關鍵詞羅布泊；第四紀；常、微量元素；同位素；成鉀物質來源第一作者簡介 ，女，1982年出生，正高級工程師，鹽類礦床學，E-mail：383106448@qq.com通信作者郭廷峰，男，正高級工程師，E-mail：guotingfengl012@163.com

中圖分類號P619.211 文獻標志碼A DOI：10.14027/j.issn.1000-0550.2023.067 CSTR： 32268.14/j.cjxb.62-1038.2023.067

0 引言

羅布泊位于我國塔里木盆地的東端，有“死亡之?！薄暗厍蚝禈O\"之稱。是我國最大內陸河一塔里木河河水注入而形成的一個湖泊，較小的孔雀河水也曾注入。現(xiàn)作為我國第二大鉀鹽基地，主要開采羅北凹地 200m 以淺硫酸鹽型鹵水。

羅布泊作為亞洲大陸的干旱中心，曾是我國第二大咸水湖，面積為 18 056km² 。70年代完全干涸。鄭綿平通過羅布泊部分地區(qū)野外考察，分析預測“在第一鹽沉積區(qū)龜背山南局部區(qū)域”（即后來發(fā)現(xiàn)的羅北凹地）可能有豐富的富鉀鹵水聚集。后續(xù)，王弭力等建立了“新構造運動使盆地產(chǎn)生沉積分異，制約沉降中心形成”的盆地遷移認識，認為羅北凹地是構造遷移后的“深盆”，發(fā)現(xiàn)了羅北凹地 200m 以淺鈣芒硝作為儲集空間的鹵水鉀鹽礦床，建立了“高山深盆遷移論\"和“兩段式成鉀\"理論。隨著開發(fā)研究不斷深入，“含水墻”以及“上升鹵水補給”等成鉀模式相繼提出[45]，使羅布泊成為陸相成鉀理論研究熱點地區(qū)。在成鉀物質來源研究方面，推測塔里木盆地晚白堊紀以及古近紀一新近紀兩次成鹽期形成的巨厚含鹽系地層，其封存的古鹵水及后期構造抬升出露溶解釋放的硫酸根和鉀離子等，可能是羅布泊重要的鹽類物質來源，后期認為鹵水中鹽類及鉀元素來源于“富硫酸根”的地表水和深部富鈣水的補給[7-8]。至2008年，淺部（ lt;200m， 鉀鹽資源量已基本查明。羅布泊鉀鹽公司為實施羅布泊地區(qū)鉀鹽資源戰(zhàn)略接替，開展羅布泊鹽湖第二空間鉀鹽找礦，同時作為國家重點研發(fā)項目課題“重點陸相盆地深層含鉀鹵水富集規(guī)律與成礦預測”參加單位，鉆探了LDK02井，該井揭示 200m 以深發(fā)育早、中更新世深部含鉀鹵水資源（圖1）。已有初步研究揭示，該井 200～ 500m 深度段鹵水鉀含量最為豐富[10。本文擬通過對該孔 200～500m 鹵水樣品進行水化學分析，結合儲層巖石類型特點，探討羅布泊深部鹵水地球化學及成因演化特征，并對鹵水鉀鹽成礦模式進行探索，為后續(xù)羅布泊深層含鉀鹵水資源選區(qū)提供科學依據(jù)。

2 區(qū)域地質背景

2.1 區(qū)域構造和沉積環(huán)境演化

作為塔里木盆地的最低洼處，羅布泊夾持于東天山、北山及阿爾金山之間?？嘏铇嬙焐希_布泊北為庫魯克塔格南麓大斷裂，南為阿爾金北部山前斷裂，西臨南北向的七克里克斷裂，東達羅布泊東斷裂。阿爾金及庫魯克塔格走滑斷裂系統(tǒng)對羅布泊地區(qū)新生代以來構造演化控制明顯，與呈左行走滑的阿爾金斷裂伴生的若羌斷層和與右行走滑的庫魯克塔格斷裂伴生的孔雀河斷層，在羅布泊地區(qū)形成一個近東西向的拉張背景1-12]。羅布泊即是產(chǎn)生于這一拉張背景下的箕狀凹陷[13]。羅布泊作為塔里木盆地的匯水中心，匯水面積及物質補給量巨大。早更新世中期一中更新世主要為半干旱氣候，晚更新世末期氣候變得極端干旱，全新世以來，羅布泊古湖經(jīng)歷了咸水湖、鹽湖、微咸水湖、鹽湖、咸水湖，最后演變?yōu)楦甥}湖[14]。

