亚洲钾盐资源分布与潜力分析研究.docx

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1、分类号 密级 中国地质大学 （ 北 京 ） 硕 士 学 位 论 文 亚洲押盐资源分布与潜 力 分析研究 学 研 究 号： 210110 0004 生：周 博 专 研 究 方 业：地质工程 向 ：矿 床 学 与 矿床 地 球 化 学 指 导 教 师 ：林善园 副教授 2013 年 5 月 声 明 本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽 我所 知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人己经发表或撰写过 的研究成 果，也不包含为获得屮国地质大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。 与我一同工 作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确

2、的说明并表示了谢 思。 签 期 ： 0 关于论文使用授权的说明 本人完全了解中国地质大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留送交 论文 的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以采用 影印、缩印 或其他复制手段保存论文。 口公开 口保密（ _年） （保密的论文在解密后应遵守此规定） 分类号 密级 中国地质大学（北京） 硕 士 学 位 论 文 亚洲钾盐资源分布与潜力分析研究 学 号： 2101100004 研 究 生 ： 周 博 专 业：地质工程 研 宄 方 向 ： 矿 床 学 与 矿 床 地 球 化 学 指 导 教 师 ： 林 善 园 副 教 授 2 0

3、1 3 年 5 月 A Dissertation Submitted to China University of Geosciences for Master Degree Study on the distribution of Asian potash resources and potential analysis Master Candidate: Zhou Bo Major: Geological Engineering Study Orientation: Mineralogy Deposit Geochemistry Dissertation Supervisor: Assoc

4、iate Prof. Lin Shanyuan China University of Geosciences (Beijing) 摘 要 钾盐矿床是盐类矿床的一种，是一种重要的工农业矿物原料，在当今世界中 有着 重要的经济价值。按它的成因来说，是蒸发沉积矿床；是溶解在地表水体中 的盐类， 在干旱气候条件下，在封闭、半封闭盆地中蒸发沉积而成的。钾盐主要 用于农业，随 着我国经济快速发展，我国对钾盐的需求也在快速增长。 世界钾盐矿床资源十分丰富，但是分布极不平衡，其主要集中在北美洲和欧 洲。 亚洲钾盐资源相对于北美洲和欧洲来说较为贫乏，相对于南半球的南美洲、 非洲、大 洋洲和南极洲来说则较为丰富

5、。结合前人的大量工作和美国地质调查局 (USGS)所公布 的数据，亚洲钾盐资源储量共计 35. 09 亿吨（含俄罗斯涅帕钾盐 矿床储量，以 K20 当 量计算），其主要分布在七个成钾盆地中，资源量约占全球 钾资源储量（按 273. 97 亿吨计）的 12. 81%。 韩豫川等（ 2012)在对中国钾盐矿床成矿规律研宄的基础上提出将我国钾盐 矿床 划分为沉积型、现代盐湖型、地下卤水型三个类型。本文基本认可韩豫川的 分类方法 并加以采纳，同时结合亚洲范围内主要钾盐矿床成矿地质特征，将其中 的沉积型钾盐 矿床又分为两个亚型，即碎屑岩亚型和碳酸盐亚型，其中碳酸盐亚 型最为重要，本文 在每一种钾盐矿床类

6、型中选取一个典型的钾盐矿床进行矿床解 剖。 本文通过系统收集、整理分析中国周边地区与钾盐成矿相关的地质构造、古 地理、 古气候及物化探、遥感等资料，全面深入地总结钾盐的控矿要素一一构 造 因素、气候 因素、物质来源、岩相古地理；以及成矿规律；在此基础上，根据钾 盐资源潜力区的 圈定原则、全球成矿域和成矿区带划分方案及全球钾盐矿床分布 特点，本文在亚洲范 围内共圈定 6 个钾盐资源远景区，总预测资源量为 519. 7 亿 吨。综合亚洲各产钾国的 钾盐资源勘查开发现状矿业政策和投资环境综合分析， 圈定出老挝和泰国是我国钾盐 资源开发走出去的首选国家；其次是乌兹别克斯坦 和土库曼斯坦。 关键词：钾盐

