库车盆地天然氯化锶矿物的发现❶

孙小虹刘成林宣之强曹养同赵宪福高 超

1. 中国地质科学院矿产资源研究所，北京，100037；

2. 中化地质矿山总局地质研究院，河北涿州，072754；

3. 中国地质大学地球科学与资源学院，北京，100083

库车盆地天然氯化锶矿物的发现❶

孙小虹*1刘成林1宣之强2曹养同1赵宪福3高 超3

1. 中国地质科学院矿产资源研究所，北京，100037；

2. 中化地质矿山总局地质研究院，河北涿州，072754；

3. 中国地质大学地球科学与资源学院，北京，100083

通过扫描电镜分析，在新疆库车盆地首次发现天然氯化锶矿物。该矿物大小为几微米至几十微米，具有形态不规则、在空气中易潮解等特征。由于颗粒太小，暂时无法测定其晶体结构参数。初步认为极度干旱气候条件下，如有锶的来源，在蒸发盐壳中可形成天然氯化锶矿物。其晶体结构参数、确切成因等还有待于进一步深入研究。

库车盆地 天然矿物 氯化锶 扫描电镜

锶是自然界中广泛分布的微量元素，已知存在的天然锶有天青石、碳酸锶矿、钾锶矾、富锶文石等46种。氯化锶是一种重要的无机锶盐，主要用于烟火、燃料及医药工业【1】，但是目前仅限于人工合成，未见相应天然矿物的报道。

新疆塔里木盆地古近系盐类资源丰富【2～6】，位于天山山前的库车坳陷是其重要的含盐盆地之一，有广厚的盐层和大量盐丘分布，是全国重点找钾远景区之一【7～10】，开展库车盆地古代钾盐研究与找矿勘查已成为近年来以及今后的研究热点和重点【11～14】。本文通过扫描电子显微镜/能谱（SEM/EDS）分析，在库车盆地克拉2井附近的地表盐壳中首次发现了天然氯化锶矿物。

1 样品来源与地质背景

样品于2008年2月7日采自库车盆地克拉2井附近（图1），发现在古近纪砂岩裂隙渗出的卤水在干旱气候条件下蒸发结晶形成的盐壳中。

库车盆地位于塔里木盆地北部，毗邻南天山造山带，并平行于天山造山带延伸，面积约2.85×104km2（图1）。地表自北向南形成：北部单斜带、克拉苏-依奇克里克构造带、拜城凹陷、阳霞凹陷、秋立塔克背斜带、前缘隆起带。库车盆地的发展主要分为以下几个阶段【15】：自晚二叠世起，由于南天山褶皱带的构造负荷与挤压挠曲作用【16】，塔里木盆地北部地区发育了库车盆地；三叠纪—侏罗纪，库车坳陷为前陆盆地，和阿瓦提-满加尔坳陷以沙雅前缘隆起相隔；自早白垩世起，库车坳陷为沉降中心，南部的阿瓦提-满加尔坳陷成为库车盆地的缓坡。库车盆地内孕育着大量古近纪以来形成的盐类矿产，赋存有巨厚石盐层和数十个大小不等的盐丘。【7】。

2 样品测试方法

样品分析使用扫描电子显微镜/能谱仪，在中国石油勘探开发研究院石油地质实验研究中心进行，扫描电镜型号为TESCAN-VEGA\LMU；能谱仪型号为lnca。该仪器不仅可以观察矿物的形貌，配上X射线能谱。仪还能进行元素的定性、定量分析。研究表明【18】扫描电镜-能谱仪在找钾及综合找矿中具有方便、快捷、准确等特点，具有能够快速发现新矿物，尤其是十分微小矿物的优点。

图1 采样点位置及库车盆地构造简图（据汤良杰等，2003；塔里木油田分公司，2000）【17】Fig.1 The location of the sample and sketch map of tectonics of Kuqa basin

