中国五大钾盐矿主要矿集区及其资源潜力探讨

中国钾盐矿主要矿集区及其资源潜力探讨

钾盐矿产是关系国计民生的重要矿产资源， 特别是以其为原料制成的钾肥是农业三大基础肥料之一。中国钾盐矿床的地质找矿和研究工作是随着钾盐矿产的勘查、开发利用而逐渐得到加强的，自 20 世纪 50 年代柴达木盆地中察尔汗盐湖钾盐矿的发现以来，中国地质工作者在钾盐矿产勘查和科学研究方面取得了多方面的重要成果。矿产勘查方面有柴达木盆地中众多钾盐矿床、罗布泊罗北凹地钾盐矿床及藏北硼锂钾多元素盐湖的发现，以及云南思茅盆地勐野井钾盐矿、四川盆地富钾卤水矿和新疆天山成矿带硝酸盐类钾矿床勘查发现等。钾盐矿床勘查工作同时促进了中国钾盐矿产的科学研究工作，众多学者对青海柴达木盆地、云南思茅盆地、新疆塔里木盆地以及中国东部古近系成盐盆地等成盐(钾)地区开展了不同程度的研究，提出了“高山深盆说”、“陆相 成钾理论”等具有深远影响的钾盐成矿理论。

尽管中国地质工作者在钾盐矿产勘查和科学研究方面取得了多方面的成果，但还存在诸多问题，主要表现为：

①经费和人员投入少，近年来的钾盐矿相关研究进展缓慢;

②已勘查发现的矿床类型单一，现代盐湖型钾盐矿资源占我国钾盐矿资源的绝大部分，制约了中国地质工作者在前第四纪钾盐矿方面理论的突破;

③未来待发现的钾盐矿床主要为前第四纪海相和海陆交互相固体钾盐矿床，研究和勘查难度均较大。

鉴于中国钾盐矿产研究程度低，区域成矿潜力分析工作开展较少，笔者在对全国钾盐矿矿床类型和预测类型划分的基础上，尝试性对中国钾盐矿集区进行了初步圈定，并分析了主要矿集区内钾盐资源找矿潜力，以期对今后的研究工作有所启示。

1 全国钾盐矿矿集区的圈定

1.1矿集区圈定原则

鉴于中国钾盐矿所在成盐盆地面积差别较大，本次圈定中矿集区面积不作为划分钾盐矿矿集区的主要依据。本次圈定主要依据矿集区划分的基本要求，结合全国钾盐矿床特征，确定矿集区的圈定原则。

(1)同一成盐盆地(或分布相对集中的山间盆地、洼地)中盐湖及钾盐矿床集中分布区划分为一个矿集区。

(2)每一个矿集区内有详查以上工作程度并提交有资源储量的中型以上钾盐矿床(考虑到我国钾盐矿产资源缺乏，如某区只有一个已知钾盐矿床，但周围钾盐矿点较多，可划为一个矿集区， 如勐野井钾盐矿矿集区)。

(3)现代盐湖型钾盐矿床矿集区的边界为成盐盆地中含钾盐湖区最外围的盐湖分布区域的连线为界线，沉积型钾盐矿床矿集区的边界以成盐盆地中钾盐矿床集中分布区的最外围矿床(点) 的连线为边界。

另外，为统一称谓和方便理解，本文中中国钾盐矿矿床类型划分采用本项目的研究成果，即中国钾盐矿床可划分为现代盐湖型、地下卤水型和沉积型(原称碎屑岩型+碳酸盐岩型)三个矿床类型。

1.2 圈定结果

根据上述矿集区的划分原则及中国钾盐矿床分布特点，全国范围内共圈定钾盐矿集区五个： 罗布泊钾盐矿矿集区、察尔汗钾盐矿矿集区、扎布耶钾盐矿矿集区、四川盆地钾盐矿矿集区和勐野井钾盐矿矿集区。

