庫(kù)車盆地天然氯化鍶礦物的發(fā)現(xiàn)?

孫小虹劉成林宣之強(qiáng)曹養(yǎng)同趙憲福高 超

1. 中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)資源研究所，北京，100037；

2. 中化地質(zhì)礦山總局地質(zhì)研究院，河北涿州，072754；

3. 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)地球科學(xué)與資源學(xué)院，北京，100083

庫(kù)車盆地天然氯化鍶礦物的發(fā)現(xiàn)?

孫小虹*1劉成林1宣之強(qiáng)2曹養(yǎng)同1趙憲福3高 超3

1. 中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)資源研究所，北京，100037；

2. 中化地質(zhì)礦山總局地質(zhì)研究院，河北涿州，072754；

3. 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)地球科學(xué)與資源學(xué)院，北京，100083

通過(guò)掃描電鏡分析，在新疆庫(kù)車盆地首次發(fā)現(xiàn)天然氯化鍶礦物。該礦物大小為幾微米至幾十微米，具有形態(tài)不規(guī)則、在空氣中易潮解等特征。由于顆粒太小，暫時(shí)無(wú)法測(cè)定其晶體結(jié)構(gòu)參數(shù)。初步認(rèn)為極度干旱氣候條件下，如有鍶的來(lái)源，在蒸發(fā)鹽殼中可形成天然氯化鍶礦物。其晶體結(jié)構(gòu)參數(shù)、確切成因等還有待于進(jìn)一步深入研究。

庫(kù)車盆地 天然礦物 氯化鍶 掃描電鏡

鍶是自然界中廣泛分布的微量元素，已知存在的天然鍶有天青石、碳酸鍶礦、鉀鍶礬、富鍶文石等46種。氯化鍶是一種重要的無(wú)機(jī)鍶鹽，主要用于煙火、燃料及醫(yī)藥工業(yè)【1】，但是目前僅限于人工合成，未見(jiàn)相應(yīng)天然礦物的報(bào)道。

新疆塔里木盆地古近系鹽類資源豐富【2～6】，位于天山山前的庫(kù)車坳陷是其重要的含鹽盆地之一，有廣厚的鹽層和大量鹽丘分布，是全國(guó)重點(diǎn)找鉀遠(yuǎn)景區(qū)之一【7～10】，開(kāi)展庫(kù)車盆地古代鉀鹽研究與找礦勘查已成為近年來(lái)以及今后的研究熱點(diǎn)和重點(diǎn)【11～14】。本文通過(guò)掃描電子顯微鏡/能譜（SEM/EDS）分析，在庫(kù)車盆地克拉2井附近的地表鹽殼中首次發(fā)現(xiàn)了天然氯化鍶礦物。

1 樣品來(lái)源與地質(zhì)背景

樣品于2008年2月7日采自庫(kù)車盆地克拉2井附近（圖1），發(fā)現(xiàn)在古近紀(jì)砂巖裂隙滲出的鹵水在干旱氣候條件下蒸發(fā)結(jié)晶形成的鹽殼中。

庫(kù)車盆地位于塔里木盆地北部，毗鄰南天山造山帶，并平行于天山造山帶延伸，面積約2.85×104km2（圖1）。地表自北向南形成：北部單斜帶、克拉蘇-依奇克里克構(gòu)造帶、拜城凹陷、陽(yáng)霞凹陷、秋立塔克背斜帶、前緣隆起帶。庫(kù)車盆地的發(fā)展主要分為以下幾個(gè)階段【15】：自晚二疊世起，由于南天山褶皺帶的構(gòu)造負(fù)荷與擠壓撓曲作用【16】，塔里木盆地北部地區(qū)發(fā)育了庫(kù)車盆地；三疊紀(jì)—侏羅紀(jì)，庫(kù)車坳陷為前陸盆地，和阿瓦提-滿加爾坳陷以沙雅前緣隆起相隔；自早白堊世起，庫(kù)車坳陷為沉降中心，南部的阿瓦提-滿加爾坳陷成為庫(kù)車盆地的緩坡。庫(kù)車盆地內(nèi)孕育著大量古近紀(jì)以來(lái)形成的鹽類礦產(chǎn)，賦存有巨厚石鹽層和數(shù)十個(gè)大小不等的鹽丘?！?】。

