李文學

國投新疆羅布泊鉀鹽有限責任公司礦產(chǎn)資源部，新疆哈密 839000

?

羅布泊低品位光鹵石礦分布特點及其找礦規(guī)律探討

李文學*

國投新疆羅布泊鉀鹽有限責任公司礦產(chǎn)資源部，新疆哈密 839000

提 要 羅布泊干鹽湖位于新疆塔里木盆地東部。1995 年以來， 在羅布泊發(fā)現(xiàn)了超大型規(guī)模鹵水鉀鹽礦床， 鹵水鉀鹽資源主要賦存于羅北凹地等鹽系地層中。近年來調(diào)查發(fā)現(xiàn)， 羅布泊分布有地塹式張性斷陷帶， 不僅控制成鉀凹地的形成，其本身也蘊藏有一定規(guī)模的固體鉀鹽資源。地球物理（ EH-4） 測量顯示，斷陷帶深達 1 000 m 。在羅布泊鹽湖演化過程中， 斷陷帶內(nèi)出現(xiàn)較小規(guī)模的洼地或鹽湖， 湖表水蒸發(fā)濃縮形成鹵水， 由于羅布泊地塹式斷陷帶長達 30～50 km， 向下延長深度可達 1000 m，說明羅布泊斷陷帶內(nèi)可以形成和儲集一定規(guī)模的固體鉀鹽礦，成為今后羅布泊鹽湖鉀資源擴大找礦的新空間。

關鍵詞斷陷帶 分布特點 低品位光鹵石礦

1 地質(zhì)概況

羅布泊位于塔里木盆地東段，屬于滿加爾坳陷與東南坳陷的交匯區(qū)。構造活動非常強烈，主要表現(xiàn)為斷裂構造發(fā)育。羅布泊地區(qū)共有大斷裂16條，其中超巖石圈斷裂2條，巖石圈斷裂6條，殼斷裂8條，羅布泊南北分別受控于庫魯克塔格南緣斷裂和阿爾金斷裂，新構造運動強烈，區(qū)內(nèi)主要斷裂有孔雀河斷裂，賽斯克斷裂、疏勒河斷裂、羅布泊南岸斷裂及羅布泊東岸斷裂等。根據(jù)其展布方向，可以大致分為三組：北北東向斷裂組、近東西向斷裂組和北東東向斷裂組，其中又以北東東向斷裂最發(fā)育（圖1）。北北東向斷裂組發(fā)育于羅布泊干鹽湖，尤其是羅北凹地，一般延伸不遠，規(guī)模較小，為新生性斷裂，屬張性，是本區(qū)主要的控礦構造，也是控制羅北凹地形成和發(fā)展的主要斷裂；近東西向斷裂組發(fā)育于阿爾金山區(qū)，屬基底式斷裂，多呈舒波狀展布，規(guī)模較大，以壓扭性為主，具阻水性，控制基巖山區(qū)和盆地的界線，北東和北西向斷裂組成共軛斷裂帶，發(fā)育于庫魯克塔格、北山和阿其克谷地一帶，其延伸較遠，規(guī)模較大，具左旋壓扭性，控制著羅布泊干鹽湖的北界，并穿過羅布泊干鹽湖【1】。

圖1 羅布泊鹽湖區(qū)域構造略圖Fig.1 Regional tectonic sketch of the Lop Nur salt lake

本區(qū)的斷裂構造是在區(qū)域構造作用下形成的，由于印度板塊向歐亞板塊的俯沖、碰撞和擠壓的強烈影響下，地處青藏高原北側(cè)的塔里木剛性地塊東部的羅布泊地區(qū)受到近南北向的擠壓力，在羅布泊北部產(chǎn)生了一系列的北東-南西向的正斷層，相對應地形成一系列的斷陷凹地。

