地球科学综合

我国钾盐找矿规律新认识和进展

郑绵平，张震，张永生，等

摘要：目的：钾盐主要用作钾肥，钾肥是农业三大肥料之一，中国是一个拥有13多亿人口的农业大国且耕地资源紧缺，目前尚未根本解决钾盐自给的问题。虽然我国具有较好找钾前提条件，但由于我国地质构造的特殊性，找矿难度很大。为此，必须加强在中国古今盐盆地找钾研究与勘查，重点要开展海相盐盆地找钾和油钾兼探，并兼顾陆相盐湖及地下卤水，才可从根本上解决中国钾盐自给的问题。方法：通过组织我国相关科研单位开展的新一轮全国钾盐找矿工作，对比研究国内外钾盐矿床成钾特征，以及开展油钾兼探，收集油气勘查大量第一性资料，总结出了我国海、陆相成盐盆地和成盐成钾特性，并概述了我国钾盐找矿新认识与新进展。结果：本文总结出了我国海、陆相成盐盆地和成盐成钾特性：成盐具有多期性、成盐时代差异性、成盐作用迁聚性、物质成分多样性、后期盐盆地的变动性和多液态矿的特点；厘定了3个盐类成矿域和1个成矿带：华北盐类成矿域、扬子盐类成矿域、塔里木-柴达木盐类成矿域、羌北-滇西盐类成矿带；提出了我国找钾新策略——以海相蒸发盐盆地为主攻方向、兼探陆相盐湖及含钾地下卤水；提出了我国主要的古代盐盆地多产于“准克拉通（陆块）”，特别是海相盐盆地均发育于前寒武纪为基底的陆块中，以及钾盐沉积于构造稳定区中相对活动的亚稳定区和在构造亚稳定区中聚集于相对稳定区的新认识；发展了适合我国地质特点的找钾理论认识，同时编制全国油钾兼探总体实施方案，有效地推动了油钾兼探工作，在钾资源找矿上取得了实质性的突破。创新性提出符合滇西南找钾的新认识：推断开采中的浅部钾盐层是由深部塑流到表层来的，可能有大量钾盐层埋藏在深部，并提出勐野井矿区盐体主要物质来源为海相，成盐年代很可能为侏罗纪；发现滇西南—羌北中上侏罗统若干钾盐显示，特别是指导和部署滇西南深部侏罗纪找钾，并取得颠覆性的新认识和新进展；发现陕北盐盆地马五1-5亚段增厚和马四段异常减薄现象，打破该盐盆一直被视为“平底锅”的认识，证实了稳定盐盆内局部活动带中有利于成钾的次级盐凹的存在，并钻获厚度较大含钾矿化层和上古生界3层工业气层，进一步缩小陕北奥陶系找钾包围圈；引领“油钾兼探”实施，在塔里木盆地羊塔 4井 5090～5192 m处发现 KCl含量达到2%～13%，其中8 m厚KCl平均含量12%，经鉴定含钾矿物为钾石盐，实现了塔里木盆地库车凹陷古近系找钾的重大实质性进展；在柴达木盆地西部发现深部新的早第四纪富钾卤水层位，具有较好的找矿前景，尤其是盆地边缘的底部砂卵砾石层孔隙卤水的发现，开拓了钾卤水找矿新类型和新领域；指导和发现青藏高原一批大中型锂、钾特种盐湖（特别是多格错仁大型锂、硼（钾）盐湖）和取得盐湖资源综合利用工艺新进展，已知西藏约40个盐湖KCl含量达边界品位，估算资源量10231.74万t，其中经过国土资源部储量评审中心批准的KCl储量4937多万t，取得青藏高原特种盐湖综合找锂、钾和评价的重要进展。结论：通过近几年工作，找钾认识和实践都迈出了坚实的一步，在探索适合我国地质特点的找钾理论认识有重要进展；在钾资源找矿上也有实质性的突破。今后还要继续加强适合中国地质实际的成钾理论研究；同时要高度重视，在已有的新认识和发现的基础上，持续投入，做好长期作战的准备，才可能取得重大突破。

