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。     

罗布泊盐湖钙芒硝结晶实验与化学反应探讨

文章在对罗布泊现代卤水化学组成相图分析基础上，开展室内卤水加入“富钙”水的蒸发结晶实验，获得水钙芒硝。研究认为，水钙芒硝脱水转变为钙芒硝是罗布泊钙芒硝的形成机制之一；结合罗布泊盐类矿物组合特征，提出了钙芒硝的结晶化学反应式。     

罗布泊钾矿区外围盐湖钾盐资源研究与评价新进展

由中国地质科学院矿产资源研究所负责并承担的地质调查项目“罗布泊钾矿区外围盐湖钾盐资源潜力研究与评价”近日通过验收 ,获得优秀的好成绩。该项目发现 ,罗西洼地和铁南凹地蕴藏有富钾卤水 ,验证了此前矿产资源研究所专家对罗北凹地外围盐湖成钾的预测。该项目组于 2 0 0 0年 2月～ 2 0 0 2年 12月 ,在中国地质调查局地质调查项目和国家 30 5项目支持下 ,通过卫星影像分析、野外调查及室内测试分析 ,获得了可靠的地质资料 ,对罗布泊钾矿区外围盐湖钾盐资源进行了评价研究 ,取得了丰硕的成果和新的认识 ,表现在以下两个方面 :(1)钾盐资源…     

罗布泊盐湖钾盐矿床分布规律及控制因素分析

罗布泊盐湖位于塔里木盆地东部,是世界最大第四纪干盐湖之一.自中更新世以来,罗布泊北部受到新构造运动影响,一方面,发生抬升活动;另一方面,产生地堑式断裂及次级盆地(凹地).调查发现罗布泊的次级凹地及断陷带内蕴藏有钾盐矿床,主要是卤水钾盐矿床;这些钾盐矿床(或成钾凹地)的分布具有方向性和一定等间距性.罗布泊卤水钾矿,除在罗北凹地外,在其外围的较小凹地内也有分布,表现为"卫星式"分布模式;而在地堑式断裂带延伸的范围区内也出现卤水,其分布表现为"含水墙"状模式.固体钾盐沉积于罗北凹地中心区及外围断陷带内,其形态与展布方向也受到地堑式断裂控制,其沉积模式有"浓缩中心式"和"构造洼地式"两种,前者钾盐沉积区面积均较大,钾矿面积占凹地面积近1/4,而后者沉积区面积很小,钾盐沉积基本分布于整个洼地内;固体钾盐分布区形态主要呈"条带状"模式.其长宽比值平均为3.58.除了构造应力作用外,罗布泊凹陷的几何形态、面积与补给来源方向等亦对罗布泊钾盐矿床的分布有一定影响作用.掌握罗布泊钾盐矿床的分布规律及控制因素,对于古代钾盐勘查具有重要参考价值.     

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。     

罗布泊盐湖更新世晚期沉积钙芒硝包裹体特征及古气候意义探讨

罗布泊盐湖位于塔里木盆地东部,在中更新世晚期-晚更新世出现大量钙芒硝沉积。采用冷粘法制取罗布泊钙芒硝岩包裹体薄片,观察和测试钙芒硝等盐矿物包裹体特征与均一温度等,结果显示,样品单一液相包裹体均一温度以低温、中温和高温3个或2个区段的形式出现。低温区段,平均温度41.0~62.5℃;中温区段,平均温度68.7~88.0℃;高温区段,平均温度85.4~186.0℃。低温区段平均温度代表盐湖大部分古卤水温度,中温区段温度代表盐湖底部卤水温度;高温区段温度,可能因古湖水变浅,盐类矿物暴露地表被阳光暴晒加热,或盐矿物在制片过程中受力破裂等引起。研究确定罗布泊钙芒硝析出的古卤水温度多在40~75℃之间变化,部分超过75℃。据此推算,更新世晚期罗布泊夏季古气温平均多在20~35℃之间,最高可能达58℃左右,属于干热的气候条件。     

