蒸发岩盆地杂卤石成因及找钾意义.pdf

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1、第36卷第1期化工矿产地质Vbl-36NO．12014年O3月GEOL0GYOFCHEMICALMINERALSMar．2014蒸发岩盆地杂卤石成因及找钾意义①孙宏伟曹养同2张华21．中国地质大学地球科学与资源学院，北京，100083；2．中国地质科学院矿产资源研究所，北京，100037提要全球大型杂卤石矿床主要分布在二叠纪、三叠纪以及古近纪．新近纪这三个时期的地层中，并集中在北纬20~50。之间，我国正处于这一富集区内。由于杂卤石较其他含钾矿物溶解度低，因此常常被保留下来，为寻找可溶性钾盐或富钾卤水提供了有利线索。通过分析杂卤石成因类型并结合海水演化特点认为蒸发岩

2、盆地杂卤石成因主要有两种：①原生沉积，但需要一定附加条件，即盐湖浓缩到硫酸钾镁盐沉积阶段时有外来钙离子的补给，或在硫酸钙盐沉积阶段有外来钾镁离子的补给，主要以前者为主：②后生交代，富钾镁的卤水通过构造裂隙运移并与石膏(或硬石膏)接触发生交代作用形成杂卤石。关键词杂卤石成因原生沉积准同生交代后生交代中图分类号：P578．73：P619．211文献标识码：A文章编号：1006-5296(2014)01—0008~)5杂卤石是一种含钾的复盐矿物，国内外几酸钙盐沉积阶段有外来钾镁离子的补给)；二、乎所有的硫酸盐型钾盐矿床中都有杂卤石的出为后生交代，富钾镁的卤水通过构造裂隙运

3、移并现¨。钾肥是重要的农业肥料，但作为农业大与石膏(或硬石膏)接触发生交代作用形成杂卤国的我国钾资源严重不足，是大宗紧缺矿产之一¨，石。通过研究其成因希望为以后寻找新的杂卤石寻找大型钾盐矿床迫在眉睫。国外大型钾盐矿床矿床及进一步寻找可溶性钾资源提供参考。的发现多数是从含钾线索开始的，即从石油和石l全球杂卤石矿分布概况盐岩矿勘查过程中发现的含钾信息和线索开始，而钻井过程中可溶性钾盐常常溶解无法保留，但杂卤石在世界的分布具有明显的规律性。据与其他可溶性钾盐共生的杂卤石由于溶解度较低统计，全球大型杂卤石矿床集中分布在二叠纪、因而可以很好的保留下来，为寻找可溶性钾盐矿三叠纪

4、以及古近纪一新近纪这三个时期的地层中了提供线索”。杂卤石也是一种可以利用的钾(表1)，并且集中出现在北纬20～50。之问，我盐资源，可直接作为复合钾肥使用，因此，发掘国正好处于这一杂卤石富集带中，寻找杂卤石资利用好杂卤石资源将会有效的缓解我国钾资源紧源的潜力是十分巨大的¨川。缺的现状。2杂卤石的成因机理虽然对杂卤石的研究很多，但直到现在，关于杂卤石的成因说法不尽相同，本文通过分析杂自2O世纪初杂卤石被发现以来，国内外很多卤石成因类型并结合海水成分演化规律认为杂卤研究者都对其进行了研究，但关于杂卤石的成因石的成因主要有两种：一是原生沉积，但需要有有多种不同的看法：Pe

5、rVt等认为波兰蔡希斯坦外来特定成分溶液进行补给，即盐湖浓缩到硫酸杂卤石矿床是后期蒸发浓缩形成富钾镁卤水交代钾镁盐沉积阶段时有外来钙离子的补给(或在硫硬石膏形成[1Ol；德国施塔斯富特的钾盐矿中的杂①国家“十二五”科技支撑课题“塔里木与中亚盆地成钾对比研究及其资源潜力评价”(2011BAB06B06)资助第一作者简介：孙宏伟(1986~)，男，矿物学、岩石学、矿床学专业，硕士收稿日期：2013-12．10；改回日期：2014—03—04第1期孙宏伟曹养同张华：蒸发岩盆地杂卤石成因及找钾意义9表1世界杂卤石主要分布范围及时代并再次证实杂卤石可以通过石膏与浓卤水反应形T

6、able1Thepolyhalitemaindistributionrange成[171,基本弄清了杂卤石形成的物理化学条件，andtimeintheworld得到了杂卤石的析出相区(图1)：①15℃时杂卤石相区极小，位于泻利盐和钾石盐共饱线附近：②随着温度增高，杂卤石相区扩大，35℃时已占有部分硫镁矾、光卤石、钾盐镁矾、白钠镁矾、钾镁矾、钾石盐等相区。55℃时杂卤石相区明显向耶奈克图上2K端元扩大，己扩展到大部分钾石盐相区和部分钾芒硝相区。因此，温度增高有利于杂卤石的形成：③常温条件下(25℃)，杂卤石相区主要位于耶奈克图上富镁的一角。卤石主要是变质作用形成的，少

7、量是由于钾盐层的表生作用形成的¨；罗布泊盐湖以及湖北潜江凹陷的杂卤石是由于卤水在沉积钾镁盐阶段外界注入钙离子形成的H¨；四川I盆地是我国最早发现杂卤石的地区，因此对其成因研究较多，李亚文、潘忠华等认为，该区杂卤石是溶滤了盐层的富钾卤水交代石膏(或硬石膏)反应所形成[121黄宣镇提出两种看法，第一，浅水盆地中的残余卤水与石膏发生同生交代作用，第二，膏坪汇流水与残余浓缩卤水混合蒸发沉积；林耀庭等则认为，杂卤石是外来富钾含镁卤水交代硬石膏图1杂卤石析出区域随温度的变化图(赵德钧等，1987)所形成¨。由上述讨论可见，关于杂卤石成因Fig．1Polyhaliteprec