资源所在裂谷成钾理论与江陵找钾突破方面取得进展

发布时间:2013-05-09

    湖北江陵凹陷面积6500 km2，是江汉盆地的最大凹陷，位于其西南部，江汉盆地位于新华夏裂谷系南部；凹陷发育白垩系—第三系陆相湖泊沉积。鉴于中国固体钾盐找矿短期内难以取得重大突破，而江陵凹陷具有富钾卤水的重要找钾信息，因此，2009年5月，中国地质科学院矿产资源研究所决定与锦辉控股集团联合对江陵凹陷深层富钾卤水开展研究与风险勘查。意在查明江陵凹陷古近纪成钾条件、控制因素及钾盐富集规律，预测评价钾盐成矿潜力；重点查明盆地深层富钾卤水的赋存规律与形成机理；通过钻探等手段基本查明重点层位卤水钾资源储量及卤水中伴生有益元素资源量等。
    通过资源所海洋与非金属和成果转化中心团队的3年科研与勘查，在钾盐成矿理论与找矿方面取得如下主要成果：
    1、成钾理论主要进展
    江陵凹陷具备了裂谷小盆地成钾的要素：（1）裂谷盆地强烈持续沉降---封闭性好、补偿沉积、汇集性强，古新统埋深一般2000-5000米；（2）成矿物质—火山活动强，分布面积几乎占凹陷一半，通过火山沉积及温热泉带来丰富矿物质，也可能受到海水补给等；（3）印度板块与欧亚板块碰撞造山，导致区域气候干旱变化；（4）盆地或凹陷多级分隔分异，形成化学分异，进而在不同次级凹地及古新系及白垩系地层出现固、液钾盐成矿或储集等。上述认识为江陵凹陷找钾奠定了理论基础。
    2、勘查进展
    基于成钾理论与卤水成藏机制研究，项目组设计布置了3口勘探钻井，重点勘探古新统富钾卤水。第一口深层卤水钾盐风险勘查钻井（岗钾1井），钻井溢流流速是180 m3 /h, 计算每天流量可达4320方，属于高产井。卤水氯化钾含量平均值1.64%，已超过工业开采品位（1%）,伴生元素Br、I、Li、B、Rb、Cs等也达到工业开采或综合利用水平。岗钾2井和沙钾3井经过测井已发现多个含水层。岗钾2井经射孔试水获得成功，出现自流的富钾卤水，其关井井口压力接近岗钾1井。
    通过对已有地质资料二次开发、地震解译，野外地质调查采样及地质填图等，完成了深层富钾卤水的预查-普查地质工作，初步圈定了江陵富钾卤水分布范围近1000 km2。预测卤水资源量100亿立，据此估算预测氯化钾资源量达1.64亿吨。
    此外，白垩系富钾卤水勘查具有潜力。根据3年来理论研究和勘探资料，总结出“晚生早储”的卤水成藏模式，提出白垩系具有富钾卤水的优良储层，白垩系储层厚度300-500米，分布面积大，资源潜力巨大，突破江陵凹陷富钾卤水只赋存于古新统的认识，扩大了找矿空间。
    3、成果应用情况
    鉴于研究与勘查取得了较好的成果，钾盐资源潜力较大，2012年江陵凹陷中南部已被列入国家级钾盐整装勘查区。
    开展了卤水提取钾盐及伴生高价值微量元素的工艺试验研究，获得较高收率的氯化钾、锂、溴和碘等产品：(1) 钾回收率分别达84.54%；(2) 碘、溴回收率分别达78%、 80%；(3)锂回收率78%；(4)铷铯的提取也获初步成功。由此，显示深层富钾卤水具有较高的开发利用价值，根据勘查成果及相关技术研究，企业已决定建立一个富钾卤水提钾及综合利用伴生高价值溴碘锂铷铯的中试工厂。

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