中国第四纪盐湖矿床及盐类矿物组合综述

宣之强刘成林刘宝坤

1. 中化地质矿山总局地质研究院，河北涿州 072754

2. 中国地质科学院矿产资源研究所，北京 100037

综述

中国第四纪盐湖矿床及盐类矿物组合综述

宣之强1*刘成林2刘宝坤2

1. 中化地质矿山总局地质研究院，河北涿州 072754

2. 中国地质科学院矿产资源研究所，北京 100037

中国盐湖具有多、大、富、全特点。盐湖矿床类型齐全，盐类矿物丰富，含有丰富可采钾、镁、硼、锂及钠盐等资源，值得综述记录。

中国 盐湖矿床 盐类矿物 综述

在中国辽阔的版图内，西起西藏、新疆经青海、甘肃、宁夏、陕西、山西、内蒙古、吉林、直至边陲黑龙江等省区,分布着数以千计的第四纪及现代盐湖，它属于地球北半球盐湖带之一，与北美盐湖区遥相呼应【1】。

1 盐湖盐类矿物

自然界的盐类矿物约400余种。最新统计，我国盐湖盐矿物共有84种，比2002年科学出版社出版的《中国盐湖志》统计70种，增加14种。其中碳酸盐类20种，硫酸盐类32种，硼酸盐15种，氯化物12种和硝酸盐5种【2】。

盐湖中常见盐类矿物有氯化物中的石盐、钾石盐、光卤石、水氯镁石、南极石；硫酸盐中的石膏、芒硝、泻利盐、鈣芒硝、白钠鎂矾、杂卤石、钾石膏、软钾镁矾、钾盐镁矾、天青石；碳酸盐中的天然碱、泡碱(苏打)、水碱、单斜鈉鈣石、水菱镁矿、重碳钠盐，硼酸盐中的硼砂、钠硼解石、柱硼镁石、库水硼镁石；硝酸盐中的钾硝石、水硝碱镁矾、钾硝矾、钠硝石等。

目前，我国具有工业价值的盐湖盐类矿物有石盐、钾石盐、光卤石、水氯镁石，杂卤石、芒硝、钙芒硝，天然碱、水碱、泡碱、水菱镁矿，硼砂、钠硼解石、柱硼镁石、多水硼镁石，硝酸盐中的鈉硝石、钾硝石、钾硝矾等【1～2】。

2 盐湖分类

地学界通常采用盐湖中湖水或卤水化学成分分类。在高矿化的盐湖卤水中，其化学元素成分主要为：H、O、C、S、Cl、Ca、Mg、Na、K等。1932年，苏联科学家 М·Г·瓦里亚什科根据天然水中主要元素阴、阳离子含量的多少，进行了分类。主要有碳酸盐型、硫酸盐型和氯化物型等【3】。

按М·Г·瓦里亚什科分类，碳酸盐型盐湖可能析出的矿物有石盐、水碱、天然碱、苏打、芒硝、重碳鈉盐、无水芒硝、碳钠矾等，硫酸盐型盐湖可能析出的矿物有芒硝、白鈉镁矾、无水芒硝、泻利盐、石盐、光卤石、钾盐镁矾、钾石盐、软钾镁矾、水氯镁石及石膏、白云石等，氯化物型盐湖可能析出的矿物有石盐、水石盐、石膏、钾石盐、光卤石、水氯镁石、溢晶石、南极石等【3】。

3 中国重要类型盐湖特征及矿物组合实例

3.1 碳酸盐型

3.1.1 西藏扎布耶茶卡 又名扎布耶错、查木错和扎布错，湖中有各种盐类矿物石盐、水石盐、钾石盐、芒硝、无水芒硝、钾芒硝、石膏、钾石膏、硼砂、三方硼砂及碳酸盐矿物的菱镁矿、水菱镁矿、文石、方解石、白云石、天然碱、泡碱 、氯碳钠镁石、针碳鈉鈣石、锂白云石、扎布耶石、锂菱镁矿等，自生矿物有硅胶、针铁矿、碳氢钠石，粘土矿物有伊利石、绿泥石和蒙脱石等【2，4】。