2.2 地層發(fā)育

研究區(qū)地層發(fā)育情況如下（表1）：

第四系下更新統(tǒng) （Q_P ¹） ：巖性主要為石膏、鈣芒硝、石鹽，砂、粉砂、黏土、粉砂質黏土等，賦存含鉀鹵水儲層，地層厚度約為 440～610m 。

第四系中更新統(tǒng) （Q_P²） ：巖性主要為石膏、石鹽及鈣芒硝、含黏土（粉砂、石膏）的鈣芒硝、黏土等。發(fā)育富鉀鹵水儲層，地層厚度約為 60～179m 。

第四系上更新統(tǒng) （Q_P³ ：巖性主要為鈣芒硝、石鹽、粉砂、黏土等，賦存鹵水儲層，地層厚度約為 100～ 155m 。

第四系全新統(tǒng) （Q_h） ：巖性主要為石膏、石鹽，地層厚度約為 6.16～10.00m 。

3樣品采集與測試

3.1 樣品采集

本次分析鹵水樣品選自國投羅鉀公司實施鉆探的LDK02井，該孔位于羅北凹地2號斷陷帶（圖1），井深 1200m 。 200m 以淺，主要為現(xiàn)今羅布泊主力產(chǎn)水層系一鈣芒硝淺部鹵水儲層。 200～500m 深度段鹵水資源最為豐富，為本次研究目的層位，鹵水出水溫度介于 32C～36C^[9] 。按深度約 15～ 20m 間隔，采用定深取樣方式，取得了15個鹵水樣品，鹵水樣品無色透明。同時，對 200～500m 深度段巖心進行分層取樣，并對部分典型儲層巖石樣品進行巖心觀察，發(fā)現(xiàn)該井鹵水發(fā)育深度段儲層巖石類型以含礫中粗砂、中粗砂為主。顏色多呈灰綠、灰白和紅褐色（圖2）。另外，對儲層巖石樣品進行巖石薄片磨制、鑄體薄片加工，并進行鏡下觀察和拍照（圖3，4）。

3.2水化學分析

對研究區(qū)目的層段鹵水樣品進行了礦化度、常、微量元素以及D、O同位素、Sr同位素及B同位素分析。

3.2.1 分析測試方法

1）常、微量元素

常、微量元素測定在中國地質科學院鹽湖與熱水研究發(fā)展中心實驗室完成，其中鹵水 Li⁺，Na⁺，K⁺ 、Rb⁺，Cs⁺，Mg²⁺，Ca²⁺，Sr²⁺ 含量采用原子吸收分光度計法測定。 Cl^-?HCO₃^-?OH^-?CO₃^2-?HBO₂ 使用容量法進行分析。Br含量采用苯酚紅比色法測定。 SO₄^2- 含量采用重量法分析測定。系統(tǒng)誤差為 1.6% 。

2）D、0同位素

D、O同位素在北京核工業(yè)地質研究院完成測試。使用的測試儀器包括FlashEA元素分析儀、MAT253質譜。測量結果以SMOW為標準，記為δD_v.suow 及 δ¹⁸O_v?suow ，分析精度分別優(yōu)于 1‰ 及±0.2%o 。氫同位素參考標準為國家標準物質北京大學標準水，其 δD_v-suow=-64.8%o，8¹⁸O_v-suow=-8.79%o， 蘭州標準水，其 δD_v-suow=-84.55%o，δ¹⁸O_v-suow=-12.48%o 。

