鉀鹽礦床時(shí)空分布及成礦規(guī)律

1、鉀鹽礦床時(shí)空分布及成礦規(guī)律（一） 礦床時(shí)空分布鉀鹽礦床是蒸發(fā)巖礦床的一種，它經(jīng)常和其他鹽類礦床共生在一起，如石膏、芒硝、石鹽等。已知世界 從古生代到現(xiàn)代都有蒸發(fā)巖沉積，最老的鉀鹽產(chǎn)于寒武紀(jì)，泥盆紀(jì)、石炭紀(jì)、二疊紀(jì)、三疊紀(jì)、侏羅紀(jì)、 白堊紀(jì)、第三紀(jì)以至第四紀(jì)各個(gè)地質(zhì)時(shí)代均有鉀鹽礦床形成。我國(guó)鉀鹽成礦時(shí)代主要為第四紀(jì)、白堊紀(jì)和三疊紀(jì)。其代表礦床有：1）碎屑巖系型鉀鹽礦床一一云南勖野井白堊紀(jì)鉀鹽礦床。該礦地處藏滇印支地槽褶皺帶，位于蘭坪-思茅盆地的東南部，是白堊紀(jì)成鹽期的產(chǎn)物。思茅拗陷東西兩側(cè)為紅河、瀾滄江深大斷裂夾持，向北與蘭坪拗 陷鄰接，向南延出國(guó)境，為老撾的萬(wàn)象盆地和泰國(guó)的呵叨盆地。礦床含鹽系

2、底板是紅色為主的碎屑巖。鉀鹽層頂?shù)装寮皧A層都是紅色為主的碎屑巖。屬于碎屑巖型鉀鹽 礦床。鉀鹽層底部與硬砂巖呈假整合接觸。主要礦物為巖鹽、鉀石鹽、硬石膏、光鹵石，并富集有Br、Li等微量元素。2）鹽湖型鉀鹽礦床一一察爾汗鹽湖鉀鎂鹽礦床，是一個(gè)現(xiàn)代內(nèi)陸鹽湖，形成于晚更新世-全新世的成鹽期。這一大型鉀鹽礦床是在柴達(dá)木盆地演化和成鹽作用發(fā)育過(guò)程中，存在有利于鉀遷移、富集的地質(zhì)和水文地 質(zhì)條件而形成的。柴達(dá)木盆地已探明的富鉀鹽湖，還有東臺(tái)吉乃爾、西臺(tái)吉乃爾、一里坪、汆斯庫(kù)勒、大 浪灘、昆特依、馬海、大小柴旦等諸多鹽湖，它們的形成與察爾汗鹽湖有著密切的聯(lián)系。柴達(dá)木盆地自更新世以來(lái)，隨著青藏高原的總體上升，

3、一直處在沉降中，第四紀(jì)初成為規(guī)模巨大的古 湖。湖水面積可達(dá)20X 104 km2,長(zhǎng)期積累了包括鉀在內(nèi)的大量鹽類組分，經(jīng)過(guò)蒸發(fā)和濃縮，成鹽作用是在 閉流盆地中發(fā)育和演化。受新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的影響，古湖的沉降中心屢經(jīng)變遷，最初在盆地的西部茫崖大浪灘 一帶，爾后向東北方向轉(zhuǎn)移，到晚更新世移向盆地的東南，即現(xiàn)在察爾汗鹽湖。中早更新世末期的新構(gòu)造 運(yùn)動(dòng)，使柴達(dá)木古湖被分割瓦解。察爾汗鹽湖是盆地中第四紀(jì)以來(lái)的沉降中心，湖盆面積大，又是盆地中 地勢(shì)最洼的地區(qū)，因而繼承和積累柴達(dá)木古湖的鹽類總量也最大。（二）鹽湖型鉀鹽的成礦規(guī)律.鉀鹽盆地的形成鉀鹽的沉積一般在鹽類礦物的后期，但鹽類沉積的盆地到鉀鹽沉積階段已發(fā)生變

