罗布泊低品位光卤石矿分布特点及其找矿规律探讨

李文学

国投新疆罗布泊钾盐有限责任公司矿产资源部，新疆哈密 839000



罗布泊低品位光卤石矿分布特点及其找矿规律探讨

李文学*

国投新疆罗布泊钾盐有限责任公司矿产资源部，新疆哈密 839000

提 要 罗布泊干盐湖位于新疆塔里木盆地东部。1995 年以来， 在罗布泊发现了超大型规模卤水钾盐矿床， 卤水钾盐资源主要赋存于罗北凹地等盐系地层中。近年来调查发现， 罗布泊分布有地堑式张性断陷带， 不仅控制成钾凹地的形成，其本身也蕴藏有一定规模的固体钾盐资源。地球物理（ EH-4） 测量显示，断陷带深达 1 000 m 。在罗布泊盐湖演化过程中， 断陷带内出现较小规模的洼地或盐湖， 湖表水蒸发浓缩形成卤水， 由于罗布泊地堑式断陷带长达 30～50 km， 向下延长深度可达 1000 m，说明罗布泊断陷带内可以形成和储集一定规模的固体钾盐矿，成为今后罗布泊盐湖钾资源扩大找矿的新空间。

关键词断陷带 分布特点 低品位光卤石矿

1 地质概况

罗布泊位于塔里木盆地东段，属于满加尔坳陷与东南坳陷的交汇区。构造活动非常强烈，主要表现为断裂构造发育。罗布泊地区共有大断裂16条，其中超岩石圈断裂2条，岩石圈断裂6条，壳断裂8条，罗布泊南北分别受控于库鲁克塔格南缘断裂和阿尔金断裂，新构造运动强烈，区内主要断裂有孔雀河断裂，赛斯克断裂、疏勒河断裂、罗布泊南岸断裂及罗布泊东岸断裂等。根据其展布方向，可以大致分为三组：北北东向断裂组、近东西向断裂组和北东东向断裂组，其中又以北东东向断裂最发育（图1）。北北东向断裂组发育于罗布泊干盐湖，尤其是罗北凹地，一般延伸不远，规模较小，为新生性断裂，属张性，是本区主要的控矿构造，也是控制罗北凹地形成和发展的主要断裂；近东西向断裂组发育于阿尔金山区，属基底式断裂，多呈舒波状展布，规模较大，以压扭性为主，具阻水性，控制基岩山区和盆地的界线，北东和北西向断裂组成共轭断裂带，发育于库鲁克塔格、北山和阿其克谷地一带，其延伸较远，规模较大，具左旋压扭性，控制着罗布泊干盐湖的北界，并穿过罗布泊干盐湖【1】。

图1 罗布泊盐湖区域构造略图Fig.1 Regional tectonic sketch of the Lop Nur salt lake

本区的断裂构造是在区域构造作用下形成的，由于印度板块向欧亚板块的俯冲、碰撞和挤压的强烈影响下，地处青藏高原北侧的塔里木刚性地块东部的罗布泊地区受到近南北向的挤压力，在罗布泊北部产生了一系列的北东-南西向的正断层，相对应地形成一系列的断陷凹地。

研究发现，罗布泊受到NNE-SSW向主压应力作用，产生了一系列相同方向的张性断层或地堑式断陷带，构成罗布泊地堑式断裂构造系（图2），这种张性断裂带一般长度可达30～60km，宽度从数十米至数千米，向下延伸近千米，此地堑式断陷凹地封闭性很好，只有一个狭窄通道与南部大耳朵湖区相连，这样大湖区湖水可以有节制地补给地堑式断陷带，而不至于出现大量河湖水补给被淡化，由于远离补给区，有利于进入断陷带的湖水蒸发浓缩，盐类保留下来，在断陷带的浅部可以形成钾盐类沉积【2】，浅层卤水丰富，可以形成固体钾盐矿和中小型卤水钾矿床。

图2 罗布泊盐湖地质构造图【1】Fig.2 Geological structure of the Lop Nur salt lake

2 低品位光卤石矿分布特点

根据罗布泊盐湖构造特征（图2），我们可以将断陷带分为铁南凹陷带、罗北内部断陷带、罗北东1号断陷带、罗北东2号断陷带、罗北东3号断陷带、罗北西1号断陷带、罗北西2号断陷带、罗北西3号断陷带等8个断陷带。

根据罗布泊地区卫星图片（图3）影像分析，有三片明显潮湿的地区，预测可能与钾盐沉积有关，既地表固体钾盐矿吸潮而形成，分别是罗北西2号断陷带、罗北内部断陷带、铁南凹陷带。我们分别在明显潮湿地段做了取样分析，分析结果表明，有的区域地表固体钾盐矿钾离子含量达到3.3%，主要成分是光卤石及泻利盐【3】。