1.2.1 罗布泊钾盐矿矿集区

位于新疆塔里木盆地东端，包括罗布泊盐湖区和附近的小型盐湖。区内有罗布泊罗北凹地大型硫酸盐型钾盐矿床和米兰小型钾盐矿床。罗布泊是位于塔里木盆地东侧的一个次一级坳陷盆地，为塔里木盆地的汇水中心，在长期干燥的气候条件下，湖水不断蒸发浓缩，形成第四纪现代盐湖，北东向展布，面积约 22000km2，区内富钾卤水中的 KCl 含量一般在 1.3%～1.6%之间。区内盐湖卤水水化学类型属硫酸盐型。

1.2.2 察尔汗钾盐矿集区

位于青海柴达木盆地内，区内盐湖数量多，规模大，盐湖分布较为集中(见下文详述)。

1.2.3 扎布耶钾盐矿矿集区

位于西藏羌塘高原北部革吉县—仲巴县一带，面积约 27 000km2。

区内富钾盐湖多分布于大型盆地中或低洼地带，盐湖成群分布，富钾盐湖主要有扎苍茶卡湖群和扎布耶湖群等。区内断陷盆地发育，盐湖数量多，多为卤水湖，已形成扎布耶中型钾盐床矿和扎仓茶卡 II 湖小型钾盐矿床，工作程度均达到详查。沉积有芒硝、石盐及硼酸盐，钾盐矿资源主要赋存于晶间卤水中，卤水中 K+含量高，水化学类型为碳酸钠型。

1.2.4 四川盆地钾盐矿矿集区

位于四川盆地中部地区，矿床类型包括地下卤水型钾盐矿和(碳酸盐岩中的)沉积型钾盐矿两种类型，地下卤水型钾盐主要分布于四川盆地西部及东部的背斜构造中，主要含卤层位有中、下三叠统雷口坡组和嘉陵江组，含卤层由一套石灰岩、白云岩、硬石膏岩和石盐岩组成，富钾卤水矿化度一般大于300g/L，K+含量较高(一般 7.23～25.95g/L)【1】。(碳酸盐岩中的)沉积型钾盐矿含矿地层雷口坡组海相蒸发岩，由白云岩、硬石膏和盐岩组成， 其中夹有多层杂卤石，杂卤石在川中凹陷和垫江凹陷均有分布。目前，矿集区内有一个中型钾盐矿床(地下卤水型)和两个小型矿床。

1.2.5 勐野井钾盐矿矿集区

矿集区位于云南省南部思茅—江城一带的思茅盆地内，已勘查发现勐野井大型钾盐矿床一处，为碎屑岩中的沉积型钾盐矿。矿集区位于三江褶皱系思茅坳陷内， 该坳陷受金沙江-哀牢山深断裂带和澜沧江深断裂带的夹持，呈北西—南东向展布，北与昌都盆地相接，向南延入老挝、泰国境内，与呵叻盆地毗邻，共同组成一个巨大的裂谷盆地系。

钾盐矿层赋存于古近系古新统勐野井组盐岩段含泥砾石盐层中，形成江城勐野井大型固相钾盐矿床及众多的钾盐矿点。含盐系为白云质泥岩、白云岩、钙质泥岩、含泥石盐岩、棕红色粉砂岩、泥岩和泥砾岩。钾盐矿层赋存于石盐层内，在盐层剖面中，共划分出由若干层钾盐矿层组成的 10 个钾矿带，单个钾盐层厚度一般小于 1m，最大厚度可达 19m。矿石类型有青灰色钾盐岩、灰绿色泥砾质钾盐岩、杂色含泥砾钾盐岩和棕红色泥砾质钾盐岩，主要含钾矿物为钾石盐和少量光卤石，KCl 品位一般为 8 %～12%。

2 察尔汗钾盐矿集区成矿特征

2.1 矿床特征

察尔汗钾盐矿矿集区为目前已勘查开发的中国最重要的钾盐矿产资源基地。该矿集区位于青藏高原北部柴达木盆地的中西部，大地构造属 东昆仑褶皱系柴达木坳陷。柴达木盆地是一个中新生代大型山间盆地，周围为高山环绕，北侧为阿尔金山和祁连山，南侧为昆仑山，形成一个封闭的内陆盆地，总面积约 120 000 km2。

