中國第四紀(jì)鹽湖礦床及鹽類礦物組合綜述

宣之強(qiáng)劉成林劉寶坤

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

2. 中國地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)資源研究所，北京 100037

綜述

中國第四紀(jì)鹽湖礦床及鹽類礦物組合綜述

宣之強(qiáng)1*劉成林2劉寶坤2

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

2. 中國地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)資源研究所，北京 100037

中國鹽湖具有多、大、富、全特點(diǎn)。鹽湖礦床類型齊全，鹽類礦物豐富，含有豐富可采鉀、鎂、硼、鋰及鈉鹽等資源，值得綜述記錄。

中國 鹽湖礦床 鹽類礦物 綜述

在中國遼闊的版圖內(nèi)，西起西藏、新疆經(jīng)青海、甘肅、寧夏、陜西、山西、內(nèi)蒙古、吉林、直至邊陲黑龍江等省區(qū),分布著數(shù)以千計(jì)的第四紀(jì)及現(xiàn)代鹽湖，它屬于地球北半球鹽湖帶之一，與北美鹽湖區(qū)遙相呼應(yīng)【1】。

1 鹽湖鹽類礦物

自然界的鹽類礦物約400余種。最新統(tǒng)計(jì)，我國鹽湖鹽礦物共有84種，比2002年科學(xué)出版社出版的《中國鹽湖志》統(tǒng)計(jì)70種，增加14種。其中碳酸鹽類20種，硫酸鹽類32種，硼酸鹽15種，氯化物12種和硝酸鹽5種【2】。

鹽湖中常見鹽類礦物有氯化物中的石鹽、鉀石鹽、光鹵石、水氯鎂石、南極石；硫酸鹽中的石膏、芒硝、瀉利鹽、鈣芒硝、白鈉鎂礬、雜鹵石、鉀石膏、軟鉀鎂礬、鉀鹽鎂礬、天青石；碳酸鹽中的天然堿、泡堿(蘇打)、水堿、單斜鈉鈣石、水菱鎂礦、重碳鈉鹽，硼酸鹽中的硼砂、鈉硼解石、柱硼鎂石、庫水硼鎂石；硝酸鹽中的鉀硝石、水硝堿鎂礬、鉀硝礬、鈉硝石等。

目前，我國具有工業(yè)價(jià)值的鹽湖鹽類礦物有石鹽、鉀石鹽、光鹵石、水氯鎂石，雜鹵石、芒硝、鈣芒硝，天然堿、水堿、泡堿、水菱鎂礦，硼砂、鈉硼解石、柱硼鎂石、多水硼鎂石，硝酸鹽中的鈉硝石、鉀硝石、鉀硝礬等【1～2】。

2 鹽湖分類

地學(xué)界通常采用鹽湖中湖水或鹵水化學(xué)成分分類。在高礦化的鹽湖鹵水中，其化學(xué)元素成分主要為：H、O、C、S、Cl、Ca、Mg、Na、K等。1932年，蘇聯(lián)科學(xué)家 М·Г·瓦里亞什科根據(jù)天然水中主要元素陰、陽離子含量的多少，進(jìn)行了分類。主要有碳酸鹽型、硫酸鹽型和氯化物型等【3】。

按М·Г·瓦里亞什科分類，碳酸鹽型鹽湖可能析出的礦物有石鹽、水堿、天然堿、蘇打、芒硝、重碳鈉鹽、無水芒硝、碳鈉礬等，硫酸鹽型鹽湖可能析出的礦物有芒硝、白鈉鎂礬、無水芒硝、瀉利鹽、石鹽、光鹵石、鉀鹽鎂礬、鉀石鹽、軟鉀鎂礬、水氯鎂石及石膏、白云石等，氯化物型鹽湖可能析出的礦物有石鹽、水石鹽、石膏、鉀石鹽、光鹵石、水氯鎂石、溢晶石、南極石等【3】。

3 中國重要類型鹽湖特征及礦物組合實(shí)例

3.1 碳酸鹽型

3.1.1 西藏扎布耶茶卡 又名扎布耶錯、查木錯和扎布錯，湖中有各種鹽類礦物石鹽、水石鹽、鉀石鹽、芒硝、無水芒硝、鉀芒硝、石膏、鉀石膏、硼砂、三方硼砂及碳酸鹽礦物的菱鎂礦、水菱鎂礦、文石、方解石、白云石、天然堿、泡堿 、氯碳鈉鎂石、針碳鈉鈣石、鋰白云石、扎布耶石、鋰菱鎂礦等，自生礦物有硅膠、針鐵礦、碳?xì)溻c石，粘土礦物有伊利石、綠泥石和蒙脫石等【2，4】。

