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…     

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。     

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。     

The Impact of the Linked Factors of Provenance, Tectonics and Climate on Potash Formation: An Example from the Potash Deposits of Lop Nur Depression in Tarim Basin, Xinjiang, Western China

Potash deposits commonly accumulate in highly restricted settings at the final stage of brine evaporation. This does not mean that potash deposits are formed simply as a result of the evaporation concentration of seawater or lake water, but rather as a coupling result of particular provenance, tectonics and climate activities. In this paper, we focus on the formative mechanism of the potash deposits of Lop Nur depression in Tarim Basin to interpret the detailed coupling mechanism among provenance, tectonics and climate. In terms of the provenance of Lop Nur Lake, the water of the Tarim River which displays “potassium-rich” characteristics play an important role. In addition, the Pliocene and Lower-Middle Pleistocene clastic beds surrounding Lop Nur Lake host a certain amount of soluble potassium and thus serves as “source beds” for potash formation. During the late Pliocene, the Lop Nur region has declined and evolved into a great lake from the previous piedmont and diluvial fan area. Since the mid Pleistocene, the great-united Lop Nur Lake has been separated and has generated a chain system consisting of Taitema Lake, Big Ear Lake and Luobei Lake which has turned into the deepest sag in Lop Nur Lake. Dry climate in Lop Nur region has increased since the Pliocene, and became extreme at the late Pleistocene. The study implies that potash formation in Lop Nur Lake depends on the optimal combination of extreme components of provenance, tectonics and climate during a shorter-term period. The optimal patterns of three factors are generally characterized by the long-term accumulation and preliminary enrichment of potassium, the occurrence of the deepest sub-depression and the appearance of an extremely arid climate in Lop Nur region. These factors have been interacting synergistically since the forming of the saline lake and in the later stages strong “vapor extraction” caused by extremely arid climate is needed to trigger large scale mineralization of potash deposits.     

新疆罗布泊盐湖卤水资源综合开发研究

罗布泊盐湖赋存有丰富的含钾硫酸镁亚型卤水,现已探明仅罗北凹地区段孔隙度储量2.67×109t(折合KCl),属特大型钾盐卤水矿藏,是生产硫酸钾的理想原料;此外,卤水中含有丰富的钠、镁、锂、硼等资源,综合回收利用价值较大。本文针对罗布泊盐湖卤水资源,在有效利用盐湖钾资源同时,加快其他共生资源的综合开发进程,将新疆罗布泊盐湖资源开发建设推向持续、合理、有效、高值的循环经济发展的道路,为国家西部经济开发做出贡献。     

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...     

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。     

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。     

新疆罗布泊超大型卤水钾矿发现20年

"罗布泊超大型卤水鉀矿"的发现,是中国众多地学科学家40年探寻预测的。王弭力研究员及其团队,于1995年秋首次踏进罗布泊"罗北凹地",当年找到4356万t优质卤水鉀矿;经五年科研和勘探,查明儲量达2.5亿t、为超大型卤水鉀矿。理论创新,成为完成科硏和勘探的关键,加速了百万吨级"罗钾公司"硫酸钾肥生产成功投产。古丝绸之路上生命回归、一颗新星"罗布泊"镇诞生,"百年罗钾"资源保障科研探钾即将启动,中国几代"钾盐人"的梦想成真。     

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。     

新疆罗布泊富钾卤水矿床异常富集机理

罗布泊是世界上最大的单体硫酸盐型液体钾盐矿床,对于其矿床成因一直存在争议.基于大量盐泉、地下潜水及地表水的化学实测数据,从水文化学的角度探讨罗布泊富钾卤水矿床成因.结果表明,矿区富钾卤水钠氯系数为0.76～1.24,钾氯系数为38.58～60.49,主体表现为溶滤型卤水特征,指示有其他来源卤水混合参与成矿;首次在罗布泊...     

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。     

罗布泊第四纪湖盆物源与盆地构造演化特征：来自LDK01孔碎屑锆石U-Pb年龄证据

为揭示罗布泊盐湖第四系潜在物源区及凹陷阶段性演化过程,本文对罗布泊第一口钾盐科探深钻LDK01孔更新统不同深度样品进行碎屑锆石U-Pb微区定年分析。Th/U比值显示,钻孔碎屑锆石类型主要为岩浆锆石,少量为变质成因锆石。锆石年龄主要集中在209~240Ma、265~304Ma、320~385Ma、406~446Ma、705~880Ma及2376~2405Ma几个区间。综合分析潜在物源区的岩石属性和年龄构成,初步认为罗布泊地区前寒武纪年龄来自北部山前库鲁克塔格地区,加里东期碎屑锆石可能来源于阿尔金造山带和(或)南天山构造带。276Ma的峰值记录了塔里木盆地二叠纪大火成岩省事件,南天山最有可能为主导物源区。印支期和新生代碎屑锆石年龄暗示了北山地块和东天山,甚至较远的帕米尔-西昆仑山等地可能也提供了物源。凹陷周缘富钾岩体广泛出露,经风化、淋滤搬运至罗布泊,为凹陷第四纪成钾提供了有利的物质来源。塔里木盆地内部流域带来的碎屑组分是主要的物质来源,近源地区造山带岩体提供的物源有限。碎屑锆石年龄纵向变化特征显示,罗布泊北部地区在中更新世发生一次明显的构造抬升,可能是导致罗北凹地形成的重要原因。     

