陕北奥陶系首次发现钾石盐

陕北奥陶系马家沟组含盐系石盐岩中首次发现的钾石盐,经电子探针分析,其化学组成为:K52.02%,Cl47.73%。实测折光率N=1.4903。经X 射线衍射分析及光学显微镜研究等手段证实为钾石盐确信无疑。     

陕北盐盆奥陶系马家沟组沉积相特征与沉积演化

本文主要依据陕北盐盆地的镇钾1井等8口基干井,通过岩心观察、测井解释、镜下薄片鉴定,同时结合区域构造资料并参考前人研究成果,对陕北盐盆奥陶系马家沟组岩石类型、沉积相、沉积演化进行了研究。结果表明岩石类型以碳酸盐岩和蒸发岩为主,碎屑岩等其他沉积岩发育较少。主要发育碳酸盐岩台地相,可进一步划分出开阔台地和局限蒸发台地两种亚相,开阔台地可识别出灰泥丘微相;局限蒸发台地可识别出云坪、盐湖、膏湖、淡化泻湖等微相。沉积演化表明,马一期-马六期,陕北盐盆经历了三次海进-海退旋回,沉积演化为陕北盐盆及钾岩的形成创造了良好的成盐古地理环境,海进期,海水提供充足的成钾物质补给,海退期形成的继承性盐盆,四周隆起,又处在有利的低纬度干旱蒸发气候环境,十分有利于钾岩的形成。陕北盐盆奥陶系马家沟组五段六亚段沉积期,盆底总体表现为"两坳夹一隆"的构造样式,即自西向东依次为呈NNE向展布的西部盐坳、中部隆起和东部盐坳,"西部盐坳"可进一步分为3个次级盐凹,自北向南依次为"西一盐凹"、"西二盐凹"和"西三盐凹";"东部盐坳"可进一步分为2个次级盐凹,即北部的"东一盐凹"和南部的"东二盐凹",这5个盐凹的盐系地层厚度大于150m,是陕北盐盆最佳成钾盐凹,也是优先进行钾盐探井部署的有利目标区。     

陕北盐盆马五6亚期构造分异对成钾区位的控制

本文以16口钻井资料为基础,通过井震联合标定解释,获取累计5595km二维地震剖面的速度等特征物性参数,利用变速成图方法,初步编制出陕北奥陶纪盐盆主要含钾层段——马家沟组五段六亚段盐系等厚图,并进行相应的构造分异解析。提出在陕北盐盆奥陶系马家沟组五段六亚段沉积期,盆底总体表现为"两坳夹一隆"的构造样式,其中厚度大于150m的成盐凹陷主要有5个。西部盐坳的发现、东二盐凹被进一步分解为东、西2个次级盐洼、以及"两坳夹一隆"构造样式的提出,系本次研究取得的新进展和认识,表明陕北盐盆并非是一个"平底锅",其内部存在多个受同沉积断裂控制的、相对活动的次级盐凹,这些次级盐凹将有利于富钾卤水的汇聚,为可能的大规模海相钾盐成矿提供了足够的可容空间和有利的构造区位。     

陕北盐盆马家沟组含盐系地层层序发育特征及地质意义

鄂尔多斯盆地中深部含盐系地层是中国陆相盐资源勘探开发的重点。在前人研究的基础上,文章采用Vail经典层序地层学理论,结合构造运动与海平面变化,通过对地震、测井资料的综合分析,应用井震结合技术,对古生界中奥陶统马家沟组地层开展层序地层研究,并进一步探究不同级别层序对含盐系地层发育形成的地质意义。研究结果表明,马家沟组地层划分为1个二级层序,3个三级层序,8个四级层序。二级层序（构造层序）和三级层序（沉积层序）共同影响含盐系地层平面及剖面发育特征。沉积作用（三级层序）控制原始盐体的形成;构造作用（二级层序）控制原始盐盆的形成,并对含盐系地层形态产生破坏、改造及调整。研究含盐系地层层序发育特征及其地质意义,能够为海相盆地中深层盐矿的进一步勘探开发提供方向和依据。     