扎布耶石和鋰菱鎂礦是我國發(fā)現(xiàn)的含鋰新礦物。

扎布耶鹽湖是一個干鹽湖與表面鹵水共存的半干鹽湖，北湖為鹵水湖、面積100km2；南湖固液并存、面積150km2，以富含硼、鋰、鉀和銣、銫、溴等為特征。鹽湖水化學(xué)類型屬碳酸鹽型。

其 B2O3儲量達(dá)超大型、LiCl儲量屬大型，此外尚有KCl、Na2SO4、Na2CO3十NaHCO3和Rb、Cs、Br、Nb、Gd、Th、As等礦產(chǎn)資源可供綜合利用。固體鹽礦資源主要為石鹽、芒硝、硼酸鹽和水菱鎂礦。

已開采的石鹽供日喀則地區(qū)民用和出口尼泊爾等國。本礦床用原地鹵水礦生產(chǎn)鋰精礦，再轉(zhuǎn)運(yùn)到甘肅白銀市生產(chǎn)鋰鹽產(chǎn)品。

扎布耶地區(qū)早期存在大量的熱水系統(tǒng)，深部幔源應(yīng)成為硼、鋰、鉀、銣、銫等鹽礦物質(zhì)主要來源，成因應(yīng)屬深源裂谷型【5】。

3.1.2 內(nèi)蒙古查干諾爾 屬鹵水和固體鹽類資源共存的鹽湖，為二道井-西拉木倫大斷裂控制的二道井新斷陷盆地。該湖屬砂下湖，鹽湖鹵水為晶間鹵水、其次是淤泥鹵水。鹽湖水化學(xué)類型為碳酸鹽型。鹽湖面積21km2。

該湖鹽類礦物由天然堿、水堿、泡堿、針碳鈉鈣石、氯碳鈉鎂石、芒硝、無水芒硝、天青石和石鹽等組成。

20世紀(jì)60年代中期建成錫盟堿礦，開采天然堿礦層生產(chǎn)純堿、燒堿、小蘇打等化工產(chǎn)品【2,6】。

3.2 硫酸鹽型

3.2.1 新疆羅布泊 羅布泊位于新疆塔里木盆地東端，位于滿加爾坳陷與東南坳陷的交匯處，有大斷裂16條，其中超巖石圈斷裂2條、巖石圈斷裂6條、殼斷裂8條。由于第四紀(jì)以來，塔里木盆地西部抬升，東部羅布泊一帶發(fā)生沉降，羅布泊成為古河流、古湖泊的匯集區(qū)，經(jīng)三百萬年來干濕氣候交替產(chǎn)生物理、化學(xué)等風(fēng)化作用，可溶性鹽類的元素代出和深源可溶性鹽類和鉀等元素的帶入，形成干涸狀無湖表鹵水的干鹽湖，含晶間鹵水的鉀礦干鹽湖面積為5500km2，洼地面積約1.2×104km2【7】。

晶間鹵水主要分布于羅北凹地、羅南洼地干鹽灘表層石鹽石膏層和上、中部鈣芒硝鹽層中，厚度不等、最深有數(shù)百米。羅北凹地鹵水為硫酸鎂亞型。晶間鹵水屬于富鉀高礦化鹵水，氯化鉀資源量達(dá)2.5億噸、鎂鹽數(shù)十億噸、鋰鹽數(shù)百萬噸、硼礦數(shù)百萬噸。

2009年，新疆“國投羅鉀公司”建成年產(chǎn)硫酸鉀120萬噸企業(yè)。今后，公司將完成硫酸鉀鎂肥、硫酸鎂投產(chǎn)生產(chǎn)試驗(yàn)和老鹵鹵水提取鎂、鋰、硼中試生產(chǎn)線等綜合利用開發(fā)。

固體鹽類資源：有特大型石鹽及資源待查明的鉀鎂鹽（雜鹵石、白鈉鎂礬、鉀鹽鎂礬）和鈉鈣硫酸鹽（石膏、鈣芒硝）及一個小型的硝酸鉀鹽礦（大洼地）。

由中國地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)資源所劉成林、焦鵬程及課題組成員等參與，2010年在羅布泊鎮(zhèn)羅北凹地西部、進(jìn)行了“科鉀LDK01”深井781.5m探鹵找鉀鉆探，完成巖芯采樣及巖石、礦物鑒定，有鹽類礦物達(dá)29種：主要有鈣芒硝、石鹽、石膏、雜鹵石、白鈉鎂礬、瀉利鹽，鉀鍶礬、菱鎂礦、方解石和白云石等，次要有半水石膏、硬石膏、鉀石膏、芒硝、鉀芒硝、光鹵石、鈉鎂礬、鉀鎂礬及少量的斜水鈣鉀礬、鉀石鹽、鉀石鹽復(fù)鹽、紅鉀鐵鹽、水氯鎂石、水氯鐵鹽、氯銅鋅礦、氯化鉛、天青石、重晶石、菱鐵礦等。