图3 罗布泊地区遥感影像及取样点分布图Fig.3 Remote sensing and sampling point profiles of the Lop Nur

2.1 罗北西2号断陷带

位于新庆矿区，坐标为北纬40°49′10″，东经90°39′14″，是一片长将近20km串珠状区域，在卫星图片影像图上显示这是一片潮湿的地区，预测可能与钾盐沉积有关，既地表固体钾盐矿吸潮而形成，我们在此区域取了两个固体样，化验结果见表1。

表1 罗北西2号断陷带样品分析结果Table 1 Analysis result of Luobeixi No.2 sag sample

（1）1号样、2号样扫描电镜背散射成分电子数码图像（图4）

（2）1号样、2号样扫描电镜样品元素成分谱图（图5）

罗北西2号断陷带取了1号样、2号样两个样品，固体钾盐矿样品2009年经中国地质科学院矿产资源研究所宣之强专家电镜鉴定，从鉴定结果来看，固体钾盐矿的主要成分为光卤石，其氧、钾原子含量百分比为55%～63%。

图4 样品数码图像（中国地质科学院矿产资源研究所）Fig.4 Sample digital image

图5样品分析谱图（分析单位：中国地质科学院矿产资源研究所）Fig.5 Sample analysis spectrum

我们把罗北西2号断陷带内光卤石矿的大体范围进行了圈定，矿体走向北东，矿体长约20km，宽1.5km。沿着矿体走向我们挖两个1.5m探坑，沿探坑壁刻槽取矿体样，分析结果：固体矿钾离子平均含量3.21%，算成氯化钾含量为6.13%，均大于氯化钾含量3%的固体钾盐矿的边界品位，矿体平均厚度0.5m。按照盐湖和盐类矿产一般工业指标和综合评价指标，固体钾盐矿在露天开采的情况下，氯化钾含量的边界品位≥3%，最小可采厚度 0.3～0.5m，即可以规模开采。按照盐类矿产固体矿产体延展规模分级表，固体钾盐矿只要矿体长度大于3km，矿体面积大于 5km2即属于大型固体钾盐矿床。我们发现的这一固体钾盐矿矿体沿走向长约20km，宽1.5km，由此我们可以得知这个罗北西2号断陷带内的低品位光卤石矿已经属于大型固体钾盐矿体，光卤石密度1.6g/cm3，概算固体氯化钾资源量为147.12万t。

2.2 罗北内部断陷带

位于罗北矿区，坐标为北纬40°41′02″，东经 91°06′58″。该断陷带是一片长将近6km，宽3km条带状区域，在卫星图片上显示为一片潮湿的地区（图3），预测可能与钾盐沉积有关，既地表固体钾盐矿吸潮而形成，我们在此区域取了两个固体样，化验结果见表2。

表2 罗北内部断陷带样品分析结果Table 2 Analysis result of Luobei internal sag sample

此次作者对罗北内部断陷带内光卤石矿的大体范围进行了圈定，矿体走向北东，矿体长约6km，宽3mk。沿着矿体走向施工两个1.5m探坑，沿探坑壁刻槽取矿体样，并进行了测试分析。分析结果为固体矿钾离子平均含量2.1%，换算成氯化钾含量为4.032%，均大于氯化钾含量3%的固体钾盐矿的边界品位，矿体平均厚度0.7m。满足盐湖和盐类矿产一般工业指标和综合评价指标可以规模开采。按照盐类矿产固体矿体延展规模分级表，属于大型固体钾盐矿床。发现的这一固体钾盐矿矿体沿走向长约6km，宽3km，由此可以得知，罗北西2号断陷带内的低品位光卤石矿已经属于大型固体钾盐矿体，光卤石密度1.6g/cm3，概算固体氯化钾资源量为81.29万t。

2.3 铁南凹陷带

位于腾龙矿区，坐标为北纬40°43′11.7″，东经91°21′42″。该凹陷带为一片长约18km，宽4km条带状区域，在卫星图片上显示为一片潮湿的地区，预测可能与钾盐沉积有关，既地表固体钾盐矿吸潮而形成，我们在此区域取了一个固体样，化验结果见表3。

表3 铁南断陷带样品分析结果Table 3 Analysis result of Tienan sag sample

笔者将铁南凹陷带内固体钾盐矿的大体范围进行了圈定，矿体走向北东，矿体长约18km，宽4km。施工一个1.5m探坑并对矿体进行了采样。通过分析，固体矿钾离子平均含量1.51%，换算成氯化钾含量为2.90%。铁南凹陷带内固体钾盐矿氯化钾含量小于3%，低于氯化钾含量边界品位，故没有计算铁南凹陷带固体钾盐矿的资源量。