扎布耶石和锂菱镁矿是我国发现的含锂新矿物。

扎布耶盐湖是一个干盐湖与表面卤水共存的半干盐湖，北湖为卤水湖、面积100km2；南湖固液并存、面积150km2，以富含硼、锂、钾和铷、铯、溴等为特征。盐湖水化学类型属碳酸盐型。

其 B2O3儲量达超大型、LiCl儲量属大型，此外尚有KCl、Na2SO4、Na2CO3十NaHCO3和Rb、Cs、Br、Nb、Gd、Th、As等矿产资源可供综合利用。固体盐矿资源主要为石盐、芒硝、硼酸盐和水菱镁矿。

已开采的石盐供日喀则地区民用和出口尼泊尔等国。本矿床用原地卤水矿生产锂精矿，再转运到甘肃白银市生产锂盐产品。

扎布耶地区早期存在大量的热水系统，深部幔源应成为硼、锂、钾、铷、铯等盐矿物质主要来源，成因应属深源裂谷型【5】。

3.1.2 内蒙古查干诺尔 属卤水和固体盐类资源共存的盐湖，为二道井-西拉木伦大断裂控制的二道井新断陷盆地。该湖属砂下湖，盐湖卤水为晶间卤水、其次是淤泥卤水。盐湖水化学类型为碳酸盐型。盐湖面积21km2。

该湖盐类矿物由天然碱、水碱、泡碱、针碳钠鈣石、氯碳鈉镁石、芒硝、无水芒硝、天青石和石盐等组成。

20世纪60年代中期建成锡盟碱矿，开采天然碱矿层生产纯碱、烧碱、小苏打等化工产品【2,6】。

3.2 硫酸盐型

3.2.1 新疆罗布泊 罗布泊位于新疆塔里木盆地东端，位于满加尔坳陷与东南坳陷的交汇处，有大断裂16条，其中超岩石圈断裂2条、岩石圈断裂6条、壳断裂8条。由于第四纪以来，塔里木盆地西部抬升，东部罗布泊一带发生沉降，罗布泊成为古河流、古湖泊的汇集区，经三百万年来干湿气候交替产生物理、化学等风化作用，可溶性盐类的元素代出和深源可溶性盐类和钾等元素的带入，形成干涸状无湖表卤水的干盐湖，含晶间卤水的钾矿干盐湖面积为5500km2，洼地面积约1.2×104km2【7】。

晶间卤水主要分布于罗北凹地、罗南洼地干盐滩表层石盐石膏层和上、中部鈣芒硝盐层中，厚度不等、最深有数百米。罗北凹地卤水为硫酸镁亚型。晶间卤水属于富钾高矿化卤水，氯化钾资源量达2.5亿吨、镁盐数十亿吨、锂盐数百万吨、硼矿数百万吨。

2009年，新疆“国投罗钾公司”建成年产硫酸钾120万吨企业。今后，公司将完成硫酸钾镁肥、硫酸镁投产生产试验和老卤卤水提取镁、锂、硼中试生产线等综合利用开发。

固体盐类资源：有特大型石盐及资源待查明的钾镁盐（杂卤石、白钠镁矾、钾盐镁矾）和钠钙硫酸盐（石膏、钙芒硝）及一个小型的硝酸钾盐矿（大洼地）。

由中国地质科学院矿产资源所刘成林、焦鹏程及课题组成员等参与，2010年在罗布泊镇罗北凹地西部、进行了“科钾LDK01”深井781.5m探卤找钾钻探，完成岩芯采样及岩石、矿物鉴定，有盐类矿物达29种：主要有钙芒硝、石盐、石膏、杂卤石、白钠镁矾、泻利盐，钾锶矾、菱镁矿、方解石和白云石等，次要有半水石膏、硬石膏、钾石膏、芒硝、钾芒硝、光卤石、钠镁矾、钾镁矾及少量的斜水钙钾矾、钾石盐、钾石盐复盐、红钾铁盐、水氯镁石、水氯铁盐、氯铜锌矿、氯化铅、天青石、重晶石、菱铁矿等。

