四川华蓥山浅层杂卤石钾矿地质特征及其成因意义

四川浅层杂卤石钾矿分布于华蓥山背斜北倾没端下中三叠统之硬石膏岩层中。杂卤石钾矿体呈透镜体状分布,伴有多钙钾石膏和硫锶钾石,为富钾溶液交代作用形成。浅层杂卤石钾矿具有资源及固态可溶性钾盐找矿的指示意义。     

川东北宣汉地区新型杂卤石钾盐矿的地球化学特征及其意义

新型杂卤石钾盐矿分布于川东北宣汉地区早-中三叠世蒸发岩层中,以杂卤石碎屑不均匀的分布于石盐层为特征。笔者对HC3井新型杂卤石钾盐矿段进行连续取样,并进行水溶化学实验,根据其可溶部分的主量、微量元素特征发现:①溶液中的(K+Mg)/Ca值平均为1.24,略小于杂卤石中的(K+Mg)/Ca值(1.27),整体损失率为2.36%,远小于CaSO4组分在杂卤石中的含量(48%),表明杂卤石在石盐基质溶解形成的NaCl溶液中有较好的溶解度,有利于溶采;②Br×103/Cl值分布在0.16～0.44,显示新型杂卤石钾盐矿的蒸发阶段位于正常石盐阶段内,整体较高,蒸发阶段稳定无剧烈波动,仅顶部出现快速淡化,结合前人对杂卤石的成因研究,笔者认为石盐层不具备形成杂卤石的条件,杂卤石碎屑是一种"外来物";③含硬石膏碎屑中,(K+Mg)/Ca值随着Br×103/Cl值的增加而增高,表明碎屑中的杂卤石的含量随成盐卤水浓缩程度的升高而增加。     

青海察尔汗盐湖别勒滩区段杂卤石成因及其成钾指示意义

别勒滩区段位于青海察尔汗盐湖西部,前人认为察尔汗盐湖固体钾盐矿物以光卤石为主,在别勒滩区段西部发现有杂卤石,但并未引起足够重视,对杂卤石成因未做详细研究。本文通过对别勒区段七个钻孔样品的矿物鉴定及地球化学分析,发现别勒滩区段杂卤石以原生和准同生交代方式赋存,且以后者为主,多交代石膏等硫酸盐矿物产出,少量出现交代石盐现象。杂卤石主要分布于别勒滩中西部地区,整个别勒滩区段自西向东出现了以杂卤石为主渐变为以钾石盐—光卤石为主的分布规律。结合别勒滩区段晶间卤水的补给条件,研究认为别勒滩区段杂卤石形成是涩聂湖硫酸镁亚型湖水与先期形成的盐类矿物发生交代反应的结果。别勒滩地区杂卤石作为典型的陆相成因,对研究海相蒸发岩矿床中普遍存在的杂卤石成因具有一定的对比借鉴意义,海相蒸发岩矿床中的杂卤石可能是盆地形成的内陆盐湖湖水与早期沉积的盐类矿物发生交代反应形成,对寻找海相钾盐有一定的指示意义。     

基于人工智能的川东北三叠系杂卤石地震识别

作为钾肥的主要来源之一,杂卤石矿藏具有旺盛的需求。我国川东北地区三叠系海相地层中,杂卤石矿藏发育。但该地区杂卤石矿体埋藏较深、分布散乱,勘探难度极大。为降低开发成本,需要充分借助地震资料的优势,为钾盐储层的描述提供钻前支持。针对该地区杂卤石层地震反射特征复杂、常规波阻抗反演方法难以直接预测的问题,本文引入人工智能算法对地震资料进行数据挖掘。本方法首先通过模糊粗糙集属性约简,提取适合富钾地层表征的敏感地震属性;然后以极限学习机为数据挖掘工具,自主学习敏感地震属性和井中实测钾含量曲线的非线性映射关系,形成了基于极限学习机的杂卤石预测方法。应用结果证明:利用极限学习机人工智能方法成功地对川东北地区的杂卤石进行了预测,取得了预期的地质效果,为该地区利用地震数据探寻杂卤石提供了一条新的勘探思路。     