来源出版物：地球学报,2012,33(3)：280-294

入选年份：2017

我国陆区干热岩资源潜力估算

蔺文静，刘志明，马峰，等

摘要：目的：干热岩是一种清洁的可再生地热资源，在过去 40年里，干热岩的利用技术日趋成熟，显现出了巨大的利用价值。我国地处欧亚板块、印度洋板块、菲律宾板块以及太平洋板块交界处，分布有范围较大的中、新生代侵入岩体，具有产生强烈水热活动和孕育地下高温岩体必要的地质构造条件和热背景。本文基于对我国陆区3～10 km深度温度场模型，利用体积法对我国陆区的干热岩资源潜力进行估算。方法：采取体积法估算我国陆地地区干热岩资源储量估算。首先，获取我国大陆地区的大地热流值、岩石热导率、岩石生热率、放射性元素集中层的厚度、地表温度等进行深部温度估算的相关资料或参数，其中，大地热流值取值于我国公开出版的大陆地区热流数据，共计921个；地层热导率根据相关研究取定值为2.6 W/（m·K）；地层生热率统一取为 1.0 μW/m3；放射性元素集中层的厚度值差异不大，一般在10 km左右，研究中统一取为10 km；以各地年平均气温作为地表温度。然后，采用稳态下的深部温度场模型分别估算了我国3.5、4.5、…、9.5 km深温度分布。最后，采取体积法，利用相关GIS软件计算我国陆地地区 3～10 km深处的干热岩资源储量。具体计算时，利用GIS软件对各类数据首先进行矢量化，然后以经纬度5′（0.08333°，约为8 km）为间隔进行栅格化，即每个方格约为64 km2，深度上，以1 km为单位，分别计算3～10 km深处各段的干热岩资源潜力。结果：（1）我国大陆 3.0～10.0 km深处干热岩资源总计为2.52×1025J，略高于美国干热岩资源的估算结果（美国干热岩资源的估算结果为1.67×1025J，不包括黄石公园地区），相当于85.6×105亿t标准煤，按2%的可开采资源量计算，相当于我国目前能源消耗总量的5200倍（2010年我国能源消费总量32.5亿t标准煤）。（2）我国陆区深度3.5～7.5 km之间，温度介于150℃到250℃的干热岩储量巨大，约为6.3×106EJ，即使仅仅其2%的储量得到开发，也将获得126000 EJ的热能，相当于2010年我国能源消费总量的1320倍。考虑目前干热岩资源开发的经济技术条件，这一深度也是未来我国干热岩资源开发的重点目标层位。结论：我国陆区干热岩资源资源潜力巨大，其中深度3.5～7.5 km之间，温度介于150～250℃的干热岩资源是未来我国干热岩资源开发的重点目标层位，主要包括东南沿海、雷琼地区、滇西、藏南、胶东半岛以及华北平原、关中盆地等区域。

