在钻井中的沉积厚度及蒸发岩沉积旋回,对坳陷库姆格列木群蒸发岩沉积期石盐岩空间展布进行研究,绘制库车坳陷古新统-始新统石盐岩空间分布模型,探讨盆地找钾意义。通过石盐岩空间模型展布特征分析,石盐岩体与库车坳陷的地形特征和构造特征紧密相关,石盐岩受构造挤压并于与地形的总体起伏基本一致。从石盐岩体空间模型南北向剖面变化规律分析,古新世-始新世,库车坳陷西部出现2个蒸发岩沉积中心,分别位于西盐山口盐场一带和拜城凹陷。为库车次级古盐湖发育区,而钾盐的富集一般产于大的坳陷当中的次级构造单元,为有利的找钾区域。     

新疆库车盆地古近纪—新近纪盐湖成钾与靶区预测

库车前陆盆地位于塔里木盆地北部,属于副特提斯域,古近纪受副特提斯海海水补给,古近纪—新近纪发育巨厚蒸发岩。研究显示,库车盆地始新世和中新世古盐湖卤水已演化至钾盐析出阶段,在地层中广泛发现了原生钾盐矿物,如钾石盐、光卤石、杂卤石等;通过岩芯岩屑地球化学及矿物学分析,基本确定了至少3个富钾层或成钾层位,其中始新统中上部两个和中新统中上部一个,钾离子含量最高达3%,另外,上新统可能存在一个成钾层位。本文在综述此前库车盆地构造、蒸发岩、盐类矿物学、地球化学与盐湖沉积等研究基础上,建立了新的库车盆地古盐湖构造- 沉积演变、成钾模式;提出了4个钾盐成矿区带,即北部克拉苏成矿带、中部秋里塔克成矿带、南部沙雅构造沉降成矿带以及东部阳霞凹地成钾区,这些关键认识为库车盆地的钾盐勘查提供了重要的理论和科学依据。     

库车前陆盆地古近系蒸发岩岩石学、矿物学与成钾环境分析

库车盆地内古近系—新近系发育巨厚的蒸发岩沉积, 尤其是盆地的中部和西部盐层发育好, 厚度大, 局部盐层己暴露地表, 是找寻各种盐类矿床及钾盐的有利地区。DZK01孔是近年来在库车盆地实施的一口以找钾为目的的科研探井。本文主要通过对钻孔古近系蒸发岩岩芯样品进行岩石学及矿物学特征研究, 进而对盆地成钾环境进行分析。DZK01孔古近系蒸发岩以含泥砾石盐岩为主, 含泥砾石盐岩为构造成因, 是古盐湖高度浓缩的产物。盆地古近系蒸发岩以沉积石盐为主, 钻孔中含钾矿物为钾石膏, 钾石盐和光卤石, 同时含钾矿物的发现证明了库车盆地古盐湖可能达到钾盐析出阶段。通过样品分析可知, 库车盆地古近纪时期古盐湖沉积环境为封闭的浅湖沉积环境, 盐湖发育过程中有五次较大规模的淡化事件, 盐类物质得到很好的聚集, 具有良好的成钾环境。     

库车盆地古近系蒸发岩中钾盐矿物研究进展

库车盆地位于新疆塔里木板块北缘,总面积约为3万km2,是一个再生前陆盆地,古近纪属于海相-海陆过渡相沉积,蒸发岩沉积广泛,厚度巨大.笔者自2002年以来,一直在库车盆地开展成钾条件研究,详细考察了众多蒸发岩出露点,并对出露点系统采样,采集石油钻井岩屑,实施了钾盐科探井.对所采众多岩石样品进行分析测试,发现多个采样点具有含钾矿物分布.根据能谱化学组成与XRD等分析,推测有光卤石、钾石膏,钾芒硝、杂卤石、钾镁矾、钾石盐等.其中KL4井岩盐(岩屑)中的钾石盐特征明显,具有重要找钾指示意义.     