四川南充盐盆下中三叠统杂卤石形成条件及找钾意义

杂卤石(K₂SO₄·MgSO₄·2CaSO₄·2H₂O)是一种复盐,为盐类矿产中分布较为广泛的一种含钾矿物,在四川盆地三叠纪蒸发岩中广泛发育,并经常和其它钾镁盐矿物密切共生。由于杂卤石较其它钾镁盐矿物的溶解度低,易于残存保留,因此常被作为寻找钾盐矿床的重要标志和线索。其中南充盐盆嘉陵江组五段-雷口坡组一段(T₁j⁵-T₂l¹)的杂卤石分布面积最广,剖面揭露较完整,主要和纹层状硬石膏及菱镁矿、岩盐、“绿豆岩”等岩类共生,组成各种韵律层,根据岩矿鉴定、化学分析杂卤石还往往伴有微量的硫镁矾、无水钾镁矾等钾镁盐矿物。因此研究四川盆地三叠纪杂卤石分布特征、形成条件,对进一步寻找钾盐和指出找钾方向具有重要实际意义。     

陕北奥陶纪盐盆马五6时期东、西部盐坳沉积环境对比研究

陕北奥陶纪盐盆位于鄂尔多斯盆地伊陕斜坡东部。研究表明:马五6亚期,盐盆存在"两坳一隆"的构造格局,即东、西部盐坳和中部隆起,东、西部盐坳在钾矿化情况、溴氯系数反映的水体咸化趋势方面初步显示了陕北盐盆东、西部沉积环境的差异。本文通过东、西部盐坳典型钻井马五6层位沉积学分析,揭示了马五6时期东、西部盐坳在水体深度变化、浓缩趋势、含钾量、淡化层段厚度、陆源物质输入方面均存在差异。其中,西部盐坳受海水影响大,水体变浅且持续淡化,泥质分布反映陆源物质贡献少,对钾盐的沉积与保存均十分不利。而东部盐坳受海水影响小,与西部盐坳水体联通性差,在马五6时期环境更为封闭,具体表现为淡化夹层分布数量少、厚度薄的特征;水体持续变深并浓缩咸化;泥质夹层较多,反映了相较于西部,陆源物质对其影响更大,上述特点为钾盐沉积提供了有利的地球化学条件及可容空间。东、西部盐坳沉积环境对比表明东部盐坳对成钾更为有利。     

成盐理论引领我国找钾取得重要进展

中国地质科学院矿产资源研究所郑绵平院士钾盐团队在地质调查项目和国家自然科学基金重点项目联合资助下,联合柴达木综合地质矿产勘查院等单位,在柴达木盆地西部阿尔金山前第四纪早期地层发现新型砂砾含钾卤水层,根据钻探资料控制的资源量3.5亿吨,有望成为柴达木盆地钾盐后备基地。在塔里木库车凹陷发现厚达百米的古新纪含钾盐矿层,氯化钾达工业品位盐层厚度为41 m;深入阐明了在四川盆地大规模三叠系杂卤石资源:提出该资源既是深层富钾卤水钾重要来源,更是宝贵的缓释钾肥;对上扬子盆地13个储卤构造含钾卤水矿进行评估,估算氯化钾资源量4917万吨;在滇西南勐野井建立钾盐二层楼成矿模式,大幅度缩小陕北奥陶系盐盆找钾靶区,海相钾盐找矿崭露曙光。     

云南兰坪-思茅盆地勐野井矿区钾石盐的特征及其沉积环境

本文运用X射线粉晶衍射(XRD)、透射电镜-能谱(TEM-EDS)和工业C T等方法,对云南江城勐野井钾盐矿床580m运输坑道地质剖面钾矿石的特征进行了研究。XRD和TEM-ESD结果给出,矿石中的盐类矿物主要是石盐、钾石盐、硬石膏和菱镁矿,钾石盐主要赋存在青灰色岩盐和灰绿色泥砾质岩盐中。CT结果表明,青灰色钾盐矿体中的石盐呈近似圆形和棱角分明的角砾,钾石盐沿石盐角砾的边缘呈条带状或不规则状分布,在条带状的内部可见钾石盐呈粒状或团块状分布,其中粒状钾石盐可能以八面体和立方体为主,而团块状钾石盐无特定晶形。钾石盐的这种分布特征表明,该盐类矿床在蒸发沉积过程中,早期沉积的石盐体呈遭受外力破坏,后期形成的钾石盐沿其裂隙沉积,表明钾石盐形成晚于石盐,且可能有多次沉积。     

四川盆地东部垫江盐盆早三叠世嘉陵江组四段杂卤石成因及对成钾的指示

四川盆地三叠纪是主要的成钾期,目前发现的主要含钾矿物为杂卤石,有关早三叠世嘉陵江组四段石盐岩中杂卤石成因一直存在争议.采用薄片鉴定、扫描电镜、稀土元素和锶同位素等手段,分析了四川盆地东部垫江盐盆长寿地区嘉陵江组四段石盐岩中杂卤石矿物形态特征,初步探讨了该杂卤石成因及对寻找海相钾盐的指示意义.扫描电镜下与石盐岩共生的杂卤...     

