雜鹵石成礦及保存條件

李文博 官厚江 呂劍 符文其

摘要：雜鹵石是可以開發(fā)利用的含鉀復(fù)鹽礦物，通過研究，總結(jié)了歸納了雜鹵石礦床形成主要受控于鹽類物質(zhì)來源、成鹽的古氣候、古構(gòu)造條件、古地理條件、構(gòu)造埋深等幾個條件，同時還總結(jié)了其保存機制。通過以上各種條件概述，對在中國進一步找尋開發(fā)雜鹵石礦床具有重要的借鑒意義。

關(guān)鍵詞：雜鹵石；成礦條件；保存機制

1概述

雜鹵石（K2 Ca2 Mg（S04）4 2H2o）是一種富含鉀、鈣、鎂、硫等多元素的可以直接作為鉀鹽的含鉀復(fù)鹽礦物，其中w（K2o）15.62%。如果能夠有效開發(fā)利用，可有效緩解我國鉀鹽短缺問題。雜鹵石作為蒸發(fā)巖的一種，不僅與其他鹽類礦產(chǎn)在空間的分布上有明顯的共生組合關(guān)系，服從鹽類礦產(chǎn)分布上所特有的規(guī)律，而且其成礦條件也和其他鹽類礦產(chǎn)基本相同。

2成礦條件

（1）鹽類物質(zhì)來源及補給條件

雜鹵石礦床的形成，其首要條件必須有鹽類物質(zhì)來源。物質(zhì)可以來源于海水，沉積海相礦床；也可以來源于大陸水，則沉積陸相鹽類礦床。王弭力認為，只有下列兩種情況，才可能析出雜鹵石，①：在硫酸鈣鹽沉積階段，外來補給帶來足夠的鉀鎂。②：在硫酸鉀鎂鹽沉積階段，外來補給帶來鈣腳。說明雜鹵石的形成鉀、鎂、鈣元素缺一不可。同時無論是深水成鹽，還是淺水成鹽，亦或無論是海水成鹽，還是陸水成鹽，在成鹽過程中，都存在鹽類物質(zhì)的補給問題。

（2）古氣候條件

雜鹵石礦床屬于鹽類礦床，而鹽類礦床是成鹽盆地中的含鹽水體經(jīng)強烈蒸發(fā)沉積而成。區(qū)內(nèi)氣候干旱，蒸發(fā)量大于盆地內(nèi)水體的總補給量，是成鹽基本條件之一。此外風(fēng)力大小、地勢高低和氣溫高低對成鹽均有一定影響。

（3）古構(gòu)造條件

鹽類礦床是通過蒸發(fā)濃縮及鹽類物質(zhì)的不斷補給的前提下形成的，因此具有相對穩(wěn)定且緩慢下降的大地構(gòu)造條件是十分必要的。地臺型的拗陷區(qū)或邊緣拗陷就具備這樣的條件。這種格局對鹽類物質(zhì)的沉積和分異是十分有利的。一方面大型的拗陷是造成廣闊的半封閉的預(yù)備盆地的前提，這樣可以聚集大量的鹽類物質(zhì)并使海水初步濃縮；另一方面，內(nèi)部的構(gòu)造分異能使那些局部的長期處于相對凹陷的地區(qū)在成鹽作用發(fā)展到一定階段時，使大量的濃縮殘余鹵水相對集中。由于必須在鹵水濃縮到相當程度時雜鹵石才能出現(xiàn)，因而這種古構(gòu)造格局，無疑對雜鹵石的形成有利。特別是那些屬于拗陷帶上的凹陷，如四川南充、成都等凹陷，以及那些較長期發(fā)展的繼承性凹陷如墊江凹陷和萬縣凹陷，它們?yōu)辂}類物質(zhì)的沉積，提供了充足的空間，同時聚集了大量的鉀、鎂等物質(zhì)，是鹽和雜鹵石生成的最有利地區(qū)。

