罗布泊盐湖晶间卤水运动特征及其动力学分析

根据地下水运动的一般规律 ,阐述了罗布泊盐湖钙芒硝储卤层及富钾卤水的特性 ,并讨论了该卤水层的变化特性。在罗布泊干盐湖区采用14 C测年技术、人工放射性同位素技术和化学示踪技术 ,研究晶间卤水循环速率、卤水渗流方向及渗透流速与实际流速 ,揭示罗布泊盐湖晶间卤水处于缓慢的流动及交替状态。探讨了新构造活动、古气候变化、地层静压力作用、深部地层水及大气降水补给作用等因素对罗布泊盐湖晶间卤水运动的控制和影响 ,提出了晶间卤水的运动模式。

罗布泊盐湖钾盐矿床调查科研进展与开发现状

罗布泊盐湖位于新疆塔里木盆地东部,自古以来,一直引起国内外探险家的极大兴趣,近代开展探险考察,现代进入地质调查与科学研究阶段。自1995年在罗布泊罗北凹地发现超大型钾盐矿床以来,罗布泊盐湖地质科学研究与资源调查进入了一个新阶段。钾盐找矿取得重大进展,罗北凹地获得2.5亿吨卤水氯化钾资源/储量,达超大型规模;首次发现卤水钾矿床储藏于钙芒硝岩中,属一种新类型钾盐矿床,而且是一个优质整装的硫酸盐型钾盐矿床;继而,在罗北凹地外围又发现四个中型钾盐矿床,累计氯化钾资源量数千万吨。钾盐成矿理论方面,提出和完善了“高山深盆迁移论”,“两段式成钾论”和“含水墙成钾”模式等,这些成矿认识,指导了罗布泊盐湖钾盐大规模勘查和扩大找矿。钾盐开发方面,2000年,成立新疆罗布泊钾盐公司,先后完成中试,建成年产4万吨硫酸钾示范厂,2006年4月25日,国投新疆罗布泊钾盐有限责任公司120万吨钾肥项目开工。罗布泊钾盐的开发可望在我国西部欧亚大陆桥沿线建成第二个钾肥生产基地,对缓解我国钾盐紧缺状况,促进地方经济发展、保持社会稳定、巩固边防均具有重要意义。

罗布泊罗北凹地特大型钾矿床特征及其成因初探

1995至1996年,在地质矿产部定向基金、国家计委、国家科委(305项目)的支持下,中国地质科学院、新疆地矿局第三地质大队及地质矿产部遥感中心对罗北凹地进行钾盐找矿与研究,发现了特大型钾盐矿床。1 矿床特征 最新地质资料表明罗北凹地为一新生代断陷盆地。浅部潜卤水矿层面积达1300km^2,最大厚度24.98m,最小3.8m。下伏数层承压卤水矿层,钻探控制最大深度为210.5,,其中已揭穿的承压卤水层累计厚84.2m。

新疆罗布泊K1孔岩心中有孔虫化石的发现及其意义

笔者在新疆罗布泊K1孔第四纪沉积物中,首次发现丰富的有孔虫化石(Ammonia)及与其伴生的介形虫和轮藻化石。Ammonia是中新世至现在世界上常见属种,屑海陆过渡相种群。第四纪罗布泊已距海遥远,不可能发生海侵,根据塔里木盆地新生代海侵史,认为罗布泊K1孔第四纪沉积物中的有孔虫来源于残留海。

新疆罗布泊K1孔磁性地层及古纬度初析

K1孔位于罗布泊“耳轮”构造的北缘。磁性地层初步研究得知,在孔深61～62 m处为界,以上为布容正向极性时(Br),以下为松山反向极性时(Ma)。在孔底97～100 m处的正向极性偏移应属Cobb Mountains事件,对照S.C.Cande和D.V.Kent修定的古地磁极性年表,孔底地层的年代为1.2 Ma,归属早更新世中期。中更新世地层厚50余米,晚更新世地层厚10 m左右,全新世地层厚度小于5 m。根据古地磁资料计算得知,罗布泊K1孔的古纬度为34.1°。另据库车河剖面和恰恰剖面的古地磁资料计算,它们的古纬度分别为26.7°和20.0°,与现纬度相比,它们的共同特点是都在向北位移,这一规律与印度洋板块和欧亚板块挤压碰撞效应,及塔里木盆地南缘阿尔金断裂的左行走滑运动密切相关。

