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1、第? ?卷?第? ?期?年?月?地?质?学?报? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?注? 本文为科技部公益性行业专项? 编号? ? ? ? ? ? ? ? ? 和国外风险勘查资金项目? 编号? ? ? ? 资助的成果?收稿日期? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 改回日期? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 责任编辑? 郝梓国?作者简介? 齐文? 男? ? ? ?年生?研究员?主要从事钾盐? 盐湖资源与环境研究?电话? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?
2、? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?转? ? ? ? ? ?北美地质演化与钾盐成矿齐文?中国地质科学院矿产资源研究所? 北京? ? ? ? ? ?国土资源部盐湖资源与环境重点实验室? 北京? ? ? ? ? ?内容提要? 北美大陆拥有世界上最大的钾盐矿床? 北美大陆的钾盐储量占全球已探明钾盐储量的一半数?本文在总结北美大陆地质构造单元划分? 地质演化历史的基础上? 重点分析了晚古生代地台沉积序列及其与钾盐矿床形成的关系? 指出钾盐主要形成于欠补偿的海相地台型盆地? 个别形成于海陆交互相的克拉通边缘地堑?裂谷盆地中? 钾盐层主要位于海相台地序列的最后一个旋?
3、 ? ? ? ? ? ? ? ?序列? ? 以及从台地向前陆盆地转化的过渡阶段? ? ? ? ? ? ? ?序列? ? 当海相台地转化为前陆盆地之后? 就不再有钾盐矿床的形成?北美晚古生代钾盐大规模集中成矿作用? 也与该时期北美大陆古赤道位置密切相关?钾盐矿床的形成是构造?盆地?古气候等多种因素耦合的结果? 钾盐找矿是有章可循的?关键词?北美大陆?地质演化?钾盐成矿?可溶性钾盐矿产是重要的工业原料? 主要用于 生产农业肥料? 是农作物必需的氮磷钾三大肥之一?目前全球有? ?个国家生产钾盐? 加拿大? 美国? 巴西? 智利? 俄罗斯? 白俄罗斯? 德国? 英国? 法国? 西班牙? 乌克兰? 以色
4、列? 约旦? 中国? 此外? 还有其它? ?个国家拥有钾盐资源? 土库曼斯坦? 哈萨克斯坦? 阿富汗? 巴基斯坦? 泰国? 老挝? 埃塞俄比亚? 刚果? 伊朗? 意大利? 澳大利亚? 墨西哥? 秘鲁? 但尚未得到开采利用?中国? 印度和巴西作为经济快速发展的人口与农业大国? 是世界钾盐的主要市场?世界上钾盐资源的分布很不均匀?我国已知氯化钾资源总量约在? ?亿吨左右? 郑绵平等? ? ? ? ? 主要为第四纪盐湖卤水钾资源? 青海柴达木盆地盐湖? 新疆罗布泊盐湖? ?我国历来重视吸收国外钾盐找矿经验? 袁见齐先生曾系统总结了国外钾盐矿床成因理 论 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 依 据
5、 察 尔 汗 钾 盐 湖 发现? 在袁见齐先生的倡导下? 我国盐类地质工作者结合中国中? 新生代钾盐找矿实践发展了中国特色的陆相成钾理论? 袁见齐等? ? ? ? ? ? ? 吴必豪等? ? ? ? 郑绵平? ? ? ? 刘群等? ? ? ? 郑绵平等? ? ? ?张彭熹等? ? ? ? 杨谦等? ? ? ? 袁见齐等? ? ? ? 刘成林等? ? ? ? 第四纪盐湖钾矿研究成果斐然? 张彭熹等? ? ? ? 郑绵平等? ? ? ? 王弭力等? ? ? ? ? 但古 代钾盐矿床找矿没有突破? 仅在云南江城勐野井有一个第三纪小型钾石盐矿床? 刘群等? ? ? ? 曲懿华 等? ? ? ? ?为借
6、鉴国外钾盐找矿经验? 钱自强等? ? ? ? 编著了? 国外矿床地质丛书?钾盐矿床? 对国 外钾盐矿床进行了系统介绍? 很多学者也分析研究了国外钾盐矿床的成矿条件? 朱洪发等? ? ? ? 宣之强等? ? ? ? 魏东岩? ? ? ? ? ? ? 刘成林等? ? ? ?李 钟模? ? ? ? ?刘群? ? ? ? 借鉴西伯利亚涅帕钾盐矿床成矿条件与找矿经验? 提出?结合我国情况? 应以古生代为重点? 如南方的寒武系? 华北奥陶系? 西北石炭系? 其次是中生代四川盆地西部成都坳陷? 西靠龙门一大巴台缘褶带? 的三叠系? 藏东一滇西海陆过渡相的侏罗系都应进行相应的找矿? 勘探工作?郑绵平等? ?