2 樣品測(cè)試方法

樣品分析使用掃描電子顯微鏡/能譜儀，在中國(guó)石油勘探開(kāi)發(fā)研究院石油地質(zhì)實(shí)驗(yàn)研究中心進(jìn)行，掃描電鏡型號(hào)為TESCAN-VEGA\LMU；能譜儀型號(hào)為lnca。該儀器不僅可以觀察礦物的形貌，配上X射線能譜。儀還能進(jìn)行元素的定性、定量分析。研究表明【18】掃描電鏡-能譜儀在找鉀及綜合找礦中具有方便、快捷、準(zhǔn)確等特點(diǎn)，具有能夠快速發(fā)現(xiàn)新礦物，尤其是十分微小礦物的優(yōu)點(diǎn)。

圖1 采樣點(diǎn)位置及庫(kù)車盆地構(gòu)造簡(jiǎn)圖（據(jù)湯良杰等，2003；塔里木油田分公司，2000）【17】Fig.1 The location of the sample and sketch map of tectonics of Kuqa basin

3 掃描電鏡分析結(jié)果

經(jīng)掃描電鏡和能譜分析，發(fā)現(xiàn)樣品中含有多個(gè)氯化鍶顆粒（圖2～5），具有下列特征：氯化鍶晶體形態(tài)不規(guī)則，部分呈針狀（圖4）。

氯化鍶顆粒大小為幾微米至幾十微米。

氯化鍶與石鹽、石膏等鹽類礦物共生，圖5A顯示氯化鍶晶體被一粒晶形完好的石膏晶體穿插。

4 氯化鍶礦物的性質(zhì)

人工合成的氯化鍶礦物為白色針狀晶體，20℃時(shí)在水中的溶解度為538g/L。從掃描電鏡圖像上看，天然氯化鍶顆粒形態(tài)不規(guī)則，部分為針狀（圖4）。不規(guī)則形狀的顆?？赡苁且壮苯庠斐傻模虼寺然J晶體在自然界不易保存，易遭到破壞。由于氯化鍶顆粒太?。◣孜⒚字翈资⒚祝⒃诳諝庵幸孜钡忍攸c(diǎn)，暫時(shí)無(wú)法利用X射線衍射分析測(cè)定其晶體結(jié)構(gòu)參數(shù)。

5 天然氯化鍶礦物的成因探討

鹽類礦物一般形成于干旱環(huán)境中，沉積順序?yàn)椋禾妓猁}—硫酸鹽—氯化物。天然氯化鍶礦物發(fā)現(xiàn)于庫(kù)車盆地古近紀(jì)砂巖裂隙滲出的鹵水在干旱氣候條件下蒸發(fā)結(jié)晶形成的鹽殼中，塔里木盆地深部油田水富鍶【19】，而且?guī)r礦分析表明，庫(kù)車盆地下含鹽系中，有天青石礦物【20】，所以初步認(rèn)為在自然界極度干旱的氣候條件下，如有鍶的來(lái)源，當(dāng)鍶高度富集則可形成氯化鍶礦物。此外，通過(guò)掃描電鏡分析在湖北江陵凹陷含鍶鹵水蒸發(fā)試驗(yàn)后期階段所取的固體樣品中也發(fā)現(xiàn)有針狀氯化鍶顆粒（圖6），說(shuō)明含鍶鹵水高溫條件下快速蒸發(fā)，鍶富集到一定程度也能夠形成氯化鍶礦物，同時(shí)也反映了氯化鍶的野外生成條件。但是，掃描電鏡圖像（圖6A）顯示氯化鍶晶體賦存在鉀石鹽之上，推測(cè)該氯化鍶顆粒可能為樣品快速干燥后形成的。總之，庫(kù)車盆地天然氯化鍶礦物是如何形成的，是原生的還是次生的？還有待于進(jìn)一步深入研究。

在掃描電子顯微鏡/能譜分析中得到中國(guó)石油勘探開(kāi)發(fā)研究院石油地質(zhì)實(shí)驗(yàn)研究中心魏寶和與朱德升兩位高級(jí)工程師的熱情幫助，在此表示衷心的感謝！

圖2 樣品掃描電鏡結(jié)果A為背散射成分圖像，A中白色顆粒為氯化鍶礦物，周圍灰色的是石鹽； B為二次電子分析顯微圖像；C為點(diǎn)分析譜圖Fig.2 Result of sample scanning A is BSE composition image; B is secondary electron microscopy image; C is analysis spectrogram of point.