4、化。這時(shí)鹵水濃縮很大,體積已濃縮到原水體的1%1.5% ,原來(lái)的盆地已為早先沉積的石鹽基本填滿，殘余鹵水則大部分滲入早 期沉積的固相巖中，成為晶間鹵水。鉀鹽盆地除少數(shù)形成于原來(lái)石鹽盆地外，大多數(shù)則需重新形成，殘余 鹵水及晶間鹵水再匯入這個(gè)盆地中，蒸發(fā)形成鉀鹽礦床。.鉀物質(zhì)來(lái)源作為海相鹽化的鉀物質(zhì)來(lái)源，是大洋水蒸發(fā)結(jié)晶后期階段的產(chǎn)物。內(nèi)陸鹽湖的鉀來(lái)源于殘留鹵水、結(jié)晶 巖、火山活動(dòng)、古鉀鹽礦床及油田水和深層地下鹵水。.鉀鹽盆地中鉀的富集首先，成鹽成鉀鹵水在正常封閉的盆地中，蒸發(fā)作用使鹽類物質(zhì)按溶解度而先后沉積。剖面上成為一個(gè) 旋回性構(gòu)造，鉀鹽分布在中上部和頂部；平面上則由盆地邊緣到中心，按溶解度從

5、小到大排列：碳酸鹽-硫酸鹽-石鹽-鉀鹽。其次，在鉀鹽盆地中，尤其內(nèi)陸盆地，鹵水遷移對(duì)富集鉀鹽十分有利，因?yàn)楫?dāng)鹵水遷移時(shí)較不容易溶的 一些鹽類先后在遷移途中沉淀，給剩下易溶的鉀鎂鹽沉淀創(chuàng)造了條件。如察爾汗現(xiàn)代鉀鹽湖，鹵水遷移過(guò) 程中，湖周圍就有較多可溶鹽類沉積，它們主要是碳酸鹽、硫酸鹽、氯化鈉，并按溶解度由小到大有規(guī)律 地分散于遷移途中，最后剩下的鹵水鉀鎂含量很高，給形成鉀鹽礦床創(chuàng)造了有利條件。第三，當(dāng)石鹽晶間或?qū)娱g的鹵水回流入鉀鹽盆地時(shí)，其運(yùn)移過(guò)程中晶間鹵水或?qū)娱g鹵水便可選擇性溶解 石鹽巖中的鉀鎂鹽或浸染狀的鉀鹽，使鹵水變富。，由于蒸發(fā)作用湖水位下降使晶間鹵水回流入低凹處， 這種回流的鹵水很快

6、便形成光鹵石，說(shuō)明經(jīng)過(guò)這個(gè)過(guò)程鹵水富集了鉀鎂鹽。綜上所述，鉀鹽礦床的形成，必須具備成鉀的盆地、高濃度的鹵水和持續(xù)蒸發(fā)的條件。二、礦床類型可溶性鉀鹽礦床分類有以下幾種分法。（1）按成礦時(shí)代劃分，可分為第四紀(jì)以前形成的古代鉀鹽礦床（包括中新生代陸相碎屑巖型鉀鹽礦床）和 第四紀(jì)形成的現(xiàn)代鉀鹽礦床（鹽湖型鉀鹽礦床）；（2）按賦存狀態(tài)可分為固體層狀礦床和液體礦床。（3）按礦石化學(xué)組成劃分可分為：1）氯化物型礦床：察爾汗鹽湖鉀鎂鹽礦床和勖野井鉀鹽礦床均屬此類型；2）硫酸鹽型：大浪灘鉀鹽礦床屬此類型；3）混合型礦床：既有氯化物又有硫酸鹽的礦床；4）硝酸鹽型：新疆鄱善地區(qū)的鉀硝石礦屬此類型。（4）按礦床成因分

7、類：可分為海相成因、陸相成因和深層鹵水補(bǔ)給三種類型。三、典型礦床（一）云南江城勖野井鉀鹽礦床勖野井鉀鹽礦床系古代固體鉀鹽礦床。氯化物型陸相沉積。物質(zhì)來(lái)源也有深成鹵水沿深大斷裂補(bǔ)給的可 能。含礦層為下第三系勖野井組。礦區(qū)出露地層，自下而上有：白堊系中統(tǒng)（K2）、白堊系上統(tǒng)（K3）、下第三系（E）、上第三系（N）o下第三系自下而上劃分為勖野井組、等黑組和勖臘組。勖野井組（古新統(tǒng)E1m）下段為主含鹽層，地表為棕紅色、雜色泥礫巖，夾少量泥質(zhì)粉砂巖、粉砂巖，深部為各種類型的石鹽巖夾粉砂巖、鉀鹽巖。厚度9682 mo上部棕紅色泥巖、粉砂巖，普遍含石膏。厚度 10224 m。等黑組（始新統(tǒng)-漸新統(tǒng)E23d）

