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。     

罗布泊盐湖富钾卤水成因再探讨——碎屑层卤水蒸发实验分析

罗布泊盐湖钙芒硝岩孔隙中蕴藏有超大型规模的卤水钾矿,富钾卤水成因一直备受关注。罗北凹地从统一的罗布泊大湖区中分隔出来后,成盐过程中其湖水仍以南部大湖的补给为主,罗北凹地卤水化学演化与"大耳朵"湖水密切相关。"大耳朵"湖区含石膏碎屑层普遍储藏有卤水,应该是罗北凹地盐湖的"源卤水",钾离子(ρ(K~+)为3.12 g/L左右)已初步富集,平均矿化度为198.83 g/L。为了查明该卤水的化学演化趋势及析盐序列,笔者于2009年、2010年两次采集了大量卤水样品,分别进行室内等温蒸发和自然蒸发实验。蒸发实验结果表明:随着卤水浓缩首先析出(硬)石膏,随后析出大量石盐,最后出现少量钾石盐和光卤石,与EQL/EVP卤水蒸发模型模拟结果相似。将碎屑层卤水蒸发过程中化学组成变化与罗北凹地卤水进行对比,结果显示罗布泊古湖水蒸发至石膏沉积之后,在罗北凹地水化学组成明显发生变化,没有大量石盐沉积,而以钙芒硝沉积为主。推测应是受到深部"富钙水"的持续补给,而"大耳朵"湖起到"预备盆地"的作用,罗布泊古湖水经"大耳朵"湖蒸发浓缩后,钾离子得到初步富集,在流入罗北凹地后与深部"富钙"水混合,强烈蒸发浓缩,大量钙芒硝矿物析出,最后形成富钾卤水。     

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。     

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。     

罗布泊地区罗北凹地潜卤水钾矿床成因与开发前景

罗北凹地潜卤水钾矿床位于新疆罗布伯地区北部，是一个大型的综合性盐类矿床，以潜卤水钾矿为主，伴生有液体NaCl、MgCl2和固体石盐、钙芒硝。罗布伯盐湖周边基岩山区富钾花岗岩和火山岩、塔里木盆地古盐矿床和罗布伯北部中更新统化学沉积物形成的台地等为罗北凹地潜卤水矿床提供了丰富的物源物质条件，而半封闭的构造成环境和干旱气候条件是其形成的有利条件。与世界著名盐湖比较，罗北凹地潜卤水钾矿的K^ 含量、储量及其化学成分具有独特优势，而钾肥是中国的紧缺产品，需求量不断增加，因此，罗北凹地潜卤水钾矿床具有较好的开发前景。     

罗布泊干盐湖钙芒硝形貌特征及生长影响因素

钙芒硝是罗布泊干盐湖沉积的主要盐类矿物,是该区富钾卤水的储存载体并可能对富钾卤水的形成与演化过程起到重要作用。罗布泊干盐湖钙芒硝大量堆积,呈"杂乱状"产生蜂窝状孔隙,构成了主要储卤空间。根据野外观察和室内分析,对罗布泊干盐湖钙芒硝相的特征形态进行研究,厘定出钙芒硝单晶体主要有菱形Ⅰ、菱形Ⅱ及长板状3种特征形态。罗北西部的钙芒硝晶体主要为洁净程度不高、颗粒粗大的菱形Ⅰ、Ⅱ,次为中晶长板状,其处于湖盆边界相对动荡的浅水环境下及受到强烈蒸发作用而快速结晶析出。罗北凹地内的钙芒硝晶体为洁净程度较高的中细晶长板状晶体,其沉积环境则被解释为位于湖盆中部的静水深水条件下缓慢结晶形成。通过对钙芒硝晶体形貌与沉积环境的条件研究认为,不同晶体形态及形态组合的钙芒硝是湖盆不同位置的湖水在干热气候条件下蒸发沉积的产物。     

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。     

亚洲大陆内部盐湖沉积特征、阶段性演化及其控制因素探讨——基于罗布泊LDK01深孔岩心记录

罗布泊位于塔里木盆地东端,地处欧亚大陆深腹地,罗北凹地则是罗布泊东北部的一个次级凹地。通过对罗北凹地LDK01深孔沉积物粒度、磁化率和地球化学的分析,并结合沉积物的岩性、盐类矿物形态特征和和组合类型、构造背景,对罗布泊地区第四纪成钾环境的阶段性变化规律进行探讨。研究表明,罗布泊地区早更新世以来依次发育了河流相、三角洲相、湖泊相-风成相等沉积体系,并呈现出明显快速的湖相推进和退缩交替的频繁变化,指示盐湖演化是干湿气候周期变化和湖盆周围山区淡水周期补给共同作用结果。第四纪时期罗北凹地发展并最终形成塔里木"高山深盆"中最深的次级凹地地貌,这是青藏高原隆升导致的向北挤压的必然结果,大地构造和环境的变化直接控制了罗布泊盐湖的构造演化和沉积体系的转变。罗布泊盐湖的演化大致可分为三个阶段:第一阶段为断陷阶段,早更新世以来主要沉积淡水河流湖泊相陆源碎屑物;第二阶段为坳陷阶段,中更新世中期发育膏岩湖相,以石膏等硫酸盐析出为主要特征;第三阶段为萎缩阶段,进入晚更新世,大量盐湖相钙芒硝沉积至全新世时期石盐等氯化物析出;上述三个阶段构成一个完整蒸发沉积构造旋回并于最终阶段中形成了超大型的钾盐矿床。     

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...     