罗布泊盐湖成钾规律研究与找矿进展

第四纪时期,罗布泊盐湖独特的地理及气候环境形成了世界罕见的巨量钙芒硝沉积及其晶间富钾卤水的大规模聚集成矿。故此,罗布泊盐湖环境演化与钾盐矿床的成因一直备受国内外地质学家关注。罗北超大型卤水钾盐矿床从1995年发现至今已有20余年,其钾盐地质科学研究、勘查开发等均取得了重大进展,并已建成世界最大的硫酸钾肥生产基地。文章详细回顾、总结罗布泊超大型卤水钾矿发现以来的盐湖沉积演化、成钾条件、成钾理论研究及找矿勘查方面的重要成果,探索成矿理论创新与找矿突破的内在规律与联系。罗布泊钾盐成矿研究基本演变是:(1)基于盆地分隔、矿随盆移的概念,发展从"高山深盆"模式到"高山深盆-迁移成矿"模式,取得罗北凹地找矿突破;(2)基于巨量钙芒硝的发现,突破盐湖石盐阶段成钾的"三阶段"模式,提出"二阶段"模式,推动罗北及外围大规模勘查;(3)基于地堑式断陷带的发现,提出"含水墙"成藏模式,使找矿从"水平状"到"直立状"储藏模式转变,取得深部找矿突破等。总之,罗布泊盐湖成钾理论的每次创新认识,相应地带来找矿突破进展;继续深入加强盐湖钾盐矿床形成规律研究,可能还会带来钾盐成矿的新认识,开拓找矿方向。     

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。     

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。     

罗布泊盐湖钾盐矿床形成的地球化学研究

文章阐述了罗布泊盐湖主要钾盐矿床富钾卤水的化学特性。采用元素地球化学技术、同位素地球化学技术，研究晶间卤水的起源、补给方向、富集机理等卤水演化过程，揭示出罗布泊盐湖晶间卤水主要起源于大气降水，盐分的富集以蒸发作用为主。开展罗布泊不同钾盐矿区的对比研究，探讨了卤水物质来源、卤水演化过程及阶段的差异。硫同位素确定了卤水硫酸盐和固体硫酸盐的同源性，且硫物质的演化以溶解、沉积作用为主。     

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。     

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…     

罗布泊断陷带内形成富钾卤水机理研究

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钾盐矿床,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,在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,其本身也储集卤水,蕴藏有一定规模的卤水钾盐资源。地球物理（EH-4）测量显示,断陷带深达1 000 m处有卤水存在的信息;断陷带内钻孔卤水化学分析结果揭示,下部卤水比重高于上部,卤水中氯化钾含量也呈“下高上低”的态势,这与盐湖蒸发析盐序列不一致或正相反。文章认为,卤水垂向对流是导致卤水化学特征垂向分异的机理,即,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,上部卤水比重不断增加,并沿张性断裂逐渐向下部或深部流动、渗透,形成了卤水的对流;由于罗布泊地堑式断陷带长达30～50 km,向下延长深度可达1 000 m,这些都说明罗布泊断陷带内可以形成和储集一定规模的富钾卤水,它们应该成为今后罗布泊盐湖钾盐资源扩大找矿的新空间。     

罗布泊盐湖化学沉积序列及其控制因素

罗布泊位于塔里木盆地的东部,是世界最大的第四纪干盐湖之一。罗布泊盐湖化学沉积序列总体简单,即为石膏—钙芒硝（巨厚）—石盐（很薄）,但细节变化则很复杂,在钙芒硝阶段和石盐阶段出现了很多含钾盐矿物的薄层,按时代从老到新,可划分出9个区段。罗布泊化学沉积序列除了与江汉盆地第三纪古盐湖有一定的相似性之外,与其他陆相、非海相和海相蒸发沉积序列有明显的差异,这可能与该地区的气候变化、物源背景及构造环境等有关。这种特殊的化学沉积序列应该是全球气候变化与大地构造运动在盐湖沉积中的响应,气候持续干化与补给变化的耦合,是造成罗布泊盐湖特殊的化学沉积序列的机制。     

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”.     

