我国钾盐找矿规律新认识和进展

本文通过对比研究国内外钾盐矿床成钾特征,总结出了我国海、陆相成盐盆地和成盐成钾特性:成盐具有多期性、成盐时代差异性、成盐作用迁聚性、物质成分多样性、后期盐盆地的变动性和多液态矿的特点;厘定了3个盐类成矿域和1个成矿带;提出了我国找钾策略——以海相蒸发盐盆地为主攻方向、兼探陆相盐湖及含钾地下卤水;提出了我国主要的古代盐盆地多产于“准克拉通(陆块)”,特别是海相盐盆地均发育于前寒武纪为基底的陆块中,以及钾盐沉积于构造稳定区中相对活动的亚稳定区和在构造亚稳定区中聚集于相对稳定区的新认识;发展了适合中国地质特点的找钾理论认识,有效地推动了油钾兼探工作.发现滇西南—羌北中上侏罗统若干钾盐显示,特别是指导和部署滇西南深部侏罗纪找钾,并取得超常规的进展;进一步缩小陕北奥陶系找钾包围圈;引领“油钾兼探”实施,实现了塔里木盆地库车凹陷古近系找钾的重大实质性进展;在柴达木盆地西部发现新的早第四纪富钾层位;指导和取得青藏高原特种盐湖综合找锂、钾和评价的重要进展,新发现一批大中型锂、钾特种盐湖(特别是多格错仁大型锂、硼(钾)盐湖)和取得综合利用工艺新进展.     

国内外主要油(气)田水中锂提取现状及展望

油(气)田中常伴生油(气)田水,与自然界其他水体相比常具有较高的锂含量,部分可达工业品位。我国油(气)田水储量大,锂资源量可观,但在过去却长期被忽视。近年来,在盐湖卤水型液体锂资源提取技术不断取得突破的大背景下,卤水型锂资源产量占比逐年升高,油(气)田水型锂资源也应当受到重视。本文通过研究大量国内外主要油(气)田中伴生的油(气)田水锂含量及分布特征,归纳国内外油(气)田水提锂技术现状,为我国油(气)田水中锂的综合利用提供参考。     

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。     

中国钾盐地质资源现状与找钾方向初步分析

分析了中国钾资源供需形势、有利成盐找钾时代、主要的有利成钾盆地等,回顾了中国找钾工作的历史,指出中国西部仍有找钾前景,尤其是中、上侏罗统-白垩系和新生界,其次是上震旦统-寒武系、石炭系、奥陶系和三叠系,同时,还应继续开展现代盐湖和地下卤水找钾和综合评价,主要找钾地区为塔里木盆地、滇西-羌塘盆地、柴达木盆地和上扬子盆地.鉴于中国特定的成盐构造地质条件和钾盐成矿、保存特点,以及国外预测找钾的经验,在中国找钾要有做长期深入勘查研究的思想准备和采取切实有效的措施,建议对找钾工作加大投入,加强找钾预测的地质基础研究,建立专业队伍和落实油钾兼探的方针.     

四川盆地东部垫江盐盆早三叠世杂卤石特征及成因研究

正钾盐是我国最紧缺矿产资源之一,2018年我国钾肥自给率仅为52.5%。我国目前探明的钾盐储量主要赋存在青海的柴达木盆地和新疆的罗布泊等地区的第四系盐湖晶间卤水中。由于我国成盐地质构造条件复杂,古代盐盆地找钾仍未取得实质性突破。     

盆地钾盐找矿模型探讨

钾盐是中国紧缺的重要战略资源之一,寻找大型钾盐矿是中国矿床学界的一大难题。文章通过综合国内外找钾成果,提出了盆地找钾矿的准则,主要涉及：① 分析盆地含盐系沉积时期是否出现长期干旱气候条件和丰富的钾源补给,确定蒸发沉积是否到钾盐析出阶段;② 在什么层位成钾;③ 钾盐在盆地什么构造部位沉积;④ 在什么新构造部位找钾。钾盐找矿的基本步骤是,在查明盆地成钾的宏观条件之后,解决上述有关成钾科学问题并阐明成钾机理,最后圈定找矿靶区,并开展勘查评价。罗布泊盐湖找钾是盆地找钾的成功范例之一,找钾模型就建立在与其相关的经验和理论基础之上,即,首先通过塔里木与柴达木盆地成钾宏观对比研究,确定罗布泊具备成钾条件,然后,应用相关理论及经验圈定成矿靶区,并实施工程验证,最终取得了找钾重大突破,这既得益于前人资料的积累和柴达木盆地经验与理论的应用,也是不断创新成钾理论与长期开展实际地质工作的结果。总之,钾盐找矿评价遵循“从已知到未知、从理论到实践、再理论再实践”的原则,学习和吸收国内外新理论成果,使得找钾工作不断上新台阶。     