圖3 樣品掃描電鏡結(jié)果A為背散射成分圖像，A中白色顆粒為氯化鍶礦物（兩粒），周圍灰色的是石鹽； B為二次電子分析顯微圖像；C為點(diǎn)分析譜圖Fig.3 Result of sample scanning A is BSE composition image; B is secondary electron microscopy image; C is analysis spectrogram of point.

圖4 樣品背散射成分圖像Fig.4 4BSE composition image of sample

圖5 樣品掃描電鏡結(jié)果A為背散射成分圖像，A中白色顆粒為氯化鍶礦物，灰色的是石膏； B為二次電子分析顯微圖像；C為點(diǎn)分析譜圖Fig.5 Result of sample scanning A is BSE composition image; B is secondary electron microscopy image; C is analysis spectrogram of point.

圖6 湖北江陵凹陷鹵水蒸發(fā)試驗(yàn)固樣8掃描電鏡結(jié)果A為背散射成分圖像，A中針狀顆粒為氯化鍶礦物，周圍是鉀石鹽；B為點(diǎn)分析譜圖Fig.6 Result of solid sample 8 scanning A is BSE composition image; B is analysis spectrogram of point

1 王樹(shù)軒.氯化鎂——碳酸鍶制取氯化鍶和氫氧化鎂工藝研究[J].海湖鹽與化工，2004，33（5）：14～16

2 陳榮林.塔里木盆地第三紀(jì)含鹽系地質(zhì)特征研究[J].化工礦產(chǎn)地質(zhì)，1996，18（4）：276～283

3 馬萬(wàn)棟，馬海州，譚紅兵，張西營(yíng).塔里木盆地西部含鹽系地層成鹽元素的地球化學(xué)初步研究[J].鹽湖研究，2003，11（2）：35～40

4 馬萬(wàn)棟，馬海州.塔里木盆地西部鹵水地球化學(xué)特征及成鉀遠(yuǎn)景預(yù)測(cè)[J].沉積學(xué)報(bào)，2006，24（1）：96～106

5 馬萬(wàn)棟，孫國(guó)芳.塔里木盆地西部鹽礦點(diǎn)鹵水地球化學(xué)特征及成鉀預(yù)測(cè)[J].中國(guó)地質(zhì)，2007，34（4）：636～641

6 馬萬(wàn)棟，馬海州.塔里木盆地地質(zhì)環(huán)境演化及鉀礦尋找研究進(jìn)展[J].西北地質(zhì)，2008，41（2）：63～72

7 張義民，王佐仁，賀光正.庫(kù)車盆地地質(zhì)特征和成鉀條件分析[J].新疆地質(zhì)，1986，4（1）：57～71

8 譚紅兵，馬海州，馬萬(wàn)棟，董亞萍，張西營(yíng)，許建新.塔里木盆地西部古巖鹽地質(zhì)地球化學(xué)特征與成鉀條件分析[J].礦物巖石地球化學(xué)通報(bào)，2004a，23（3）：194～199

9 譚紅兵，馬萬(wàn)棟，馬海州，張西營(yíng)，曹成東.塔里木盆地西部古鹽礦點(diǎn)鹵水水化學(xué)特征與找鉀研究[J].地球化學(xué)，2004b，33（2）：152～158

10 譚紅兵，馬海州，肖應(yīng)凱，魏海珍，張西營(yíng)，馬萬(wàn)棟.塔里木盆地西部古巖鹽氯同位素分布特征與找鉀分析[J].中國(guó)科學(xué)D輯，2005，35（3）：235～240

