1、现代盐湖型钾盐矿预测方法及流程全国化工矿产资源潜力评价项目组2023年8月目 录第一章 现代盐湖型钾盐概况1一、资源概况1二、成矿特征及成矿规律1三、预测类型划分7第二章现代盐湖型钾盐矿预测要素13第三章 预测要素组合及分类15一、预测区定位要素组合15二、预测区边界要素组合15三、预测区资源量要素组合16第四章 根底数据准备18一、根底研究及图件18二、预测底图19三、根底数据19第五章 预测区圈定及资源潜力评价20一、最小预测区的边界条件和规模20二、预测区圈定方法20三、预测区评价方法21四、矿床数估计方法21五、资源量估算方法21六、预测区评价及矿产勘查部署建议22第六章 矿产预测流程
2、23第七章 现代盐湖型钾盐矿资源潜力评价数据模型说明24第一章 现代盐湖型钾盐概况一、资源概况1资源储量现代盐湖型钾盐为我国重要的钾盐矿床类型。我国有盐湖型钾盐矿床42处矿点及矿化点未计，占钾盐矿床总数量的91.30%，现代盐湖型钾盐矿查明资源储量占全国总资源储量的97.74%。现代盐湖型钾盐矿主要分布在我国西北地区和西南地区图1，其中青海省有钾盐矿床33处，新疆6处，西藏2处，甘肃1处。2资源分布现代盐湖型钾盐矿床主要分布于我国西北大型内陆干旱盆地中，即柴达木盆地、塔里木盆地等，盆地的规模越大、物源越丰富、气候越干旱，形成的矿床数量越多、规模越大。在规模较小的山间盆地、洼地中也能形成中小型现
3、代盐湖型钾盐矿床。青海柴达木盆地钾盐矿床数量多、规模大，为现代盐湖型钾盐的矿床的主要聚集区，盆地内有含钾盐湖13处，其分布严格受盆地内次级构造的控制，可分为盆地北部山间盆地盐湖带，盆地中部西段盐湖带和盆地中部东段盐湖带。新疆钾盐资源主要分布塔里木盆地东部罗布泊地区，在准噶尔盆地及天山山间盆地内也有分布。西藏地区盐湖数量众多，多为卤水湖，主要分布于青藏高原的西南部，即冈底斯山北麓。形成钾盐矿床两处，分别为扎布耶盐湖大型和扎仓茶卡湖小型。在甘肃、内蒙的干盐湖中，有多处钾盐矿点、矿化点，局部形成小型钾盐矿床，其中以河西走廊北侧和腾格里沙漠地区较为集中。二、成矿特征及成矿规律1矿床特征我国盐湖型钾盐矿
4、床以液态钾盐矿为主，液体矿主要赋存盐湖盐类沉积层的晶间卤水中，在局部盐湖中湖表卤水及碎屑沉积物的孔隙卤水中也为富钾卤水，以晶间卤水为主要工业类型。固体钾盐只在察尔汗等少数盐湖中成矿，目前大局部固体钾盐尚不能直接利用，经固液转化后可综合利用。1液体钾盐地质矿床 含卤层特征含钾卤水主要赋存于盐湖盐类沉积的晶隙间，据统计，我国现代含钾盐湖盐类沉积以石盐为主，下部有少量芒硝、石膏等沉积，少数盐湖中有硼酸盐沉积，只有新疆罗布泊盐湖以27图1 中国钾盐矿产分布图钙芒硝沉积为主，夹石盐和石膏沉积。大型盐湖的含卤层厚度一般在2050m，最厚可达136.86 m，最多可达7层盐类沉积，每层盐层中均赋存有晶间卤水
5、，期间被碎屑层所分隔，可分为上部潜卤水含水层和下部承压卤水含水层；小型盐湖的含卤层一般厚数米至十余米，为潜卤水含水层，含卤层一般呈层状、似层状或透镜状，中部厚，向边部变薄。潜卤水含水层埋深一般小于1m，埋深大者为1.75 m。结构较松散，富水性强，孔隙度在10%30%，给水度一般在8%20%，单位涌水量在5080l/sm，渗透系数79704m/d，为各盐湖的主要钾矿层。深部孔隙卤水中的钾为重要的潜在钾盐资源，特别是在柴达木盆地和罗布泊盐湖的更新世盐类沉积层位中具有较好的找钾潜力。但在大局部地区，深部含水层结构比拟致密，赋水性较差，孔隙度一般较小，单位涌水量不大，为次要含卤层。 含卤层水化学特征