陕北成盐盆地奥陶纪成钾找钾远景分析

陕北奥陶纪盐盆地是我国目前发现最大的海相成盐盆地之一,笔者重点对该盆地最新完钻的5口钻井(米探一井、绥一井、佳一井、子洲一井、吴堡一井)原状岩芯的马五-6亚段进行系统野外编录及采样。并对其进行了沉积学、矿物学和地球化学的综合研究,结果表明,马五-6亚段成盐卤水演化已达钾石盐沉积阶段,尤其是东南部的绥一井岩芯的矿物学和地球化学特征显示其含钾显示较好,预示着陕北奥陶纪盐盆地具有成钾远景。     

陕北奥陶系钾盐层位的发现与研究

陕北奥陶系是一个大型海相蒸发岩盆地,笔者在盆地东侧下奥陶统马家沟组,发现了钾石盐,光卤石等钾盐矿物,这是世界上首次在奥陶系发现钾盐,笔者较详细地研究了地质条件,含盐岩系剖面特下,物质成分和地球化学等,探讨了蒸发岩沉积的古地理环境和成盐模式据蒸发岩组成特征,结构构造,赋存状态,组合关系,地球化学诸方面的综合研究,认为陕北盆地钾盐沉积形成于残留卤水湖和干盐湖阶段。     

陕北盐盆奥陶系马家沟组五段蒸发岩沉积环境与作用——来自石盐流体包裹体的证据

陕北盐盆地因发育全球罕见的奥陶系马家沟组五段含盐地层受到广泛关注。文章运用X射线粉晶衍射矿物组分半定量分析、流体包裹体的均一温度、拉曼光谱、扫描电镜能谱和包裹体氢同位素分析等多种手段,对陕北米脂县境内两口钻井奥陶系马家沟组石盐岩进行了分析和测试。流体包裹体均一温度测试结果表明,石盐岩中原生单一液相包裹体、次生正方形单一液相包裹体的均一温度平均值分别为27.9℃、30.6℃,峰值均为25~30℃,次生与原生的流体包裹体的形成环境基本一致。在重结晶程度高的层段,石盐岩流体包裹体的δD值和石盐岩K+含量的变化趋势相反,结合该时期内含盐层段宏观地质特征以及钾石盐颗粒常呈圆粒状赋存在石盐晶间裂缝等微观证据,笔者认为研究区石盐岩沉积时因外来水体频繁侵入导致原生石盐岩发生溶解和重结晶,降低了形成大规模钾盐矿床的概率。     

陕北盐盆中奥陶统马五段蒸发岩硫同位素特征及其古环境意义

奥陶纪时期陕北盐盆位于华北海与祁连海的连接处,该地区在中奥陶世沉积了巨厚的蒸发岩-碳酸盐岩相,其马家沟组五段岩性以中薄层泥晶-细粉晶白云岩-硬石膏岩、中厚层粗粉晶白云岩与灰岩、中厚层石盐-硬石膏、硬石膏-石盐-泥岩的组合特征。本文对马五段蒸发岩-碳酸盐岩层硬石膏硫同位素特征开展了系统的研究工作,研究表明陕北盐盆奥陶系马五段硬石膏硫同位素值普遍较高,马五段大部分硬石膏硫同位素值其分布范围为25.03‰~29.25‰,落于奥陶纪全球海水δ~(34)S值范围内。硫同位素值的大小与岩性密切相关,硬石膏δ~(34)S值具体表现为灰岩/白云岩段均值为27.28‰(25.77‰~29.25‰)泥岩段均值为26.22‰(25.49‰~28.08‰)石盐段均值为25.41‰(25.03‰~26.04‰)。多种因素影响蒸发岩盆地硬石膏同位素值差异,研究区海侵阶段具有δ~(34)S高值,主要受海相沉积作用、古气候及缺氧状态下MSR作用等因素影响;海退阶段封闭环境具有相对较低δ~(34)S值,卤水形成封闭循环及淡水溶解地层原有硫酸盐矿物形成的混合卤水的加入等因素影响。     