罗布泊盐湖区深部钾盐找矿：理论、勘查、进展及前景分析

本文对近年来罗布泊深部钾盐成矿规律研究及找矿进展进行了梳理总结。将其大致归纳为"上升卤水补给"及"含水墙"等成钾理论/模式,为罗布泊后备钾资源找矿提供了新的方向和思路,预测了有利成钾靶区。建立以遥感地质解译、高精度重力剖面测量、EH4连续电导率成像以及氡气剖面测量为主的勘查技术体系,实现了盐湖区深部钾盐找矿靶区高效、经济圈定以及钻孔定位。实施深部钾盐科学钻探验证工程,揭示罗布泊深部赋存有丰富、可采的卤水钾盐资源,取得了找矿突破。罗布泊深部钾盐找矿是理论指导找矿取得突破的又一案例,其成矿理论和勘查技术体系可为其他盐湖及古代盐盆地深部卤水钾盐找矿提供借鉴和参考。鉴于罗布泊卤水钾盐的高强度开发态势以及深部找矿的良好前景,有必要进一步加强深部富钾卤水成因机理研究,重点摸清200～500 m层段资源、研发相应开采技术,为罗布泊钾盐基地可持续发展提供后备资源和技术储备。     

罗布泊盐湖盆地结构新发现及找钾意义

首次将重力探测技术引入到罗布泊盐湖盆地结构及钾盐勘探中,通过对重力资料的处理和反演,发现罗布泊盆地北部地区由南北两个局部次级盆地(凹地)组成：南盆地第四系沉积厚度小于或近于300 m,北盆地则为库鲁克塔格山前隐伏断陷凹地的次级延伸,其中心第四系沉积层厚度大于700 m,山前主盆地——库鲁克塔格山前隐伏断陷凹地的中心埋深大于1 200 m。同时在罗北凹地内还发现了8～9条相间分布的断裂构造,认为这是控制成钾凹地、储集富钾卤水、张性断裂控制的地堑式断裂带。在对罗布泊盐湖盆地结构新发现的基础上,圈定了罗布泊北部找钾远景靶区,初步确定了寻找深部钾盐矿床的探索孔位,并提出了深部隐伏钾盐矿勘探的方法技术组合。     

罗布泊盐湖环状影像成因解释

根据遥感影像信息特征和盐湖气候变化模型,结合盐湖沉积特征和现代盐湖演化理论,通过对环状影像的成因进行解译和分析,将环状影像反映的1000年来盐湖气候变化的信息与北半球同期气候变化曲线对比,认为罗布泊盐湖是现代沉积形成的,是现代盐湖向干盐湖的演化历程中,由于气候冷暖交替变化而使盐湖沉积发生规律性变化的结果。     

新疆典型干盐湖成钾条件对比与指标模型初探

选取新疆塔里木盆地及准噶尔盆地的2个典型终端干盐湖罗布泊和玛纳斯盐湖,对其成钾条件和模式进行对比分析,分别从盆地地理纬度、构造位置、盆地规模、所处气候带以及区域水文化学特征、盐类矿物组合特征、钾盐富集特征和品位等多个方面进行了研究。罗布泊地区气候干燥指数＞150,补给河流的ρ(K)×10²/ρ(Cl)比值为3.29∶1～5.08∶1,晶间卤水的ρ(K)×10²/ρ(Cl)比值为3.71∶1～6.66∶1,卤水氯化钾品位1.4%,资源量达3.2亿吨。而玛纳斯湖干燥指数为8.63,补给水源的ρ(K)×10²/ρ(Cl)为1.5∶1～12∶1,晶间卤水ρ(K)×10²/ρ(Cl)为0.1∶1～1.6∶1,卤水氯化钾品位0.33%,资源量为37.23万吨。研究结果表明,罗布泊在气候和物源补给上都比玛纳斯湖具有明显优势,有利于形成大型钾盐矿。2个干旱区典型盆地可观察实验的成钾指标对比分析,对于建立蒸发岩盆地成钾指标模型具有重要的参考意义。