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。     

四川盆地三叠系杂卤石的时空分布、显微特征及成因研究

四川盆地是我国重要的成盐聚钾盆地,三叠系嘉陵江组、雷口坡组发育大量的杂卤石,具分布广泛、层数多、累计厚度大的特点。前人对杂卤石的微观结构及成因机制研究较少,影响了四川盆地杂卤石钾盐资源的勘查及深部化学开采。本次研究通过野外调查,结合薄片、电子探针、定量光谱分析及蒸发试验等方法,开展杂卤石的微观组构特征及成因机制研究。研究发现四川盆地杂卤石的分布与盐岩分布并不一致,杂卤石主要分布在广安—武胜、邛崃—浦江、长寿—垫江地区,四川盆地以发育“硬石膏—岩盐—杂卤石—岩盐—硬石膏”、“硬石膏—杂卤石—硬石膏”两种成钾序列为主,微观形态以 ① 呈块状、片状、集合体状、不规则粒状与石盐、硬石膏共生;② 呈放射状、纤维状、花瓣状与硬石膏共生;③ 呈星点状、碎片状、港湾状与硬石膏共生三种为主。研究认为杂卤石主要有原生沉积及后生交代两种成因,“硬石膏—岩盐—杂卤石—岩盐—硬石膏”型的杂卤石应为从饱和含钾卤水中直接析出,“硬石膏—杂卤石—硬石膏”型杂卤石为交代成因,杂卤石交代硬石膏,具明显的交代残余结构,钾石膏可能作为交代过程的中间产物。盐类矿物在沉积成岩—埋藏变形变质—差异隆升改造等漫长的过程中会出现溶解、交代、重结晶等改造和重塑,形成现今四川盆地含盐剖面的组合特征。     

川东北普光地区新型杂卤石钾盐矿的物源:Sr、S同位素证据

新型杂卤石钾盐矿是近年来发现于四川盆地东北部早—中三叠世的一种可溶性海相固体钾盐,因其可利用性及低成本可开采特征,及其对海相找钾实现突破性进展提供的指示意义,引起了工业界及学术界的广泛关注。但当前以新型杂卤石钾盐矿为载体的海相成钾理论研究尚处于探索阶段,本文聚焦川东北普光地区中下三叠统新型杂卤石钾盐矿,将锶、硫同位素研究方法应用于杂卤石碎屑、石膏及"绿豆岩"等样品,以探讨新型杂卤石钾盐矿中不同组分的物源特征。分析结果显示,杂卤石碎屑和矿层底部硬石膏样品具有相似的δ³⁴S和⁸⁷Sr/⁸⁶Sr同位素特征,δ³⁴S分布在27.9‰～28.9‰之间,⁸⁷Sr/⁸⁶Sr介于0.70826～0.70829之间。该研究结果与同时期全球海相硫酸盐的δ³⁴S和全球海水的⁸⁷Sr/⁸⁶Sr的可对比性表明上述组分的主要物源应为同时期海水。该研究结果为进一步新型杂卤石钾盐矿成矿模型的建立及海相成钾理论的补充和完善提...     