3 低品位光卤石矿找矿规律

罗布泊盐湖位于塔里木盆地东段，盐湖沉积面积 18056km2，是世界最大的干盐湖之一。自1995年在罗布泊钻探调查发现了超大型罗布泊卤水钾盐矿床（王弭力等，1996），国投新疆罗布泊钾盐有限责任公司也一直以开采液体卤水钾盐矿为主，罗布泊地区是否存在有规模固体钾盐矿存在这个问题得到了证实。罗布泊钾盐矿成因的研究一直没有间断，关于钾盐矿的成因，自 20世纪以来针对海相和陆相钾盐沉积，地质学家提出了很多沉积模式或理论。Schmalz（1970）提出两种蒸发岩的分布模式，即“牛眼式”和“泪滴式”模式。牛眼式模式为盐类沉积相同心圆状分布，由外向内，依次碳酸盐岩相、石膏岩相、石盐岩相、最中心为钾镁岩相；“泪滴式”模式，远离补给区域，依次沉积碳酸盐岩、石膏岩、石盐、在距离补给区最远的地方沉积钾镁盐，形成的钾盐矿以层状或透镜状产出。王弭力提出的“高山深盆迁移论”和“两段式”成钾论等，自在罗布泊盐湖发现了地堑式张性断裂，我们发现它不仅控制着成钾凹地的形成，其本身也有可能储集卤水，最后卤水蒸发形成固体钾盐矿【2】。罗钾公司实际工作中，分别在罗北西2号断裂带、罗北内部断陷带2处凹陷地带发现钾含量大于 3%低品位光卤石矿，对于此重大发现也证实了罗布泊盐湖不但有卤水钾盐资源，浅部地层也有丰富的固体低品位钾盐资源，对以后找钾也提供了新的方向。

4 结论

通过研究，罗布泊断陷带分布的地方，地表多表现为盐湖凹地，此断陷带封闭性很好，只有一个狭窄通道与南部大耳朵湖区相连，这样大湖区湖水可以有节制地补给地堑式断陷带，而不至于出现大量河、湖水补给被淡化，由于远离补给区，有利于进入断陷带的湖水蒸发浓缩，盐类保留下来，最终可能形成固体钾盐矿床，所以准确的判断断陷带的位置对找低品位光卤石矿的发现有很好的促进作用。一般情况下在罗布泊区域内，浅部地层低品位光卤石矿都分布于断陷带内。

参 考 文 献

1 顾新鲁，白铭，黄新风，李明，等. 新疆若羌县罗北凹地钾盐矿详查报告［R］. 新疆昌吉：新疆第二水文地质大队. 2006，（6）：16～30

2 刘成林，焦鹏程，陈永志，等. 罗布泊断陷带内形成富钾卤水机理研究［J］.矿床地质， 2010，603～605

3 宣之强，焦鹏程，刘成林，等.新疆罗布泊钾盐矿床成因类型探讨［J］.化工矿产地质，2011，33（1）：21～26

The Lop Nur playa is located in the eastern Tarim Basin， Xinjiang. Since 1995， a superlarge brine potash deposit had been found in the Lop Nur and the brines are mainly stoerd in salt strata in the Luobei sag. In recent years， researchers have found that graben fault depression zones are developed in Lop Nur， which not only controlled the formation of the potassium depression， but also contained a certain amount of solid potash resources. Geophysical measurements （EH - 4） showed that the rift zone can be as deep as 1000 m. During the evolution of the Lop Nur salt lake， there were smaller depressions or salt lakes existed in the faulted belt. The surface water evaporated and concentrated into brines. As the graben faulted belt can be up to 30 ～ 50 km at length， extending to 1000m at depth， the faulted zones can form and reserve a certain scale of solid potash ore，which should become the new prospecting area in Lop Nur for more potash resources in the future.

Keywords: fault depression zone，distribution characteristics，low-grade carnallite

中图分类号：P619.211

文献标识码：A

文章编号：1006-5296（2016）02-0093-05

* 作者简介：李文学（1965～），男，主要从事盐湖矿床地质和钾盐地质研究，工程师

收稿日期：2016-01-07；改回日期：2016-01-26

DISTRIBUTION CHARACTERISTICS AND MINING LAWS DISCUSSION OF THE LOW-GRADE CARNALLITE IN LOP NUR

Li Wenxue
Department of mineral resources of SDIC Xinjiang Lop Nor salt limited liability company hami postcode，839000

Abstract