3 扫描电镜分析结果

经扫描电镜和能谱分析，发现样品中含有多个氯化锶颗粒（图2～5），具有下列特征：氯化锶晶体形态不规则，部分呈针状（图4）。

氯化锶颗粒大小为几微米至几十微米。

氯化锶与石盐、石膏等盐类矿物共生，图5A显示氯化锶晶体被一粒晶形完好的石膏晶体穿插。

4 氯化锶矿物的性质

人工合成的氯化锶矿物为白色针状晶体，20℃时在水中的溶解度为538g/L。从扫描电镜图像上看，天然氯化锶颗粒形态不规则，部分为针状（图4）。不规则形状的颗粒可能是易潮解造成的，因此氯化锶晶体在自然界不易保存，易遭到破坏。由于氯化锶颗粒太小（几微米至几十微米）、在空气中易吸潮等特点，暂时无法利用X射线衍射分析测定其晶体结构参数。

5 天然氯化锶矿物的成因探讨

盐类矿物一般形成于干旱环境中，沉积顺序为：碳酸盐—硫酸盐—氯化物。天然氯化锶矿物发现于库车盆地古近纪砂岩裂隙渗出的卤水在干旱气候条件下蒸发结晶形成的盐壳中，塔里木盆地深部油田水富锶【19】，而且岩矿分析表明，库车盆地下含盐系中，有天青石矿物【20】，所以初步认为在自然界极度干旱的气候条件下，如有锶的来源，当锶高度富集则可形成氯化锶矿物。此外，通过扫描电镜分析在湖北江陵凹陷含锶卤水蒸发试验后期阶段所取的固体样品中也发现有针状氯化锶颗粒（图6），说明含锶卤水高温条件下快速蒸发，锶富集到一定程度也能够形成氯化锶矿物，同时也反映了氯化锶的野外生成条件。但是，扫描电镜图像（图6A）显示氯化锶晶体赋存在钾石盐之上，推测该氯化锶颗粒可能为样品快速干燥后形成的。总之，库车盆地天然氯化锶矿物是如何形成的，是原生的还是次生的？还有待于进一步深入研究。

在扫描电子显微镜/能谱分析中得到中国石油勘探开发研究院石油地质实验研究中心魏宝和与朱德升两位高级工程师的热情帮助，在此表示衷心的感谢！

图2 样品扫描电镜结果A为背散射成分图像，A中白色颗粒为氯化锶矿物，周围灰色的是石盐； B为二次电子分析显微图像；C为点分析谱图Fig.2 Result of sample scanning A is BSE composition image; B is secondary electron microscopy image; C is analysis spectrogram of point.

图3 样品扫描电镜结果A为背散射成分图像，A中白色颗粒为氯化锶矿物（两粒），周围灰色的是石盐； B为二次电子分析显微图像；C为点分析谱图Fig.3 Result of sample scanning A is BSE composition image; B is secondary electron microscopy image; C is analysis spectrogram of point.

图4 样品背散射成分图像Fig.4 4BSE composition image of sample

图5 样品扫描电镜结果A为背散射成分图像，A中白色颗粒为氯化锶矿物，灰色的是石膏； B为二次电子分析显微图像；C为点分析谱图Fig.5 Result of sample scanning A is BSE composition image; B is secondary electron microscopy image; C is analysis spectrogram of point.

图6 湖北江陵凹陷卤水蒸发试验固样8扫描电镜结果A为背散射成分图像，A中针状颗粒为氯化锶矿物，周围是钾石盐；B为点分析谱图Fig.6 Result of solid sample 8 scanning A is BSE composition image; B is analysis spectrogram of point

1 王树轩.氯化镁——碳酸锶制取氯化锶和氢氧化镁工艺研究[J].海湖盐与化工，2004，33（5）：14～16

2 陈荣林.塔里木盆地第三纪含盐系地质特征研究[J].化工矿产地质，1996，18（4）：276～283

3 马万栋，马海州，谭红兵，张西营.塔里木盆地西部含盐系地层成盐元素的地球化学初步研究[J].盐湖研究，2003，11（2）：35～40

4 马万栋，马海州.塔里木盆地西部卤水地球化学特征及成钾远景预测[J].沉积学报，2006，24（1）：96～106

5 马万栋，孙国芳.塔里木盆地西部盐矿点卤水地球化学特征及成钾预测[J].中国地质，2007，34（4）：636～641

6 马万栋，马海州.塔里木盆地地质环境演化及钾矿寻找研究进展[J].西北地质，2008，41（2）：63～72

7 张义民，王佐仁，贺光正.库车盆地地质特征和成钾条件分析[J].新疆地质，1986，4（1）：57～71

8 谭红兵，马海州，马万栋，董亚萍，张西营，许建新.塔里木盆地西部古岩盐地质地球化学特征与成钾条件分析[J].矿物岩石地球化学通报，2004a，23（3）：194～199