溶浸开采深埋藏杂卤石可行性及溶浸动力学模拟

我国杂卤石矿资源丰富,由于其较难溶性和深埋藏的特点,至今仍未开发利用。根据杂卤石矿成矿条件分析,该矿具有良好的封闭围岩,具备溶浸开采的基本地质条件。溶浸开采杂卤石的技术关键在于其中有效成分的溶出。理论及实验基础研究表明CaCl2等无机盐溶液可改善杂卤石的溶解性能。溶浸开采可能成为深埋藏杂卤石的开发的有效途径。通过实验考查溶浸剂CaCl2浓度、矿石粒度、渗滤速度、渗滤路径等影响杂卤石溶解过程的技术因素,溶解过程动力学研究结果表明用氯化钙溶液渗滤浸出杂卤石的过程符合В.С.Голубев—Г.Н.Крuчев建立的金属浸出动力学模型即C=CH[1-e-γ(χ-vBt)U-vB]。浸出液中K+浓度同渗滤速度与渗滤路径长度之比呈指数关系。根据溶解实验数据求得钾浸出速率常数及钾充分浸出开始到进入液相所需的时间。当渗滤速度从0.159m/h提高到0.318m/h时,浸出速率常数分别为0.03132h-1和0.04383h-1,金属离子充分浸出开始到进入液相所需的时间由297.528h降为218.997h。地浸开采深埋藏杂卤石可以缓解我国钾盐资源紧缺矛盾。     

川东北嘉陵江组嘉四-五段杂卤石地震识别及属性预测方法

杂卤石作为一种重要的钾盐矿产,在川东北地区下三叠统嘉陵江组嘉四-五段(T₁j^4-5)分布广泛,而T₁j^4-5埋藏深,杂卤石横向分布不稳定,利用地震技术对杂卤石进行预测是本区钾盐勘探的必要需求。而杂卤石夹杂在低速盐膏岩和高速膏云岩互层的地层中,一般单层较薄,在地震剖面上反应弱,地震识别困难。本文通过井震联合对比和地震正演分析,总结了杂卤石的地震响应特征,认为杂卤石由于形成机理的特殊性,其一般位于厚层盐膏层的上部,因此在地震上具有低频、强波谷背景上的高频、弱振幅的特征。在低频地震剖面上,杂卤石对应低频、强波谷的部位;而在高频地震剖面上,杂卤石对应高频、弱波峰的部位。在此基础上,通过分析传统的层属性在杂卤石预测上的难点和制约因素,提出了利用杂卤石在高、低频地震体上的幅频差异特征,通过体属性运算预测杂卤石分布的技术方法,并取得了较好的预测效果。该方法可为其他地区杂卤石的地震识别和预测提供借鉴。研究结果认为,杂卤石在纵向上主要发育于T₁j^4-5第2旋回盐膏层的上部,平面上主要在盐膏层塑性变形增厚的部位富集,呈条带状展布。     

K~+、Na~+、Mg~(2+)、Ca~(2+)/Cl~-、SO_4~(2-)-H_2O六元体系中杂卤石形成条件的研究

<正> 杂卤石(K_2SO_4·MgSO_4·2CaSO_4·2H_2O)是一种分布较广的钾盐矿物,几乎所有硫酸盐型的钾盐矿床中都有杂卤石层分布。波兰下三迭统赫洛波夫杂卤石矿床是一重要的工业矿床,绝大多数氯化物型钾盐矿床中也常有少量杂卤石产出。杂卤石是最易保存的钾盐矿物之一。美国新墨西哥钾盐矿床,就是在石油钻井岩屑中发现了杂卤石之后,进一步找到钾石盐的。袁见齐教授(1974)指出:就现有的地质资料来看,杂卤石的产出无论是在时间上还是在空间上都与可溶性钾盐矿层(或矿化)有密切的关系。不论成因如何,一个盐盆地中若有杂卤石出现,其中就有可能存在其它钾盐矿物或矿     

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。     

哈萨克斯坦日良矿成矿模式及其开发潜力

中国是个缺钾的国家,每年需要大量进口钾肥。哈萨克斯坦的日良钾盐矿是一座大型钾石盐-杂卤石矿山,位于哈萨克斯坦西部滨里海盆地的东部边缘,紧邻乌拉尔褶皱带。含盐矿层为二叠系孔谷阶,矿体位于近南北向的日良背斜上,上钾盐层为2~3个钾石盐分层,下钾盐层为3个杂卤石分层。日良钾盐矿与滨里海盆地及乌拉尔褶皱带上的其他钾盐矿(如上卡姆钾盐矿)的沉积条件类似,同时拥有滨里海盆地及乌拉尔褶皱带上其他钾盐矿的特征,但具有独特的产生大规模原生杂卤石成矿条件,使得研究日良的杂卤石对研究滨里海盆地及乌拉尔褶皱带这2个重要钾盐成矿带的形成和演化有很大的参考价值。     