经查证，钾锶矾、钾芒硝、天青石、重晶石、菱铁矿、红钾铁盐、斜水钙钾矾、水氯铁盐、氯铜锌矿、氯化铅等为新疆盐湖和罗布泊地区首次发现的盐类矿物。

此外，还检测出Au、W、Cu、Zn、Pb、Cr、Fe、Ni等多金属单质元素和S、P、C等非金属单质元素【8】。

以上工作，对深入研究罗布泊地区深部找钾及盐矿床固体、液体物质来源和大型富钾硫酸盐型盐湖矿床成因有重要意义。

3.2.2 山西运城盐湖 古代称河东盐池、解池、潞池、盐畈等，是中华民族古文明发祥地之一。中国科学院院士高仕扬先生生前於公元 2000年曾在《盐湖研究》期刊著文指出，1万前古人就从解池采挖新沉积氯化鈉食用【9】。

运城盆地系一大陆内初始裂谷，是汾渭裂谷系重要组成部分。2300万年以来，一直为沉降环境；自300万年起，处于干旱、半干旱环境，运城盆地在低洼处形成一个固、液盐类并存的内陆盐湖沉积矿床，面积约30km2。其湖水属硫酸钠亚型，盐矿物以石盐、芒硝、白钠镁矾、钙芒硝为主，次要为、无水芒硝、钠镁矾、石膏和硼磷镁石。

运城盐湖开发历史极为悠久，是世界上修筑盐田、天日垦畦晒食盐最早地方，比欧洲制畦晒盐早1000年。在近万年中，采集和生产食盐近千万吨；因产品单一，剩余大量含钠镁硫酸盐日积月累形成了世界罕见的“工艺地球化学矿”-《硝板》矿床，含白钠镁矾矿数千万吨。从上个世纪50年代起，该湖开始改以产芒硝为主、副产食盐；80年代开始，运城盐湖停止生产食盐，改主产水硝生产元明粉、硫化碱等，尔后副产硫酸镁和合成硫酸钾等数十余种产品【10～11】。

3.3 氯化物型

青海察尔汗盐湖 为柴达木古湖构造沉积盆地最低凹地区，面积5856km2。

察尔汗干盐湖的盐类沉积物中主要含卤水演化到晚期阶段析出的钾镁盐类矿物组合系列，发现盐类矿物28种：包括石膏、钾石膏、杂卤石、钾盐镁矾，石盐、水石盐、钾石盐、光卤石、水氯镁石、南极石等主要盐类沉积矿物。沉积了最厚达73米盐类化学沉积岩层【12】。

在盐类化学沉积层的孔隙和晶间中富含大量晶间卤水，卤水中含有丰富的K、Mg、B、Li、Rb、Cs等多种化学成分，水化学类型有硫酸镁亚型和氯化物型。矿区儲藏有各种盐矿约600亿吨，其中含石盐500多亿t，镁资源40多亿t，卤水钾矿和低品位固体钾盐资源合计数亿 t，是个特大型以钾镁盐为主，富含B、Li、Rb、Cs等多金属的大型第四纪盐湖矿床【6】。

自20世纪50年代发现察尔汗干盐滩光卤石钾矿物以来，通过地质勘探、卤水开采、盐田工艺、化学加工等一系列技术研究和生产实践，青海“盐湖集团”於2004年完成年产100万t氯化钾建设项目，2008年突破200万t。

目前，青海盐湖工业股份有限公司制定中长期计划：以柴达木盆地盐湖资源为依托，以平衡“氯”为核心，靠盆地内天然气资源、煤炭资源、水电资源为支撑，以钾、钠、镁、锂、氯产品系列化和深加工为主线，尽力做到“吃干榨尽”综合利用，从单一的钾盐向钾碱、无机向有机、有机向精细化工、化工行业向有色金属跨越发展。预计产品将有氯化钾、碳酸钾、纯碱、金属镁、ADC发泡剂、碳酸锂、甲醇、聚丙烯等15种产品【13】。