8、以紫紅 色粉砂巖、泥巖為主，厚 169 mo勖臘組（漸新統(tǒng)E3ml）為紅色礫巖、砂礫巖，夾砂巖、粉砂巖，厚度5291 592 m。礦區(qū)主體為一個(gè)四周被斷層圍限的軸向北西的向斜構(gòu)造（圖4.9.2）,延長(zhǎng)約10 km,寬4 km。兩翼地層傾角30。40。由于后期構(gòu)造和風(fēng)化剝蝕殘存的勖野井組分布面積僅10 km2,鹽體位于礦區(qū)中部次級(jí)背斜內(nèi)，殘存面積3.2 km2,中央最厚達(dá)411 m,向四周變薄尖滅，西北側(cè)為斷層F3所限，因斷距大，鹽體突然消失。全區(qū)石鹽層平均厚度 196.4 m,含NaCl平均71.67%,區(qū)內(nèi)見鹽深度最淺 26 m,最深901 m,鹽層表 生淋濾帶深度一般 2660 m。圖4.

9、9.2勖野井鉀鹽礦床巖相略圖1.鉀鹽+石鹽分布范圍；2.石鹽分布范圍；3.泥巖、粉砂巖夾泥礫巖和細(xì)砂巖，含石膏團(tuán)塊和石膏細(xì)脈；4.泥巖、粉砂巖夾泥礫巖和細(xì)砂巖，含碳酸鹽膠結(jié)物和團(tuán)塊；5.扒沙河組砂巖；6.曼崗組；7.斷裂；8.隱伏成鹽同生斷裂；9.巖相界線；10.鉆孔位置（礦區(qū)共有鉆孔 88個(gè)，圖中未全部標(biāo)出）；11.鹽泉；12.鉀鹽礦山 據(jù)顏仰基資料,1982,鹽礦山 據(jù)顏仰基資料,1982,略有修改）m4-9-2.jpg鉀鹽分布于石鹽層中，界限不清，分布面積2.8 km2,占石鹽分布面積的80%。全區(qū)有10個(gè)鉀鹽礦層，每個(gè)鉀礦帶含15個(gè)鉀礦體。累計(jì)厚度281m,平均厚30mo鉀礦層KCl品

10、位一般5%10%,全區(qū)平均 8.81%,含 NaCl 62.14%,水不溶物 23.35%;石鹽鉀鹽礦層含 KCl 2.62% , NaCl 70.64%,水不溶物 22.95%。 鉀鹽層多在石鹽層中分段富集成群，并多富集于厚度大、品位高、夾石少的鹽層中、上部。鉀鹽礦石有青灰色鉀鹽巖（占38.45%）、灰綠色泥礫質(zhì)鉀鹽巖（占44.33%）及棕紅色或雜色泥礫鉀鹽巖 （占 17.22%）o主要礦石礦物為石鹽、鉀石鹽、光鹵石、鉀鎂鹽，其他非鹽類礦物有自生石英、黃鐵礦、鏡鐵礦 等。該礦品位低、質(zhì)量差，大規(guī)模開采尚有困難。（二）青海察爾汗鹽湖鉀鎂礦床察爾汗鹽湖是目前已探明的幾大內(nèi)陸鹽湖之一。鹽湖東西長(zhǎng)近