1-尕斯库勒;2-大浪滩;3-察汗斯拉图;4-钾湖;5-昆特依;6-一里坪;7-西台吉乃尔;8-马海;9-东台吉乃尔;10-察尔汗钾盐矿别勒滩矿段;11-察尔汗钾盐矿察尔汗矿段;12-大柴旦;13-小柴旦

矿集区范围内广泛发育渐新统至全新统，总厚近万米。盆地演化时间长，次一级断裂、背斜、断陷等构造发育，区内富钾盐湖数量多，共有富钾盐湖 13 处，且盐湖规模大，构成大型以上钾盐矿床的盐湖 4 处，其形成和分布严格受次级构造的控制。根据盐湖发育程度、构造单元划分、盐类矿物赋存特征及特征元素组分，本区可划分为北部山间盆地盐湖带(Ⅰ)、中部(中部西段、中部东段)盐湖带(Ⅱ)和西南部茫崖断陷盐湖带(Ⅲ)(图 2)。

2.1.1 北部山间盆地盐湖带

位于矿集区北部， 由于断层两侧差异的升降运动，沿祁连山边缘形成很多被分割的小盆地，其中发育着很多富钾盐湖(干盐滩)。包括牛郎织女盐湖群、马海盐湖区、大小柴旦盐湖区。其中马海盐湖区由巴龙马海和德宗马海两个小盐湖和广大的盐类沉积区构成， 总面积约 2000km2。马海干盐滩为马海湖区的主体，成盐面积 843km2，赋存有固相和液相钾盐。固体钾矿分布于北部矿段，分别赋存于 Q2、Q3、Q4 3 个不同层位中，以 Q4 层中矿体规模最大，面积达面积 76km2。直接出露与地表，矿层厚度一般为 0.50～2.00m，少数达 4.00m，矿石品位约 8%(KCl)。液体钾盐矿赋存于晶间卤水中，面积约 230 km2。潜水埋深多在 0.5～0.9m 之间，矿层厚度多在 3～18m 之间，矿化度多为 330～370 g/L。

KCl 含量 0.36%～4.87%，平均 1.52%。矿段西部的少数地段水化学类型为氯化物型，其余广大地段均为硫酸镁亚型。

大、小柴旦盐湖位于矿集区东北部，两盐湖盐类沉积以硫酸盐为主，硼酸盐类矿物种类繁多。表面卤水及晶间卤水均富含硼、锂和钾等元素， 其中钾盐矿规模达小型，勘查程度为勘探。

2.1.2 中部盐湖带

根据盐湖分布和物质组分的差异，可分为中部西段盐湖区和中部东段盐湖区。

中部西段盐湖区：位于冷湖背斜构造和红三旱背斜构造带之间，是柴达木盆地自新生代以来拗陷最深的地区，由北东向基底断裂与盆地中部西段盐湖带相隔。区内主要盐湖有昆特依、察汗斯图拉、一里坪、西台吉乃尔、东台吉乃尔等。其中矿集区西段的昆特依、察汗斯图拉以产液相钾盐为主，晶间卤水主要赋存于更新统上部和全新统化学沉积层中，水化学类型为氯化物型-硫酸镁亚型;有少量固相钾盐，呈层状产出，含钾矿物为光卤石和钾石盐。一里坪、西台吉乃尔、东台吉乃尔盐湖为液相钾盐，水化学类型为硫酸镁亚型，卤水中锂、硼含量高。本区矿床规模多为大中型。