Minerogenic Theory of the Superlarge Lop Nur Potash Deposit, Xinjiang, China

Located in the eastern part of the Tarim basin, Xinjiang, the Lop Nur was an ultimate water catchment area of the Tarim basin during the Quaternary. Through nearly ten years of investigation and research, the authors have found a superlarge brine potash deposit in the Luobei subbasitv—a secondary basin of the Lop Nur depression. The deposit has been mined now. On that basis, the authors propose new theories on the genesis of the potash rock deposit. In the tectonic and geomorphologic contexts, the Tarim basin lies in a “high mountain-deep basin” environment. At the beginning of the Quaternary, influenced by the neotectonic movement, the Lop Nur evolved into a “deep basin” in the Tarim basin. At the end of the middle Pleistocene, neotectonic migration began to take place in the interior of the Lop Nur and a new secondary deep basin—the Luobei subbasin—formed gradually. Despite its small area, it is actually the deepest subbasin in the Lop Nur depression, where brines of the Lop Nur Salt Lake gather and evaporate, thus providing materials for the formation of a superlarge brine potash rock deposit. With respect to the phenomenon of brine concentration and change with deepening of the lake, the authors propose a model of “high mountain-deep basin” tectonic migration for potash concentration. In the sedimentological context, the honeycomb-shaped voids developed in glauberite rock in the subbasin are good space for potash-rich brine accumulation. Study indicates that the deposition of glauberite requires recharge of calcium-rich water.In the Tarim area the calcium-rich water might come from deep formation water or oilfield water, and the river water recharging the Lop Nur Salt Lake was rich in sulfate radicals and other components; in addition, the climate in the area was very dry and the brine evaporated steadily, thus resulting in deposition of substantial amount of glauberite, potash accumulation in intercrystal brine and final formation of the potash deposit. Generally, potash formation in a salt lake undergoes a three-stage process of “carbonates→sulfates (gypsum and glauberite)→chlorides (halite etc.)”, but in the study area there only occurred a two-stage process of “carbonates→sulfates (gypsum and glauberite)”. The authors call this new geological phenomenon the “two-stage potash formation” model. In conclusion, the superlarge Lop Nur potash deposit is the result of combined “high mountain-deep basin” tectonism and “two-stage potash formation”.     

新疆罗布泊第四纪盐湖上升卤水流体及其成钾意义

野外调查发现，新疆罗布泊罗北凹地等干盐湖地表分布有众多的流体上升或上涌通道，其形状特征呈“垂直的孔洞”、“泥火山口”、“枣状小坑”及“粘附沙丘”等。研究认为，地下卤水流体过去和现在正是通过这些通道上升，至地表排泄或进入盐湖水体及沉积物中；这些地下流体主要源于深部地层水和大气循环水等；上升流体补给罗布泊的罗北凹地等次级盐湖，为钾盐成矿提供重要的物质基础，并导致钙芒硝的大量沉积，促进了盐类沉积物的成岩过程。同时，上升流体的补给还在罗布泊盐湖区近地表处产生了固体钾盐矿的沉积。     

Sedimentary Characteristics of Kalistrontite and Its Significance for Potash Formation in the Lop Nur Playa,Xinjiang

The Lop Nur playa is located in the eastern part of the Tarim Basin, Xinjiang. From the late Middle Pleistocene to the Late Pleistocene, the Lop Nur gradually evolved into a salt lake. Huge amounts of glauberite minerals were deposited, accompanied by large-scale potash-bearing brines gathered. The unique sedimentary characteristics of the lake have not yet been identified.     

新疆罗布泊盐湖氢氧锶硫同位素地球化学及钾矿成矿物质来源

罗布泊罗北凹地第四系上部盐层中蕴藏丰富的卤水,卤水中则富含钾（ＫＣｌ平均品位为１．４０％）。文章通过对罗布泊卤水氢、氧、锶及硫同位素等分析及与塔里木盆地（河流）、柴达木盆地等地区对比研究,确定了罗布泊富钾卤水源于地表水,可能主要是塔里木盆地南北缘河流水;卤水中的硫钾等物质组分主要来源于南天山、塔里木盆地西北、西南部中新生代石膏钙芒硝石盐矿床或地层及其古代地层卤水。由于第四纪期间塔里木盆地西部抬升。     

Features and Formation Mechanism of Faults and Potash-forming Effect in the Lop Nur Salt Lake, Xinjiang, China

1 Introduction The Lop Nur Salt Lake, located in the eastern part of the Tarim Basin, Xinjiang, China, has become a playa in the Quaternary. It is under the jurisdiction of Ruoqiang County, Xinjiang, being ~450 km east of Korla City, the capital of the Bayingolin Mongolian Autonomous Prefecture (Fig. 1), and 300 km south of the seat of Shanshan County. The geographic coordinates are 90o00'–91o30' E and 39o40'– 41o20' N. Field survey and drilling since 1995 have revealed an occurren…     

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。     

新疆罗布泊钾盐矿床成因类型探讨

钾盐矿床产于蒸发岩建造中,是含盐盆地发育过程最后阶段的产物.据已往成果及盐类矿物提供的新资料认为罗布泊以卤水钾矿为主,已查明钙芒稍储钾潜卤水承压卤水钾矿床为一种新类型钾盐矿.此外,深层碎屑岩储钾卤水钾矿层及光卤石——泻利盐沉积和杂卤石沉积交代型固体钾盐矿均是有待进一步查证的稀有类型钾矿.深入研究罗布泊钾盐矿床成因,将有...