研究發(fā)現(xiàn)，羅布泊受到NNE-SSW向主壓應力作用，產(chǎn)生了一系列相同方向的張性斷層或地塹式斷陷帶，構成羅布泊地塹式斷裂構造系（圖2），這種張性斷裂帶一般長度可達30～60km，寬度從數(shù)十米至數(shù)千米，向下延伸近千米，此地塹式斷陷凹地封閉性很好，只有一個狹窄通道與南部大耳朵湖區(qū)相連，這樣大湖區(qū)湖水可以有節(jié)制地補給地塹式斷陷帶，而不至于出現(xiàn)大量河湖水補給被淡化，由于遠離補給區(qū)，有利于進入斷陷帶的湖水蒸發(fā)濃縮，鹽類保留下來，在斷陷帶的淺部可以形成鉀鹽類沉積【2】，淺層鹵水豐富，可以形成固體鉀鹽礦和中小型鹵水鉀礦床。

圖2 羅布泊鹽湖地質(zhì)構造圖【1】Fig.2 Geological structure of the Lop Nur salt lake

2 低品位光鹵石礦分布特點

根據(jù)羅布泊鹽湖構造特征（圖2），我們可以將斷陷帶分為鐵南凹陷帶、羅北內(nèi)部斷陷帶、羅北東1號斷陷帶、羅北東2號斷陷帶、羅北東3號斷陷帶、羅北西1號斷陷帶、羅北西2號斷陷帶、羅北西3號斷陷帶等8個斷陷帶。

根據(jù)羅布泊地區(qū)衛(wèi)星圖片（圖3）影像分析，有三片明顯潮濕的地區(qū)，預測可能與鉀鹽沉積有關，既地表固體鉀鹽礦吸潮而形成，分別是羅北西2號斷陷帶、羅北內(nèi)部斷陷帶、鐵南凹陷帶。我們分別在明顯潮濕地段做了取樣分析，分析結果表明，有的區(qū)域地表固體鉀鹽礦鉀離子含量達到3.3%，主要成分是光鹵石及瀉利鹽【3】。

圖3 羅布泊地區(qū)遙感影像及取樣點分布圖Fig.3 Remote sensing and sampling point profiles of the Lop Nur

2.1 羅北西2號斷陷帶

位于新慶礦區(qū)，坐標為北緯40°49′10″，東經(jīng)90°39′14″，是一片長將近20km串珠狀區(qū)域，在衛(wèi)星圖片影像圖上顯示這是一片潮濕的地區(qū)，預測可能與鉀鹽沉積有關，既地表固體鉀鹽礦吸潮而形成，我們在此區(qū)域取了兩個固體樣，化驗結果見表1。

表1 羅北西2號斷陷帶樣品分析結果Table 1 Analysis result of Luobeixi No.2 sag sample

（1）1號樣、2號樣掃描電鏡背散射成分電子數(shù)碼圖像（圖4）

（2）1號樣、2號樣掃描電鏡樣品元素成分譜圖（圖5）

羅北西2號斷陷帶取了1號樣、2號樣兩個樣品，固體鉀鹽礦樣品2009年經(jīng)中國地質(zhì)科學院礦產(chǎn)資源研究所宣之強專家電鏡鑒定，從鑒定結果來看，固體鉀鹽礦的主要成分為光鹵石，其氧、鉀原子含量百分比為55%～63%。

圖4 樣品數(shù)碼圖像（中國地質(zhì)科學院礦產(chǎn)資源研究所）Fig.4 Sample digital image

圖5樣品分析譜圖（分析單位：中國地質(zhì)科學院礦產(chǎn)資源研究所）Fig.5 Sample analysis spectrum

我們把羅北西2號斷陷帶內(nèi)光鹵石礦的大體范圍進行了圈定，礦體走向北東，礦體長約20km，寬1.5km。沿著礦體走向我們挖兩個1.5m探坑，沿探坑壁刻槽取礦體樣，分析結果：固體礦鉀離子平均含量3.21%，算成氯化鉀含量為6.13%，均大于氯化鉀含量3%的固體鉀鹽礦的邊界品位，礦體平均厚度0.5m。按照鹽湖和鹽類礦產(chǎn)一般工業(yè)指標和綜合評價指標，固體鉀鹽礦在露天開采的情況下，氯化鉀含量的邊界品位≥3%，最小可采厚度 0.3～0.5m，即可以規(guī)模開采。按照鹽類礦產(chǎn)固體礦產(chǎn)體延展規(guī)模分級表，固體鉀鹽礦只要礦體長度大于3km，礦體面積大于 5km2即屬于大型固體鉀鹽礦床。我們發(fā)現(xiàn)的這一固體鉀鹽礦礦體沿走向長約20km，寬1.5km，由此我們可以得知這個羅北西2號斷陷帶內(nèi)的低品位光鹵石礦已經(jīng)屬于大型固體鉀鹽礦體，光鹵石密度1.6g/cm3，概算固體氯化鉀資源量為147.12萬t。

