Geochemical Characteristics of Deep-Seated Potassium-Rich Brine in the Middle Triassic Leikoupo Formation, Sichuan, China

Brine extremely rich in potassium,boron and bromine has been discovered from the Middle Triassic Leikoupo Formation at a depth of 4300 m in Sichuan Province.It contains-50g/L of K^+,>92g/L of Na^+,>12g/L of B2O3,>2.36g/L of Br^- and -0.030g/L of I^+.The solid precipitates during evaporation at 25℃ include KB5O8·4H2O,K2B4O7·3H2O,MgCl2·6H2O and KMgCl3·6H2O.The brine ranges from 2.2‰,to2.8‰(SMOW)inδ^18O,-38‰-53‰(SMOW)in δD,15.6‰inδ^34S,and 13.5‰-15.1‰inδ^11B.These data,particularly the isotopic composition of boron,indicate that the brine has a composite derivation from marine and nonmarine brines and dissolved marine evaporites in the Triassic system.

我国深层地下卤水钾、锂资源及其开发前景

我国已探明的钾、锂资源大多赋存于盐湖卤水矿床中,但经过多年生产地表盐湖资源消耗严重,海相地层寻找钾、锂的工作还未取得突破,深层地下卤水则可成为解决我国锂钾资源需求的后续储备。我国深层地下卤水主要分布在柴西、四川、湖北、江西等地,资源丰富,其中富含高品位的钾、锂、硼等元素,具有很好的经济利用价值,但是目前工作程度还不够,并由于开采技术、成本等问题,还未实现工业开采。文章对我国重点区块深层地下卤水的水化学特征、分布规律等进行了总结,结合已有的深层卤水资源量评价等数据,提出了下一步重点研究的建议区块,可为后续我国深层卤水钾、锂资源评价、综合提取工艺研究等提供科技支撑。

深层卤水钻孔完井工艺分析

为了更好地勘查开发和利用钾锂卤水资源,选择一种合适的完井工艺非常重要。本文以碱石山钾盐矿预查项目为例,在了解了碱石山地质概况和水文地质特征的基础上,通过对比分析碱石山卤水钾盐项目、第四系深层卤水勘查、油田井3种成井结构,评价了各种完井工艺的优缺点,得出了在进行深层构造卤水勘查中,碱石山卤水钾盐项目钻孔完井工艺更加经济合理,方法更具有可行性。

深层富钾卤水的地球物理探测技术及应用--以江陵凹陷为例

上世纪在江陵凹陷的石油钻孔中发现了深层富钾卤水矿层,但是卤水矿层的空间展布一直不清。借用油气勘探领域中地球物理储层预测方法和理论,利用钻孔对矿层的垂向高分辨率的识别,标定到三维地震剖面上,利用多种地震属性横向高分辨率识别卤水矿层,预测矿层的空间分布,为靶区钻孔的部署提供依据。文章利用已经发现富钾卤水矿层的路9井的资料,开展模型正演,发现地震中振幅、频率、波形等属性可以较好地识别卤水矿层;将路9井的卤水矿层标定到地震剖面上,通过提取地震属性,识别出的富钾卤水矿层平面面积达5.53 km2;在该富钾卤水区中部署的岗钾1井,钻探获得高产富钾卤水矿层,验证了地球物理探测深层富钾卤水方法的正确性。

四川成都盆地某深层富钾卤水的地球化学特征及成因

本文报道了四川成都盆地某深层富钾层卤水的化学组成，氧、氢、硫和硼同位素组成以及２５℃等温蒸发析盐过程中，从卤水中获得的固相物质组成。在此基础上讨论了卤水的成因，认为该卤水是蒸发浓缩的海相卤水、非海相卤水以及埋藏成岩过程中封存卤水对地层中海相蒸发盐溶滤作用形成的混合水。

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。

柴达木西部南翼山构造富钾深层卤水矿的控制因素及水化学特征

柴达木盆地西部南翼山地区深层卤水是经济价值极高的液体矿床,以富含钾、硼、锂和溴等为特征,前人认为南翼山背斜构造区地层的岩性控制着深层富钾卤水的分布。本次研究结果认为,该区卤水主要受控于背斜构造中发育的断层裂隙,深度范围为上新统上油砂山组至渐新统下干柴沟组。本文着重以青藏高原柴达木盆地西部南翼山背斜构造E3g–N1y地层富钾深层卤水的形成机制及水化学特征为研究对象,在野外观察、取样及室内分析的基础上,综合分析地质及石油等相关部门地质、水文、物探等方面资料,及对青海油田公司老井最新的卤水层射孔资料,结合储卤层沉积环境、地质构造,富钾深层卤水水文地质及地球化学特征,认为柴达木盆地西部南翼山背斜构造从渐新世至上新世经历了深湖相—半深湖相—浅湖相—潮坪相沉积。沉积环境决定着原始深层卤水的水性与水质,南翼山背斜褶皱构造形成的同时,产生了一系列纵向、横向及顺层等断层及相应的构造裂缝(隙),构成了富钾深层卤水的储水空间。大量的化学分析资料显示,南翼山背斜构造区深层卤水是封闭程度高的还原环境下沉积变质作用的产物。