7、? ? 也指出?中国中西部的塔里木盆地? 滇西?羌塘盆地? 上扬子盆地和鄂尔多斯盆地仍具有成钾远景? 宜作为今后中国找钾的主攻目标?国外钾盐矿床主要产于海相沉积序列? 而我国? 除三叠系外? 对寒武? 奥陶? 泥盆? 石炭及第三纪海相膏盐 层 位 工 作 不 多? ?因 此? 李 悦 言? 谢 家 荣? ? ? ? ? 袁见齐先生等都先继提出重视我国海相找钾调查?袁见齐先生建议? 找钾工作的重点亦应转第? ?期?齐文? 北美地质演化与钾盐成矿向海相层位? ? ? 前期的基础地质研究应尽快先行一步? 构造? 岩相?古地理? 物探等方面应有所加强? 以便取得分析成钾条件的可靠资料? 为进一步找矿打
8、下基础? ? 袁见齐? ? ? ? ? 以海相为主? 海陆相和新 老地层并举?还应指出? 四川七普和吴应林等对四川三 叠 系 ? 吴 应 林 等? ? ? ? 林 耀 庭 和 陈 绍 兰? ? ? ? 刘群等和地矿部第三地质队及新疆地矿局分别对陕北奥陶系和塔里木石炭系? 第三系及华北寒武系? 刘群等? ? ? ? ? ? ? 云南地质八队和郑绵平等对滇东北和四川震旦系和寒武系? 郑绵平和李银彩? ? ? ? 等也作了相当多海相蒸发岩系成盐 找钾的地质调查和前期研究工作?北美? 加拿大? 美国? 已探明钾盐储量占全球钾盐储量一半? 表? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 其
9、钾盐 主要产出于古生代? ? 特别是泥盆纪? ? ? 盆地沉积了世界上最大的钾盐矿床? 是海相钾盐矿床的典型代表?近年来我们在加拿大萨斯喀彻温省开展海外钾盐风险勘查? 也取得了很好的找矿成果?本文从区域地质演化角度? 探讨了北美钾盐矿床形成条件与成矿规律? 为走出国门开展国外钾盐风险地质勘查? 以及借鉴国外钾矿成矿条件? 指导国内钾盐找矿提供参考借鉴?表?全球钾资源储量概况? 百万吨? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?国家储量基础储量加拿大? ? ? ? ? ? ? ? 俄罗斯? ? ? ? ? ?
