国内外古陆表海盆成钾条件对比——兼论华北成钾的可能性

克拉通古陆表海盆中的固体钾盐矿床占居全球钾盐资源总量的90%以上,其中最典型的2个巨型钾盐矿床是加拿大萨斯喀彻温和俄罗斯涅帕。为探究华北奥陶纪古陆表海盆的成钾可能性,对比分析了国内外同类型盆地的成钾条件,结果表明:萨斯喀彻温泥盆纪钾盐矿床的形成主要表现为巨量海水在稳定克拉通预备盆地的持续蒸发浓缩,进而迁移至相对活动的亚稳定构造区汇聚成钾盐矿床,其上覆盖着红层沉积,其成钾模式概括为"泪滴式";俄罗斯涅帕寒武纪钾盐矿床的形成过程总体表现为半封闭巨型蒸发台盆接受巨量海水的多次补给并持续蒸发浓缩,富钾卤水最终汇聚于受同沉积断裂控制的深坳中,形成巨型钾盐矿床,钾盐层系上覆为膏岩或灰岩等淡化沉积层,其钾盐成矿模式概括为"牛眼式"。华北奥陶纪古陆表海盆与形成上述2大典型钾盐矿床的盆地具有十分相似的构造古地理和古气候环境条件,且在华北西部的陕北盐盆已钻获厚1.22 m的钾石盐矿层和厚达64.7 m的钾石盐高矿化段,根据盆地特殊地质条件,建立了陕北奥陶纪盐盆的"复底锅"成钾模型。笔者认为,华北奥陶纪古陆表海盆完全可能形成一定规模的海相固体钾盐矿床,并对其中最有希望的陕北盐盆的钾盐资源潜力和找钾前景进行了分析讨论。     

全球钾盐资源分布规律及其构造成因

全球钾盐矿床分布广泛,总储量达35×10~8t,是最重要的蒸发岩型矿床之一,主要分布在加拿大、白俄罗斯、俄罗斯、中国、美国、智利以及德国等地。文章分析了全球钾盐资源分布的时空特征,认为其主要以固体矿床形式分布于北半球海相、海陆相蒸发盐盆地中,主要成钾时期为寒武系、泥盆系、二叠系、侏罗系和白垩系。其中古生代的钾盐资源规模较大,分布于地壳相对稳定的板内坳陷区和板块边缘的坳陷带;而中新生代钾盐盆地在板内多位于拉张区域,而在板块边界上则可出现在伸展区或前陆盆地。结合古板块再造、古地理与古气候分析,认为全球钾矿资源形成和时空分布的因素包括:(1)古气候带。全球重要的钾盐矿床均形成于干旱气候,而其它无法保持长期干旱的气候环境,难以沉积钾矿资源;(2)全球海平面波动。海平面由高水位向低水位转换的海退环境最有利于钾盐的形成,在全球海平面处于非峰值且比较平稳的时期形成的钾盐较多;(3)大地构造环境。全球构造比较平静的时期(造山活动初期或造山后)与地区容易形成、聚集钾盐,而在造山事件频繁发生的时期钾盐形成较少。在此基础上,进一步讨论了中国钾矿资源分布广、规模小、分布集中的原因,即在全球最重要的钾盐沉积期,中国华北、华南与塔里木三大主要板块不能同时满足干旱环境和被浅海覆盖两个条件,不利于蒸发岩的形成。     

青海囊谦盐泉的研究对寻找固体盐类矿床的指示意义

<正>0前言盐泉是地下水顺着含盐地层断层面或破碎带流出的泉,它反映了地下地层的含盐信息。盐泉的出露对世界上很多固体钾矿发现有重要指示作用。如加拿大萨斯喀彻温钾盐矿床、西伯利亚下寒武世涅帕含钾盆地都是基于盐泉的发现,通过科学工作者对盐泉水化学研究后,经过打钻勘探最终发现的大型的钾盐矿床。囊谦盆地在大地构造上属于特提斯构造域中部,特提斯构造域两端均有大规模的钾盐矿床形成(西端有中亚钾盐矿床,东南部有泰国老挝的呵叻高原钾盐矿床,云南思茅盆地也处于特提斯构造带上),从老挝呵     