中部东段盐湖区：分布有察尔汗盐湖，总面积约 4700km2，包括察尔汗干盐滩和一系列卤水湖，为我国最重要的钾盐矿产地。自西向东划分为别勒滩、达布逊、察尔汗和霍布逊四个矿段， 察尔汗盐湖以产液体、固体钾矿为主，伴生硼、镁、锂、铷、铯等，盐类沉积物为石盐和光卤石， 卤水水化学类型为氯化物型，是我国最大的现代盐湖型钾盐矿床。其中固体钾盐矿物为光卤石和钾石盐，主要夹于石盐层的上部，共见有 8 个钾盐层，其中 K4～K7 为主要钾矿层，KCl 品位在3%～9%之间，少数为 10%～18%。盐湖中晶间卤水丰富，储卤层以石盐层为主，水位埋深 0.5m 左右，卤水层厚度一般 10～25m，属潜水，含卤层岩性为粗巨粒石盐或含粉砂石盐，结构松散、富水性强，卤水矿化度一般 310～400g/L，卤水具有水平和垂直分异性，晶间卤水化学类型属氯化物型-硫酸镁亚型。

2.1.3 西南部茫崖断陷盐湖带

本带位于盆地西南部茫崖断陷带。区内西部分布有大面积的干盐滩和盐湖，有尕斯库勒盐湖、茫崖盐湖、大浪滩盐湖等，以区内北部的大浪滩钾盐矿区规模较大。该区盐湖除石盐沉积外，尚有石膏等硫酸盐类沉积。富钾盐湖以石盐沉积为主，晶间卤水中普遍含钾、锂、硼、镁等元素，特别是卤水中的钾含量较高。

2.2 成矿规律

矿集区内钾盐矿成矿大致可分为两个阶段， 一是上新世，一是晚更新世至今。上新世主要形成富钾地下卤水型矿床，为该区重要的钾盐矿找矿远景类型;晚更新世至今形成现正在勘查开发的现代盐湖型钾盐矿，包括察尔汗钾盐矿、马海钾盐矿、大浪滩钾盐矿及大柴旦钾盐矿等。

矿集区中的现代盐湖型钾盐矿资源以两种形态存在，一为富钾卤水，另一为固体钾矿层。富钾卤水层包括湖表卤水中的钾和晶间卤水中的钾两种形式，富钾卤水钾资源主要分布在盆地中部钾矿带，同一湖区内湖表卤水的 K+含量低于相应的晶间卤水中的 K+含量，且同一层晶间卤水钾含量随深度增加而递减。矿集区内固体钾盐沉积广泛分布，可分硫酸盐型和氯化物型两种类型，前者可见于大浪滩、大柴旦盐湖等地，后者分布于昆特依的钾湖、察尔汗干盐滩等地，往往在一个盐湖中两种类型兼有【2】，且与晶间卤水的水化学类型分布一致。固体钾盐沉积剖面中可见韵律明显的石盐层-钾盐层互层产出。

据以往研究，矿集区内钾盐矿床成矿物质具多来源性，主要源于地表化学风化物(周围高山结晶岩的风化产物和早期盐层的风化淋滤产物通过河流补给)和油田水等。早期古湖演化受气候和构造控制明显，干与湿的多次交替变换为成矿物质供给和富集提供了物质基础，而后期富钾卤水的迁移和富集主要受到构造运动的制约，构造运动形成了矿集区内多个洼地，并使富钾卤水聚集成矿。

2.3 成矿模式

关于柴达木盆地中盐湖及钾盐矿成因和成矿模式，袁见齐(1983)【3】最早提出了柴达木盆地“高山深盆”成盐成钾模式，张彭熹等(1987)【4】根据盆地内(卤水)盐类分布及沉积特征的研究提出了“高山深盆地振荡干化-分离盆地同步分异”成盐成钾模式(图 3)，刘成林和吴必豪(1995)【5】认为该盆地成盐成钾作用可归结为“构造分隔-(古湖水)汇聚-(河流水、火山热水、深循环卤水、山区古湖水)补给-蒸发”。

