地矿科技丨最大钾盐基地有望在柴达木盆地西部深层找到资源接替区

据中国地质调查成果快讯：

摘要：通过地震资料重新处理-解释及水文地质钻探验证，对砂砾储卤层空间展布状态及分布范围进行了勾画。选取2010年以来实施钻孔控制网度达到8km×4km的块段，初步对大浪滩-黑北凹地砂砾层深部卤水型钾盐KCl资源量估算，在该地区求得此种类型卤水钾盐矿KCl（333+334）资源量3.5亿t。通过室内、野外氯化钾提取试验对其可利用性进行了研究。结果显示，该类型卤水成矿地质条件简单，加工提取工艺技术较为成熟。该类型钾盐资源有望成为我国最大钾盐基地察尔汗的资源接替区。

1.项目概况

为了保障粮食安全、提高我国钾盐资源的保障程度，2010—2017年自然资源部中国地质调查局所属的中国地质科学院矿产资源研究所承担了“钾盐资源调查评价”项目，在柴达木盆地西部阿尔金山前发现了深层卤水钾盐矿，其赋存介质为扇三角洲砂砾层，卤水类型为氯化钠亚型，埋深一般在200～900m之间，单位涌水量中等—强，KCl平均含量为0.51%，水型相对简单的深层卤水钾盐资源。“西部地区钾盐矿产远景调查评价”项目，由自然资源部中国地质调查局所属的中国地质科学院矿产资源研究所承担。项目周期为2016—2018年。总体目标任务是：①实现柴达木盆地钾盐重大找矿突破或新发现，支撑找矿突破战略行动钾盐勘查目标的实现；②以海相和大型陆相的成盐盆地为主要调查对象，固液并举、可溶性与难溶性并举、深浅并举、新老并举，总结我国钾盐成矿背景和成矿条件，进一步摸清资源家底，揭示中国蒸发岩盆地特殊成钾地质条件、聚集和后期演化规律；③发展陆相成钾和小陆块海相成钾理论，探索形成具有中国地质特点的海相和陆相成钾理论，创新勘查找钾技术方法，提交我国新型砂砾型深层卤水的评价技术；④实现找矿重大突破或新进展。该成果主要依托“钾盐资源调查评价”项目在大浪滩-黑北凹地实施的中深水文地质钻孔（网度达到8km×4km）块段求取砂砾层深部卤水钾盐KCl（333+334）资源量3.5亿t。

2.成果简介

（1）通过收集调查区2D地震数据，利用已有水文-地质钻孔岩心及测录井资料进行井-震联合标定反演，总结了该套砂砾储卤层的地震反射特征：如黑ZK01孔砂砾储卤层顶、底部均为一套连续性较好的强振幅反射同相轴，储卤层内部为一套连续性稍差、振幅较弱的同相轴反射，储卤层向北逐渐变薄直至尖灭（图1）。通过对该套储卤层东西、南北向剖面追踪，认识到该套储卤层总体上由西向东埋深逐渐变浅，由北而南埋深逐渐变深（图2）。进而勾画了该套砂砾储卤层的空间展布状态。

图1 12128测线黑ZK01孔砂砾储卤层地震反射特征

图2 大浪滩-黑北凹地02-03013.5线从北到南层位解释剖面

（2）利用大浪滩-黑北凹地2010—2017年已有水文-地质钻孔抽放水试验及水质分析数据，结合地震解释、反演，圈定出该套砂砾储卤层空间分布范围，以此为基础，按照KCl品位0.5%，估算了大浪滩-黑北凹地该套含水层KCl（333+334）资源量为3.5亿t。

（3）通过钻孔岩心年代学研究，厘定了该类砂砾层孔隙含钾卤水的地质时代与储卤层沉积环境（图3）。对北部山前带代表性梁ZK05钻孔古地磁测年研究可知，B/M界限的深度位于94m处。149m前岩心沉积速率相对较慢（0.14m/ka），推算出钻孔最顶部年龄约为111ka，这与该区出露晚更新世地层的实际地质情况相符。149m后沉积速率相对较高（0.2073m/ka）。推算出钻孔330m深处的年龄为2046ka。这也是砂卵砾石开始堆积的时间。梁ZK02孔岩心古地磁测年求得其底部1000m处年龄为2.58Ma，岩性表现为黄褐色、棕红色、灰白色含粉砂黏土，而到梁ZK06孔，其底部1000m处古地磁年龄为2.1Ma，岩性为粗粒含粉砂石盐。以上表明，由北部阿尔金山前向南大浪滩干盐湖凹陷中心，岩相由扇三角洲前缘的砂砾逐渐过渡到滨湖的含粉砂黏土（梁ZK02），直至盐湖沉积(梁ZK06)。由此可知，这种新型砂砾层含钾卤水储卤层形成时代为2.58～2.00Ma，为早更新世早期（郑绵平等，2015）。

图3 梁ZK05、梁ZK02、梁ZK06钻孔沉积对比

（4）利用野外盐田得到的约4.5t光卤石混盐，采用冷分解-磨矿-浮选原则工艺进行了实验室扩大试验及精矿制备，获得了KCl品位为91.25%的浮选精矿产品50kg，钾回收率为61.71%（图4），其中镁钠杂质含量均较低，产品指标达到GB6549-86氯化钾产品农业用三级品要求。

图4 KCl品位91.25%的钾盐

3.成果意义

柴达木西部新型砂砾型富钾卤水大资源量的发现，表明该区上新世—早更新世有较大钾资源潜力。近期，通过盐田及室内扩大提取KCl试验，证明该类型深层含钾卤水尽管品位不高，但在柴达木这种极端干旱气候条件下，通过野外盐田摊晒完全可以生产出高标准钾肥。如果加强该类型钾盐勘查评价力度，将为找矿突破战略行动实现钾盐增储提供保障。商业如果能及时跟进，该区有望成为我国最大钾盐矿山察尔汗的后备基地。

（中国地质科学院矿产资源研究所 侯献华 李洪普 郑绵平 王云生供稿）