11 劉成林，焦鵬程，陳永志，王弭力，宣之強(qiáng).庫(kù)車盆地第三系巖鹽地層鉀礦物組合發(fā)現(xiàn)及其意義［A］.見(jiàn)：第九屆全國(guó)礦床會(huì)議論文集［C］.北京：地質(zhì)出版社，2008a，374～375

12 劉成林，王弭力，焦鵬程.中國(guó)古代蒸發(fā)盆地鉀鹽成礦可能性分析與預(yù)測(cè)［A］.見(jiàn)：第九屆全國(guó)礦床會(huì)議論文集［C］.北京：地質(zhì)出版社，2008b，368～369

13 唐敏，劉成林，焦鵬程，曹養(yǎng)同，胡妍娜.古代蒸發(fā)巖盆地鉀鹽成礦資源量預(yù)測(cè)--以庫(kù)車盆地為例［A］.見(jiàn)：第九屆全國(guó)礦床會(huì)議論文集［C］.北京：地質(zhì)出版社，2008，382～383

14 唐敏，劉成林，焦鵬程.庫(kù)車盆地古近紀(jì)巖鹽層中鉀鹽資源量預(yù)測(cè)研究[J].礦床地質(zhì)，2009，28（4）：503～509

15 邱芳強(qiáng)，丁勇，王輝.庫(kù)車盆地的沉積物源分析[J].新疆地質(zhì)，2000，18（3）：252～257

16 陳發(fā)景.前陸（或擾曲）盆地分析[M].北京：中國(guó)地質(zhì)大學(xué)出版社，1992

17 湯良杰，賈承造，金之鈞，等.塔里木盆地庫(kù)車前陸褶皺帶中段鹽相關(guān)構(gòu)造特征與油氣聚集[J].地質(zhì)論評(píng)，2003，49（5）：182～186

18 宣之強(qiáng)，劉成林，王弭力.古代鹽盆找鉀中掃描電子顯微鏡技術(shù)應(yīng)用[J].化工礦產(chǎn)地質(zhì)，2009，31（3）：183～192

19 蔡春芳，梅博文，馬亭，等.塔里木盆地流體-巖石相互作用[M].北京：地質(zhì)出版社，1997

20 韓寧寧.庫(kù)車盆地古近系-新近系蒸發(fā)巖特征及其古環(huán)境的關(guān)系[D].北京：中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京），[碩士論文]導(dǎo)師：程捷，2007

THE NEW DISCOVERY OF NATURAL MINERAL STRONTIUM CHLORIDE IN KUQA BASIN, XINJIANG PROVINCE

Sun Xiaohong1Liu Chenglin1Xuan Zhiqiang2Cao Yangtong1Zhao Xianfu3Gao Chao3
1.MRL Key Laboratory of Metallogeny and Mineral Assessment, Institute of Mineral Resources,Chinese Academy of Geological Sciences, Beijing, 100037,China
2.Geological Institute of Bureau and Mining of China Chemical Industy, Zhuozhou, Hebei, 072754，China 3. School of Earth Sciences and Resources, China University of Geosciences,

In this paper, natural strontium chloride is found in Kuqa Basin by SEM-EDS (scanning electron microscopy with an attached energy dispersive spectrometer) analysis. It has been , for the first time,discovered. The size of strontium chloride can range from several micron to tens of micron, with characteristics of irregular shape and easy deliquescence in the air. It is difficult to determine crystal structure parameters at present as the grains are too tiny. We considered preliminarily that natural strontium chloride can be formed in salt crust with source of strontium in the extremely arid climate condition. The crystal structure parameters of the mineral and its origin need to be studied in the future.

Kuqa basin, natural mineral, strontium chloride, scanning electron microscopy

P578.32

：A

：1006-5296（2010）04-0211-04

? 項(xiàng)目來(lái)源：國(guó)家科技支撐計(jì)劃305項(xiàng)目，編號(hào)：2006BAB07B06。

* 第一作者簡(jiǎn)介：孫小虹（1983~），女，礦物學(xué)、巖石學(xué)、礦床學(xué)專業(yè)，博士研究生

2010-04-12；改回日期：2010-04-22