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。     

沉积特征对低品位钾矿水溶开采的影响——以柴达木盆地马海盐湖北部矿段全新统为例

马海盐湖是柴达木盆地全新世形成的富低品位固体钾盐矿干盐湖,钾盐水溶开采潜力巨大。本文采用岩矿鉴定方法,对含盐系地层的沉积韵律岩性、钾盐矿物与矿层分布特征进行了研究,并分析了地层岩性的分布规律。结果表明,在马海盐湖北部矿区的主要沉积中心,沉积了一套以粘土-粉砂-石盐-粉砂石盐为主的沉积地层,同时在东南部形成了一个次级沉积中心;研究区钾盐矿物主要为杂卤石、光卤石、钾石盐等;沉积韵律分析结果显示,钾盐矿层多分布在Ⅳ₂韵律层顶部和Ⅳ₃-Ⅳ₄韵律层,产出形态在垂向上为层状、透镜状,平面上呈NE-SW向展布且连续性减弱;钾盐矿物和矿层分布与沉积演化关系密切,表明沉积特征对研究区钾盐矿水溶开采具有重要影响,为同类型低品位钾盐矿开采提供了一些参考。     

钾盐矿床的物质来源和成矿机制

讨论钾及其有关物质的理化性质和地化行为，钾盐的物质来源，盐卤的变质、结晶分异、成矿条件和机制。富钾热液是形成钾盐矿床的重要物质来源之一。矿物岩石流体包裹体的富钾成分、富钾热泉、富钾盐湖均是寻找钾盐矿床的重要指示。     

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。     

北美地质演化与钾盐成矿

北美大陆拥有世界上最大的钾盐矿床,北美大陆的钾盐储量占全球已探明钾盐储量的一半数。本文在总结北美大陆地质构造单元划分、地质演化历史的基础上,重点分析了晚古生代地台沉积序列及其与钾盐矿床形成的关系,指出钾盐主要形成于欠补偿的海相地台型盆地,个别形成于海陆交互相的克拉通边缘地堑/裂谷盆地中;钾盐层主要位于海相台地序列的最后一个旋廻(Kaskaskia序列),以及从台地向前陆盆地转化的过渡阶段(Absaroka序列),当海相台地转化为前陆盆地之后,就不再有钾盐矿床的形成。北美晚古生代钾盐大规模集中成矿作用,也与该时期北美大陆古赤道位置密切相关。钾盐矿床的形成是构造-盆地-古气候等多种因素耦合的结果,钾盐找矿是有章可循的。     

试论钾盐矿床的成矿条件

钾盐是钾肥的主要原料。钾盐矿床一直是我国地质找矿的重点。世界钾盐矿床研究表明,钾盐矿床比其它盐类矿床需要更为“苛刻”的成矿条件,表现在大地构造条件、岩相古地理条件、气候条件、生物化学沉积条件、物源条件、干盐湖条件等。研究并总结世界钾盐矿床成矿条件,对在中国进一步找寻钾盐矿床具有重要的借鉴意义。     

泰国呵叻高原钾盐矿床沉积特征及成因探讨

<正> 笔者于1979年3—4月间参加了泰国呵叻高原钾盐矿床考察。回国后对泰国赠送的资料和部分实物标本进行了初步分析和研究,加深了对该矿床的认识。本文的目的在于进一步阐明矿床物质成分和沉积特征,并对矿床的形成条件提出初步分析,以补充国内有关泰国钾盐矿床报导之不足。     

可溶性固体钾镁盐矿工程地质特征分析及钻探技术探索

老挝甘蒙省地区广泛分布钾镁盐矿矿床,其矿床属于可溶性固体钾镁盐矿类型,矿层主要分布在新生界古近系盐层中,矿物主要以钾石盐、光卤石为主。通过对此处可溶性固体钾盐工程地质特征的系统分析研究,探索出了一套适用于可溶性固体钾镁盐矿的钻探施工工艺,特别是对矿心采取和保护、漏失预防及治理,以及最终的封孔工艺进行了深入的研究。     