10、? 白俄罗斯? ? ? ? ? ? 德国? ? ? ? ? 巴西? ? ? ? ? 世界总量? ? ? ? ? ? ? ?北美主要地质单元北美大陆? 包括格陵兰岛? 主要有四个一级地质构造单元? 构成以地盾?克拉通为中心? 环带状分布显生宙造山带和中新生代大陆边缘的格局? 图? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 钾盐矿床均形成于地台区? 加拿大地盾? 大面积出露前寒武纪结晶火成 岩和高度变质岩石? 构造稳定? 构成了北美大陆的核心? 从南部的苏必利尔湖? 美国东北各州的局部? 向北延伸到北极群岛和格陵兰岛? 面积达? ? ?万平方公里? 地台? 在加拿大地
11、盾外围? 在前寒武纪基底 之上覆盖了相对平坦和微倾斜的古生代至中生代?新 生 代 沉 积 地 层? 北 美 中 部 地 台 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 构成了北美大陆腹地的大平原? 美国西部 科罗拉多高原? 加拿大地盾内部的哈德逊湾均属于地台区?这些地台? 地盾与基底共同构成了北美克拉通?北美钾盐矿床主要形成于地台环境? 显生宙造山带? 环绕北美克拉通边缘呈线性 分布? 厚度巨大? 多期活动? 变形强烈?东部为阿巴拉契亚造山带? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 西部为科罗迪亚造山带 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?北 部 为 埃 尔 斯
12、 米 尔 造 山 带? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?和 加 里 东 造 山 带? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 中生代和新生代大陆边缘? 位于造山带外 围? 主要为沉积岩? 构成现代海岸平原? 大陆架? 大陆斜坡?北美地质演化概要现代板块构造理论认为? 北美大陆的形成是板块裂解与碰撞的产物?加拿大地盾是北美大陆最早形成的陆壳? 最古老的岩石年龄大于? ?亿年? 常达? ?亿年至? ?亿年? 由一系列太古代板片? 元古代岛弧与沉积盆地逐步拼合而成?早古生代? 寒武纪? 奥陶纪? 志留纪? ?北美板块是独立的大陆? 劳伦亚古陆? ? ? ? ? ? ?
13、? ? ?泥盆纪时劳伦亚陆块与波罗的陆块碰撞? 形成欧美超大陆? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 二叠纪时地球上的主要陆块都碰撞到一起? 形成了一个泛大陆? ? ? ? ? ? ? ? 至侏罗纪时泛大陆裂解为劳亚和冈瓦纳两个超大陆?劳伦亚是劳亚古陆的一部分? 至白垩纪时劳伦亚是一个独立的大陆? 即北美洲?地台沉积序列与成钾建造加拿大地盾自寒武纪升出海面? 以后没有再接受长期连续的海侵影响? 主要是相对海平面的整体上升与下降? 海侵与海退? ? 以及较小的局部相对升降? 盆地与穹隆? ? 从而在地台区形成了自晚寒武纪以来厚度不等的灰岩? 碎屑岩? 页岩和蒸发岩沉积?靠近地盾的地台区? 沉
14、积物厚度薄? 沉积间断多? 而远离地盾的地台区? 沉积物厚度大? 沉积较连续? 形成了楔形克拉通覆盖充填?根据? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 北美古生代地台沉积物可以识别出三个大 的区域性不整合? 分别是早奥陶纪末? 早泥盆纪末和?地?质?学?报? ? ? ?年图?北美大陆构造单元划分? 据? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?早石炭纪? ? ?
15、 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?阶末? 这三个区域不整合将古 生 代 地 台 沉 积 划 分 出?个 序 列? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?和? ? ? ? ? ? ? ?序列? 图?图中海平面变化主要参考? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?而中? 新生代地台沉积在早侏罗纪和白垩纪末有两个区域不整合面? 形成了? ? ? ?和? ? ? ? ?两个沉积序列?每个序列自下而上进一步分为海进与海退序列? 以海进序列为主? 海退序列记录很少? ? ? ?序列? 寒武系至下奥陶统? ? 寒武纪 时? 陆缘海向大陆不断发展? 环绕陆核形成了三个带? 内部近岸带? 为浅色砂岩? 粉砂岩? 泥岩夹薄层灰岩? 中间带为灰岩? 白云岩带? 外带靠近地槽边缘? 其特征为深色粉砂岩? 泥岩? 砂岩以及不纯的灰岩? 深水燧石等?剖面上多数地区自下而上从砂岩向页岩和灰岩过渡?寒武纪与奥陶纪接触面附近没有沉积间断与岩性变化? 仅有化石区别?早奥陶世末海退?结束? ? ? ?序列? ? ? ? ? ? ? ? ? ?序列? 中奥陶统至下泥盆统? ?中奥陶世? ?