3）鍶同位素

鍶同位素組成的測量是由南京大學內生金屬礦床成礦機制研究國家重點實驗室同位素固體質譜室的TIMSVG-354同位素質譜儀完成。標樣NBS-987測得 ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr 平均值是 0.710250（n=8） 。所有的結果歸一化得到 ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr=0.1194 。每個樣品分析誤差小于 ±0.05% 。

a）粒灰?guī)r碎屑顆粒發(fā)生鈣芒硝蝕變，且顆粒內部裂縫發(fā)育， 460.42m ，正交光；（b）基質溶蝕孔洞大量發(fā)育， 460.42m ，單偏光 Fig.4Characteristics of pores and fractures in the depth section of 2Oo-5oO m under microscope （a）凝灰質顆粒、碳酸鹽軟泥、變質巖巖屑、鐵質膠結物 300.80m ，正交光；（b）凝灰質巖屑顆粒表面有不透明鐵質析出， ，300.80m ，單偏光；（c）變質巖巖屑和石 膏膠結物， 380.00m ，正交光；（d）條紋長石巖屑和碳酸巖軟泥，長石表面高嶺土化， 420.66m ，正交光；（e）凝灰質顆粒，周緣鐵質包殼， 460.42m ，正交光；（f）碳酸 鹽和凝灰質碎屑顆粒， 460.42m ，單偏光

4）硼同位素

硼同位素組成在中國科學院青海鹽湖所完成。利用裝有硼特效樹脂的離子交換柱開展硼的分離純化，為避免同質異位素質譜峰干擾，降低質量歧視效應，硼同位素組成的測試采用 C_sBO²⁺ 一石墨雙涂樣方法，并在Triton熱電離同位素質譜儀（ThermoFisher）上進行。采用靜態(tài)雙接收法獲得離子流強度 I₃₀₈ 和

I₃₀₉ ，并經(jīng) ¹⁷0 校正后得到 ¹¹B/¹⁰B 。其中 ¹¹B/¹⁰B=I₃₀₈/I₃₀₉- 0.00079，硼同位素在組成 δ¹¹B 表示為 δ¹¹B（I_OO）= [（¹¹B/¹⁰B）_##/（¹¹B/¹⁰B）_###-1]×1 000 。硼同位素標準樣品為美國國家標準與技術研究所（NIST）提供的NISTSRM 951（HBO₃） ，其提供的 ¹¹B/¹⁰B 比值為4.04362±0.001 37 ，即分析精度優(yōu)于 0.2%o（2σ） ，實際樣品分析精度約為 1‰ 。

3.2.2 鹵水常微量元素、同位素分析結果

常微量元素分析測試結果如表2。 Sr⁸⁷/Sr⁸⁶ 分布范圍介于 0.709976～0.710298 ，平均值為0.710181。8D分布范圍介于 -0.2%o～9.3%o ，平均值為 5.3%o;δ¹⁸O 分布范圍介于 0.5%o～4.9%o ，平均值為 2.57‰ δ¹¹B 分布范圍介于 22.48%c～25.03%o ，平均值為 23.97‰ 。

4數(shù)據(jù)與分析

4.1巖石學與儲集空間特征

目的層段巖心巖石薄片和鑄體薄片鏡下觀察結果顯示，巖性以火山碎屑沉積巖為主，少量含礫碳酸巖及鮞粒灰?guī)r夾層，靠近頂部為鈣芒硝層?；鹕剿樾汲练e巖中的礦物顆粒及巖屑類型包括碳酸鹽軟泥顆粒、硅質巖屑、凝灰?guī)r屑、條紋長石巖屑、長石、石英碎屑顆粒等。顆粒多呈棱角、次棱角狀。成分和結構成熟度低，粒度變化范圍大。

成巖現(xiàn)象可見石膏作為膠結物膠結碎屑顆粒，紅色鐵質和玻璃質膠結物充填孔隙，堿性長石、條紋長石碎屑顆粒表面高嶺土化蝕變，凝灰質巖屑顆粒表面有不透明鐵質析出，碳酸巖顆粒重結晶。部分層段可見碎屑礦物顆粒出現(xiàn)紅色鐵質包殼（圖3），反映顆粒沉積早期為干旱氧化的沉積環(huán)境。

目的層段巖石學特征總體上反映了早期碳酸鹽階段暴露氧化到后期硫酸鹽階段濃縮鹵水充填孔隙的演化過程。

在鑄體薄片中，可以看到灰?guī)r、?；?guī)r、鈣芒硝等碎屑顆粒由于脆性破裂形成的微裂縫。同時，碎屑顆粒內部、膠結物、基質等發(fā)生溶蝕形成的溶蝕孔洞也有發(fā)育（圖4）。