7、矿床，资源分布，成矿规律，潜力分析 Abstract As one of the most important saline mine, the potash deposits, being of important economic value, are therein a major kind of raw material for industrial and agricultural production. According to its genesis, Potash mine belongs to the evaporite deposit, under drought envi

8、ronment, dissolved salts in the surface water will evaporatively deposit in closed or semi-closed basin. As the significance of potash in farming, the demand for Potash resource is now greatly increasing as Chinas rapid economic development. Although there are varieties of forestry resources all ove

9、r the world, the distribution is not balanced, mainly in the North America and the Europe, comparing to which potash resources in Asia is relatively poor, while comparing to South America, Africa, Oceania and Antarctica and etc, however, it is relatively abundant, n the basis of predecessors work an

10、d the data published by United States geological survey (USGS), we found that the total potash resource reserve in Asia comes up to 3.509 billion tons (including Russian potash reserves, in terms of K2O equivalent),the total reserve is dominated by seven potash-forming basins, which accounts for 12.

11、81 percent of the world reserves(in terms of 27.397 billion tons) As for the potash metallogenetic regularity in China, Han Yuchuan (2012)proposed that the potash deposits in China should be divided into three patterns: the contempary saline lake one, the underground brine one and the sedimentary on

12、e. we believe it is accredited, but with extra considerations about the metallogenic characteristics of main potash deposits in Asia. This article through the analysis of the system to collect, sort out Chinas surrounding areas and Potash mineralization related to the geological structure, the ancie

13、nt geography, ancient climate, geochemical exploration and remote sensing data, etc . Comprehensive and in-depth summary of potassium as potassium condition, ore-controlling factors and metallogenic regularity; On this basis, carry out of potash resource potential analysis, proposed the strategic vi

14、sion of risk resource exploration area, delineated prospect forecast area, estimated reserves; Distribution of the potash resources and existing and potential analysis, resources, exploration status, market at home and abroad present situation and the prospect analysis, relevant national investment

15、environment, the current our country resources strategic policy and so on various factors, put forward Chinas potash investigation of development strategy of Key words: potash deposits， distribution of resources， metallogenic regularity , potential analysis. 目录 第一章绪论 . 1 1.1 选题依据及研宄意义 . 1 1.2 研究内容 .

16、 3 1. 3 研宄方法与技术路线 . 3 1.4 主要成果与创新 . 4 第二章亚洲钾盐资源现状 . 6 2. 1 亚洲钾盐资源 . 6 2. 1. 1 亚洲钾盐资源分布情况 . 6 2. 1. 2 亚洲钾盐资源分布特点 . 7 2.2 中国钾盐资源 . 9 2. 2. 1 中国钾盐资源分布情况 . 9 2. 2. 2 中国钾盐资源分布特点 . 10 第三章亚洲钾盐矿床类型及典型矿床解剖 . 12 3. 1 矿床类型的划分 . 12 3. 2 万象钾盐矿床（沉积型一碳酸盐岩亚型） . 14 3. 3 勐野井钾盐矿床（沉积型一碎屑岩亚型） . 16 3. 4 罗布泊钾盐矿床（现代盐湖型） .

17、19 3. 5 邓井关地下卤水钾盐矿床（地下卤水型） . 23 第四章钾盐成矿规律 . 28 4.2 控矿因素 . 28 4. 2. 1 构造因素 . 28 4. 2. 2 气候因素 . 29 4. 2. 3 物质来源 . 30 4. 2. 4 岩相古地理 . 31 4. 3 成矿规律 . 33 第五章亚洲钾盐资源潜力与开发前景分析 . 34 5. 1 潜力评价指标 . 34 5.2 潜力区圈定原则 . 35 5. 3 资源潜力分布情况 . 35 5. 4 亚洲钾盐生产及市场总体情况 . 38 5. 5 亚洲主要产钾国钾盐资源勘查开发现状及前景分析 . 39 5. 5. 1 中国 . 39 5