BP神经网络在富钾卤水中的应用研究

富钾卤水是一种重要的液态钾盐资源,是四川盆地主要的找钾方向之一。川东地区三叠纪地层内与含盐系相邻的碳酸盐岩储层卤水矿化度极高,卤水资源丰富,开采潜力巨大,是我国目前钾盐勘探研究的重点区域。针对常规测井解释方法识别卤水层速度慢、准确率不高等特点,提出建立BP神经网络模型开展富钾卤水层的识别与划分。以BP神经网络理论和测井解释原理为基础,对卤水层识别影响最大的测井曲线值作为输入,建立BP神经网络模型,开展深层卤水层和富钾卤水层的识别和划分,并用准确的录井结果验证模型性能。测试发现,模型识别卤水的准确率为85.7%;改进的富钾卤水模型识别准确率为89.1%。结果表明,BP神经网络技术在四川盆地钾盐的勘探开发过程中具有广阔的应用前景。     

新疆罗布泊盐湖深部钾盐找矿新进展

罗布泊是世界最大干盐湖之一,罗布泊超大型钾盐矿床从1995年发现至今,经历了找钾远景预测、勘查、系统科学研究、扩大找矿及开发利用快速推进的过程,浅部(200m以浅)钾盐资源量已基本查明,但没有一个穿透第四系的较深地质科学钻井。通过区域气候条件、盐类矿物分布、碎屑岩层储卤等方面与柴达木盆地西部的对比分析以及罗布泊地堑式断陷带储卤的发现,提出罗布泊深部具有钾盐成矿远景。在罗布泊罗北凹地西北部实施盐湖深部钾盐找矿第一深井(LDK01井),首次发现钾芒硝、钾锶矾、红钾铁盐等盐类矿物;在深部地层碎屑岩层中发现钾盐矿物钾石盐、光卤石等,地层中KCl含量高达2.86%,揭示地层深部存在低品位固体钾矿,确定为一种新类型钾矿,即碎屑岩型钾矿,为罗布泊深部钾盐找矿拓展了方向和空间;深层碎屑岩地层储集卤水,卤水KCl平均品位1.50%,揭示出罗布泊盐湖深部存在富钾卤水。重力探测发现罗布泊盆地西部发育次级凹地,初步确定凹地中心第四系沉积厚度大于1200m。结合地质分析,预测库鲁克塔格山前断陷盆地和罗北盆地为进一步寻找深部隐伏钾盐矿床的重要靶区。综合遥感、物探、物性特征等资料及研究成果,估算罗北凹地深部钾盐预测资源量为1.60×108t,并提出罗北凹地西部及附近区域的深部地层中还蕴藏有丰富的钾盐资源,罗布泊深部找钾潜力巨大。该成果对深化认识罗布泊盐湖的形成演化及满足钾肥生产企业大规模开发均具有重要意义。     