（4）古地理條件

巨型雜鹵石礦的成因不論是“沙洲說”亦或“沙漠說”，其共同之點是成鹽盆地的古地理環(huán)境，必須是半封閉或封閉的，而且氣候必須十分干燥，否則蒸發(fā)量不大，濃縮和淡化水體可以暢通交替，則鹽類物質(zhì)是永遠也不可能析出沉積的。

3構(gòu)造埋深及保存條件

由于鹽類礦床具有易溶、易流、易變的特點，因而鹽類礦床的構(gòu)造埋深和保存條件有其特殊性。一般，鹽類礦床沉積以后，只要上復(fù)迅速沉積不透水層的巖層，鹽類礦床就可以被保存下來。然而，由于沉積以后在漫長的地質(zhì)歷史中，經(jīng)歷了古剝蝕、重結(jié)晶、深埋脫水、構(gòu)造變動、風(fēng)化淋濾等各種變化，所以保存條件的好壞，影響因素十分復(fù)雜。如四川農(nóng)樂雜鹵石的保存得益于次級褶皺構(gòu)造、適宜的巖性地層、較好的水文地質(zhì)條件，以及無溝通礦層與地表水地下水的斷裂構(gòu)造。

雜鹵石保存好壞，不能簡單取決于埋藏深淺，在近地表的淺部，只要具備硬石膏的保存條件，或雜鹵石有一隔水的尚未遭受淋濾的巖層作它的保護殼，則雜鹵石就有可能保存下來不被淋失。具備這種條件的地方如四川盆地的東部和西南是十分普遍的。

雜鹵石能否保存，也不能簡單地取決于是否位于當?shù)厍治g基準面的上下，主要取決于深、淺層地下水活動運移的規(guī)律。如四川華鎣山褶皺束強烈水交替帶，局部地段也能保存雜鹵石。其原因三疊系碳酸鹽與蒸發(fā)巖相間成層，造成隔儲層相間平行疊置的特點，在地層產(chǎn)狀平緩，無構(gòu)造切割破壞使上下發(fā)生水力聯(lián)系的情況下，滲入水主要作沿層發(fā)生橫向的運移，而雜鹵石層上下多以較厚的硬石膏作為頂?shù)?，硬石膏屬不透水層，這就有效的阻止了滲入水對雜鹵石礦床的破壞和淋濾，從而得到保存。

雜鹵石的能否保存，主要取決于地下水活動運移的規(guī)律，而決定這一規(guī)律的主導(dǎo)因素則是構(gòu)造。如褶皺形態(tài)、強度，地層產(chǎn)狀、斷裂的性質(zhì)、規(guī)模、發(fā)育程度、延伸情況等等。有利雜鹵石保存的構(gòu)造有：斷裂不發(fā)育，次級褶皺少而平緩，構(gòu)造簡單的箱狀和丘狀背斜：具有不透水層復(fù)蓋的寬闊平緩的背斜翼部；背斜的傾沒端、鞍狀部位及斜列背斜交接帶：規(guī)模較大而不復(fù)雜的斷塊：局部的平緩小向斜和低背斜等。圍巖的性質(zhì)也是一個很重要的因素，如果礦體直接賦存于厚層的硬石膏中，產(chǎn)狀平緩而未遭切割，即使位于侵蝕基準面以上的淋濾帶，也可能得到保存，而構(gòu)成所謂懸掛式礦體。相反，即使埋藏較深，無隔水的圍巖作屏蔽，由于產(chǎn)狀陡峻或以斷裂為通道與區(qū)域發(fā)生水力聯(lián)系，附近礦體仍然可能遭受破壞。

結(jié)論：雜鹵石的成礦及保存條件是非常復(fù)雜的，與鹽類物質(zhì)來源、成鹽的古氣候、古地理、古構(gòu)造、構(gòu)造埋深等均有關(guān)系，還需進行深入研究。