成矿系统理论视角下的呵叻高原钾盐矿床研究现状及展望

成矿系统理论将矿床视为动态演化的自然系统,矿床从发生、形成到发展的整体演变过程及其控制机制是该理论的研究核心,“源、运、储、变、保”是该理论剖析矿床成因的五个基本着眼点。东南亚呵叻高原超大型钾盐矿床作为我国海外钾肥生产基地的标志性成功案例,其成矿系统研究不仅关乎该矿床成因认识的深度及其开发利用的广度,同时对中国东特提斯域内找钾工作具有重要指导作用。本文拟基于前人的研究成果,借助成矿系统理论,运用动态的整体思维对呵叻高原钾盐矿床成因研究现状进行梳理,探讨时间维度下呵叻高原钾盐矿床“源、运、储、变、保”成矿要素的表现特征及存在的科学问题,初步提出固体可溶性钾盐矿床成矿系统的研究思路构架,以期为全球钾盐矿床深入研究提供一定借鉴。     

沙空那空盆地龙湖钾盐矿区盐岩上覆泥岩矿物学及地球化学研究

呵叻高原蕴含着丰富的古钾盐资源,沙空那空盆地龙湖矿区是其中重要的成矿区域,更是研究海相成因钾盐矿床的良好载体。自呵叻高原发现钾盐矿床以来,地质勘探研究和基础科学研究相继展开。基于该区的成矿特征,Hite(1979)和Warren(1999)提出的不均匀成矿模式和截顶     

老挝东泰钾盐矿床地球化学及其沉积后变化初步研究

呵叻高原是世界上最大的钾盐沉积矿床分布区之一,研究区位于呵叻高原北部的沙空那空盆地东部边缘,钻探资料揭示该地区钾盐资源相当可观。该含盐建造包含上、中、下3个盐段,每个盐段都由一套蒸发岩_碎屑沉积旋回组成,钾盐层主要赋存于下盐段上部。剖面和地层学分析表明,研究区盐构造类型为低结构低成熟度的盐背斜构造,盐体几何形态为一低结构低成熟度的盐背斜,盐背斜轴部矿层厚度较两翼矿层厚得多。岩盐中微量元素Br、K含量及Br×1 000/Cl系数的变化指示成盐卤水经过了阶段性的浓缩和淡化过程,并且成盐作用越来越弱。ZK04孔较低的Br含量〔w(Br)=18×10〈sup>-6〈/sup>〕表明下膏盐层在成盐过程中受到了非海相流体的影响。中膏盐层基底石盐中高K低Br特征表明,下膏盐层残余高浓度卤水影响了其成盐过程,并且该基底石盐很可能又经历了溶解和重结晶过程。     

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.     

Petrography,mineralogy and geochemistry of Cretaceous sediment samples from western Khorat Plateau,Thailand, and considerations on their provenance

At Mo Hin Khao on the western flank of Khorat Plateau, Thailand, the Phra Wihan Formation reveals litharenite and sublitharenite with some subarkose and arkose. A cuesta in the eroded sedimentary sequence exhibits spectacular rock pillars of considerable geotourist potential. The rock sequence is high in silica (SiO₂ 67–98 wt%) and contains quartz, mica, magnetite, chert fragments and accessory minerals such as zircon and tourmaline and amphibole species. These accessory minerals suggest felsic rocks, such as granite, granodiorite and pegmatite, were sources for the sandstones. Geochemical analyses of the sedimentary sequence suggest that source rocks may lie in the passive continental margin, before sediment transport and deposition in the Khorat Basin by rivers flowing across a large flood plain. Many depositional sequences/episodes formed thick beds of cross bedded clastic rocks. A high average maturity index (>5) indicates sedimentary reworking/recycling. Chemical Index of Alteration (CIA) values range from 47 to 98, suggesting variable chemical weathering within the source area rocks, largely representing moderate to high degrees of weathering. The average CIA value of these sediments (78) suggests that relatively extreme alteration factors were involved.     