18、. 5. 2 亚洲其他国家 . 41 第六章我国钾盐勘察开发 “ 走出去 ” 战略建议 . 46 第七章结论 . 48 7. 1 主要认识 . 48 7.2 存在问题 . 49 1 第一章绪论 1.1 选题依据及研究意义 钾（ K)是典型的亲石碱金属元素，在地壳中分布占第七位，约占地壳重量 的 2.1%。 目前己知的含钾矿物有 120 余种，其中硅酸盐约占 50%，硫酸盐约占 25%， 卤化物约占 10%，其余的是碳酸盐、硝酸盐、硼酸盐和磷酸盐等。目前，有现实 商业意义的钾矿物 主要是钾石盐、无水钾镁矾、钾盐镁矾、光卤石、杂卤石、钾 芒硝等可溶性固体以及 液体钾盐矿物，其中钾石盐最为重要。自然

19、界中的钾资源 可分为固体钾资源 (可溶性的 固体钾盐和不可溶性的含钾岩石）和液体钾资源 (地 下卤水和第四纪盐湖卤水），本文 研究的重点是可溶性固体钾盐资源。世界上可 溶性固体钾资源主要存在于古代蒸发盐 矿床中。 我国是人口大国和农业大国，钾肥对促进粮食增产和保障粮食安全供给具有 重要 的战略意义，作为钾肥的主要矿物原料 钾盐被列入我国重要的战略矿 种，备受地 质学界的关注。袁见齐院士作为我国勘查开发固体盐矿和盐湖资源先 驱者之一，国内 研究钾盐的第一人，他早在上个世纪三、四十年代就开始从事钾 盐研宄，他主持编制 了我国第一张中国盐类矿床成矿规律及预测图，发表了 中国内陆盐湖钾盐沉积 的若干问

20、题等科学论著，首次提出 “ 陆相成盐成钾 ” 和 “ 高山深盆 ” 的理论，其学 术成果对我国钾盐研宄和勘探开发有着重要的引领 和指导作用。张彭熹院士对中国盐 湖的分布、组成、类型、成盐模式、锂硼钾等 的 成矿及其演化规律提出了一套比较系 统的见解。对柴达木盆地内（卤水）盐类 分布及沉积特征的研究提出了 “ 高山深盆地 振荡干化一分离盆地同步分异成盐成 钾模式 ” （ 1987)，同时提出海相找钾和油盐兼探 等重要议题；总结编绘了中国第 一份专业水化学图柴达木盆地 1: 50 万盐湖水化学 图；撰有青海湖冰后期 古气候波动模式、柴达木盆地盐湖；著作有中国 盐湖自然资源及其开发利 用和古代异常钾

21、盐蒸发岩的成因。郑绵平院士提出 “ 盐 湖农业 ” 新概念； 同时查明钾锂在盐湖微细沉积物中的赋存状态。王弭力院士在塔里 木盆地的研宄 中提出了罗布泊盐湖钾盐三种成矿模式： “ 高山深盆地迁移成钾 ” 模式、 “ 两段式 成钾 ” 模式、 “ 含水墙成钾 ” 模式，丰富了陆相成钾理论；发现罗北凹地超 大型 钾盐矿床。蔡克勤教授作为盐类矿床的专家，长期从事盐类矿床的研宄，参与编 2 写中国沉积学中国矿床察尔汗盐湖钾盐矿床等专著，在察尔汗盐湖 钾盐 矿床、潜江盆地钾盐矿床以及中外钾盐矿床地质对比等方面作出了重要的贡 献。钱自 强、曲一华和刘群教授编著的钾盐矿床系统的介绍了全球范围内成 钾盆地和钾盐

22、 矿床的地质背景、矿床地质特征和矿床成因，为我们研宄钾盐的资 源分布和勘查开发 提供了重要的依据。韩豫川高工把中国钾盐矿床划分为现代盐 湖型、地下卤水型和沉 积型三种类型；在总结和研宄中国钾盐成矿规律、成矿区 带的基础上，综合构造背景 岩相古地理等因素，划分出罗布泊钾盐矿矿集区、察 尔汗钾盐矿矿集区、扎布耶钾盐 矿矿集区、四川盆地钾盐矿矿集区和勐野井钾盐 矿矿集区等五个钾盐矿集区。刘成林 研宄员综合国内外的找钾成果，提出了盆地 找钾的准则。总结了钾盐找矿的基本步骤： 在查明盆地成钾的宏观条件之后，根 据盆地找钾准则并阐明成钾机理，最后圈定找矿 靶区，并开展勘查评价。综上所 述，我国地学家们对钾