4.2各深度段鹵水有用組分特征

參照鹵水綜合利用及開采工業(yè)指標（鹽湖和鹽類礦產(chǎn)地質勘查規(guī)范DZ/T0212—2002）[（表3）：目的層段鹵水 K⁺ 含量遠超 3g/L 的鹵水K單獨開采利用標準。 Li⁺ 含量達到 13mg/L 綜合利用標準（表2，3）。

4.3羅布泊深層鹵水水化學類型特征

根據(jù)瓦里亞什科鹵水類型劃分標準，目的層段為硫酸鹽型鹵水。Piper圖解中，陽離子集中于 Na⁺+ K⁺ 端元，含量約占陽離子總量的 90% 以上， Mg²⁺ 和Ca²⁺ 含量極低；陰離子以 SO₄^2-+CI^- 為主，含量為陰離子總量的 90% 以上，其中，CI為陰離子主體，含少量SO₄^2- ， HCO₃^-+CO₃² 含量極低，反映該套鹵水極少受大氣水混入影響（圖5）。

4.4 鹵水成分演化階段特征

4.4.1 元素比值特征

鹵水鈉氯系數(shù) ΩNa⁺/nCl^-） 介于0.91＼～1.02，接近1。研究認為，海相地下殘余鹵水一般小于0.85＼～0.87，非海相蒸發(fā)鹽地層中保存的地下鹵水鈉氯系數(shù)更小，而溶濾鹵水的鈉氯系數(shù)一般大于或接近1，溶濾鉀鹽時系數(shù)值會比較低，甚至降到0.7左右。目的層段鹵水鈉氯系數(shù)特征反映其溶濾石鹽層的成因特征。

目的層段鹵水鉀氯系數(shù) 介于16.53～40.16 。通常認為該系數(shù)為75時，鹵水達到鉀鹽沉積階段。而該套鹵水分布特征指示了其濃縮尚未達到鉀鹽沉積階段。

4.4.2 相圖

因目的層段鹵水出水溫度為 ，故選用 五元體系 35^°C 介穩(wěn)相圖進行目的層段樣品點投圖（圖6，可以看出鹵水樣品投點主要集中至無水芒硝和白鈉鎂釩相區(qū)，反映鹵水濃縮析出的礦物以無水芒硝為主、部分樣品含白鈉鎂礬，鹵水演化至硫酸鹽階段。含鈣礦物以鈣芒硝為主，發(fā)育少量鉀石膏，與巖石薄片觀察的石膏膠結物出現(xiàn)的特征一致。同時，與現(xiàn)今正在開采的羅北凹地 200m 以淺鈣芒硝儲層鹵水鉀鹽礦中鹽類礦物類型相近，反映了目的層段深部鹵水鉀礦可能與上覆 200m 以淺鹵水鉀鹽礦具有繼承演化關系。

4.5 元素相關性特征

鹵水 K⁺ 與礦化度及其離子的相關性分析表明，K⁺ 與礦化度相關關系不明顯，線性相關系數(shù)僅0.0026，反映 K⁺ 含量并沒有伴隨可能存在的蒸發(fā)或溶濾過程發(fā)生明顯增加。 K⁺ 含量具有伴隨著 Li⁺ 、HBO₂、Rb⁺、Mg²⁺?SO₄^2- 含量增加而上升的趨勢，顯示出了較好的正相關關系。相關性分析顯示， K⁺ 與 Li⁺ 的相關系數(shù)甚至達到 0.991 8，K⁺ 與 HBO₂ 的相關系數(shù)為 0.5217，K⁺ 與 Mg²⁺ 和 SO₄^2- 的相關系數(shù)分別為0.4150和0.5648，反映 K⁺ 與 Li⁺ 、 HBO₂ 以及 Mg²⁺ ！SO₄^2- 物質來源關系密切。 K⁺ 與CI的相關性不明顯，與 Ca²⁺ 具有明顯的負相關關系，指示含 Ca²⁺ 流體的加人稀釋了溶液中的 K⁺ （圖7）。