云南兰坪—思茅盆地勐野井钾盐矿床物质组分对成因的指示

云南兰坪—思茅盆地勐野井钾盐矿床是我国目前唯一的古代固体钾盐矿床。长期以来一直认为该矿床为海源陆相成因, 也有人提出成矿物质还有其他来源, 但并未给出确凿的证据。为了查明该矿床的物源及成因, 本文采用XRD、ICP-MS、电子探针(EPMA)和显微镜等方法对云南江城勐野井钾盐矿床物质组分进行研究, 并在此基础上, 对矿床的成因进行剖析, 指出成矿物质来源于两个方面。一为海水。微量元素Br在勐野井组盐层中的均值为578×10-6, 远大于200×10-6, 指示海源; 同时在底板扒沙河组石英砂岩中存在少量海相矿物——海绿石。二为深部热液。勐野井组灰绿色泥岩中存在大量富含钴镍的黄铁矿; 其次, 盐层裂隙的充填物出现含钴镍的羟碳钴镍石; 同时在扒沙河组砂岩中普遍见到含铜矿物——蓝铜矿和孔雀石等。由于该矿床地处强烈构造活动带, 这些富含Cu、Co、Ni的矿物指示, Cu、Co、Ni等金属元素来源于深部热液。因此, 云南勐野井钾盐矿床除海水提供成矿物质外, 深部热液亦为矿床的形成提供了重要物源。     

典型小陆块海相成钾机理——以西西里微陆块钾盐矿床为例

中国大陆是由多个小陆块经多期次离散碰撞拼合而成,而"小陆块是否能成大钾"一直是国内钾盐研究领域关注的科学问题。文章剖析了意大利西西里微陆块的典型海相钾盐矿床形成条件与机理,为中国小陆块成钾研究提供借鉴。在晚中新世墨西拿盐度危机(Messinian Salinity Crisis)最盛期(5.60~5.55 Ma),西西里岛的卡尔塔尼塞塔盆地聚集了高达2亿t的钾盐镁矾矿。通过对卡尔塔尼塞塔盆地钾盐矿的赋存地层格架、矿体特征、成矿模式和机理进行梳理和总结,指出该矿床呈层状赋存于地中海"再沉积下石膏组"的原生石盐岩中,形成于深水、分层的常年性盐湖环境;晚中新世中地中海碰撞挤压的构造活动导致卡尔塔尼塞塔盆地强烈挠曲下凹,形成多个次级成矿凹陷;次级凹陷接受海水的周期性补给;在墨西拿盐度危机最盛期,由于气候变冷变干、直布罗陀海峡关闭、海平面急剧下降,远离补给源的次级凹陷变得更加封闭,从而在5万年的极短时间内经强烈蒸发,聚集为大规模钾盐矿。西西里微陆块尽管陆块小、盆地小,但在满足封闭构造_干旱气候_充足物源三要素耦合的特定时期内,同样形成了大型钾盐矿床。因此,西西里微陆块的钾盐成矿实例证明海相小陆块同样具有形成大型钾矿床的潜力,这对中国海相小陆块汇聚区的找钾工作具有重要的借鉴意义。     

泸州-开江古隆起对川东三叠纪成盐成钾环境的控制作用

泸州-开江古隆起的活动对早中三叠世川东盐类矿床的形成具有重要影响。本文通过川东三叠纪不同成盐阶段古构造特征、石盐及杂卤石的分布和古隆起不同位置含盐系的岩性组合对比等综合研究发现,古隆起相对周缘地形较高,其内部及边缘发育的小盐洼(如长寿地区)由于其水浅、盆小、蒸发速率快,有利于卤水浓缩形成原生杂卤石,也是可溶性钾盐的潜力区;早中三叠世之间发生了大规模的火山活动,成钾的物质来源更加丰富,富钾、镁离子卤水迁移渗流至厚层膏岩层中形成次生杂卤石岩,形成该时期川东杂卤石广布,且范围明显超过石盐岩的格局。     