23、盐的研宄主要集中在钾盐矿床 的成矿规律、成矿模式上， 而就全球范围内，特别是针对中国周边亚洲国家钾盐资源 分布及潜力分析的研宄 几乎没有。 世界钾盐资源十分丰富，但是大部分的钾盐资源只集中在世界少数几个国家 当中， 具有工业开采和商业开发价值、经济意义较高的优质钾盐矿床， 90%以上 固体钾盐资源 集中在加拿大、俄罗斯、白俄罗斯和德国 4 个国家中，其分布极其 不均匀。近年来， 我国钾肥消费量呈快速增长态势，我国肥料施用量已居世界第 一，钾肥进口量居世界 第二。可见，我国钾盐的紧缺态势仍然不容乐观，如果钾 盐找矿无重大突破，长期进 口钾盐的局面将难以扭转，这对我国资源安全、农业 发展构成了重大

24、隐患。鉴于我国 的钾 资源较少，需求量又较大，而国外钾盐资源 比较丰富，为改变我国钾肥供应对进 口的过分依赖，在加大国内找矿力度，扩大 我国钾盐基础储量和钾肥生产基地的同时， 政府应该给予积极的政策和引导，使 得国内企业积极 “ 走出去 ” 寻找资源，发展和建 设长期稳定的海外钾盐钾肥生产 基地，通过与国外合作，增加国内钾肥供应量，也是 解决过度依赖进口的重要途 径。 本硕士论文研究的核心问题是：亚洲钾盐资源分布和资源潜力分析。本论文 依托 地调局项目 “ 钾盐矿床资源分布与潜力分析研究 ” （工作项目编号： 1212011120327); 其 是中国地质调查局发展研宄中心承担的 “ 全球主要

25、矿床资 源分布与潜力分析研宄 ” 的子课题。 3 1.2 研究内容 本论文围绕钾盐资源分布、成矿规律、潜力评价及开发前景这些核心问题， 拟定 本文的主要研宄内容如下： (1) 亚洲钾盐资源的形势研宄：收集并整理国内国外的钾盐资料，在充分研宄 和利 用前人大量工作资料的基础上，分析钾盐资源的分布情况，特别是亚洲钾 盐资源的 分布情况和亚洲钾盐资源分布特点； (2) 在前人工作的基础之上，分析整理亚洲钾盐矿床的基本类型并提出亚洲钾 盐矿 床分类方案； (3) 实地考察亚洲部分典型的钾盐矿床，对典型的亚洲钾盐矿床进行解剖； (4) 总结钾盐总体的成矿规律及控矿要素； (5) 综合成矿规律的研宄、构造

26、背景和岩相古地理等因素，圈定主要亚洲钾盐 远景 区并做潜力评价分析； (6) 提出中国周边钾盐矿产资源勘查开发战略和我国钾盐 “ 走出去 ” 的开发建 议。 本论文主体研宄内容分为亚洲钾盐资源分布情况、主要矿床类型及典型矿床 的解 剖、钾盐的成矿规律、资源潜力与开发前景分析以及我国钾盐勘察开发 “ 走 出去 ” 的 战略建议五章。 1.3 研究方法与技术路线 本论文的研宄方法是以文献研宄为主，野外考察为辅。根据所依托的项目， 通过 系统地调查、收集、整理分析中国周边地区与钾盐相关的文献资料，选择国 内两个典 型钾盐矿床进行野外实地考察，从而全面地、正确地了解掌握本文所研 宄的问题。 本论文在总

27、体思路上遵循 “ 资源分布一地质成矿规律研宄一资源潜力评价一 资源 开发建议 ” 的研宄步骤来完成本论文。 本论文实施的技术路线是：以成矿理论为指导，以地质矿产研宄为主线，以 成矿 规律研究和潜力评价为重点，通过系统收集、整理分析中国周边地区与钾盐 成矿相关 的地质构造、古地理、古气候及物化探、遥感等资料，全面深入地总结 论文研宄区内 钾盐成矿区域地质背景、矿床地质特征以及资源分布情况；在此基 础上，开展钾盐资 源潜力分析，提出资源风险勘查的战略远景区，圈定远景预测 4 区，估算资源储量；并综合现有钾盐资源分布与潜力分析、资源勘查现状、国内 外市 场现状与前景分析、有关国家投资环境、当前我国资