11、200 km,南北寬30 km,海拔2 6703 000mo北部被祁連山系及其余脈環(huán)繞，南、東為昆侖山系，均是古老變質(zhì)巖系及早古生代地層。遠(yuǎn)離山前至 鹽湖地層由中下更新統(tǒng)的沉積物、洪積、沖積的砂礫巖、粉細(xì)砂和粘土等組成。湖區(qū)是典型的高原干旱氣候，年平均氣溫為01.4C,年蒸發(fā)量大于降水量 100多倍。湖區(qū)外圍多處分布有早中更新世湖相地層（Qi+2）,證明第四紀(jì)早期是柴達(dá)木古湖的一部分。察爾汗鹽湖地表為干鹽灘所覆蓋，僅在干旱灘邊緣分布著大小不等的9個(gè)鹵水湖泊。其中達(dá)布遜湖面積最大，還在沉積光鹵石，其他湖泊主要沉積石鹽。干旱灘之下是結(jié)構(gòu)松散的多孔石鹽（孔隙度25%27%）,孔隙間充滿晶間鹵水，潛水

12、位0.051.5 mo從全區(qū)看，達(dá)布遜湖水位是最低的，因此晶間鹵水總是緩慢地流動(dòng)補(bǔ)給。晶間鹵水面以下普遍有光鹵石、鉀石鹽等鉀鹽礦物。湖的南岸受格爾木河三角洲的影響，粉砂、 亞粘土沉積物和部分細(xì)碎屑層，伸入干鹽灘內(nèi)，與石鹽層構(gòu)成相間的沉積韻律，反映成鹽期內(nèi)湖區(qū)氣候以 干旱為主，但也有間斷的潮濕氣候變化。經(jīng)勘察和研究發(fā)現(xiàn)，5 800 km2的干鹽灘是多期逐次形成的。鹽湖濃縮的早期，鹵水湖泊面積大，干鹽灘 只是在湖區(qū)北部邊緣出現(xiàn)，隨著湖水面積向南收縮，干鹽灘從北向南逐步擴(kuò)展，覆蓋了湖區(qū)的大部分。整個(gè)湖區(qū)按構(gòu)造、石鹽層分布等特點(diǎn)劃分為4個(gè)區(qū)段，自西向東：別勒灘區(qū)段 （300勘探線以西卜達(dá)布遜區(qū)段（30

13、0176線）、察爾汗區(qū)段（176296線）和霍布遜區(qū)段（296線以東）。第四系地層與巖性特征，自下而上簡(jiǎn)述如下：（1）中下更新統(tǒng)（Q1+2）以綠灰、紅棕色砂質(zhì)粘土層為主，夾淺色粉砂巖、粘土層和碳質(zhì)條帶。層厚 1 211 m。（2）上更新統(tǒng)（Q3）下部含鹽組下部湖積層（Q3l1）：以黃灰、深灰和綠灰色含石膏、 石鹽的細(xì)砂、粉砂為主。本層邊緣厚10 m,中部?jī)H1 2 m。下部石鹽層（Q3S1）：以深灰、褐灰色含石膏、泥砂的石鹽為主，中部石鹽較純，邊部石膏、泥砂增多。 石鹽層呈薄層狀、條帶狀。下鹽層最厚可達(dá)30.20 m, 一般822 m。別勒灘區(qū)段出現(xiàn) K1鉀鹽層。中部含鹽組在別勒灘和達(dá)布遜區(qū)段內(nèi)

14、，由兩個(gè)湖積層和兩鹽層的韻律組成。Q3L2-1：以土黃色含石鹽粉細(xì)砂為主，局部含石膏，察爾汗區(qū)段則以粉砂和石鹽的薄互層出現(xiàn)，厚度17 m。Q3S2-1：以黃褐色和黃白色相間的含泥砂、石膏的石鹽層為主，夾有薄層粉砂，厚24 moQ3L2-2：以含石膏、石鹽的粉砂為主，局部夾石膏、石鹽的小透鏡體，厚24 moQ3S2-2:巖性與Q3L2-1相同，石鹽多以薄層狀或條帶狀產(chǎn)出，膠結(jié)不緊密，厚1020 mo最大厚度29.30mo在達(dá)布遜區(qū)段出現(xiàn) K2鉀鹽層。(3)全新統(tǒng)(Q4)上部湖積層(Q4L3):以淺黃色、灰黑色含石鹽、石膏的粉砂、細(xì)砂為主，北部較粗向南變細(xì)并局部夾石 鹽、石膏透鏡體。厚度變化大，邊