4.6 深部鹵水同位素分析

4.6.1 Sr 及 ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr 特征

目的層段鹵水 ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr 介于0.709976＼～0.710239。中生代開始至今，海水中 ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr 平均值整體呈升高趨勢，現(xiàn)今達到最高值 0.7093^[17] 。海水中鍶的來源主要有殼源（ ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr 平均值為0.7119）和幔源（ ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr 平均值為0.7035）兩種，海水中鍶同位素的組成特征是這兩種來源混合后的綜合反映。目的層段鹵水 ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr 明顯低于大陸地表風化系統(tǒng)殼源鍶，具有與海水接近但略高于海水的Sr同位素特征。據(jù)報道，塔里木盆地塔中地區(qū)奧陶紀碳酸鹽 ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr 為 0.70644～ 0.70938（與奧陶紀海水 0.7078～0.7090 接近）；志留系地層水 ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr 介于0.71057＼～0.71258；石炭系地層水 ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr 介于 0.71100～0.71900^[18] ；庫車凹陷古近紀海相鹽巖 ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr 介于 0.708718～0.709326，Sr 含量介于 2.055～18.608μg/g ，具有海陸混合特征的中新世鹽巖 ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr 介于 0.709909～0.710868 。通過與塔里木盆地現(xiàn)有蒸發(fā)巖及鹵水層位 ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr 對比，可以看出，目的層段鹵水 ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr 特征與中新世鹽巖最為接近，推測中新世石鹽可能為該套鹵水的源鹽層。

此外，目的層段鹵水Sr含量介于 0.87～9.88mg/L 平均為 2.15mg/L 。已知海水中Sr的質量濃度約為8mg/L ，當 Sr 與 CaSO₄ 共沉淀時，降為小于 1mg/L 淡水中的Sr含量極低。從鹵水1/Sr及 ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr 關系圖解（圖8）可以看出，鹵水樣品點大致分布于兩個端元，較高Sr含量端元，樣品僅有兩個， ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr 數(shù)值在0.7101附近，多數(shù)樣品點集中于較低Sr含量端元，⁸⁷Sr/⁸⁶Sr 分布范圍相對較寬，反映了低Sr流體對目的層鹵水的貢獻。結合該套鹵水可能源鹽層即中新世鹽巖Sr含量特征 （7.935～84.397μg/g） 以及羅布泊第四紀陸相沉積背景，推測淡水溶濾中新世石鹽層產(chǎn)生的物質，可能是目的層鹵水主要的鹽類物質來源。

4.6.2 鹵水D、O同位素特征

200～500m 深度段鹵水0同位素介于 0.5%o～ 4.9%o ，D同位素介于 -0.2%o～9.3%o ，多位于0附近，與標準海水點比較接近。同時，D、O同位素圖解中目的層鹵水樣品點分布于大氣降水線附近，0同位素明顯高于大氣降水且正漂移特征明顯，D也呈現(xiàn)出升高的趨勢（圖9），與塔里木河淺層地下水0同位素范圍和正漂移特征2相似，與典型的蒸發(fā)過程水體D、O同位素共同升高特點一致，二者的演化趨勢反映了其蒸發(fā)濃縮成因。結合薄片觀察到的鹵水儲層巖石溶蝕溶解發(fā)育特點，認為鹵水與圍巖儲層存在這一定程度的水一巖反應，也可能是導致該區(qū)鹵水0同位素正漂移的因素。

4.6.3 鹵水硼同位素特征

目的層段鹵水硼含量為 42.00～68.10mg/L， 硼同位素分布指示高硼同位素且硼同位素分布集中（分布范圍為 23.46%o～25.03%o 特點，反映了相對穩(wěn)定和單一的硼同位素來源特征。原始地幔和陸殼的δ¹¹B 值均較低，分別為（ -10±2）%o^122] 和 -20‰ -7%o^[23] ，海水具有穩(wěn)定的B含量和相對較高的 δ¹¹B 值，分別為 4.5×10^-6 和 40‰ （相對SRM951）[24]。肖容閣等2對硼及硼同位素研究指出，封閉鹽湖鹵水δ¹¹B 值大于 40‰ ，海水為 39.50‰ ，海相硼礦介于18.20%c-31.73%o ，海相沉積物介于 13.90%o? 25.20‰ ，海水交代巖石 4.51%o-10.85%o 。目的層段鹵水 δ¹¹B 介于 23.46%c8.03% ，特征與海相沉積物十分接近。