6、晶间卤水为高矿化度卤水，矿化度一般在300400g/l，水化学组成主要阴离子为Cl-，SO42-次之，主要阳离子为Na+，其次为Mg+和K+，卤水中Ca、CO32-、HCO3-含量很低。卤水中KCl含量多在12.6429.17g/l之间。卤水矿化度与主要化学组分之间关系密切，随着卤水矿化度的不断增加，石盐大量析出，卤水中Na+含量迅速减少，而K+、Mg+含量随之增高。当K+含量的增加是矿化度到达370g/l时，K+到达饱和，开始析出光卤石，此后K+含量逐渐减少，Na+含量也缓慢降低。而Mg+的含量一直上升，直到析出水氯镁石。晶间卤水中一般含有Li、Br、I、Rb、Sr、Cs、B2O3等微量元素
7、，由于盐湖的物质来源及演化程度不同，这些微量元素的富集程度不同，盐湖中一般Li、B2O3及Sr富集程度较高，到达综合利用品位，在大、小柴旦等盐湖中沉积有硼酸盐矿物，并形成矿床，具有较高的经济价值。在大型盐湖中，由于补给水源的多元性，晶间卤水中可存在不同类型的卤水，如察尔汗盐湖晶间卤水中存在硫酸盐型和氯化物型卤水。而其他盐湖中一般只有一种水化学类型，以氯化物型、硫酸盐型为主，西藏扎布耶式盐湖湖表卤水化学类型为碳酸钠型。 晶间卤水的分异作用含钾盐湖中晶间卤水具有水平和垂直分异，表现为卤水矿化度、水化学类型以及化学组分的变化，引起卤水发生分异的原因主要有地下水及地表水的补给、卤水埋深以及湖表卤水等多
8、种因素的影响。在平面上，靠近地下水及地表水补给的一侧，卤水矿化度低，远离补给区卤水矿化度升高。在补给条件较差的盐湖中，由盐湖边缘向盐湖内部，有卤水有矿化度升高，钾的含量增加的趋势。卤水的垂直分异，在卤水层厚度较大的盐湖中，均有不同程度的反映，在同一盐湖中，不同部位，卤水的变化趋势也不同。综合不同盐湖卤水垂向变化趋势，卤水垂直分异自上而下可划分出：缓变型：卤水浓度自上而下逐渐增高，且变化幅度较小；剧变型：卤水浓度自上而下突然增大，呈跳跃式变化，且变化幅度较大。多变型：卤水浓度由低变高变低变低。这种变化主要受卤水的重力分异作用、地表径流的影响、地下径流的影响以及不同层位含钾矿物的析出沉淀等多种因素
9、的影响。1967年，西宁盐湖研究室水化学组曾在察尔汗盐湖现场进行了模拟试验，针对地下潜流的影响进行了模拟，与实际情况相符。 2固体钾盐地质矿床现代盐湖中有察尔汗盐湖、察汗斯图拉盐湖及大浪滩盐湖等盐湖产固体钾盐。一般规模小、品位低，为次要钾盐类型。 含盐系特征固体钾盐矿一般赋存于石盐层中，少数沉积于盐湖表层或风积层中。含盐系由石盐层和夹于其间的碎屑层组成，以察尔汗含盐系厚度最大。含盐系盐类沉积中盐类矿物种类多。可分为氯化物、硫酸盐和碳酸盐三类：其中石盐是盐层中分布最广的矿物，形成最多五层石盐沉积，含钾矿物主要为光卤石，其次还有钾石盐、钾石膏、钾芒硝、钾盐镁矾、钾镁矾等，石膏分布较为广泛，在盐层的
10、下部和边部较多，芒硝盐湖的盐沼区；碳酸盐类主要产于碎屑岩层中。 钾盐矿层的特征固体钾盐矿层是在盐类沉积的后期沉积的，一般赋存于石盐层的上部，在有的盐层中也可出现多层固体钾盐矿层，反映了当时沉积环境的相对干湿变化，即在总的干冷的条件下，出现了气候的相对波动，沉积可多层钾盐矿层。盐湖中自下而上，固体钾石盐的厚度增加、分布面积变大，KCl含量升高。以察尔汗为例，盐湖共沉积了8层钾盐层，其中1-3层分布面积小，矿层多呈透镜状或小扁豆状，一般厚1.5 m左右，主要有石盐、光卤石和粉砂组成，局部见有钾石盐，KCl含量多在2.52%5.23%之间。4、5、7、8层钾盐层为主要固体钾盐矿层层，钾盐层面积在50
