四川农乐杂卤石矿成矿模式及成矿预测

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钾盐作为肥料的三要素之一,是保障国家农业生产和经济稳步发展的重要战略性紧缺资源。杂卤石(K2SO4·MgSO4·2CaSO4·2H2O)是一种硫酸盐型钾盐矿物,其理论含钾(K2O)最高可达15.6%,是一种可溶性钾盐和硫酸盐矿物,通常与硬石膏或者石盐共生,品位高的杂卤石矿石磨成粉可以直接作为复合钾肥使用。而四川盆地杂卤石资源丰富,但长期以来因成钾条件的特殊性和复杂性,一直未得到充分开发利用。本文在此基础上,通过对四川农乐杂卤石矿床进行调查,研究其成矿环境和成矿模式,总结成矿要素,并结合钻孔测井资料综合解释,在四川盆地内进行杂卤石成矿有利区预测。  农乐杂卤石矿床位于华蓥山背斜北段近倾没端核部,杂卤石分布在偏岩子次级背斜南段,是中国第一个查明的浅层杂卤石矿床。杂卤石赋存层位为下三叠统嘉陵江组五段第二亚段(T1d5-2)以及中三叠统雷口坡组一段第一亚段(T2l1-1)。杂卤石矿石主要与石膏、硬石膏共生,少量产于碳酸盐岩(白云岩)中。矿石主要类型有块状杂卤石、纹层(条纹)状杂卤石、薄层状(条带状)杂卤石、团块状杂卤石、斑杂状杂卤石等。各杂卤石矿层均稳定呈层状,与硬石膏层界线清楚,无明显的相互交代、渗透、界面模糊,不易区分等现象出现,其层理与邻近膏岩层平行一致,并同步褶皱变形,因此判断四川农乐杂卤石主要是原生沉积作用形成的。同时,于硬石膏中见有斑点状、团块状杂卤石,说明沉积过程中伴随着准同生交代作用形成的杂卤石。同期发生火山喷发,形成广泛沉积的钾质玻屑凝灰岩(俗称“绿豆岩”),为当时石膏沉积过程中穿插沉积杂卤石提供了重要的成矿物质来源(K+)。  杂卤石在四川盆地内埋深较大,通常在1000m至3000m。为提高杂卤石成矿预测准确性,本文大量收集四川盆地内油气钻孔资料,通过总结四川盆地杂卤石含矿岩系的测井响应特征,对收集到的100多口钻孔资料进行二次利用和测井曲线综合解释。解释结果显示,共有66口钻孔显示出杂卤石响应特征。这些钻孔多分布在南充盐盆中部和东北部以及垫江盐盆内,为杂卤石成矿有利区预测指明了方向。  四川盆地早、中三叠世的干旱炎热气候,使得盆地内发育了大面积的盐盆,为杂卤石的形成提供了良好的沉积环境。盆地内共有6个成盐期,而有杂卤石沉积的成盐期有两个,为T1j4-2和T1j5-2~T2l1-1成盐期。本文通过总结农乐杂卤石成矿要素,以岩相古地理为主,构造背景、含矿岩系特征、水文地质特征等为辅,结合钻孔料收集及测井资料解译的杂卤石综合信息,探索出一套杂卤石成矿预测方法,并运用此方法在四川盆地进行成矿预测,划分出3个杂卤石成矿远景区。
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