大陆裂谷盆地钾盐矿床特征与成矿作用

全球板块运动对表生成钾控制明显, 即从古生代到中新生代, 从巨型稳定克拉通陆表海盆成钾, 到中生代特提斯海域海盆成钾, 再到新生代的大陆裂谷盆地成钾, 地球表生成钾模式发生了重大转变; 成钾物质来源从海水补给为主, 转变为非海相(以火山活动带来深部物质和陆表水)与海相混合型, 甚至以非海相深部物质补给为主。全球裂谷成钾时期正好处于Pangea超大陆解体及新特提斯洋闭合时期, 成钾的裂谷型蒸发岩盆地也主要位于这两个构造域内, 这些进一步表明裂谷成钾是地球板块构造运动演化历史的必然结果。典型的裂谷盆地钾盐矿床有: 大西洋裂谷形成初期沉积的刚果(布)白垩纪钾盐矿、欧洲大陆莱茵地堑第三纪钾盐矿、非洲大陆埃塞俄比亚达纳基尔钾盐矿等; 同时, 还有众多裂谷盆地蕴藏有富钾卤水矿, 如死海裂谷富钾卤水、东非大裂谷一些富钾盐湖、美国加州索尔顿海高温富钾热卤以及中国江陵凹陷富钾热卤等。这些钾盐矿的共同特点是: 盆地内发育火山岩和温热泉, 具有深源补给的明显特征; 尽管裂谷盆地规模一般很小, 但形成的钾盐规模最大可达数十亿吨。总结世界大陆裂谷盆地钾盐矿床特征、物质来源与成矿作用, 提出了大陆裂谷型小盆地成钾模式。其裂谷成钾过程可分解为“二个阶段”, 第一阶段, 地表盐湖-太阳能作用, 第二阶段, 埋藏-岩浆热能作用; 成钾作用有三个, 即蒸发沉积作用、沉积后淋滤改造作用和埋藏变质改造作用。中国中新生代裂谷型盆地比较发育, 进一步研究大陆裂谷盆地成钾作用, 可以为此类盆地找钾提供理论依据和指导。     

从世界大型钾盐矿床形成的控制条件评述我国几个重要含盐系找钾前景

本文综述了世界大型钾盐矿床的成钾条件;并与我国几个找钾有利的层位和地区进行类比,评价其找钾前景;还阐述了勘探和综合利用富钾卤水的重要意义.     

中国钾盐矿产基地成矿规律与深部探测技术示范

本项研究得到国家“十三五”重点研发计划支持,系“深地资源勘探开采专项”2017年启动的重点项目之一,由中国地质调查局中国地质科学院矿产资源研究所牵头,来自自然资源部、中国科学院、教育部、大型石油国企等10家骨干单位以及多家协作单位参加,联合开展协同创新研究,充分体现“产研学用”密切融合。本项研究聚焦“特提斯东段中生代(三叠纪、侏罗纪)海相成钾作用与后期改造、青藏高原北部柴达木盆地深层富钾卤水迁移-分异-汇聚成矿机制”的关键科学问题和“深部含钾盐系‘双复杂’高精度地震成像技术、深部钾盐矿层(富钾卤水层)测井识别与地震预测技术”的关键技术问题,以柴达木西部和川东北两个重点成钾区为资源基地落脚点,兼顾其他含钾盆地研究,建立三维地质模型和成矿模型,完善海、陆相成钾理论,形成3 000 m以浅钾盐勘探成套技术能力,综合评价深部钾盐资源潜力,实施异常验证钻探,新发现1个大型钾盐资源基地,值得综合评价的有利成钾远景区3~4处,实现深部钾盐找矿突破和增储示范。值得强调的是,只有立足国内,突破海相,在中西部大中型叠合盆地古代海相蒸发岩地层中找到大规模海相可溶性固体钾盐矿床,方能从根本上扭转中国钾盐资源严重短缺的被动局面。令人欣慰的是,通过近10年的艰苦努力,我国海相钾盐取得了一系列成矿理论新认识和钾盐找矿新发现:创新提出了滇西南“二层楼”成钾模式,指出侏罗纪海相找钾新方向;在川东北宣汉普光地区发现三叠系海相可溶性“新型杂卤石钾盐矿”,开拓了四川盆地海相找钾新领域和新方向;在新疆库车地区发现埋深超5 000 m的钾石盐矿层,取得了库车坳陷海相找钾的实质性进展;创新提出“W型复底锅”成钾模式,在陕北奥陶纪海相盐盆发现厚层钾石盐矿化段,取得古陆表海型钾盐找矿重要新进展。至此,中国海相钾盐找矿崭露了突破的曙光。如何在这些新发现的基础上,进一步加大投入、深入研究,取得海相可溶性钾盐找矿的实质性突破,落实建成若干大型以上海相钾盐资源基地,将是“十四五”及以后时期中国钾盐的主攻方向。     

重力资料在柴达木盆地钾盐矿产预测中的应用

本文主要依据重力资料讨论了柴达木盆地中卤水钾矿床的空间展布规律,预测了盆地含钾卤水中的氯化钾总资源量.柴达木盆地的钾盐矿床以卤水钾矿为主,卤水钾矿受第四纪凹陷的严格控制,并与重力负异常相对应,第四纪凹陷的形成和发展又与柴达木地块的基底性质有着密切的联系.根据重、磁异常推断表明:柴达木盆地分为东、西两部分,从西部到东部成盐时间由早变晚,盐层由厚变薄.含钾卤水层厚度与重力负异常强度呈线性正相关.我们以此为基础在上述盆地西部50000km²的范围内进行了钾资源总量预测.     