柴达木盆地昆特依盐湖含杂卤石地层高分辨率矿物学研究

柴达木盆地昆特依盐湖杂卤石资源丰富,是开展现代内陆盐湖杂卤石成因机制研究的良好载体。精细刻画沉积特征对阐释沉积矿床成因具有重要作用。本研究以昆特依盐湖大盐滩矿区ZK3608钻孔岩芯14.08-25.48 m段碎屑-杂卤石沉积韵律为研究对象,开展高分辨率矿物学研究,结合石盐流体包裹体化学组成和石盐中微量元素分析,尝试从高分辨率沉积学和矿物学的角度探讨杂卤石的成因。研究结果显示,石盐层产出的杂卤石含量低但分布范围广,为原生矿物;碎屑层中的杂卤石主要为次生矿物。石盐层与碎屑层之间存在一个过渡层位,该层位的杂卤石高度富集且矿物组成复杂,推测是由于原生与准同生杂卤石短时间内先后形成导致的。结合石盐流体包裹体化学组成所代表的古卤水变化特征分析表明,Ca-Cl型深部油田卤水的补给对研究区不同时期杂卤石的形成有重要影响。地球化学特征综合分析指示,石盐层的原生杂卤石由富钾镁的浓缩卤水与Ca-Cl型深部油田卤水混合直接生成;而过渡层位的杂卤石受到气候变化与Ca-Cl型深部油田卤水补给的共同作用。     

四川盆地含钾地层的地球物理测井标志、判别模型与应用——以川中广安地区为例

长期以来, 钾盐层的测井识别都以放射性测井为主, 辅佐以其他常规测井方法。在没有其他含钾矿物影响的情况下, 运用效果良好。据地质资料显示, 川中广安地区为一杂卤石沉积区, 存在多个杂卤石层。除此之外, 该地区亦存在泥岩、泥质云岩、菱镁矿泥岩及火山凝灰岩等含钾岩石, 均具有较高放射性, 给利用放射性测井划分杂卤石层带来了一定困难。针对多种含钾岩石在各测井曲线上的差异, 本文提出了利用测井曲线综合分析法、测井曲线重叠法、交会图分析法及自然伽马能谱测井判别模型等识别杂卤石层, 并对川中广安地区不同构造上的多口井进行了杂卤石层划分。对比录井资料, 效果良好, 验证了方法及模型的实用性。对杂卤石测井响应特征进行了统计, 并对其分布层位、有效厚度进行了总结, 探索了川中广安地区杂卤石分布情况, 拓展了地球物理测井资料在钾盐勘探中的运用。     

川宣地1井发现厚层海相可溶性“新型杂卤石钾盐”工业矿层

1研究目的(Objective)近年来,中国地质科学院矿产资源研究所郑绵平院士团队在四川盆地东北部宣汉普光地区下三叠统嘉陵江组四—五段(简称“嘉四—五段”)发现了一种与石盐共生的碎屑颗粒杂卤石,此种分布于石盐基质中的碎屑颗粒杂卤石易溶于水,便于采用水溶法低成本、规模化开采,因而被命名为“新型杂卤石钾盐矿”,是一种全新的海相可溶性优质硫酸盐型钾盐矿床类型。为进一步查明新型杂卤石钾盐矿的沉积分布特征与含钾性等基本地质参数,结合区域物探资料和野外地质调查结果,优选钻探靶区,以嘉四—五段为主要目的层系,设计部署锂钾综合地质调查井——川宣地1井,力争取得海相可溶性新型杂卤石钾盐找矿突破,并为该区钾盐资源评价提供可靠依据。     