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。

阿尔金山两侧盐湖物质来源、成钾作用及其控制因素研究

塔里木盆地东部的罗布泊盐湖和柴达木盆地西部的盐湖分别位于阿尔金山两侧,均产出有大量富钾卤水,在油气藏开采中还伴随产出富钾油田水。为探讨阿尔金山两侧盐类资源富集机制及其控制因素,综合分析了罗布泊盐湖、柴达木盆地西部盐湖以及油田水的水化学和氢氧同位素地球化学特征,发现:富钾卤水的形成除依靠地表汇入水体的蒸发浓缩作用外,罗布泊晶间水、柴达木晶间水和油田水氢氧同位素均可演化至δD=-30‰,δ^(18)O=7.5‰左右,可能是深部流体上涌补给的结果。同时,根据^(87)Sr^(86)Sr值并结合δ^(11)B、^(3)He/^(4)He同位素特征确认了盐湖成矿与深部流体有关,且指示罗布泊盐湖更具深源特征。深部流体对于两侧盆地成盐富钾有关键性作用,罗布泊盐湖可能接受深部流体补给,柴达木盆地西部富钾盐湖卤水多数可接受油田水的补给,而少部分可能接受深部流体补给。

深层富钾卤水类型、勘查技术方法及工业指标建议

为修订完善现行《盐湖和盐类矿产地质勘查规范》(DZ/T0212-2002)有关深层卤水的勘查类型、勘查技术要求及工业指标等内容,作者系统收集了近年来富钾深层卤水的勘查成果及研究资料,并进行归纳总结。根据卤水的赋存条件,对深层卤水类型进行了分类,划分为孔隙型、孔隙-裂隙型和溶蚀孔洞-裂隙型三种勘查类型;针对不同卤水矿类型及已有工作程度提出了“油钾兼探”及开展专项勘查评价两种工作方法;总结了近年来对深层富钾卤水工业指标论证成果,确定深层富钾卤水矿一般工业指标:边界品位为KCl≥0.3%~0.5%,最低工业品位为KCl≥0.5%~1.0%。该成果已应用到规范修订中。

柴西深层地下卤水资源及其综合利用研究进展

地下卤水的开发历史久远,而深层地下卤水的研究却起步较晚。由于其具有巨大找矿前景,深层地下卤水的研究也日益受到重视,尤其是柴达木盆地西部。近几年研究发现,柴达木盆地西部赋存有储量巨大的第三纪卤水资源,其中既有与石油、天然气共生的油田卤水,也有砂卵砾石型地下卤水。从资源评估、综合利用试验研究两方面总结了典型地区南翼山、黑北凹地等地下卤水资源的综合利用现状,认为应该更加积极开展对柴西地区深层地下卤水资源的探索,加强综合利用方式科技攻关。

青海省冷湖镇昆特依矿区深层卤水钾矿区域地质特征及矿床成因分析

柴达木盆地是大型内陆断陷构造形成的,位于青藏高原北部,盆地的周围都是高山,是典型的高山深盆,盆地内地形呈现为丘陵和沙漠间的较低洼地,地形起伏不大,彼此隔绝,且大小不一,是典型封闭式内陆盐湖次级盆地,这些盐湖次盆沉积了大量的陆源碎屑和盐类物质。对该矿区深层卤水钾矿区域地质特征及矿床成因进行了分析探讨。

浅谈四川宣达盆地富钾卤水的成因

四川宣达盐盆富钾卤水产于四川盆地东北部黄金口背斜群南段付家山构造近高点,以深层卤水形式赋存于3300 m左右的下三叠统嘉陵江组五段和中统雷口坡组一段(T1j^5-T2L^1)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^+含量异常高,为国内外罕见的液态钾矿资源,富含I^-、B3^+、Li^+、Rb^+、Sr^2+等多种有用组分,品质优异,构成优质化工原料水,开采利用价值极大。卤水具高承压、自溢特点,弹性储量大,具有良好的勘查开发前景。我国是一个缺钾国家,对该盆地富钾卤水的开发能在一定程度上缓解国内钾资源的紧缺。该富钾卤水主要为沉积变质卤水和固态钾益溶滤的复合成因。