經(jīng)查證，鉀鍶礬、鉀芒硝、天青石、重晶石、菱鐵礦、紅鉀鐵鹽、斜水鈣鉀礬、水氯鐵鹽、氯銅鋅礦、氯化鉛等為新疆鹽湖和羅布泊地區(qū)首次發(fā)現(xiàn)的鹽類礦物。

此外，還檢測出Au、W、Cu、Zn、Pb、Cr、Fe、Ni等多金屬單質(zhì)元素和S、P、C等非金屬單質(zhì)元素【8】。

以上工作，對深入研究羅布泊地區(qū)深部找鉀及鹽礦床固體、液體物質(zhì)來源和大型富鉀硫酸鹽型鹽湖礦床成因有重要意義。

3.2.2 山西運(yùn)城鹽湖 古代稱河?xùn)|鹽池、解池、潞池、鹽畈等，是中華民族古文明發(fā)祥地之一。中國科學(xué)院院士高仕揚(yáng)先生生前於公元 2000年曾在《鹽湖研究》期刊著文指出，1萬前古人就從解池采挖新沉積氯化鈉食用【9】。

運(yùn)城盆地系一大陸內(nèi)初始裂谷，是汾渭裂谷系重要組成部分。2300萬年以來，一直為沉降環(huán)境；自300萬年起，處于干旱、半干旱環(huán)境，運(yùn)城盆地在低洼處形成一個固、液鹽類并存的內(nèi)陸鹽湖沉積礦床，面積約30km2。其湖水屬硫酸鈉亞型，鹽礦物以石鹽、芒硝、白鈉鎂礬、鈣芒硝為主，次要為、無水芒硝、鈉鎂礬、石膏和硼磷鎂石。

運(yùn)城鹽湖開發(fā)歷史極為悠久，是世界上修筑鹽田、天日墾畦曬食鹽最早地方，比歐洲制畦曬鹽早1000年。在近萬年中，采集和生產(chǎn)食鹽近千萬噸；因產(chǎn)品單一，剩余大量含鈉鎂硫酸鹽日積月累形成了世界罕見的“工藝地球化學(xué)礦”-《硝板》礦床，含白鈉鎂礬礦數(shù)千萬噸。從上個世紀(jì)50年代起，該湖開始改以產(chǎn)芒硝為主、副產(chǎn)食鹽；80年代開始，運(yùn)城鹽湖停止生產(chǎn)食鹽，改主產(chǎn)水硝生產(chǎn)元明粉、硫化堿等，爾后副產(chǎn)硫酸鎂和合成硫酸鉀等數(shù)十余種產(chǎn)品【10～11】。

3.3 氯化物型

青海察爾汗鹽湖 為柴達(dá)木古湖構(gòu)造沉積盆地最低凹地區(qū)，面積5856km2。

察爾汗干鹽湖的鹽類沉積物中主要含鹵水演化到晚期階段析出的鉀鎂鹽類礦物組合系列，發(fā)現(xiàn)鹽類礦物28種：包括石膏、鉀石膏、雜鹵石、鉀鹽鎂礬，石鹽、水石鹽、鉀石鹽、光鹵石、水氯鎂石、南極石等主要鹽類沉積礦物。沉積了最厚達(dá)73米鹽類化學(xué)沉積巖層【12】。

在鹽類化學(xué)沉積層的孔隙和晶間中富含大量晶間鹵水，鹵水中含有豐富的K、Mg、B、Li、Rb、Cs等多種化學(xué)成分，水化學(xué)類型有硫酸鎂亞型和氯化物型。礦區(qū)儲藏有各種鹽礦約600億噸，其中含石鹽500多億t，鎂資源40多億t，鹵水鉀礦和低品位固體鉀鹽資源合計(jì)數(shù)億 t，是個特大型以鉀鎂鹽為主，富含B、Li、Rb、Cs等多金屬的大型第四紀(jì)鹽湖礦床【6】。

自20世紀(jì)50年代發(fā)現(xiàn)察爾汗干鹽灘光鹵石鉀礦物以來，通過地質(zhì)勘探、鹵水開采、鹽田工藝、化學(xué)加工等一系列技術(shù)研究和生產(chǎn)實(shí)踐，青海“鹽湖集團(tuán)”於2004年完成年產(chǎn)100萬t氯化鉀建設(shè)項(xiàng)目，2008年突破200萬t。

