项目名称:钾盐资源调查评价(我国油钾多能源资源综合调查评价)(大地调);中国西南地区钾盐矿成矿机理及开发(国家自然科学基金重点项目)
完成单位:中国地质科学院矿产资源研究所、青海省柴达木综合地质矿产勘查院、中化地质矿山总局地质研究院、成都理工大学、中国地质科学院地质研究所、南京大学、云南地调局、青海油田等。
参加人员:郑绵平、侯献华、张震、于常青、张永生、李洪普、郭廷峰、尹宏伟、邓小林、韦钊、王绪本、安莲英、乜贞、刘喜方、苏奎等
汇报人:郑绵平
项目来源:中国地质调查局、国家自然科学基金委赋于
主要进展
中国的国土由若干小陆块(克拉通)、微陆块和造山带拼合而成的地质构造背景,造成了中国海、陆相盐盆地成矿构造环境和成盐成钾的某些特殊性,“钾盐资源调查评价”和国家自然科学基金项目在有找钾前景的几个区块,采取多学科联合和“油钾兼探”,取得了找钾重大进展。
1、柴达木盆地西部深层富钾卤水资源综合调查,近年取得了重大突破,为我国最大钾盐基地察尔汗提供可靠后备资源。
原2008年-2010年“青海柴达木西部第三系上新统富钾硼锂深循环卤水矿产普查”,其目标层位仅限于“上新统”。计划负责人基于古气候和构造背景研究,认为柴达木盆地西部下第四系(Q1)也有找钾前景,经地震和钻探资料验证,对梁ZK05孔岩心古地磁测年, 330m深处的年龄为2Ma。这也是新型砂卵砾石富钾卤水层开始堆积的时间(Q1)。
通过该区地震资料重新处理-解释-反演,预测该套储卤层沿北部阿尔金山前从西边大浪滩凹地向东至察汗斯拉图呈条带状分布,依次由梁ZK09、梁ZK07、梁ZK10、梁ZK05、梁ZK03、黑ZK01、黑ZK02、察ZK01、察ZK02等钻孔所揭露,可谓“孔孔见矿”。KCl品位在0.31%-1.56%之间,为氯化物型卤水。根据钻孔所控制范围,初步估算,新增KCl(334)资源量1.87亿吨(孔隙度储量)。其中,1)大浪滩-黑北凹地砂卵砾石含钾孔隙卤水新增KCL资源量(334)1.23亿吨(孔隙度); 2)察汗斯拉图凹地,通过三个钻孔的控制,初步求得KCL资源量(334)0.34亿吨(孔隙度);3)依此思路,2014年,在昆特依实施的昆ZK01孔和昆ZK09孔,初步求得KCl资源量0.3亿吨(孔隙度)。柴西Q1-N2还有较大钾盐资源潜力,而成为中国地调局实现“358”钾盐任务主要靶区。
2、滇西南成钾时代新认识——“二层楼成矿模式”。
在3年前取得滇西南成钾规律认识基础上,推测勐野井钾盐矿体是由深部挤上来的,其时代可能不是前人所订的古近世。经近年地球物理和钻探验证,在勐野井矿外围MK-1井深部中侏罗统花开左组发现含钾盐层(垂厚70米)。在岩心中所见含钾矿物主要为钾石盐,与石盐共生,呈橘红色,具不规则条带状或脉状,穿插在泥砾中,呈交织角砾结构,反映受构造挤压作用。通过离散元数值模拟的方法,再现了勐野井矿区盐体流动与汇聚过程。目前正在对“二层楼”进行钻探验证中。
3、塔里木库车古近纪盐盆地钾盐找钾取得实质性进展
通过 “油钾兼探”,取得了66个含盐钻孔(累计进尺7万多米)岩屑样品和相应完井报告,首先发现羊塔4井含钾石盐岩层厚达百米,其中达到KCl工业品位(7-10%)厚11米。
在探索“古凹今隆”找中浅部钾盐矿同时,从实际出发,打破国外钾盐水采深2000m的下限,探索≧5000m溶采可行性。目前我国重庆采盐(NaCl)已达3188m;山东东营在建NaCl溶采达4300m。由于KCl溶解度比NaCl大,因此认为:在库车坳陷5200m溶采钾石盐具有可能性。
4、开拓上扬子盆地找钾新方向
上扬子盆地三叠系业经50多年找钾未获突破,本轮调查经充分综合分析认为:该区是一种特殊的多级次盐盆地成钾模式;既是最后的浓缩次盐盆,又是四周海水频繁补给的次盐盆地;且成盐后期变化大,因此中浅部多成溶滤液体矿,全盆地含卤层面积达13万km2。近期对13个储卤构造的富钾卤水矿进行资源量评估,获富钾卤水资源量32.60亿方,氯化钾(KCl)资源量4916.93万吨。2)在上扬子中东部和西南局部地区,产出巨量“准可溶性”杂卤石矿石(K2SO4•MgSO4•2CaSO4•2H2O)。估算K2O资源量达90多亿吨,是一种可利用的缓释硫酸钾镁肥。通过多年不同温压和溶剂实验和当地矿业公司工业性试采表明,上扬子盆地杂卤石是一种宝贵的缓释钾肥,既是富钾卤水的重要来源,且在溶采动力作用下,高温压有利于杂卤石中钾的溶解,尤其赋予石盐中分散状杂卤石易更溶于水中。上扬子盆地富钾卤水和巨量杂卤石具有远大开发利用前景。
5、陕北盐盆 进一步缩小找钾靶区
近期地质地球物理资料综合研究成果表明: 陕北盐盆含钾目的层马五6亚段沉积期总体表现为“两坳夹一隆”的构造分异格局, 次级成盐凹陷有5个,揭示陕北盐盆既不是“平底锅”, 也不是单一的“尖底锅”,而是由多个次级凹陷组成的“复底锅”。据此,初步锁定了有利成钾区,提出钾盐钻探靶区,范围已从盐盆地50000km2缩小至2000km2以内。
总之,本轮钾盐计划项目实施是卓有成效的,相关研究成果表明:我国陆相找钾已取得重大突破,海相钾盐找矿蕲露了突破的曙光。

塔里木油田研究岩芯

高温高压下杂卤石溶解行为实验