来源出版物：地球学报,2012,34(5)：807-811

入选年份：2017

冈底斯成矿带东段矿床成矿系列及找矿突破的关键问题研究

唐菊兴，多吉，刘鸿飞，等

摘要：冈底斯成矿带是我国最重要的资源接续基地之一，其中冈底斯岩浆弧（III 43）是最重要的III级成矿带，研究程度最高的是从拉孜县到工布江达县长约600 km、宽约90 km范围内，已发现并评价了5个超大型矿集区：雄村铜金矿集区，厅宫—冲江铜多金属矿集区，甲玛—驱龙—邦铺铜多金属矿矿集区，蒙亚啊—洞中拉—亚贵拉多金属矿集区，程巴—努日钨钼铜矿集区。本文总结了冈底斯成矿带主要矿床成矿背景，不同类型矿床时空分布规律，并提出了矿床勘察中的几个关键问题。近年来的研究成果，厘定出与海西期火山作用、海西期裂谷构造有关的铅锌银矿床成矿系列组、印支—燕山期与沉积—构造岩浆作用有关的铜、金、铁、铅锌、银、钼矿床成矿系列组以及冈底斯成矿带内喜山期与构造岩浆、沉积作用有关的铜、金、铁、铅锌、银、钼、钨、铀、盐类矿床成矿系列组。其中以印支以来的构造岩浆矿床为主：与早侏罗世—晚侏罗世（173～160 Ma）岛弧型中酸性火山岩—浅成岩建造有关的铜、金、银、铅锌矿床成矿亚系列，雄村外围和拉萨以东广泛分布的叶巴组分布区是其主要找矿远景区；与古新世—始新世（65～38 Ma）中酸性火山—中浅成岩浆建造有关的铅锌、银、钼、钨、铁矿床成矿亚系列（沙让式、亚贵拉式、洞中拉式），林周盆地—南木林盆地及其北侧的隆格尔断隆带是主要的找矿远景区；与中新世（17～13 Ma）中酸性浅成岩浆建造有关的铜、钼、铅锌、钨、金、银矿床成矿亚系列（驱龙式、甲玛式、冲江—厅宫式、朱诺式、邦铺式），冈底斯成矿带东段中带是主要的找矿远景区，尤其是含矿斑岩体接触带的矽卡岩型铜多金属矿，如新发现的普桑果矽卡岩型铜铅锌矿。相对应的，成矿物质由早期的洋壳低角度俯冲形成幔源为主岛弧型斑岩铜金矿，弧-陆增生造山、陆-陆碰撞造山早阶段形成壳源为主的矽卡岩型铁钼钨铅锌矿，向伸展背景下壳幔混合源为主的斑岩型铜钼铅锌矿。成矿元素从南往北的分布规律为Cu-Au（斑岩型）→ Mo-W（Cu）（斑岩-矽卡岩型）→ Cu-Mo-Pb-Zn（Au、Ag）（斑岩-矽卡岩型）→Mo（Cu）（斑岩）→ Pb-Zn-Mo-W-Fe（斑岩-矽卡岩型）→ Pb、Zn（Ag）（热液脉型）。成矿时代从南往北的规律为 173～154 Ma（雄村）→ 40～20 Ma（努日-程巴等）→ 17～13 Ma（驱龙、甲玛等）→ 65～38 Ma（沙让、亚贵拉等）。冈底斯成矿带强烈的燕山晚期、喜山期的黑云母花岗岩（花岗斑岩、石英斑岩）岩浆活动控制了岩体中的Cu、Mo、W矿化和矽卡岩型铜铅锌铁钼矿床的分布。矽卡岩性矿化分布在岩体外围（0～4 km）接触带灰岩与黑色岩系的层间构造中，具有Mo-W-Cu-Zn-Pb-Ag-Au矿化分带的规律。主要的矽卡岩矿床含矿层位为晚石炭-早二叠世昂杰组、来姑组，二叠纪的洛巴堆组、下拉组，中侏罗世多底沟组与晚侏罗世林布宗组的灰岩（大理岩）+黑色板岩、凝灰岩、砂板岩和层间构造。按照“缺位”理论预测石炭纪-二叠纪裂谷盆地中的VMS型多金属矿，燕山晚期-喜山早期（126～40 Ma）念青唐古拉地区矽卡岩型多金属矿附近的斑岩钼（铜）矿，以及燕山晚期-喜山早期冈底斯中部中酸性岩浆岩附近似IOCG型铁铜金矿，早中侏罗世、中新世斑岩型铜矿外围的浅成低温热液金矿，与增生楔及脆韧性剪切带中的造山型金矿等矿床类型是下一步工作的重点。提出了增生楔中的造山型金矿的找矿突破，推覆-滑覆构造控岩控矿模型的构建，岛弧环境下形成的斑岩铜金矿床的保存，隐伏斑岩矿床的预测准则，如异常元素的选择、流体逃逸痕迹的识别、围岩岩性圈闭重要性问题是当前找矿突破中的关键地质问题。