罗布泊钾盐矿遥感技术应用分析

应用空间遥感技术及ＴＭ数据图象处理与钾盐矿化“定性 定量”信息提取，结合罗布泊地区地质构造特征的分析，表明钾盐遥感矿化信息与伽玛能谱测得的钾道定量数据与地面钾盐矿量分析数据具有一定的相关关系。推断罗布泊钾盐集中生成于全新世中晚期，主要赋存于罗布泊环形构造的耳状体内，可形成３个以上的矿化层。应用遥感地质方法计算预测，其钾盐储量可达５亿ｔ左右。     

罗布泊卤矿遥感技术应用分析

应用空间主ＴＭ数据图象处理与钾盐矿化“定性－定量”信息提取，结合罗布泊地区地质构造特征的分析，表明钾盐遥感矿化信息与伽玛能谱测得的钾道定量数据与地面钾盐矿量分析数据具有一定的相关关系。推断上泊钾盐集中生成于全新世中晚期，主要赋存于罗布泊环形构造的耳状体内，可形成３个以上的矿化层。应用遥感地质方法计算预测，其钾盐储量可达５亿ｔ左右。     

老挝万象凹陷钾盐矿床变形改造富集模式

呵叻盆地是特提斯成矿带重要的钾盐成矿盆地,但是其变形构造与钾盐分布规律不清而严重制约了该区域钾盐矿床的勘探与开发.在宏观区域大地构造演化分析基础上,以老挝万象凹陷中一个区块为例,实施了三维地震勘探,在高精度地震资料和钻井自然伽马测井严格约束下,得到了地下准确的构造变化和钾盐矿分布资料.结合盐构造变形特征和地震勘探剖面进...     

成矿系统理论视角下的呵叻高原钾盐矿床研究现状及展望

成矿系统理论将矿床视为动态演化的自然系统,矿床从发生、形成到发展的整体演变过程及其控制机制是该理论的研究核心,“源、运、储、变、保”是该理论剖析矿床成因的五个基本着眼点。东南亚呵叻高原超大型钾盐矿床作为我国海外钾肥生产基地的标志性成功案例,其成矿系统研究不仅关乎该矿床成因认识的深度及其开发利用的广度,同时对中国东特提斯域内找钾工作具有重要指导作用。本文拟基于前人的研究成果,借助成矿系统理论,运用动态的整体思维对呵叻高原钾盐矿床成因研究现状进行梳理,探讨时间维度下呵叻高原钾盐矿床“源、运、储、变、保”成矿要素的表现特征及存在的科学问题,初步提出固体可溶性钾盐矿床成矿系统的研究思路构架,以期为全球钾盐矿床深入研究提供一定借鉴。     

加拿大萨斯喀彻温省索西(Southey)钾盐矿床特征及成因

加拿大萨斯喀彻温省索西(Southey)钾盐矿床,主要赋存于中泥盆统的Elk Point(埃尔克波因特)群上部Prairie Evaporite(草原蒸发岩)组。钾盐矿层稳定,似水平状展布,埋深约1250~1550 m;钾盐矿物主要有钾石盐(KCl)和光卤石(KCl·Mg Cl2·6H2O),矿石品位高,w(K2O)可达11.17%~21.85%,是世界少有的高品质钾盐矿床。文章分别从构造位置、古地理条件、物源补给、沉积韵律和成矿过程等多个方面综合分析了索西钾盐矿床的成因。     

含钾岩石工业开发生产钾肥应予暂停

我国钾资源严重不足,制约了农业的发展,虽然在80年代后期,大力加强了青海察尔汗盐湖钾盐(卤)资源的开发,但到本世纪末我国钾肥产量也只能达到需求量的25%;而且,我国钾盐成矿地质条件很不理想,寻找固体钾盐矿床在短期内很难获得突破.为了解决我国钾资源问题,就