马海盐湖北部矿段低品位固体钾矿中钾盐矿物的赋存特征及成因探讨

马海盐湖位于柴达木盆地中北部赛什腾凹陷内, 其矿区北部矿段全新统固体钾矿大规模固液转化开采已稳定运行近十年, 为钾肥生产提供了重要的资源保障。本文拟查明马海矿区北部矿段现阶段低品位固体钾盐矿物的类型和赋存特征, 开展了矿物薄片鉴定、能谱扫描电镜和X射线粉晶衍射等分析测试工作, 为水溶开采的可持续开发提供依据。研究发现: (1)杂卤石集中分布在70–79勘探线, 以原生和后生交代成因赋存, 且以前者为主。原生杂卤石呈片状、纤维状、粒状、纤维放射状和花瓣状集合体; 后生交代成因的杂卤石呈浸染状和具石膏假象的毛毡状。(2)光卤石多分布在67–70勘探线, 呈熔融状、他形粒状、裂纹状, 与石盐、杂卤石、钾石盐等矿物共生。(3)钾石盐仅在72勘探线集中分布, 呈自形-半自形立方单体, 与光卤石、杂卤石、水氯镁石等矿物共生。(4)根据马海盐湖杂卤石赋存特征分析其成因可能为在气候干冷, 流域补给水量减少, 湖水大面积收缩和浓缩, 矿区东南部富K+、Mg2+的硫酸镁亚型卤水与牛郎织女湖富Ca2+的高盐度氯化物型卤水发生混合掺杂作用, 形成了含钾镁钙硫酸盐型杂卤石钾盐矿物。高盐度氯化物型卤水在向东南部浓缩中心迁移渗透过程中, 受蒸发和浓缩, 便在研究区西北部形成了氯化物型光卤石、钾石盐等矿物。(5)需要根据杂卤石的赋存特征, 制定相应的固液转化方案。     

基于支持向量机的川中杂卤石分类识别研究

杂卤石是四川盆地主要的固态钾矿物,川中地区大多数杂卤石层不纯,通常伴随石膏层、硬石膏层、盐岩层发育,甚至同层沉积,常规测井解释方法只能粗略地识别杂卤石层。以支持向量机理论和测井解释为基础,测井数据作为输入,构建预测模型,对川中地区下中三叠统杂卤石样本做精细识别,将识别结果与录井资料验证对比,正确率达到90%以上。再以预测模型为基础,结合含杂卤石岩性在测井曲线上的响应情况,构建杂卤石层分类识别模型,识别杂卤石层、石膏质杂卤石层和杂卤石膏岩层,识别正确率达到91.78%,与常规测井解释方法相比具有明显优势。结果表明,将支持向量机运用到找钾矿中具有广阔的前景。     

柴达木盆地别勒滩杂卤石矿床特征及其沉积环境研究

别勒滩是青海察尔汗盐湖固体钾矿的主要分布区段,也是企业固转液开采和生产钾盐的主要矿区,该区段分布着大面积的杂卤石矿(K₂Ca₂Mg[SO₄]₄2H₂O)。文章利用2022年察尔汗盐湖储量核查项目获得的岩芯样品和钻孔资料,通过系统的分析测试,开展别勒滩杂卤石成矿特征及沉积环境研究。文章首次查明别勒滩区段杂卤石矿床分布面积超过150 km²,平均厚度0.8 m,w(K₂SO₄)平均大于5%,计算获得K₂SO₄资源量2089.79×10⁴t。研究认为,别勒滩杂卤石形成于钾石盐、光卤石析出阶段的高浓缩盐湖相沉积环境,周期性淡化带入的大量Ca²⁺和SO₄^2-与卤水中含量较高的K⁺、Mg²⁺离子反应形成了杂卤石矿层。别勒滩杂卤石矿层具有较好渗透性和给水...     

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。     

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。