9 谭红兵，马万栋，马海州，张西营，曹成东.塔里木盆地西部古盐矿点卤水水化学特征与找钾研究[J].地球化学，2004b，33（2）：152～158

10 谭红兵，马海州，肖应凯，魏海珍，张西营，马万栋.塔里木盆地西部古岩盐氯同位素分布特征与找钾分析[J].中国科学D辑，2005，35（3）：235～240

11 刘成林，焦鹏程，陈永志，王弭力，宣之强.库车盆地第三系岩盐地层钾矿物组合发现及其意义［A］.见：第九届全国矿床会议论文集［C］.北京：地质出版社，2008a，374～375

12 刘成林，王弭力，焦鹏程.中国古代蒸发盆地钾盐成矿可能性分析与预测［A］.见：第九届全国矿床会议论文集［C］.北京：地质出版社，2008b，368～369

13 唐敏，刘成林，焦鹏程，曹养同，胡妍娜.古代蒸发岩盆地钾盐成矿资源量预测--以库车盆地为例［A］.见：第九届全国矿床会议论文集［C］.北京：地质出版社，2008，382～383

14 唐敏，刘成林，焦鹏程.库车盆地古近纪岩盐层中钾盐资源量预测研究[J].矿床地质，2009，28（4）：503～509

15 邱芳强，丁勇，王辉.库车盆地的沉积物源分析[J].新疆地质，2000，18（3）：252～257

16 陈发景.前陆（或扰曲）盆地分析[M].北京：中国地质大学出版社，1992

17 汤良杰，贾承造，金之钧，等.塔里木盆地库车前陆褶皱带中段盐相关构造特征与油气聚集[J].地质论评，2003，49（5）：182～186

18 宣之强，刘成林，王弭力.古代盐盆找钾中扫描电子显微镜技术应用[J].化工矿产地质，2009，31（3）：183～192

19 蔡春芳，梅博文，马亭，等.塔里木盆地流体-岩石相互作用[M].北京：地质出版社，1997

20 韩宁宁.库车盆地古近系-新近系蒸发岩特征及其古环境的关系[D].北京：中国地质大学（北京），[硕士论文]导师：程捷，2007

THE NEW DISCOVERY OF NATURAL MINERAL STRONTIUM CHLORIDE IN KUQA BASIN, XINJIANG PROVINCE

Sun Xiaohong1Liu Chenglin1Xuan Zhiqiang2Cao Yangtong1Zhao Xianfu3Gao Chao3
1.MRL Key Laboratory of Metallogeny and Mineral Assessment, Institute of Mineral Resources,Chinese Academy of Geological Sciences, Beijing, 100037,China
2.Geological Institute of Bureau and Mining of China Chemical Industy, Zhuozhou, Hebei, 072754，China 3. School of Earth Sciences and Resources, China University of Geosciences,

In this paper, natural strontium chloride is found in Kuqa Basin by SEM-EDS (scanning electron microscopy with an attached energy dispersive spectrometer) analysis. It has been , for the first time,discovered. The size of strontium chloride can range from several micron to tens of micron, with characteristics of irregular shape and easy deliquescence in the air. It is difficult to determine crystal structure parameters at present as the grains are too tiny. We considered preliminarily that natural strontium chloride can be formed in salt crust with source of strontium in the extremely arid climate condition. The crystal structure parameters of the mineral and its origin need to be studied in the future.

Kuqa basin, natural mineral, strontium chloride, scanning electron microscopy

P578.32

：A

：1006-5296（2010）04-0211-04

❶ 项目来源：国家科技支撑计划305项目，编号：2006BAB07B06。

* 第一作者简介：孙小虹（1983~），女，矿物学、岩石学、矿床学专业，博士研究生

2010-04-12；改回日期：2010-04-22