青海省新类型新矿种的勘查进展与突破

随着找矿突破战略行动的深入实施,青海省在新类型、新矿种的找矿方面取得了一些新进展和新突破。阐述了新类型深层卤水钾矿、新型能源矿产页岩气和天然气水合物(可燃冰)、新型材料矿产晶质石墨、金红石钛矿、"三稀"等矿产资源的发现与勘查进展,并针对目前的勘查工作,分析了其存在的问题,提出了相应建议,今后需进一步加强地勘工作选区和部署研究,有针对性地开展资源潜力和可开发利用性评价工作。

柴达木盆地红三旱四号深层卤水自然蒸发实验

柴达木盆地红三旱四号矿区位于柴达木盆地腹部,其背斜构造区的深层卤水为低钾、高钙、高钠、不饱和、高钙镁比(6.57∶1)的氯化钙型卤水,且硼、锂、溴、碘、锶含量相对较高,具有较高的综合利用价值。试验选取红三旱四号背斜构造区2850 m处深层卤水,在自然状态下蒸发结晶,分析各种离子在固、液相中的分布规律,以及盐类结晶规律和结晶形态及微量离子的富集规律。试验结果表明:在自然状态下蒸发时,主离子结晶路线石盐阶段与Na^(+)、K^(+)、Mg ^(2+)∥Cl^(-)—H_(2)O相图基本符合,光卤石、南极石阶段的结晶路线与K^(+)、Ca^(2+)、Mg^(2+)∥Cl^(-)—H_(2)O体系25℃相图符合;微量离子Li^(+)、Br^(-)、I^(-)、B_(2)O_(3)一直富集,富集程度分别可达Li^(+)3.64 g/L、B_(2)O_(3)34.33 g/L、Br^(-)2.72 g/L、I^(-)1.07 g/L;Sr ^(2+)在蒸发后期有析出;实验过程中出现了异型结构的石盐、铵钾光卤石晶体和南极石晶体;实验结果可以为后期综合利用提供参考。

青海盐湖钾盐资源开发利用及产业发展

中国钾盐资源短缺,对外依存度居高不下。柴达木盆地盐湖是中国重要的钾盐资源基地,其钾肥产量(以氯化钾计)占国内总产量87%,对保障国民经济及农业发展所需、平抑国际钾肥价格、转变经济增长方式、建设资源节约型和环境友好型社会,具有重要作用。柴达木盆地第四纪浅部盐湖钾盐资源量有限,强力开发的保障时间不可持续,近年柴达木盆地西部深层富钾卤水勘查发现,埋深350 m以下存在新类型大型卤水钾盐矿床,有望成为中国最大钾肥生产基地察尔汗可靠的后备资源接替区。

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。

海相钾盐矿床溶滤卤水找钾指标体系:以川东北天星桥构造寒武系深部地下卤水为例

长期工作成果显示我国现阶段常用的找钾指标Br×10^(3)/Cl值偏低.创新性地应用"以古验古"的溶滤实验与地质统计法厘清了海相蒸发盐盆地找钾指标体系,充分考虑了不同地质年代海水成分的变化,也可克服"将今论古"应用于现代海水在等温等压条件下实验数据的不足.通过对世界上典型钾盐矿床的石盐、含钾石盐及钾盐(含光卤石)进行溶滤实验,并结合前人海水及海相卤水的蒸发实验成果,总结了海相钾盐矿床溶滤卤水找钾指标体系:Br×10^(3)/Cl、K×10^(3)/Cl、K/Br重量比及nNa/nCl、nMg/nCl摩尔浓度比等.以天星桥构造寒武系深部地下卤水为例,分析其Br×10^(3)/Cl、K×10^(3)/Cl、K/Br重量比及n Na/n Cl、n Mg/n Cl等找钾指标与δD、δ^(18)O特征,认为天星桥构造寒武系深部地下卤水的水化学特征与溶滤卤水一致,与沉积卤水有较大差异,其δD、δ^(18)O投点均靠近大气降水线.因此,综合分析认为该区卤水属于溶滤卤水,且有溶解含钾石盐甚至是溶解钾盐的可能性.该成果对评价研究区地下卤水钾资源具有重要意义,也为在该区寻找寒武纪固体钾盐矿提供了新依据.