库车褶皱-冲断带拜城凹陷盐构造特征与成因

关于沉积差异负载对褶皱-冲断带中塑性盐岩变形的影响仍然不清楚,库车褶皱-冲断带拜城凹陷受到的构造挤压变形微弱,凹陷中沉积了巨厚的盐上覆层,是研究沉积差异负载如何影响塑性盐岩变形的天然实验室.根据野外地表调查结果、钻井资料和二维地震剖面,约束库车褶皱-冲断带拜城凹陷盐构造特征,并探讨盐构造成因机制.盐顶构造图揭示拜城凹陷盐上覆层发育东、西2个沉积中心,东沉积中心位于拜城县附近,西沉积中心位于BZ1井南侧,二者之间(大宛齐乡附近)形成大宛齐盐枕和拜城凹陷鞍部.钻井资料和地震剖面显示:(1)东、西沉积中心下伏盐岩流动减薄,二者之间盐岩聚集加厚;(2)大宛齐盐枕核部盐岩聚集发生于上新世晚期-现今;(3)上新世末期-现今,拜城凹陷鞍部下伏盐岩聚集加厚,盐岩厚度往东、西沉积中心逐渐减薄,形成东西向背形构造.基于盐构造特征和前人研究成果,提出库车褶皱-冲断带拜城凹陷盐构造相关的盐岩流动变形模型,认为沉积差异负载在库车褶皱-冲断带盐岩变形中发挥着重要作用:(1)在挤压应力和沉积差异负载作用下,以东、西沉积中心为圆心,盐岩向四周放射状流动;(2)盐岩变形以沿挤压方向(N-S)流动为主,但剖面间(E-W)流动也很明显.      

库车盆地古近纪岩盐层中钾盐资源量预测研究

新疆库车盆地的古盐湖沉积了巨厚的岩盐层,在构造环境上具备形成钾矿的条件.近年来,在库车盆地古近纪岩盐中发现了众多的钾盐矿物及其组合.文章采用石盐质量法,即通过统计和分析盆地中的石盐质量、海陆相沉积的比值关系及成钾概率,预测出库车盆地古近纪可能沉积的钾盐资源量.其理论基础是,海水和地表水中钾离子与钠离子含量存在一定的比例关系,石盐与钾盐沉积量也应存在固定比值,利用这一比值将已经发现并计算得出的石盐质量转换为钾盐资源量.分析确定库车盆地中带人钾总量的成钾概率是4.69%,据此,预测出可能沉积蕴藏的钾盐资源量(KCl)可达39.78亿t.     

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。     

新疆焉耆盆地早侏罗世八道湾期原始沉积边界探讨

新疆焉耆盆地是一中、新生代盆地,通过对盆地下侏罗统八道湾组野外调研及地层岩石化学特征分析,笔者认为其物源区位于盆地北部,碎屑由北向南搬运,在北部为粗碎屑堆积,南部为细碎屑堆积;盆地北部为辫状河相沉积,南部为滨浅湖相沉积;最新完成的磷灰石裂变径迹数据显示西、南、北缘山体隆升较晚;在盆地周缘山体上,现今仍残留有侏罗纪地层;这都显示盆地原始沉积边界比现今盆地要广。通过以上分析及与库车盆地对比发现,两者于八道湾期是相连通的,为塔里木大型盆地的一部分。     

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。     

库车盆地早始新世成盐期卤水温度及其意义

古气候和古卤水温度条件与盐湖成钾有着密切的联系,定量化重建库车盆地早始新世成盐期古卤水温度演化特征对评价盆地成钾潜力具有重要的科学意义.因此,首次以库车盆地西部QL1井下始新统石盐岩为研究对象,在详细的岩相学研究的基础上,开展石盐原生流体包裹体均一温度的定量分析工作.分析结果显示,来自钻孔不同深度的6个样品共有135个均一温度数据,介于21.2~57.8℃,平均值为31.8℃,剖面垂向上自底向顶整体上呈现一个稍微升温的趋势.本研究测定的温度范围、平均温度以及最高温度特征均与同时期特提斯海水温度数据吻合,进一步说明温度数据的可靠性和合理性.另外,高温条件有利于水体发生强烈的蒸发浓缩作用,这点与库车盆地始新世初期沉积的巨厚蒸发岩系和钾盐矿物相符.      