5討論

5.1 鹵水K物質來源分析

LDK02孔 200～500m 深度段鹵水以硫酸鹽型為主，相圖顯示其演化至硫酸鹽階段，且對應的析出礦物類型為大量的鈣芒硝，與羅北淺層鹵水鈣芒硝大量發(fā)育特征吻合。 K⁺ 含量較高，為 8～13g/L ，與現(xiàn)今正在開采的羅北凹地含鉀鹵水礦的硫酸鹽水化學特征以及 K⁺ 含量介于 9～12g/L^[26] 相近。羅北凹地正在開采的淺層鹵水鍶同位素介于 0.710 44～0.710 80^[6] 目的層段鹵水 ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr 介于0.709976＼～0.710 239，二者均與中新世鹽巖 ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr（0.709909～0.710868） 接近，同時淺部鹵水略高，反映演化過程中，隨時間推移殼源物質的影響在變大。兩套鹵水諸多相似性特征表明，目的層段鹵水與淺層鹵水可能為同源繼承演化關系。

元素相關性分析顯示 K⁺ 與 Li⁺ 、 HBO₂ 具有良好的正相關性， K⁺ 與Li+相關系數(shù)甚至達到0.9918?，F(xiàn)有研究認為Li多為深部物質來源，研究區(qū) K⁺ 與 Li⁺ 高的相關系數(shù)反映了深部物質對該套鹵水K的貢獻。彭希齡等2對新疆第四紀地殼運動的研究指出，早一中更新世之交，新疆地區(qū)發(fā)生西域運動，作為喜山運動主幕，這次運動造成了新疆范圍內區(qū)域不整合和假整合，以及一些基巖山區(qū)的塊斷造山運動。LDK02井早一中更新世界限之交的 200～500m 深度段大量發(fā)育的火山凝灰質巖屑成分（圖4）和產(chǎn)出鹵水 K⁺ 與Li良好的相關性，指示了與構造運動期吻合的火山物質或深部熱液貢獻特征，是對該時期構造運動的良好沉積響應。

K⁺ 與 HBO₂ 的相關系數(shù)為0.5217，鹵水 δ¹¹B 與海相沉積物接近的特征指示B的海相沉積物溶濾來源，結合目的層鹵水鈉氯系數(shù)（介于0.91＼～1.02）溶濾成因特點，推測溶濾的海相鹽類物質也可能為該套鹵水提供了一定含量的K。塔里木盆地存在古近紀一新近紀海退殘余鹵水形成的巨厚含鹽系地層，上文多套含鹽地層的 ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr 分析指示了鹵水 ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr 與塔里木盆地中新世的石鹽最為接近，多種證據(jù)表明目的層段鹵水 K⁺ 的物質來源為鹽巖溶濾。

新疆庫車凹陷鹽構造研究已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，古近紀一新近紀鹽類在構造作用下，抬升上拱，形成穹隆構造。塔里木盆地內類似鹽構造拾升至高出地表，經(jīng)歷風化剝蝕作用，極可能為盆地內羅布泊等鹽湖提供了鹽物質來源。前人對現(xiàn)今正在開發(fā)的 200m 以淺鈣芒硝含鉀鹵水成因研究普遍認為，塔里木河貧Ca²⁺ 富 SO₄^2- 的 Na₂SO₄，MgSO₄ 型水，與深部來源 CaCl₂ 水體混合，共同提供了該區(qū) 200m 以淺鹵水鉀礦成鉀物質來源2?，F(xiàn)代徑流系統(tǒng)研究揭示，早更新世晚期，塔里木盆地西部劇烈抬升，河流強烈切割侵蝕，塔里木河在該時期可能就已經(jīng)開始補給羅布泊[28]?；?200～500m 深度段鹵水在常、微量元素對比和Piper圖解中與塔里河水成分相近的富集 Na⁺，K⁺ 、Mg²⁺ 和 SO₄² 的特點，以及鹵水 K⁺ 與 Mg²⁺ 和 SO₄^2- 良好的正相關特征（圖7），推測塔里木河很可能作為地表隆起鹽穹隆剝蝕溶濾鹽類物質的“搬運工”，將老地層的鉀和鹽類物質搬運、匯聚到羅布泊地區(qū)。后經(jīng)蒸發(fā)濃縮，形成該套鹵水現(xiàn)今硼同位素、鍶同位素、D、O同位素特征。