2.2 羅北內(nèi)部斷陷帶

位于羅北礦區(qū)，坐標為北緯40°41′02″，東經(jīng) 91°06′58″。該斷陷帶是一片長將近6km，寬3km條帶狀區(qū)域，在衛(wèi)星圖片上顯示為一片潮濕的地區(qū)（圖3），預測可能與鉀鹽沉積有關，既地表固體鉀鹽礦吸潮而形成，我們在此區(qū)域取了兩個固體樣，化驗結果見表2。

表2 羅北內(nèi)部斷陷帶樣品分析結果Table 2 Analysis result of Luobei internal sag sample

此次作者對羅北內(nèi)部斷陷帶內(nèi)光鹵石礦的大體范圍進行了圈定，礦體走向北東，礦體長約6km，寬3mk。沿著礦體走向施工兩個1.5m探坑，沿探坑壁刻槽取礦體樣，并進行了測試分析。分析結果為固體礦鉀離子平均含量2.1%，換算成氯化鉀含量為4.032%，均大于氯化鉀含量3%的固體鉀鹽礦的邊界品位，礦體平均厚度0.7m。滿足鹽湖和鹽類礦產(chǎn)一般工業(yè)指標和綜合評價指標可以規(guī)模開采。按照鹽類礦產(chǎn)固體礦體延展規(guī)模分級表，屬于大型固體鉀鹽礦床。發(fā)現(xiàn)的這一固體鉀鹽礦礦體沿走向長約6km，寬3km，由此可以得知，羅北西2號斷陷帶內(nèi)的低品位光鹵石礦已經(jīng)屬于大型固體鉀鹽礦體，光鹵石密度1.6g/cm3，概算固體氯化鉀資源量為81.29萬t。

2.3 鐵南凹陷帶

位于騰龍礦區(qū)，坐標為北緯40°43′11.7″，東經(jīng)91°21′42″。該凹陷帶為一片長約18km，寬4km條帶狀區(qū)域，在衛(wèi)星圖片上顯示為一片潮濕的地區(qū)，預測可能與鉀鹽沉積有關，既地表固體鉀鹽礦吸潮而形成，我們在此區(qū)域取了一個固體樣，化驗結果見表3。

表3 鐵南斷陷帶樣品分析結果Table 3 Analysis result of Tienan sag sample

筆者將鐵南凹陷帶內(nèi)固體鉀鹽礦的大體范圍進行了圈定，礦體走向北東，礦體長約18km，寬4km。施工一個1.5m探坑并對礦體進行了采樣。通過分析，固體礦鉀離子平均含量1.51%，換算成氯化鉀含量為2.90%。鐵南凹陷帶內(nèi)固體鉀鹽礦氯化鉀含量小于3%，低于氯化鉀含量邊界品位，故沒有計算鐵南凹陷帶固體鉀鹽礦的資源量。