11、274.3km2，但KCl含量不高，一般在3%左右，高者在8%左右，其中第8层为析出于达布逊湖北岸的最新沉积的钾盐层，KCl含量在2.0514.72%。矿层厚度除局部较厚外，一般在12 m；矿物成分以石盐、光卤石为主。还有其它钾镁硫酸盐矿物，如软钾镁矾等，光卤石一般呈微晶状、星点状分布于石盐的晶间孔隙中，局部呈薄层状与泥沙石盐互层产出，单层厚度几厘米至十几厘米。固体钾盐层大局部属于低品位的贫矿，与围岩没有明显的界限，根据钾盐层的产状和构造特点，可明显的划分为层状和浸染状两类。其中分布范围广。在马海、昆特依等盐湖中，固体钾盐矿只有13层，而同一层矿又有617个矿体组成，矿体面积多在16.7km2
12、，个别可达76 km2，矿体形态多数呈透镜状、少数呈层状，矿层厚度一般为0.52m，少数大4m。 矿石类型及化学组分矿石类型可分为3种。粉砂钾矿，呈粉砂状结构、孔洞状构造，仅见于地表。矿石矿物主要为光卤石，局部含钾石盐；石盐钾盐：粒状结构、镶嵌结构、剩余结构、交代结构，块状构造，矿石矿物为钾石盐和光卤石，偶见少量无水钾镁矾及钾盐镁矾；砂钾矿，为砂状结构，半松散状构造。矿石矿物为光卤石，个别为钾石盐；粘土钾矿，泥质结构，块状构造。矿石矿物为钾石盐。前两种类型为各矿体的主要矿石类型。矿石中KCl含在8.5%左右。其它化学组分MgCl含量在5%左右，到达综合利用品位，NaCl在50%左右，到达工业品
13、位，为多元素共生的盐类矿床。固体钾盐矿不能单独开采利用，可通过固液转化等方式提高其经济价值。2控矿因素调查说明，现代盐湖中均不同程度地出现钾的富集，在那些盐湖规模较大、演化时间较长以及成钾物质来源丰富的盐湖区，钾的成矿作用强烈，钾以固体的形式沉积，大多数情况是以离子的形式富集于盐湖后期的高矿化度卤水中，形成液态钾盐矿床。1构造对成钾盆地的控制构造是控制和影响钾盐成矿与分布的首要因素。尤其是新构造运动所形成的大型中新生代构造断陷盆地或山间盆地以及众多的凹陷，是现代盐湖型钾盐矿床形成的有利场所。而盆地内部发育的次级拗陷，往往是盐湖盐类沉积和卤水富集的最后场所，盆地的规模越大，盐湖演化时间越长、钾盐
14、成矿物质来源越丰富，形成的钾盐矿床的规模也就越大。目前我国的大型和多数中型现代盐湖型钾盐矿床均分布于柴达木盆地和塔里木盆地中。2古地理环境因素由于地质构造的控制，形成了封闭的古湖盆地。该种古湖盆地开展演化时间长。含钾盆地常位于大湖盆地的最低汇水盆地即多级盆地中的最低一级盆地。在大型内陆盆地中，有的盆地内存在多个次级拗陷，可能形成多处相对独立的古湖盆，也就可以形成多个钾盐矿床，如柴大木盆地，已形成十余处含钾盐湖。而在有的盆地中，只有少数几个或一个汇水中心，只形成一个规模很大的古湖盆，如塔里木盆地的罗布泊古湖盆。3气候条件我国内陆盐类和钾盐矿产的形成和保存与干旱的气候条件密不可分。成钾盆地地处大陆
15、腹地，喜山运动使青藏高原隆起，阻挡了来自印度洋的潮湿海洋季风，使水汽的输入大大减少，并使气候逐渐变得枯燥。据沈镇枢对青海柴达木几个含盐盆地的研究，察汗斯拉图最早成盐时间为11.2万年，相当于中新世中期，昆特依为7.3万年，相当于中新世晚期，大浪滩为3.7-4万年，相当于上新世早期，察尔汗在3.1万年，相当于上新世中期。罗布泊最早盐类沉积为中更新世。由此可见最早自中新世中期以后，古气候已经出现了干旱期，自此以后古气候发生屡次周期性干湿的变化，但总趋势是向枯燥的方向开展，在盐湖演化的后期没开始沉积有薄层光卤石沉积，但多数钾以离子的形式富存于晶间卤水中，形成液相矿床。盐湖型钾盐矿床分布区现代的气候均属典型的大陆性干旱气候，在察尔汗地区，年平均气温5.2，年均降水量24.1mm，蒸发量3549.3 mm，蒸发量为降水量的150倍。罗布泊地区，年平均气温13.4，最高气温48，年均降水量38.5mm，蒸发量3776.5 mm，蒸发量为降水量的98倍。4成矿物质来源研究说明，我国盐湖型钾盐矿床成矿物质是多来源的，既有周围山体的风化盐特别是周边山区大面积分布的富钾长石的中酸性岩浆岩，也有第三纪的再熔盐，还
