作者:云顶集团游戏登录网站青海盐湖研究所 山发寿
钾肥是我国三大农用肥之一,施用钾肥可明显提高农作物产量,改善农作物品质。我国是农业大国,钾肥是国家粮食安全的重要保障之一。钾肥主要来源于可溶性钾盐资源,而我国缺乏可溶性钾盐资源,钾资源量仅占世界钾资源量的2.2%,每年近50%的钾肥依赖进口,且我国已探明钾盐资源中98%为盐湖卤水为主的液体矿床,随着盐湖卤水开采强度的日益加大,卤水埋深在不断加大、且品位在不断下降,钾资源可持续利用前景堪忧。
青海察尔汗盐湖(图片来自网络)
因此,在现有钾盐成矿理论的基础上,建立一种简单易行的钾盐找矿勘探方法,具有非常重大的意义。
钾盐成矿最基本的控制条件是地球表生环境中的“构造-物源-气候”三要素。基于三要素的耦合关系,国外学者们提出了“沙洲模式”、“预备盆地模式”以及“异常钾盐蒸发岩”沉积模式。我国学者提出了“高山深盆”、“高山深盆振荡干化,分离盆地同步分异”、“含水墙”和“二层楼”等成盐成钾模式。
这些成矿理论从蒸发岩矿床控制条件三要素,对成盐成钾规律及成矿模式进行了大量研究,但关于钾盐沉积后期变化和钾矿空间赋存规律及形态变化研究较少。
而在找钾的途径上,科研人员提出油钾兼探;岩盐矿勘探过程中运用化探的方法发现钾矿;通过区域地质分析与对比,厘定成钾区域及成钾层位等方法。但采用上述方法寻找钾盐矿床时,前两种偶然性因素非常大,而后者难以具体确定钾盐矿床的成钾区域与赋存状态及位置。
日前,中科院青海盐湖所盐湖地质与环境实验室山发寿研究团队提出了一种新的钾盐成矿模式,叫做“凹口凸”钾盐成矿模式。
科研人员通过综合研究对比国内外(青海察尔汗、泰国、老挝万象和西班牙埃布罗等)钾盐沉积及后期变化特征,提出了“凹口凸”钾盐成矿模式与找钾方法,蒸发岩沉积形态的变化决定钾盐最终的赋存空间。通过盆山周边地质研究及综合地球物理资料解译,以及目标区域内盐岩体剖面沉积形态的分析,可预测钾盐成矿区域及埋藏位置。简单来说,就是看地质地形找钾。
我们来看这个“凹口凸”钾盐成矿模式是什么样的。
“凹”形态盐岩体:在蒸发岩沉积盆地的凹陷中心,伴随着大量的盐岩沉积,盐岩体的整个剖面形态像一口“凹”形态的大“盐锅”。钾盐就赋存在“凹”形态盐岩沉积层上部的最低洼部位。
“凹”形态盐岩体
“口”形态盐岩体:随着盆地盐沉积终止,“盐锅”被其它沉积物埋藏后,由于盐岩、钾盐的比重小于碎屑岩(砂岩、粉砂岩、泥岩等)的比重,地层存在差异载荷,盐岩体在受到重力分异等作用下不断上隆。因“盐锅”中心盐岩沉积厚度最大,上隆最明显,“盐锅”逐渐变为凸透镜形态,可以称为“盐透镜体”,其剖面形态即呈“口”形。钾盐分布在“盐透镜体”的凸出部位,且中间厚、两侧薄。
“口”形态盐岩体
“凸”形态盐岩体:“盐透镜体”如果受到构造活动的挤压或推覆,盐岩体将进一步向上凸起,整体形成盐背斜,剖面形态呈“凸”形,在剖面形态上固体钾盐分布于盐背斜的顶部或两翼,当挤压强烈时,在盐背斜核部容易形成逆冲断层,部分钾盐可能被断层带到地表形成钾异常或露天钾盐矿床。
“凸”形态盐岩体
该模式打破了找钾勘探中只在盆地的沉积中心及凹陷处勘探以试图发现钾盐的找矿勘探思路。建立的钾盐找矿勘探方法目标明确、方法简单、容易判别。处于不同剖面形态的盐岩体具有不同的特征,钾盐赋存的形态及位置有所不同,相应可在最大程度上缩小钾盐的找矿勘探范围。
我们知道,地质矿产勘探工作是一项地域广阔、工程浩大、成本高昂的技术工作,而“凹口凸”这种模式及找钾方法由于其目标明确,只要通过盆地地质研究及综合地球物理勘探手段,就能确定最佳成矿区域、赋存状态和储存位置。这种方法有效降低了钻探施工成本,且效率高、费用低,对于钾盐矿床的预测和找矿勘探都具有重要的现实意义。