3.4 硝酸盐型

新疆乌尊布拉克湖 该湖为无湖表卤水的干盐湖，水化学类型属硫酸盐型中硫酸钠亚型盐湖，但卤水化学成分中NO3、NO2含量很高，尤其是东部卤水硝酸盐含量高于西部，甚至出现硝酸钾盐沉积，因此该湖为硝酸盐型。湖盆为中-新生代山间构造断陷盆地，受断裂构造控制形成第四纪碎屑和盐类化学沉积，盐类矿物达20种：主要有石盐、水氯镁石，芒硝、无水芒硝、石膏、钙芒硝、白钠镁矾及钾硝石、水硝碱镁矾（杂硝矾）、钾硝矾、钠硝石、钠硝矾等，盐湖面积276km2。该湖晶间卤水赋存于石盐和芒硝层中，因卤水中K和NO3-1、NO2含量较高，达工业开采指标、是滩晒硝酸钾盐的主要卤水资源。固体盐类有石盐、芒硝和硝酸钾盐，石盐儲量约8亿吨、芒硝3800万吨、硝酸钾盐约5万吨【14】。

新疆鄯善化工厂生产硝酸钾及其它化工产品，其它三个盐场产品有原盐、再生盐、洗涤盐、精制盐和加碘盐等系列产品。

4 中国盐湖硼、锂、铷、铯资源概况

中国盐湖卤水中含有主要元素成分是碱金属、碱土金属、卤素及第二周期主族非金属等成盐元素。据《中国盐湖志》资料，中国盐湖卤水中已检测出Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Cl-、SO42-、HCO3-、CO32-等主要化学成分外，还有重金属元素、稀有元素和放射性元素等60多种。其中，B、Rb、I等比海洋水多数十倍；Li、Cs、U等比海洋多数百倍。B、Li、Rb、Cs等元素已是盐湖开采重要资源【15】。

4.1 盐湖中硼资源

据全国化工矿产资源潜力评价项目资料，青藏高原盐湖硼矿集区硼资源量约占全国硼矿资源总量的近 50%。青藏高原超过一半盐湖硼为高硼卤水（当卤水B2O3含量达到400mg/L时称为高硼卤水）。西藏自析硼砂盐湖有：班戈错、扎布耶错、郭加林错、茶拉卡错、噶尔昆沙错、麻米错等 ，均产高硼卤水矿。西藏产硼砂历史千年以上【2，6】。

青海柴达木盆地第四纪盐湖型硼资源占全国盐湖硼资源的60%左右，有可利用的固体硼矿和液体硼矿。如 ：固体硼砂分布在大、小柴旦湖、德宗马海和察汗斯拉图；柱硼镁石分布在大、小柴旦湖；钠硼解石分布于大、小柴旦湖及察汗斯拉图；多水硼镁石、库水硼镁石赋存在大柴旦湖。液体硼矿主要分布在察尔汗盐湖、一里坪盐湖及台吉乃尔湖等【16】。

大、小柴旦湖与马海湖曾开采盐湖硼矿。现今，台吉乃尔湖年生产硼砂2万t。

已查明中国盐湖硼矿资源量数千万吨，矿区30多个。

4.2 盐湖中锂资源

我国盐湖卤水锂资源集中分布青藏高原地区，主要有青海柴达木盆地察尔汗盐湖的别勒滩、一里平、东台吉乃尔和西台吉乃尔等四个盐湖，其锂资源多达一千多万吨，占我国卤水锂资源总量的80%【4，9，16，17】。

台吉乃尔湖矿已突破硫酸镁亚型高镁低锂不利提锂制约，於2007年年产1万吨碳酸锂生产线投产。

西藏盐湖锂资源主要分布在扎布耶、拉果错、麻米错、当雄错、昆沙错和扎仓茶卡等。扎布耶已用卤水晒卤少量生产碳酸锂产品。

4.3 铷、铯盐资源

青藏高原盐湖卤水中硼、锂、铷、铯、铀、钍等形成了高浓度的地球化学集中区【4，17】。其中铷组分含量，柴达木盆地盐湖卤水中铷、铯比西藏盐湖卤水高；而硼、锂组分含量西藏比柴达木盆地高。