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。     

湖北潜江凹陷古近系深层富钾卤水成因及演化

地下深层富钾卤水是非常重要的钾盐资源,目前很少从区域尺度系统研究沉积盆地中富钾卤水水化学特征及成因.对潜江凹陷深层富钾卤水进行了主、微量元素分析.研究区卤水矿化度为125.70～347.00 g/L,K含量为0.32～6.83 g/L;富集Li、B、I、Na、Cl,亏损Mg、Br,Ca、SO4有富集也有亏损.储层岩石矿...     

四川盆地中三叠统成都盐盆富钾卤水地球化学特征及其勘查开发前景研究

成都盐盆富钾卤水以深层卤水形式赋存于地下4600m左右的中三叠统雷口坡组第四段（T2l4）含盐系的碳酸盐岩储层中。富钾卤水与海水蒸发系列各浓缩阶段相比,K+、B3+含量异常高,分别达53.27g/L和4994mg/L,超过海水钾盐沉积阶段,也超过综合利用和单独开采工业品位,成为当今世界上罕见的液态钾硼资源。富钾卤水尚富含Br、T、Sr2+、Li+、Rb+等多种有用成分,品质优异,构成优质化工原料水,经济价值极高。卤水具高承压、自溢特点,弹性储量大,具勘查开发前景。富钾卤水为沉积变质卤水和固态钾盐溶滤的复合成因。     

罗北凹地液体钾盐矿深部承压卤水特征及其开采方法试验研究

罗北凹地钾盐矿是个地下存在多层富钾卤水的大型液体钾盐矿床,一共分为7个富钾卤水层,第一层为潜卤水W_1,下部6层(W_2、W_3、W_4、W_5、W_6、W_7)为承压卤水。目前生产开采对象主要为埋藏较浅且易于开采、富水性较好的潜卤水及部分承压含水层中的弹性释水。随着公司生产规模的扩大,矿区的年采卤量也随之增加,有的区域将很快面临开采富水性差及较难开采的深部承压卤水,但是承压卤水通常储存于较为致密的结晶盐层或碎屑层的孔隙或溶隙中,其含水地层水文参数相比潜卤水W_1要小很多,造成深部富钾的承压含水层卤水疏干采出难度较大。本文采用爆破法及大气联通法在罗北凹地钾盐矿区不同水文地质区域对深部承压含水层进行大规模抽水试验研究,确定了不同水文地质区域深部承压卤水合理且经济的开采方法,实现了罗北凹地钾盐矿(W_2、W_3、W_4)深部含钾承压卤水资源的大规模有效采出,将很难利用的深部富钾承压水变成可利用资源,提高了罗北凹地液体钾盐矿的深部承压卤水资源的利用率。     

中国三叠纪钾盐沉积——以四川为例

中国三叠系蒸发岩分布于华南,面积超过１００×１０４ｋｍ２,发现硫酸钾盐及富钾卤水,钾盐矿物有杂卤石、无水钾镁矾、硫锶钾石及多钙钾石膏等,富钾卤水矿化度２５５～３８２ｇ／ｌ,含钾量４～４９ｇ／ｌ。蒸发盆地的发展受控于古构造及古地理,经历了开放台地—局限台地—堰塞湖—盐湖的发展阶段。钾盐沉积后,经历多阶段的复杂演变。富钾卤水中的钾主要来自硫酸钾盐的深滤,其次来自蒸发浓缩卤水及火山灰吸附钾的释放。杂卤石与富钾卤水的钾同位素测年值分别为２１０～１５０Ｍａ及２６４～１５０Ｍａ,说明固液相钾盐同源。从地质背景及成矿环境预测,三叠系的钾盐类型只能是硫酸钾盐,主要目的层为Ｔ１ｊ５～２及Ｔ２ｌ４～２,主要成矿带为构造分异及钾异常明显的四川盆地东、西部,富钾卤水的储集取决于蒸发岩地层的含钾性、碳酸盐夹层的裂隙发育程度及构造控矿条件。找矿模型应是油气钾卤兼探。     

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。