青藏高原火山-沉积硼矿找矿的新发现与远景分析

本文报道了青藏高原火山-沉积硼矿找矿的新成果,首次发现和确认在青藏高原存在富硼的火山-沉积二元结构的地层,其构造位置、岩石地层组合和时代与同一成矿带西部的安纳托利亚高原的大型火山-沉积硼矿床都一致,且地层的稀碱金属元素含量高正异常,并已发现有团块或条带状的钠硼解石和硼砂等硼酸盐矿物,局部硼含量达边界品位。说明雄巴盆地具备形成火山-沉积硼矿床的构造地质、岩石矿物和地球化学的先决条件,具有形成大型火山-沉积硼矿的潜力。该发现是我国突破大型火山-沉积硼矿的先导性成果,为在青藏高原找寻该类型硼矿床提供重要科学依据。     

中国盐湖科学技术研究的若干进展与展望

我国拥有得天独厚的盐湖资源,分布于北半球盐湖带欧亚盐湖亚带东部,主要分布在现代降水量500mm/a的范围内。本文对中国盐湖科学技术60年来取得的若干进展进行初步梳理。1.在盐湖沉积与古气候、古环境研究方面:提出了各种盐类矿物的古气候转换指标。柴达木西部-塔里木东部氯化物型-硫酸盐型沉积区为我国第四纪以来干旱成盐中心,历经了6次以上的向外干旱(成盐)扩张期;提出青藏高原第四纪晚期存在5次泛湖高湖面;2.在盐湖成矿与成盐成钾理论研究方面:首编青藏高原湖泊水化学分带图(1/250万),揭示了青藏高原盐湖水化学类型由南往北、由碳酸盐-氯化物型分布规律及其相应成盐成矿专属性;发现几个大型陆相钾盐矿床,提出了高山深盆成盐模式、链式多级中浅盐湖成矿模式、多级湖盆深盆成盐模式、砂砾型含钾卤水成矿模式以及"隔代承袭成钾"等新认识,建立和发展了"陆相成钾"理论认识;发现青海大柴旦湖钠硼解石-柱硼镁石矿床、西藏扎仓茶卡柱硼镁石-库水硼镁石矿床、聂尔错库水硼镁石矿床等新类型镁硼酸盐(锂)矿床,进而提出冷冻稀释成硼理论新认识。3.自主研发出的"反浮选冷结晶工艺"生产氯化钾自控系统,使察尔汗盐湖钾盐达到300万吨/年KCl产量,形成了名牌钾肥产品。成功研发了罗布泊120万吨/年硫酸钾成套技术,建成世界最大的硫酸钾生产装置,2015年产量达160万吨,以上为我国钾肥生产作出了重大贡献。在自主研发的"冬储卤-冷冻-日晒-分离-盐梯度太阳池积热沉锂"创新技术支撑下,在西藏高原海拔4421米的扎布耶盐湖建成了世界海拔最高的锂盐产业,也是我国首条年产5000吨碳酸锂的盐湖提锂基地。4.根据盐水域发育大面积杜氏藻等嗜盐菌藻、盐沼带和盐碱地繁衍多种盐生植物的盐境生态特点,提出"盐湖农业"("盐土农业")农业新概念,发展盐境绿色产业提供新的理念和技术支持。最后,为今后盐类科学发展方向,提出了深绿科技与产业研发方向,随着盐类科学技术的发展,将会促进新的边缘交叉学科盐类学(Salinology)的发展和日臻完善。     

岩浆Cu-Ni-PGE矿床研究现状及发展趋势

从全球视野分析研究了世界岩浆铜镍硫化物矿床的大地构造分布和成岩成矿类型,特别是通过上世纪末新发现的加拿大Voisey's Bay矿床与俄罗斯Noril'sk等世界级矿床特征的对比研究,突出强调了大火成岩省(LIPs)对大规模岩浆硫化物矿床形成的意义,从更加宏观的角度审视了世界级岩浆硫化物矿床形成的地质背景和岩浆作用条件,为中国金川等岩浆Cu-Ni-PGE硫化物矿床的深入研究提供了参照背景。评述分析了当代岩浆硫化物矿床成矿研究中,幔源岩浆中硫化物液相不混溶(熔离)的演化轨迹,对岩浆萃取地壳中的硫改变硫化物饱和度促成不混溶作用发生的可能性和条件进行了探讨,进一步讨论了岩浆演化过程中,亲铜元素(Ni、Cu、Co、Pt和Pd等)进入硫化物液相成为金属硫化物或先期进入先结晶的橄榄石、辉石矿物成为氧化物的物理化学行为,并通过加拿大Sudbury陨石撞击构造成因矿床复合热液对硫化物矿体形成贡献的讨论,提出了热液作用对岩浆硫化物矿床成矿的可能贡献。分析判断了中国岩浆Cu-Ni-PGE硫化物矿床的成矿特点和金川超大型岩浆Cu-Ni-PGE矿床外围的找矿潜力。     