已查明含铯盐湖矿床在西藏有扎布耶盐湖和麻米错等，资源量千吨以上。含铯泉水、热卤水及硅华有搭格架、谷露铯矿床【5】。达工业指标盐湖中铷产於西藏的扎布耶湖、麻米错等盐湖。

1 宣之強.中国第四纪盐湖分区及找钾研究［J］. 化工地质，1994，16（4）：3～5

2 郑喜玉，張明刚，徐昶，李秉孝.中国盐湖志［M］.北京：科学出版社，2002

3 М·Г·瓦里亚什科，范立等译. 钾盐矿床形成的地球化学规律［M］. 北京：中国工业出版社，1965

4 刘喜方，郑绵平，齐文. 西藏扎布耶盐湖超大型B、Li矿床成矿物质来源研究［J］. 地质学报，2007，8（12）：1709～1715

5 赵元艺，赵希涛，李振清，李波涛. 西藏第四纪泉水活动与铯的成矿效应［M］. 北京：地质出版社，2010

6 張彭熹，張保珍，唐渊，杨存道，黄师強，吴景泉. 中国盐湖自然资源及其开发利用［M］. 北京：科学出版社，1999

7 王弭力，刘成林，等. 罗布泊盐湖钾盐资源［M］. 北京：地质出版社，2001

8 宣之強，焦鹏程，王弭力，刘成林，孙小虹. 罗布泊罗北凹地科钾1井盐类矿物组合及找钾研究［J］.盐湖研究，2013，21（4）

9 高仕扬. 青海盐湖锂盐开发与环境［J］.盐湖研究，2000，8（1）：17～23

10 蔡克勤，杨长辛. 山西运城盐湖开发史及其古代制盐技术成就［J］.化工地质，1993，15（4）：261～267

11 張淑样. 运城盐湖卤水的变迁史［J］.盐业与化工，2012，41（12）：8～10

12 扬谦，吴必豪，王绳祖，蔡克勤，钱作华，等. 察尔汗盐湖钾盐矿床地质［M］.北京：地质出版社，1993

13 中国无机盐工业协会钾盐（肥）行业分会，中华合作时报社、“中国农资”传媒. 中国钾盐钾肥50年［M］.北京：中国财政经济出版社，2011

14 郑喜玉. 乌尊布拉克湖硝酸钾盐沉积特征［J］. 盐湖研究，2000，8（1）:41～45

15 李武，董亚萍，宋彭生，等. 盐湖卤水资源开发利用［M］. 北京：化学工业出版社，2012

16 邵世宁，熊先孝. 中国硼矿主要矿集区及其资源潜力讨论［J］. 化工矿产地质，2010，32（2）:65～73

17 展大鹏，余俊清，高春亮，張丽莎，成艾颖. 柴达木盆地四盐湖卤水锂资源形成的水文地球化学条件［J］.湖泊科学，2010，22（5）:783～792

A SUMMARY OF QUATERNARY SALINE LAKE DEPOSITES AND MINERAL ASSEMBLAGES IN CHINA

Xuan Zhiqing1Liu Chenglin2Liu Baokun2
1. Geological Institute of China Chemical Geology and Mine Bureau , Zhuozhou, Hebei, 072754, China
2.Institute of mineral resources, Chinese Academy of Geological Sciences，Beijing，100037

China has a great number of large-scale saline lakes, which are enriched and complete. There are many types of saline lakes, in which salt minerals such as potassium, magnesium, boron, lithium and sodium salt and other resources are very rich, so it is worth to record.

China, Saline lake deposit, Salt mineral, Summary

P343.3：P619.211

A

1006–5296（2016）04–0250–05

* 第一作者简介：宣之强（1939～），男，岩石矿物地球化学专业，高级工程师

2015-11-06；改回日期：2016-03-26