鄂尔多斯盆地中奥陶统马家沟组沉积环境模式

中奥陶统马家沟组是鄂尔多斯盆地的主要天然气储集层之一。奥陶纪由于西边贺兰裂谷和南面秦岭裂谷发生扩张裂离,在盆地西缘和南缘产生裂谷肩翘升,形成 L 形隆起带。在均衡补偿作用下,隆起带东侧伴生一西缓东陡不对称的(内)陆架盆地。研究建立的东西向穿越(内)陆架盆地中心的沉积模式表明:当高海平面时期,L形隆起带沉没于海平面之下,(内)陆架盆地海水环境正常,气候湿润,石灰岩沉积遍及整个盆地;包括隆起带上,仅(内)陆架盆地风暴浪基面之下中心位置有少量灰质白云岩和白云岩沉积。低海平面时期,气候干旱,L 形隆起带接近或有时出露海平面之上,(内)陆架盆地海水补给主要来自东方,(内)陆架盆地处于半局限和局限环境,盆地中心沉积了硬石膏岩和白云岩,盆缘硬石膏岩白云岩坪为白云岩沉积区。极低海平面时期,气候极为干旱,L 形隆起带成为剥蚀区,(内)陆架盆地仅能从东面获得少量已浓缩的海水补给,盆地海水中 CaSO_4和 NaC1高度浓缩,盆地中心沉积石盐岩,盆缘白云岩硬石膏岩坪则沉积硬石膏岩,夹石盐岩和白云岩。L 形隆起带以西毗邻贺兰海槽陡斜坡带,发育各类重力流碳酸盐岩沉积环境,海槽内沉积碳酸盐和硅质碎屑混积型浊积岩。L 形隆起带以南,即渭北隆起地区,整个马家沟期发育为末端变陡的缓坡沉积环境。     

鄂尔多斯盆地南部奥陶系马家沟组白云岩特征及成因机理分析

宏观与微观结合并以地球化学分析为主要手段,研究认为:鄂尔多斯盆地南部奥陶系马家沟组存在准同生白云岩化、渗透回流及混合水白云岩化、埋藏白云岩化和热液白云岩化4种白云岩化成因。准同生白云岩主要发育于马一、三、五段,由常规蒸发泵白云岩化形成;渗透回流及混合水白云岩由富镁盐水下渗白云岩化以及富镁盐水混同大气淡水对先成碳酸盐岩进行白云岩化共同作用形成;埋藏白云岩为大气降水溶蚀古陆老硅铝质岩石形成的盐水下渗和海(湖)水沿溶蚀孔洞下渗这两种白云岩化叠加形成的;热液白云岩为热液在粗晶粒白云岩孔隙或构造裂缝中溶蚀碳酸盐岩,过饱和后晶出。     

陕北地区奥陶纪马家沟组五段沉积时期岩相古地理演化*

陕北地区马家沟组五段沉积时期(简称马五期)沉积的碳酸盐岩地层是重要的天然气储集层。为明确各沉积期岩相古地理演化特征,在对周缘野外地质剖面考察、研究区内98口井的岩心观察、测井曲线形态分析的基础上,对陕北地区马家沟组马五₁₀—马五₁各亚段的岩相古地理演化特征进行了恢复。结果表明,马五₁₀—马五₁各亚段以海相碳酸盐岩台地沉积为主,包括局限台地、开阔台地和蒸发台地3种亚相,并进一步细分为: 云坪、膏云坪、含膏云坪、泥云坪、灰云坪、灰坪、颗粒滩、云灰坪、泥灰坪、膏盐湖等10种沉积微相;从马五₁₀到马五₁岩相古地理单元整体表现为自东向西的环带状分布特征,环带中心主要位于延长、延川和清涧一带,值得注意的是,马五₂沉积时期由于受南部较强构造抬升作用影响,古地理单元环带中心呈现出向西北挪移的特征,环带中心位于靖边、子长一带;马家沟组各沉积时期的旋回性环带沉积为储集层叠合发育奠定了物质基础,云坪、膏云坪、含膏云坪、颗粒滩微相易于形成有利储集空间,纵向上的马五₁₊₂、马五₄、马五₅、马五₇、马五₉亚段为该类相带较发育的层位,是区域勘探开发的重点领域。