3 低品位光鹵石礦找礦規(guī)律

羅布泊鹽湖位于塔里木盆地東段，鹽湖沉積面積 18056km2，是世界最大的干鹽湖之一。自1995年在羅布泊鉆探調(diào)查發(fā)現(xiàn)了超大型羅布泊鹵水鉀鹽礦床（王弭力等，1996），國投新疆羅布泊鉀鹽有限責任公司也一直以開采液體鹵水鉀鹽礦為主，羅布泊地區(qū)是否存在有規(guī)模固體鉀鹽礦存在這個問題得到了證實。羅布泊鉀鹽礦成因的研究一直沒有間斷，關于鉀鹽礦的成因，自 20世紀以來針對海相和陸相鉀鹽沉積，地質(zhì)學家提出了很多沉積模式或理論。Schmalz（1970）提出兩種蒸發(fā)巖的分布模式，即“牛眼式”和“淚滴式”模式。牛眼式模式為鹽類沉積相同心圓狀分布，由外向內(nèi)，依次碳酸鹽巖相、石膏巖相、石鹽巖相、最中心為鉀鎂巖相；“淚滴式”模式，遠離補給區(qū)域，依次沉積碳酸鹽巖、石膏巖、石鹽、在距離補給區(qū)最遠的地方沉積鉀鎂鹽，形成的鉀鹽礦以層狀或透鏡狀產(chǎn)出。王弭力提出的“高山深盆遷移論”和“兩段式”成鉀論等，自在羅布泊鹽湖發(fā)現(xiàn)了地塹式張性斷裂，我們發(fā)現(xiàn)它不僅控制著成鉀凹地的形成，其本身也有可能儲集鹵水，最后鹵水蒸發(fā)形成固體鉀鹽礦【2】。羅鉀公司實際工作中，分別在羅北西2號斷裂帶、羅北內(nèi)部斷陷帶2處凹陷地帶發(fā)現(xiàn)鉀含量大于 3%低品位光鹵石礦，對于此重大發(fā)現(xiàn)也證實了羅布泊鹽湖不但有鹵水鉀鹽資源，淺部地層也有豐富的固體低品位鉀鹽資源，對以后找鉀也提供了新的方向。

4 結論

通過研究，羅布泊斷陷帶分布的地方，地表多表現(xiàn)為鹽湖凹地，此斷陷帶封閉性很好，只有一個狹窄通道與南部大耳朵湖區(qū)相連，這樣大湖區(qū)湖水可以有節(jié)制地補給地塹式斷陷帶，而不至于出現(xiàn)大量河、湖水補給被淡化，由于遠離補給區(qū)，有利于進入斷陷帶的湖水蒸發(fā)濃縮，鹽類保留下來，最終可能形成固體鉀鹽礦床，所以準確的判斷斷陷帶的位置對找低品位光鹵石礦的發(fā)現(xiàn)有很好的促進作用。一般情況下在羅布泊區(qū)域內(nèi)，淺部地層低品位光鹵石礦都分布于斷陷帶內(nèi)。

參 考 文 獻

1 顧新魯，白銘，黃新風，李明，等. 新疆若羌縣羅北凹地鉀鹽礦詳查報告［R］. 新疆昌吉：新疆第二水文地質(zhì)大隊. 2006，（6）：16～30

2 劉成林，焦鵬程，陳永志，等. 羅布泊斷陷帶內(nèi)形成富鉀鹵水機理研究［J］.礦床地質(zhì)， 2010，603～605

3 宣之強，焦鵬程，劉成林，等.新疆羅布泊鉀鹽礦床成因類型探討［J］.化工礦產(chǎn)地質(zhì)，2011，33（1）：21～26

The Lop Nur playa is located in the eastern Tarim Basin， Xinjiang. Since 1995， a superlarge brine potash deposit had been found in the Lop Nur and the brines are mainly stoerd in salt strata in the Luobei sag. In recent years， researchers have found that graben fault depression zones are developed in Lop Nur， which not only controlled the formation of the potassium depression， but also contained a certain amount of solid potash resources. Geophysical measurements （EH - 4） showed that the rift zone can be as deep as 1000 m. During the evolution of the Lop Nur salt lake， there were smaller depressions or salt lakes existed in the faulted belt. The surface water evaporated and concentrated into brines. As the graben faulted belt can be up to 30 ～ 50 km at length， extending to 1000m at depth， the faulted zones can form and reserve a certain scale of solid potash ore，which should become the new prospecting area in Lop Nur for more potash resources in the future.

Keywords: fault depression zone，distribution characteristics，low-grade carnallite

中圖分類號：P619.211

文獻標識碼：A

文章編號：1006-5296（2016）02-0093-05

* 作者簡介：李文學（1965～），男，主要從事鹽湖礦床地質(zhì)和鉀鹽地質(zhì)研究，工程師

收稿日期：2016-01-07；改回日期：2016-01-26

DISTRIBUTION CHARACTERISTICS AND MINING LAWS DISCUSSION OF THE LOW-GRADE CARNALLITE IN LOP NUR

Li Wenxue
Department of mineral resources of SDIC Xinjiang Lop Nor salt limited liability company hami postcode，839000

Abstract