青海昆特依盐湖富钾卤水储层扫描电镜分析

通过电子显微镜对青海昆特依盐湖富钾卤水储层微型孔隙结构构造的分析研究，发现其形成多由盐类溶解所致。富钾卤水主要赋存于盐层溶融微孔之中。按矿物形态和孔隙特征，储集层中段储集性能较好．这为正确评价及合理开发该区富钾卤水提供了科学依据。

罗布泊第四纪含盐系成岩作用特征研究

依据大量钻孔岩心与薄片的详细观察描述 ,对罗布泊罗北凹地第四纪含盐系盐层及储卤盐层的成岩作用变化进行深入研究。发现含盐系盐层内广泛出现各种成岩变化 ,主要是压榨作用、溶蚀作用、重结晶作用、交代作用、胶结作用及断裂构造作用等。它们对地层储集卤水能力产生巨大影响。这些成岩作用与晶间流体的活动有密切关系。同时引入“成岩作用相”的概念 ,探讨其在富钾卤水资源评价上的作用和意义。

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 。

罗布泊第四纪卤水钾矿储层孔隙成因与储集机制研究

罗布泊第四纪盐层中储集丰富的卤水钾盐资源,储集层主要为钙芒硝岩。研究表明,其储卤孔隙可划分为:原生晶间孔隙、准原生晶间孔隙、次生孔隙;次生孔隙又细分为溶蚀孔隙、交代孔隙和晶洞孔隙。本文主要通过类比分析,确定钙芒硝岩在浅埋藏期间,在其原生沉积孔隙基础上,发育准原生晶间孔隙,即蜂窝状孔隙,并在其中储集了大量富钾卤水。研究揭示出钙芒硝岩孔隙的发育与该矿物的菱片—菱板状结构、点-面式接触的“杂乱分布”密切相关。由于钙芒硝岩具有相对较大的硬度,其中大多数孔隙在埋藏过程中得以保存,同时,钙芒硝岩在承压环境中受溶蚀作用还可产生晶洞孔隙,这两种孔隙均储集了大量的卤水钾盐资源。

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。

罗布泊盐湖巨量钙芒硝沉积及其成钾效应分析

罗布泊盐湖位于新疆塔里木盆地东部,盐湖沉积的主要盐类矿物是钙芒硝,其资源量巨大,卤水钾矿赋存于钙芒硝岩晶间孔隙中,显然,钾盐的聚集与钙芒硝沉积有着密切的联系。文章通过对罗布泊盐湖的钙芒硝沉积特征研究,探讨了钾盐矿床的形成与钙芒硝的沉积关系。研究显示钙芒硝沉积时期,古气候具有“热”的特点,有利于钙芒硝沉积;盐湖物质来源有“富硫酸根”的地表水,也可能存在富钙水的补给。结晶试验显示,罗布泊现代卤水与含氯化钙水掺合后,蒸发析出石膏和水钙芒硝;同时,早期沉积的石膏被交代成为钙芒硝,这两种方式是钙芒硝形成的主要机制。罗布泊钙芒硝的成钾效应主要表现于3个方面:钙芒硝具有菱板状结构,在沉积和成岩过程中钙芒硝岩发育大量孔隙;钙芒硝孔隙储集了富钾卤水;大量钙芒硝的析出导致卤水中钾离子相对富集。研究认为,罗布泊盐湖巨量钙芒硝的沉积控制了钾盐的形成和分布,钙芒硝岩成储钾盐的认识在实践上推进了罗布泊盐湖的找钾工作。

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。

罗布泊盐湖更新世晚期沉积钙芒硝包裹体特征及古气候意义探讨

罗布泊盐湖位于塔里木盆地东部，在中更新世晚期．晚更新世出现大量钙芒硝沉积。采用冷粘法制取罗布泊钙芒硝岩包裹体薄片，观察和测试钙芒硝等盐矿物包裹体特征与均一温度等，结果显示，样品单一液相包裹体均一温度以低温、中温和高温3个或2个区段的形式出现。低温区段，平均温度41．0-62．5℃；中温区段，平均温度68．7-88．0℃；高温区段，平均温度85．4-186．0℃。低温区段平均温度代表盐湖大部分古卤水温度，中温区段温度代表盐湖底部卤水温度；高温区段温度，可能因古湖水变浅，盐类矿物暴露地表被阳光暴晒加热，或盐矿物在制片过程中受力破裂等引起。研究确定罗布泊钙芒硝析出的古卤水温度多在40～75℃之问变化，部分超过75℃。据此推算，更新世晚期罗布泊夏季古气温平均多在20～35℃之间，最高可能达58℃左右，属于干热的气候条件。