目前，青海鹽湖工業(yè)股份有限公司制定中長期計(jì)劃：以柴達(dá)木盆地鹽湖資源為依托，以平衡“氯”為核心，靠盆地內(nèi)天然氣資源、煤炭資源、水電資源為支撐，以鉀、鈉、鎂、鋰、氯產(chǎn)品系列化和深加工為主線，盡力做到“吃干榨盡”綜合利用，從單一的鉀鹽向鉀堿、無機(jī)向有機(jī)、有機(jī)向精細(xì)化工、化工行業(yè)向有色金屬跨越發(fā)展。預(yù)計(jì)產(chǎn)品將有氯化鉀、碳酸鉀、純堿、金屬鎂、ADC發(fā)泡劑、碳酸鋰、甲醇、聚丙烯等15種產(chǎn)品【13】。

3.4 硝酸鹽型

新疆烏尊布拉克湖 該湖為無湖表鹵水的干鹽湖，水化學(xué)類型屬硫酸鹽型中硫酸鈉亞型鹽湖，但鹵水化學(xué)成分中NO3、NO2含量很高，尤其是東部鹵水硝酸鹽含量高于西部，甚至出現(xiàn)硝酸鉀鹽沉積，因此該湖為硝酸鹽型。湖盆為中-新生代山間構(gòu)造斷陷盆地，受斷裂構(gòu)造控制形成第四紀(jì)碎屑和鹽類化學(xué)沉積，鹽類礦物達(dá)20種：主要有石鹽、水氯鎂石，芒硝、無水芒硝、石膏、鈣芒硝、白鈉鎂礬及鉀硝石、水硝堿鎂礬（雜硝礬）、鉀硝礬、鈉硝石、鈉硝礬等，鹽湖面積276km2。該湖晶間鹵水賦存于石鹽和芒硝層中，因鹵水中K和NO3-1、NO2含量較高，達(dá)工業(yè)開采指標(biāo)、是灘曬硝酸鉀鹽的主要鹵水資源。固體鹽類有石鹽、芒硝和硝酸鉀鹽，石鹽儲量約8億噸、芒硝3800萬噸、硝酸鉀鹽約5萬噸【14】。

新疆鄯善化工廠生產(chǎn)硝酸鉀及其它化工產(chǎn)品，其它三個鹽場產(chǎn)品有原鹽、再生鹽、洗滌鹽、精制鹽和加碘鹽等系列產(chǎn)品。

4 中國鹽湖硼、鋰、銣、銫資源概況

中國鹽湖鹵水中含有主要元素成分是堿金屬、堿土金屬、鹵素及第二周期主族非金屬等成鹽元素。據(jù)《中國鹽湖志》資料，中國鹽湖鹵水中已檢測出Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Cl-、SO42-、HCO3-、CO32-等主要化學(xué)成分外，還有重金屬元素、稀有元素和放射性元素等60多種。其中，B、Rb、I等比海洋水多數(shù)十倍；Li、Cs、U等比海洋多數(shù)百倍。B、Li、Rb、Cs等元素已是鹽湖開采重要資源【15】。

4.1 鹽湖中硼資源

據(jù)全國化工礦產(chǎn)資源潛力評價(jià)項(xiàng)目資料，青藏高原鹽湖硼礦集區(qū)硼資源量約占全國硼礦資源總量的近 50%。青藏高原超過一半鹽湖硼為高硼鹵水（當(dāng)鹵水B2O3含量達(dá)到400mg/L時稱為高硼鹵水）。西藏自析硼砂鹽湖有：班戈錯、扎布耶錯、郭加林錯、茶拉卡錯、噶爾昆沙錯、麻米錯等 ，均產(chǎn)高硼鹵水礦。西藏產(chǎn)硼砂歷史千年以上【2，6】。

青海柴達(dá)木盆地第四紀(jì)鹽湖型硼資源占全國鹽湖硼資源的60%左右，有可利用的固體硼礦和液體硼礦。如 ：固體硼砂分布在大、小柴旦湖、德宗馬海和察汗斯拉圖；柱硼鎂石分布在大、小柴旦湖；鈉硼解石分布于大、小柴旦湖及察汗斯拉圖；多水硼鎂石、庫水硼鎂石賦存在大柴旦湖。液體硼礦主要分布在察爾汗鹽湖、一里坪鹽湖及臺吉乃爾湖等【16】。