笔者认为，张彭熹等(1987)【4】年提出的柴达木盆地盐湖钾盐沉积模式能相对较为完善地解释矿集区钾盐矿形成过程，其模式中对早期新近纪成盐模式可概括为高山深盆振荡干化的沉积模式。第四纪钾盐成矿模式可概括为：柴达木盆地在上新世成盐后，西部褶皱隆起，东部相对坳陷。西部含盐层经侵蚀溶解，成富钾溶液，富钾溶液以大风山、黄石构造一线为界向东、西两个方向运动。中更新世强烈的喜马拉雅运动，引起柴达木盆地内部多个背斜构造带的隆起，在构造隆起带之间形成许多大小不等的分离盆地。富钾卤水迁移过程中，大量硫酸盐类沉淀下来，继续迁移的卤水则更富钾镁氯化物。晚更新世末期，在干冷的气候条件下，形成了昆特依、察汗斯拉图、大浪滩、一里坪、马海、察尔汗等分离盆地盐湖。由于分离盆地形成时间、沉降速度、盐分来源、汇水面积以及后期补给水的掺杂作用等的不同，使区内不同地区成钾条件各异。

需要指出的是，矿集区内的钾盐矿成矿与西部新近系盐层的关系还有待进一步研究。

1.基岩;2.石盐;3.硫酸盐;4.泥灰岩;5.钾盐;6.砂质泥岩;7.砂砾;8.干化振荡水位;9.深大断裂;10.构造运动作用力方向; 11.盆地坳陷、隆起运动方向;12.径流;13.再溶盐氯化物溶液迁移方向;14.再溶盐氯化物、硫酸盐溶液迁移方向

3 近年来钾盐找矿新进展

由于中国国内钾盐资源的不足，为了满足农业生产对钾肥的急需，保证钾肥稳定安全供给，钾盐地质找矿在中国受到越来越多地重视。根据对以往中国钾盐成矿预测成果的综合分析，近年来，开展了我国西部钾盐资源成矿预测、新疆莎车—罗布泊地区钾盐资源评价和内蒙古腾格里地区第四系潜在钾资源评价等地质大调查工作，重点勘查评价了新疆罗布泊罗北凹地、青海茫崖大浪滩矿田梁中矿段大型卤水钾盐矿床和青海柴达木盆地东、西台吉乃尔湖钾锂盐矿床和昆特依大盐滩液体卤水钾矿床。近年来的现代盐湖型及地下卤水型钾盐矿找矿取得了重要成果，为中国钾盐工业发展奠定了基础。

20 世纪 90 年代初，四川石油管理局在川东北地区和川西等地石油钻井中发现了富钾卤水，富钾卤水中 K+含量高，伴生有益组分较多， 为优质钾盐矿资源。1995 年，中国地质科学院、新疆地矿局第三地质大队等单位在罗北凹地发现了埋藏于地下的罗布泊大型第四系卤水钾盐矿床，随后进行了矿产勘查和矿业开发。

中国的地质单位和矿业企业近年在国外钾盐矿资源勘查也取得了初步成果，云南省地矿局老挝钾盐项目组经过两年的野外地质工作，于 2003年 12 月提交了“老挝人民民主共和国万象平原钾盐矿床勘查报告”，经国土资源部储量评审中心组织评审通过，批准 KCl 资源储量 7.18 亿 t。另外， 国内的部分地质单位和矿业公司在泰国和加拿大等国家的地质找矿工作近年也取得明显效果，为下一步矿业开发和稳定国内钾盐矿供求矛盾带来了利好信息。

4 主要矿集区潜力评述

经过几代地质工作者的努力，以矿床类型而论：我国的第四纪现代盐湖型钾盐矿资源已基本查清，待发现的新的矿产地较少;地下卤水型钾盐矿资源找矿日益受到重视，潜力较大;沉积型钾盐矿潜力大，但由于研究和勘查投入较少，亟待加强研究力量并加大资金投入。

4.1 罗布泊钾盐矿矿集区

新疆罗布泊盆地汇水范围广，成钾物质来源丰富，区内次级凹陷发育，成钾条件好。目前除已对罗北凹地约 2500km2 范围内的钾盐资源进行了详查评价外，对罗北凹地周边也进行了预查和普查，控制范围总面积约 14 700km2，并求得钾盐资源量。因此罗北凹地外围钾盐矿勘查工作程度低，有必要开展进一步勘查工作，丰富资源量类型。深部：通过近年来的研究，罗布泊盐湖沉积时代应与柴达木盆地盐湖时代一致，即早更新世即已开始，因此其成钾期可能也大大提前。因此， 在该区，有希望发现深部富钾卤水层，本区潜在钾盐资源潜力可与柴达木盆地西部进行类比。