15、緣厚 17 m,向中部變薄為1 m左右。在別勒灘區(qū)段局部出現(xiàn) K3鉀鹽， 但分布范圍不大。上部石鹽層(Q4S3)：以黃色、灰黃、黃褐色含泥砂、石膏的石鹽層為主，夾有薄層粉砂，松散膠結(jié)。除 霍布遜區(qū)段外，普遍具有 K4K7的鉀鹽層。本層最厚 30 m, 一般厚821 m。鹽湖含鹽層在4個(gè)區(qū)段分布是不同的。下部石鹽層(Q3S1)由西向東變薄并尖滅，中部石鹽層(Q3S2-1、Q3S2-2) 的沉積中心位于達(dá)布遜區(qū)段，上部石鹽層(Q4S3)分布范圍最大(5 200 km)沉積中心仍位于達(dá)布遜區(qū)段。鹽層的空間分布，從Q3S1Q4S3說(shuō)明察爾汗鹽湖由晚更新世到全新世成鹽作用增強(qiáng)，大量鉀鹽層出現(xiàn)于 Q4S3

16、鹽層，表明鹽湖已發(fā)展到晚期階段。下部含鹽組的石鹽層(Q3S1)膠結(jié)緊密，中、上含鹽組鹽層較松散，富含晶間鹵水。根據(jù)鉀鹽的賦存狀態(tài)，鹽湖鉀資源包括固體鉀鹽沉積層和鹵水鉀礦。前者KCl含量大于2%,包括K1K7和達(dá)布遜湖新生光鹵石沉積層；鹵水鉀礦包括表面鹵水和晶間鹵水鉀礦。.固體鉀鹽沉積層(1)Ki K7鉀鹽層鉀鹽層的主體為含浸染狀光鹵石的石鹽層，分布范圍廣泛，特別是Q4S3鹽層中幾乎遍及別勒灘、達(dá)布遜、察爾汗 3個(gè)區(qū)段，與不含光鹵石的石鹽層之間無(wú)明顯的界限。僅按 KCl含量大于2% 來(lái)劃分，大致可圈出 K1 K7 7個(gè)含光鹵石的石鹽層。光鹵石呈半自形晶，粒徑0.31 cm,光鹵石含量不等，一般為

17、5%10%,石鹽達(dá)80%以上，含有少量石膏、粉砂和淤泥等。Q4S3鹽層固相鉀鹽沉積分布見圖 4.9.3 o圖4.9.3察爾汗鹽湖Q4S3鹽層固相鉀鹽沉積分布示意圖(據(jù)中國(guó)礦床).光鹵石層分布區(qū)；2.含浸染狀光鹵石的石鹽層分布區(qū)；3.達(dá)布遜湖濱新生光鹵石沉積分布區(qū)；4.鹵水湖_I m4-9-3.jpg(2)達(dá)布遜湖現(xiàn)代光鹵石沉積層察爾汗鹽湖區(qū)內(nèi)，除南、北霍布遜湖外，其余各湖都有不同規(guī)模的新生光鹵石層出現(xiàn)，其中達(dá)布遜湖北岸規(guī)模最大。以 1966年為例，8月以前，光鹵石大量沉積于北部湖濱帶，長(zhǎng)約32 km,寬一般為12km,最寬3.2 km,最大厚度0.59 m,西薄東厚。KCl含量17.98%, 一般為10% 左右。.鹵水鉀礦(1)地表鹵水以達(dá)布遜湖為例，1958年11月測(cè)量，面積為354.67 km2, 1966年8月再度測(cè)量，湖域面積縮小為184 km2。湖區(qū)面積隨氣候變化，湖水的 KCl含量也隨之有明顯的不同。同一季節(jié)，湖區(qū)不同部 位含鹽量和含鉀量也有差異，表現(xiàn)為南北方向有分帶性，遠(yuǎn)離格爾木河口的北岸含鹽量和含鉀量高。(2)晶間鹵水鉀礦在表層鹽殼之下，從距地表0.050.5 m左右到Q3S1均充滿鹵水。各石鹽層之間為細(xì)碎屑層所隔。含鉀晶間鹵水主要賦存在Q3S2和Q4S3內(nèi)，礦化度一般為310400 g