盆山耦合机制驱动下的库车坳陷铀成矿作用响应

库车坳陷周缘的铀矿化非常活跃,蕴藏于上新统库车组下段的砂岩型铀矿的控矿要素、成矿机理、成矿规律,特别是远景选区是近年来铀矿地质学家关注的重点.笔者充分依据区域地质资料、野外地质调查和勘查钻孔资料,通过综合分析,试图在构造-沉积-地形地貌的盆山耦合机制中,遵循砂岩型铀矿的普遍成矿机理、按照由源到汇的研究思路,剖析砂岩型铀矿形成发育的关键控矿要素、时空配置关系,从铀成矿系统分析的角度揭示库车组关键控矿要素的协同控矿机理,以期为铀矿勘查提供战略服务.主要认识有：新生代南天山造山带的大规模陆内逆冲推覆作用既控制了库车组含铀岩系的充填演化过程,也制约了库车组下段铀成矿的基本格局和成矿作用过程,盆山耦合机制是驱动砂岩型铀矿形成发育的原始驱动力.南天山造山带岩浆岩分布规模虽然有限,但在托木尔峰一带存在富铀花岗岩.充分发育的地表水流域系统,一方面能够携带造山带的碎屑物堆积于库车坳陷,从而分阶段形成系列的大型物源-沉积朵体,造就了潜在的含铀岩系和优质的铀储层.另一方面,穿越造山带富铀花岗岩的流域系统,不仅通过物理搬运为铀储层提供了原始微量铀的积累,而且通过衍生的地下含矿流体系统促进了区域层间氧化带的发育...     

前陆盆地钾盐矿床成因及模式——以西班牙北部埃布罗盆地为例

前陆盆地蕴藏有巨量的钾盐资源,而对于其内的钾盐矿床成因和模式还欠缺系统的总结。西班牙埃布罗盆地是由于伊比利亚和欧亚块体碰撞而形成的前陆盆地。始新世晚期(约36 Ma)海水完全从盆地退出后,在极端干旱气候作用下,由于碰撞造山导致盆地的封闭作用,在南比利牛斯前陆盆地系统的前渊带(即埃布罗盆地北部)形成了典型的厚层含钾石盐_光卤石的正常海相蒸发岩序列。后期受到构造挤压作用,钾盐地层以盐底劈的形式出露在背斜核部。埃布罗盆地钾盐成因是构造、气候和物源三者耦合作用的结果,与中国库车前陆盆地有很大的相似性。据此,作者建议可重点关注盆地南北盐丘地带苏维依组蒸发岩以及卤水的迁移方向。     

中-新生代塔里木与中亚盐湖链蒸发岩沉积及其控制因素初探

全球性的构造运动末期一般伴着海退和干旱的气候环境,而蒸发岩沉积与大地构造条件紧密相关。中亚卡拉库姆盆地、阿富汗_塔吉克盆地、塔里木盆地自晚侏罗世至中新世以来至少发生了3次大规模海侵_海退旋回,每次海侵_海退均受特提斯构造事件控制。卡拉库姆盆地、阿富汗_塔吉克盆地为晚侏罗世—早白垩世蒸发岩沉积、塔里木盆地的莎车次级盆地为晚白垩世—古新世蒸发岩沉积,库车次级盆地为古新世—中新世蒸发岩沉积,形成特提斯构造域自西向东蒸发岩沉积时代逐渐变新的盐湖链。中亚及塔里木盐湖链在海侵_海退旋回的控制下,至少发生5次大规模的蒸发岩沉积,发育2种不同的蒸发岩沉积序列,分别对应3次海退期蒸发岩沉积序列及2次断续海侵期蒸发岩沉积序列,具体为晚侏罗世晚期(海退期)卡拉库姆盆地、阿富汗_塔吉克盆地蒸发岩沉积;早白垩世—晚白垩世早期(断续海侵期)阿富汗_塔吉克盆地蒸发岩沉积;晚白垩世晚期(海退期)莎车次级盆地蒸发岩沉积;古新世—中新世(断续海侵期)莎车次级盆地、库车次级盆地蒸发岩沉积;中新世晚期—上新世早期(海退期)库车次级盆地蒸发岩沉积。塔里木与中亚古盐湖发育受控于特提斯构造事件及海侵_海退旋回,而海侵_海退旋回又控制2种不同的蒸发岩沉积序列。蒸发岩沉积序列、古盐湖演化阶段、蒸发岩物质来源、沉积环境决定了盐类矿物沉积类型(单一化学岩型、陆缘碎屑岩_化学岩型),卡拉库姆盆地、阿富汗_塔吉克盆地盐类矿物与塔里木盆地相比,种类简单,反映了盆地化学岩与陆源碎屑_化学岩沉积的区别及后期构造运动对盐类矿物种类的主控作用。