加拿大萨斯喀彻温省钾盐矿床

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徐慧，编译．朱建东，校．

钾盐层赋存于中泥盆统埃尔克群蒸发岩顶部的盐岩—硬石膏沉积组合建造中。这套含矿沉积组合蒸发岩系的下伏岩层为温尼伯戈西斯碳酸盐岩沉积建造，同时与上覆的道森湾红层泥质岩建造呈不整合接触关系。该地区中泥盆统蒸发旋回可分为三个阶段，这套含矿沉积组合蒸发岩系与下伏的温尼伯戈西斯碳酸盐岩沉积建造共同组成了蒸发旋回的第一个阶段。含矿沉积组合蒸发岩系的北部隐伏于地下400 m左右，南部则隐伏于地下2 740 m，其最大厚度可达213 m。这套沉积组合蒸发岩的顶部为含矿层位，厚约60 m，可具体分为4个含矿层。按时代由老到新分别是 Esterhazy，White Bear，Belle Plaine和Patience Lake。这4个含矿层位厚约6～15 m，层位之间往往夹着一套岩盐(厚约1～45 m)。含矿层位中一般赋存有一层或多层钾矿层，单层钾盐层的厚度最大可达7 m。

沉积作用发生于埃尔克大型封闭的内海盆地中，气候干燥，蒸发速率强。随着蒸发速率的增大，海水中的矿物沉淀序列为:灰岩—白云岩—石膏—无水石膏—岩盐—钾盐层。周期性的海侵作用可形成矿物沉淀序列的一个完整旋回。同生沉积作用之后的成岩过程包括矿物颗粒的溶解、变质及次生富集等作用。

构造环境为由礁石、岛屿等圈闭所形成的封闭的内海环境，蒸发岩层后期受到构造作用而发生褶皱、加厚、断裂、溶解等现象。

钾盐层一般由岩盐(NaCl)、钾盐(KCl)、光卤石(KCl-Mg-Cl2-6H2O)以及少量不溶于水的粘土类物质(无水石膏、少量石英、白云石及粘土)所组成。钾盐是主要的成矿物质。氧化铁所形成的“铁染”现象很发育，颜色从浅肉红色到鲜红色。

一般为层控型矿床，矿物结晶颗粒粗大。成矿物质中的钾盐和光卤石往往伴生，也可单独成矿。钾盐层中不同矿物成分的分布特征由周期性变化的蒸发沉积作用所决定。受含镁卤水次生过滤作用和活化作用的影响，同一钾盐层的中部往往富集岩盐和钾盐，光卤石则富集在其边部。变质作用在沉积过程中普遍不发育。沉积作用后期，矿物元素的溶解和活化作用特征明显。地质控矿因素主要为:①发育在大型的封闭蒸发岩内海盆地中的含盐沉积建造;②蒸发作用周期性旋回;③有利的蒸发岩沉积组合序列;④后期构造作用对于矿层的加厚、重溶及活化作用。

目前在加拿大萨斯喀彻温省约分布有10座钾盐矿山，其中8座矿山采用传统地下开采，2座采用溶浸法开采。传统地下开采的深度约为900～1 100 m。钾盐矿床中的K2O含量平均为21%～27%，局部可超过30%。据估算，萨斯喀彻温省的钾盐资源储量可满足全世界几百年钾盐的需求。2008年，这10座钾盐矿山KCl的产量达16 133 000 t，占到当年全世界总产量的30%。加拿大萨斯喀彻温省是世界上最大的钾盐生产基地。美国地调局对该地区普遍发育的四套钾盐含矿层的钾盐资源量分别进行了评估，其潜在的资源量分别为:Patience Lake 3 790 亿 t、Belle Plaine 2 310 亿 t，White Bear 478 亿 t，Esterhazy 2 060亿t。这些资源储量并不包含目前已发现的或已公布的储量。

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徐慧，编译．朱建东，校．