夏塞地区银、锡多金属矿成矿规律新认识

夏塞地区是西南三江(金沙江、澜仓江、怒江)地区东缘的一个重要成矿带，带内银、锡矿产责源十分丰富。本文认为其成矿物质来源于花岗岩体和地层，构造和岩体是区内的主要控矿因素，地壳演化与成矿作用关系十分密切，矿床类型为分布于岩体内接触带的矽卡岩型矿床和分布于岩体外接触带的热液型矿床。     

矽卡岩型铁矿的铁质来源与迁移富集机理探讨

矽卡岩型铁矿是我国最重要的富铁矿类型,其铁质来源及迁移富集机理是目前最核心、也最具争议的问题之一。本文在矽卡岩矿床复杂性和多成因性研究的基础上,对浅部铁质活化、迁移和富集机理进行整理归纳,建立了流程图;分别探讨了不同类矽卡岩型铁矿铁质的最大可能来源,认为与中酸性侵入体有关的该类铁矿,铁质主要源于浅部侵入岩;与酸性侵入体有关的该类铁矿,矿床附近的原始赋铁层位可能提供了大量铁质。但并非所有与酸性岩有关的此类铁床附近都存在赋铁地层,故本文对铁质深部来源的可能性进行了探讨,结合"岩浆矽卡岩-富碱侵入岩对"的概念,提出了全新的深部铁质活化、运移和富集的可能模式,即深部岩浆同化钙质岩石融离出的富铁矿浆上升并运移到浅部侵入岩与碳酸盐岩的接触带附近,与该系统中的热液相遇并反应,热液吸收矿浆中的铁质生成富铁的复合热液,后复合热液在接触带因物理化学条件的剧变而沉淀成矿。     

青藏高原东北缘贵德坳陷源岩时代及勘探潜力

青藏高原东北缘贵德坳陷发育一套烃源岩,长期以来,其时代归属不统一,其生烃能力认识不清,制约了该坳陷油气资源勘探的进程.本文通过野外踏勘、露头剖面实测和样品分析及连续电磁剖面(CEMP)测量结果得出以下认识:①根据沉积特征及孢粉组合,结合区域地质资料,确定了该套地层形成时代为早白垩世,沉积环境为浅湖—半深湖;②借助野外实测剖面及连续电磁剖面(CEMP)资料,确定了该套烃源岩的发育规模;③通过对剖面样品的有机质丰度、热演化程度等实验分析,对该套烃源岩的油气勘探潜力进行了综合评价,认为该套烃源岩分布范围广,厚度大,有机质丰度高,热演化程度适中,可以作为贵德坳陷的有效烃源岩,提升了贵德坳陷油气勘探潜力;④利用野外调查结果及连续电磁剖面(CEMP)资料对贵德坳陷生储盖组合进行综合分析,并指出了有利的勘探方向.     

青藏高原腹地各拉丹冬南北坡多年冻土考察初步结果

青藏高原唐古拉山南北两侧在地形地貌、地理和气候特征上存在显著差异,多年冻土的发育状况和特征也明显不同。受第二次青藏高原综合科学考察研究等项目资助,多年冻土对亚洲水塔的影响专题考察分队分别于2019年和2020年的10—11月对唐古拉山各拉丹冬南侧的色林错上游扎加藏布源区（简称“湖源区”）和北侧的长江上游沱沱河源区（简称“江源区”）进行了多年冻土野外考察。利用钻探、坑探、地球物理勘探等方法对多年冻土的分布边界、多年冻土剖面的地层、地下冰等特征进行了描述和取样,同步构建了多年冻土温度和活动层水热观测网络,为多年冻土对亚洲水塔影响的机理分析、数值模拟以及情景预估提供数据保障。对野外调查资料的初步分析认为,各拉丹冬南北两坡地层沉积类型和地下冰赋存状态存在明显差异,北坡多年冻土的热稳定性、地下冰含量、冰缘地貌类型多样性均高于南坡,但由于受到构造地热、河流融区等多种因素的影响,北坡的冻土分布形式更为复杂。江源区100 m钻孔剖面揭示了连续分布的、厚度大于50 m的地下冰;在该区域发现了多年生冻胀丘分布群,并利用钻探和地球物理勘探方法对该区域规模最大、结构最完整的冰核型冻胀丘进行了较为系统的勘察剖析。两次野外调查工作共采集钻孔岩心、表层土壤、冰水等各类样本近1.2万件,为后期区域冻土理化指标分析,冻土环境化学、古气候环境研究的开展奠定基础。