5.2 深層鹵水鉀成礦模式

早中更新世時期，西域運動促使研究區(qū)周邊構造抬升。在羅布泊地區(qū)，表現(xiàn)為凝灰質碎屑顆粒在碎屑儲層中大量出現(xiàn)，氣候變得更加干旱，與構造運動伴生的K、Li含量較為豐富的火山碎屑物質成為重要的儲層巖石類型，該套儲層中火山碎屑物質經(jīng)歷后期成巖過程中的溶蝕溶解作用，以及與構造活動伴生的熱液流體加入，成為早一中更新世地層鹵水鉀的重要物質來源。與此同時，塔里木盆地西部劇烈抬升，加劇了古近紀一新近紀海相、海陸交互相含鹽地層，主要是中新世地層抬升剝蝕和大氣淡水對鹽層的淋濾溶解，塔里木河攜帶這些溶解的鹽類物質（包括 K⁺，SO₄^2- 等）補充進入羅布泊，與富K、Li、B的熱液流體共同形成了現(xiàn)今 200～500m 深度段含鉀鹵水礦，可以稱之為“深部物質補給 + 古鹽溶濾”二元成鉀模式（圖10）。

6結論

通過對研究區(qū)LDK02井鹵水儲層巖石學與儲集空間、鹵水常、微量元素及同位素分析，認為LDK02井 200～500m 含鉀鹵水 K⁺ 含量達到單獨開采利用標準。該套早一中更新世鹵水類型為硫酸鹽型，與西域運動相關的深部富K、Li物質，以及古近紀一新近紀海相、海陸交互相含鹽地層，主要是中新世含鹽地層溶解的鹽類物質補給，是該層段鹵水K⁺ 的重要來源，可概括為羅布泊地區(qū)“深部物質補給 + 古鹽溶濾”二元成鉀模式。目的層段 200～500m 含鉀鹵水與現(xiàn)今開采的羅布泊 200m 以淺含鉀鹵水礦存在諸多相似性特征，推測二者可能為同源繼承演化關系。

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Abstract：[Objective]The paper explores the geochemical and genetic evolution characteristics of deep potassiumrich brine inLopNurand investigates the potassumsalt mineralization model，aiming to provideascientificbasis for subsequent target selection of deep potassium-rich brine resources in Lop Nur.[Methods] Based on the petrological analysis ofthe brine reservoirandanalysis on the normal and trace elements and isotopes of the brine，using the means of phase diagram and element correlationanalysis.[Results and Conclusions]It is found that the brine of 200 m to 5OO m from the Early to Middle Pleistocene in wellLDK02inLop Nur area is mainly sulphate-type，and the content of K⁺ is far more than 3g/L，reaching the K⁺ alone mining and utilization standard. The sodium chloride coefficient coefficient is close to 1 ，and the boron isotopes are close to the marine sediments，which indicates the brine is mainly of Marine salt origin. The positive correlation between K⁺ and HBO₂ indicates that the filtration salt bed provides a certain amount of K⁺ inbrine.The characteristics of strontium isotopes are similar to those of Miocene saline formations，the positivedriftof DandOisotopes，which indicates that the brine was mainly leached from the Miocene saline formations and had undergone a concentrated evaporation process.Combined with previous studies on the tectonic evolution inthe Earlyand Middle Pleistoceneandtheformation historyof modernrunoff systeminLop Nur， the soluble salt fromthe marine and marine-terrstrialsalt-bearing strata inthePaleogene-Neogene，especially Miocene saline strata，which are caried by the Tarim River into Lop Nur，are the important source of brine K⁺ . In addition，considering the tectonic movement background of thewesternregion in the Pleistocene，indicates that the K-richand Li-rich hydrothermalfluids and the dissolution of volcanic detritus related to tectonic movementalso provide an important source of K in the brine.Based on this，a binary model of“deep material recharge + paleo-salt dissolutionand fltration”for potassum-bearing brine from the 2OO -50O min the early-middle Pleistocene in Lop Nur has been established.

Key Words： Lop Nur; Quaternary；normal and trace elements； isotopes；potassium source