来源出版物：地球学报,2012,33(4)：393-410

入选年份：2017

赣北石门寺钨多金属矿床同位素地球化学研究

项新葵，王朋，孙德明，等

摘要：目的：赣北石门寺钨多金属矿位于下扬子成矿省江南地块中生代铜钼金银铅锌成矿带中，是最近查明的一个超大型（世界级）矿床。矿体厚大且产状平缓，大致平行于晋宁期黑云母花岗闪长岩与燕山期似斑状黑云母花岗岩岩珠顶部的接触面分布，以外接触带为主，矿化类型主要为细脉浸染型。为深化认识区内钨矿的成矿机制，建立九岭地区钨矿成矿模式和找矿模型，本文对矿区内金属硫化物S、Pb同位素以及方解石的C、O同位素组成进行了系统的分析，从成矿系统中的“源”角度，探讨了该矿床的成矿物质来源及演化。方法：用于S、Pb同位素测试的样品采自矿区主要矿体内的原生金属硫化物矿石，用于C-O同位素分析测试样品主要采自矿体中的方解石脉。样品由武汉地质调查中心同位素实验室完成测试。（1）S同位素测试是将金属硫化物单矿物与氧化亚铜按一定比例研磨、混合均匀后进行氧化反应，生成SO2，并用冷冻法收集，然后用MAT251气体同位素质谱仪分析硫同位素组成，测量结果以V-CDT为标准，分析精度优于±2‰。（2）铅同位素样品先用混合酸分解，然后用树脂交换法分离出铅，蒸干后用热表面典例质谱法进行铅同位素测量，仪器型号为MAT-261，测量精度为 1 μg铅204Pb/206Pb低于 0.05%，208Pb/206Pb一般不大于 0.005%。（3）C-O同位素分析采用 100%磷酸法，在25℃时，样品与磷酸发生反应，将反应释放出来的CO2在MAT251型质谱仪上进行碳、氧同位素测试。δ13C以PDB为标准，δ18O以PDB和SMOW为标准，分析精度为±0.2‰。结果：（1）石门寺矿区硫化物的δ34S值分布于-2.53‰～-0.91‰之间，平均为-1.65‰，其中6件黄铜矿样品的δ34S值介于-1.69‰～-0.91‰之间，平均值为-1.29‰，9件辉钼矿样品的δ34S值介于-2.53‰～-1.02‰之间，平均值为-1.90‰，变化范围较小，分布比较集中。（2）矿石的铅同位素组成相当均一，206Pb/204Pb比值范围为18.109～18.268（平均18.201），207Pb/204Pb比值范围为15.586～15.708（平均为15.627），208Pb/204Pb比值范围为38.208～38.715（平均为38.472）。（3）方解石δ13CV-PDB值为-15.92‰～-7.11‰，平均值为-9.01‰，主要集中-8‰～-7‰，δ18OV-SMOW的变化范围为4.38‰～20.70‰，平均值为10.99‰。结论：石门寺矿区矿石硫化物的硫同位素组成范围较窄，在-2.53‰～-0.91‰之间，平均值为-1.65‰，具有塔式分布效应，矿床硫来源于岩浆。铅同位素构造环境演化图解中，绝大多数样品点集中在上地壳与造山带演化线之间，另有一部分落在上地壳。表明矿石中的铅具有多来源的性质，主要来源于下地壳，但在上升过程中受到了上地壳的混染。石门寺矿区碳-氧同位素研究表明，矿床成矿流体中碳可能来自下地壳或上地幔，并且相当部分碳以甲烷形式存在，成矿场内甲烷被氧化为二氧化碳，进一步沉淀形成方解石，至少部分碳是深源甲烷转化而来的。

来源出版物：地球学报,2013,34(3)：263-271

入选年份：2017