罗布泊深层卤水矿层数据参照以上数据，含卤层面积按 800km2 计，潜在资源量约为 1 亿t。

4.2 察尔汗钾盐矿矿集区

目前，该矿集区内的现代盐湖型钾盐矿资源的勘查开发程度较高，其潜在资源较为有限，但在盆地西部较大范围内，沉积了新近系上新统石膏、石盐等盐类沉积，盐类沉积分布面积达6288km2，累计厚度约 245m，石盐层单层厚达34m。研究结果显示，矿集区西部油墩子—南翼山一带上新统富钾卤水矿化度高，原始卤水浓缩程度较高【6】，并在局部地区可见有光卤石沉积。另外，上新统油田水以及封存卤水中钾含量也较高。矿集区内上新世盐类沉积主要分布于西部大浪滩等地，在南翼山等地见有薄层光卤石沉积。近期，经对大浪滩梁中等地钻探施工，在四个钻孔中上新世层位中见有厚 89～197m 的含卤层， 平均152m，KCl 含量约 1%。如按含卤层面积1600km2 计算，该区内上新世的富钾卤水中潜在钾资源量(KCl)可达 3 亿 t。

4.3 四川盆地钾盐矿矿集区

四川盆地为一个大型的多期成盐盆地，特别是盆地的早、中三叠世，有 6 个成盐期，18 个聚盐期，分属嘉陵江组和雷口波组，已发现杂卤石、无水钾镁矾等钾矿物，盆地内共存在大小盐盆共计 26 个【7】。近年来，在盆地中中、下三叠统钻到两层富钾卤水，含卤层为嘉陵江组和雷口波组成钾条件较好的层位，其成因显然与海相盐类沉积密切相关，且由于两层富钾卤水都与构造裂隙有关，为找钾的主要对象。

四川盆地西部的成都- 浦江盐盆是三叠纪海水西撤后形成的最后一个海相沉积盆地，在成都凹陷的平落 4 井发现的富钾卤水产于 T2l 4-2 层段，含盐系厚度大，以硬石膏、石盐为主的蒸发盐占含盐系最大比例达 90%以上，卤水中 K+含量达 52g/L。成盐后受龙门山逆掩推覆构造的影响，盆地下凹，构造作用强烈， 为含盐系的变质演化和卤水富集提供了条件。川东北川 25 井富钾卤水层分布主要受华蓥山、铜锣峡及明月峡等背斜的控制，含卤层位为 T1j 5-T2l1-1 层段，卤水中 K+含量可达 26g/L。

根据成钾地质条件、成矿模式以及找矿标志， 四川盆地矿集区内以构造分异和钾异常明显的垫江凹陷、南充凹陷、万县凹陷为杂卤石矿主要远景区，川东北地区为杂卤石和富钾卤水找矿潜力区，盆地西部边缘雅安地区为富钾卤水潜力区， 有望找到中型钾盐矿床。矿集区内的川东北的宣(汉)达(州)盐盆和盆地西部边雅安地区的找钾潜力较大。

5 结论

根据上文论述，取得以下几点认识：

(1)依据矿集区圈定原则，全国范围内圈定出罗布泊、察尔汗、扎布耶、四川盆地和勐野井五个钾盐矿矿集区。

(2)察尔汗矿集区内现有现代盐湖型钾盐矿储量规模大，其新近系上新统中的地下卤水型钾盐矿资源前景可观。

(3)中国近年的钾盐矿地质找矿取得了一定的成果，但由于以往的投入较少和重视程度不够， 特别是沉积型、地下卤水型钾盐矿的地质科学研究和找矿任务艰巨。

(4)罗布泊、察尔汗、四川盆地等钾盐矿矿集区的成矿条件较好，找矿潜力较大。