大、小柴旦湖與馬海湖曾開采鹽湖硼礦?，F(xiàn)今，臺吉乃爾湖年生產(chǎn)硼砂2萬t。

已查明中國鹽湖硼礦資源量數(shù)千萬噸，礦區(qū)30多個。

4.2 鹽湖中鋰資源

我國鹽湖鹵水鋰資源集中分布青藏高原地區(qū)，主要有青海柴達(dá)木盆地察爾汗鹽湖的別勒灘、一里平、東臺吉乃爾和西臺吉乃爾等四個鹽湖，其鋰資源多達(dá)一千多萬噸，占我國鹵水鋰資源總量的80%【4，9，16，17】。

臺吉乃爾湖礦已突破硫酸鎂亞型高鎂低鋰不利提鋰制約，於2007年年產(chǎn)1萬噸碳酸鋰生產(chǎn)線投產(chǎn)。

西藏鹽湖鋰資源主要分布在扎布耶、拉果錯、麻米錯、當(dāng)雄錯、昆沙錯和扎倉茶卡等。扎布耶已用鹵水曬鹵少量生產(chǎn)碳酸鋰產(chǎn)品。

4.3 銣、銫鹽資源

青藏高原鹽湖鹵水中硼、鋰、銣、銫、鈾、釷等形成了高濃度的地球化學(xué)集中區(qū)【4，17】。其中銣組分含量，柴達(dá)木盆地鹽湖鹵水中銣、銫比西藏鹽湖鹵水高；而硼、鋰組分含量西藏比柴達(dá)木盆地高。

已查明含銫鹽湖礦床在西藏有扎布耶鹽湖和麻米錯等，資源量千噸以上。含銫泉水、熱鹵水及硅華有搭格架、谷露銫礦床【5】。達(dá)工業(yè)指標(biāo)鹽湖中銣產(chǎn)於西藏的扎布耶湖、麻米錯等鹽湖。

1 宣之強(qiáng).中國第四紀(jì)鹽湖分區(qū)及找鉀研究［J］. 化工地質(zhì)，1994，16（4）：3～5

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4 劉喜方，鄭綿平，齊文. 西藏扎布耶鹽湖超大型B、Li礦床成礦物質(zhì)來源研究［J］. 地質(zhì)學(xué)報(bào)，2007，8（12）：1709～1715

5 趙元藝，趙希濤，李振清，李波濤. 西藏第四紀(jì)泉水活動與銫的成礦效應(yīng)［M］. 北京：地質(zhì)出版社，2010

6 張彭熹，張保珍，唐淵，楊存道，黃師強(qiáng)，吳景泉. 中國鹽湖自然資源及其開發(fā)利用［M］. 北京：科學(xué)出版社，1999

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9 高仕揚(yáng). 青海鹽湖鋰鹽開發(fā)與環(huán)境［J］.鹽湖研究，2000，8（1）：17～23

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12 揚(yáng)謙，吳必豪，王繩祖，蔡克勤，錢作華，等. 察爾汗鹽湖鉀鹽礦床地質(zhì)［M］.北京：地質(zhì)出版社，1993

13 中國無機(jī)鹽工業(yè)協(xié)會鉀鹽（肥）行業(yè)分會，中華合作時報(bào)社、“中國農(nóng)資”傳媒. 中國鉀鹽鉀肥50年［M］.北京：中國財(cái)政經(jīng)濟(jì)出版社，2011

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15 李武，董亞萍，宋彭生，等. 鹽湖鹵水資源開發(fā)利用［M］. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2012

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17 展大鵬，余俊清，高春亮，張麗莎，成艾穎. 柴達(dá)木盆地四鹽湖鹵水鋰資源形成的水文地球化學(xué)條件［J］.湖泊科學(xué)，2010，22（5）:783～792

A SUMMARY OF QUATERNARY SALINE LAKE DEPOSITES AND MINERAL ASSEMBLAGES IN CHINA

Xuan Zhiqing1Liu Chenglin2Liu Baokun2
1. Geological Institute of China Chemical Geology and Mine Bureau , Zhuozhou, Hebei, 072754, China
2.Institute of mineral resources, Chinese Academy of Geological Sciences，Beijing，100037

China has a great number of large-scale saline lakes, which are enriched and complete. There are many types of saline lakes, in which salt minerals such as potassium, magnesium, boron, lithium and sodium salt and other resources are very rich, so it is worth to record.

China, Saline lake deposit, Salt mineral, Summary

P343.3：P619.211

A

1006–5296（2016）04–0250–05

* 第一作者簡介：宣之強(qiáng)（1939～），男，巖石礦物地球化學(xué)專業(yè)，高級工程師

2015-11-06；改回日期：2016-03-26