柴达木盆地西部卤水水化学特征与找钾研究

柴达木盆地自中生代末-新生代初以来,四周山体不断抬升,形成"高山深盆"的沉积环境,为盆地带来了大量盐类物质,再加上晚第三纪干旱封闭的气候环境,使其西部沉积了广阔而厚层的盐岩.在对柴达木盆地西部第三系、第四系地层出露盐矿点实地考察的过程中,采集、分析了22件水样品的水化学组成,通过K+含量及一些水化学系数变化特征的研究,查明了卤水的水化学类型主要为氯化物型和硫酸镁亚型,其成因基本属溶滤岩盐卤水、深部循环水以及二者的混合水体,Br-、B3+、Sr2+、Li+等微量离子含量较高,区域差异性较大,出现显著水化学系数异常;相比之下,柴达木盆地西部南翼山坳陷Br-、B3、Sr2+、Li+含量值明显高于昆特依、察汗斯拉图、油砂山、开特米里克、油泉子、油墩子等坳陷区.Br×103/Cl、K×103/Cl等具找钾意义的水化学系数比其他地区高1～2倍,Br-、K+出现相对的富积,推测该坳陷成盐原始卤水曾浓缩达到较高析盐阶段或可能有大量深部富钾水体的补给,可作为寻找钾盐矿(富钾卤水)重点区域之一.     

罗布泊盐湖承压卤水开采新技术及可采性研究

罗布泊罗北凹地承压卤水主要储集于钙芒硝层,钾含量高(>0.5％),是该区重要的后备钾盐资源之一.本文利用大气联通法及辅助孔注入卤水法,对罗布泊罗北凹地钾矿区富水性较差的3～11采卤井进行了改造.五次大规模、长时间段的抽水试验结果表明,上述技术手段改善了深部承压卤层的储集结构,有效增强了含水层水力联系,提高了含水层单位涌水量,增率达22.7％.由此证实大气联通法及辅助孔注水法,可以有效提高罗北凹地钾矿区承压卤水采卤率.同时,辅助孔与采卤井的距离以及辅助孔注水量对采卤率有较大影响.该成果可为矿区承压卤水大规模开采利用提供借鉴和指导.     

塔西南坳陷古新统蒸发岩沉积条件及成因模式初探

基于近期野外地质调查及钻井资料整理,对塔西南地区古新统蒸发岩沉积特征、展布规律及成因模式进行了初步探讨。研究表明,塔西南古新统吐依洛克组蒸发岩以石盐岩为主,为海退过程中的产物;阿尔塔什组蒸发岩以石膏岩或者硬石膏岩为主,为缓慢海侵的产物。吐依洛克组石盐岩沉积是海退背景下、多级盆地卤水回流的结果,其受控于同时期区域性构造运动和海平面变化等多种因素。古新世早期,从卡拉库姆盆地向东至费尔干纳-阿富汗-塔吉克盆地再到塔西南地区,在空间上表现为一个自西向东水体盐度逐渐升高的湖链系统。在塔西南与最西部特提斯海之间,以石膏相为主的预备盆地的出现,是导致塔西南地区吐依洛克组蒸发岩以石盐岩为主而显著缺乏石膏岩的主要原因。这种多级次级盆地中卤水的回流作用对盐类物质向后期分异具有积极意义,指示了塔西南古新统具有较好的成钾远景。     

Progress in the investigation of potash resources in western China

Through the study of the geological conditions of potash deposits in China from recent years, a new understanding of potash theories has arisen that appropriate Chinese geological features. Important progress and substantial breakthroughs have been gained in the direction and management of potash prospecting: (1) Important breakthroughs in continental potassium prospecting: The “Quaternary gravel type deep potassium rich brine metallogenic model in western Qaidam” ensures Quaternary deep potassium rich brine prospecting will grow new KCl resources by 350 Mt, providing a resource guarantee for meeting the Chinese demand for sylvite. (2) The Marine facies potash prospecting shows good prospects: the determination of the new type of Triassic polyhalite potash ore deposits in Sichuan provide an important scientific basis for the establishment of exploration planning and the selection of exploration target areas for polyhalite minerals in the Sichuan Basin; The “two-storey potash deposits model” in southwestern Yunnan has been confirmed, which indicates prospects for the exploration of potash in the deeper Marine facies in southwestern Yunnan are likely to be successful. The discovery of a high concentration of rich bromite salt and potash salt in the Paleogene of the Kuqa depression and the southwestern Tarim region provides strong support for the likelihood large-scale potash deposits exist in these regions.     

罗布泊形成及演化的地质新说

位于塔里木盆地东北端的罗后是现今塔里木盆地的最低点，其形成受新生代以来塔里木盆地东南缘阿尔金走滑断裂系及东北缘库鲁克塔格走滑断裂系的控制。由于基羌民怪的左行走滑及孔雀河断层的右行走滑，在罗布泊－带产生近东西赂的拉张背景，罗布泊即暗生这一拉背景的一个箕状凹陷。罗布汪周缘及塔里木河下游水系的分布，均受控于该地区新生代以来的断裂构造。