高盐度地下水^(14)C测年样品采集技术探讨

高盐度地下水 (卤水 ) 14 C样品采集是同位素水文地质界的一个难题。罗布泊钾矿区卤水的化学组成特征是 :平均矿化度为 35 3.5 g/L ,SO2 -4的质量浓度 4 4 .0 3g/L ,HCO-3 的质量浓度为0 .2 71g/L。为此 ,文中借鉴一般地下水 (淡水或微咸水 ) 14 C样品的采集原理 ,设计出一套真空取样装置。其操作步骤是 ,首先通过调节卤水的 pH值 ,使得水中的无机碳以CO2 气体的形式溢出 ,然后 ,导入装有NaOH与BaCl2 混合溶液的样品瓶中 ,在野外获得高盐度卤水14 C测年样品。罗布泊卤水测试结果表明 ,这一流程有效地解决了硫酸盐干扰问题 ,卤水14 C样品质量可靠。该技术可为高盐度地下水测年提供有效手段 ,对低盐度地下水14 C取样也具有重要的推广使用价值。

应用自然电场法寻找地下富钾卤水的探讨

本文探讨自然电场法在盐湖区寻找和评价富钾卤水的应用及效果。根据罗布泊地质、水文地质和卤水化学特征研究,鉴于富钾卤水具有低电阻率的特点,论证了自然电场法在监测区找富钾卤水的地球物理机理和可行性。在罗北凹地已查明的富钾卤水区开展自然电场法测量方法试验,负异常对应干盐湖的卤水分布区,正异常主要分布于山前地区;应用于铁南凹地,自电负异常带南北长约24km,东西宽约3km,面积约100km2,解译该带为高盐度卤水的富集地。结果表明,自然电场法可为盐湖区寻找和评价卤水钾矿提供一种新的、快速的技术手段。

罗布泊断陷带内形成富钾卤水机理研究

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钾盐矿床,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,在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,其本身也储集卤水,蕴藏有一定规模的卤水钾盐资源。地球物理(EH-4)测量显示,断陷带深达1000m处有卤水存在的信息;断陷带内钻孔卤水化学分析结果揭示,下部卤水比重高于上部,卤水中氯化钾含量也呈"下高上低"的态势,这与盐湖蒸发析盐序列不一致或正相反。文章认为,卤水垂向对流是导致卤水化学特征垂向分异的机理,即,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,上部卤水比重不断增加,并沿张性断裂逐渐向下部或深部流动、渗透,形成了卤水的对流;由于罗布泊地堑式断陷带长达30～50km,向下延长深度可达1000m,这些都说明罗布泊断陷带内可以形成和储集一定规模的富钾卤水,它们应该成为今后罗布泊盐湖钾盐资源扩大找矿的新空间。

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，东部罗布泊地区则发生沉降，这些物质组分被地表水溶解并最终汇集于罗布泊，从而造成了该区水体中钾硫等背景值较高，使卤水在蒸发浓缩至钙芒硝阶段时钾就富集成矿。

罗布泊盐湖晚更新世末期芒硝岩沉积及其古气候意义

罗布泊位于新疆塔里木盆地的东端,可能是世界最大的单体(干)盐湖。罗布泊从中更新世开始进入盐湖演化阶段,直到晚更新世末以钙芒硝沉积为主,进入全新世出现石盐沉积。一些钻孔揭示在上更新统顶部出现一些芒硝岩薄层,对比研究,确认这些钻孔中的芒硝层属同一时期沉积产物。14C测年显示,芒硝层段年代从13.72～16.92ka,光释光测年结果为19.34～19.83ka,这些与末次冰期最盛期的年代(14～22ka)基本吻合,推断当时罗布泊年均气温在-2～-3℃。至全新世早期,随着短期干冷气候结束,罗布泊转为咸水湖环境,自全新世中期以来,转变为盐湖环境。

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。

罗布泊盐湖钙芒硝结晶实验与化学反应探讨

文章在对罗布泊现代卤水化学组成相图分析基础上,开展室内卤水加入"富钙"水的蒸发结晶实验,获得水钙芒硝。研究认为,水钙芒硝脱水转变为钙芒硝是罗布泊钙芒硝的形成机制之一;结合罗布泊盐类矿物组合特征,提出了钙芒硝的结晶化学反应式。