28、源战略政策等诸要素， 提出我国 钾盐勘察开发 “ 走出去 ” 的战略建议。 1.4 主要成果与创新 1.4. 1 论文的主要成果： (1) 亚洲己探明的钾盐储量与基础储量共计 35. 09 亿吨（含俄罗斯涅帕钾盐矿 床 储量，以 K20 当量计算），亚洲国家有七个主要成钾盆地，以及 13 个主要钾盐 矿床。 中国 3 个主要钾盐矿床钾盐资源储量合计 4. 1 亿吨，占亚洲钾盐资源总储 量的 11. 68%。 (2) 亚洲钾盐矿床主要分为三种类型，分别为：沉积型、地下卤水型和现代盐 湖型。 沉积型又可分为两个亚型：碳酸盐亚型和碎屑岩亚型。 (3) 总结出钾盐矿床的成矿规律以及主要控矿要素：构造条

29、件；气候条件；物 质来 源；岩相古地理（沉积环境）； (4) 圈定 6 个亚洲钾盐资源远景区，并初步分析总预测资源量 519. 7 亿吨（以 K20 计） (5) 依据亚洲各产钾国的钾盐资源勘查开发现状矿业政策和投资环境综合分析， 圈 定出老挝和泰国是我国钾盐资源开发走出去的首选国家；其次是乌兹别克斯坦 和土库 曼斯坦。 1.4. 2 论文的创新点： 论文创新点主要有两点： (1) 第一次对亚洲钾盐资源分布和潜力分析进行系统研宄，填补了该领域研宄 的空白； (2) 尝试从资源潜力和勘探开发技术条件两方面综合分析提出钾盐 “ 走出去 ” 战略建 议。 1.4. 3 主要工作量 表 1-1 主要工

30、作量 工作内容 工作量 备注 中文文献 80 篇 主要关于钾盐资源分布成矿规律潜力评价方面 5 英文文献 10 篇 野外调查 两次野外考察 2011 年 8 月新疆东天山的第四纪现代盐湖野外考察（共计 10 天） 2011 年 12 月云南勐野井钾盐矿床考察（共计 28 天） 绘制图件 65 幅地质图件 应用 MAPGIS ARCGISREDRAW 来绘制相关的地质图件 数据库 1 个 建立亚洲钾盐矿产地数据库 学术工作 提交文献综述一篇；在中国地质学会地质学史专业委员会第 23 界 学术年会 上以第一作者的身份发表了中国钾盐发展史一文， 并在大会上发言，作学术报告一次 6 第二章亚洲钾盐资源

31、现状 2. 1 亚洲钾盐资源 2. 1.1 亚洲钾盐资源分布情况 全球钾盐资源丰富，但是主要集中在北美洲和欧洲。亚洲钾盐资源相对于北 美洲和欧 洲来说较为贫乏，相对于南半球的南美洲、非洲、大洋洲和南极洲来说 则较为丰富，但分 布极不平衡。 根据美国地质调查局（ USGS) 2013 年所公布的最新探明储量和 2009 年所公布 的 储量基础数据显示（表 2-1)，全球钾盐资源储量主要集中分布在 13 个产钾国。 按资 源储量大小，加拿大排第一， 154 亿吨，占世界钾盐资源储量的 56. 21%;俄 罗斯第二， 55 亿吨，占 20. 08%;白俄罗斯第三， 17. 5 亿吨，占 6. 39%

32、。上述三国 钾盐资源储 量合计 226. 5 亿吨，占世界钾盐资源储量的 82. 68%。另外，德国 9. 9 亿吨，占 3. 61%;巴西 9 亿吨，占 3. 29%;中国 6. 6 亿吨，占 2. 41%;以色列和约旦 各 6. 2 亿吨， 分别占 2. 26%;美国 4. 3 亿吨，占 1.57%;智利 2 亿吨，占 0.73%;西班 牙 0.55 亿吨， 占 0.20%;英国 0.52 亿吨，占 0.19%;乌克兰 0.3 亿吨，占 0.11%。上 述 13 个国家合 计占世界钾盐资源储量的 99. 31%。 表 2-1 世界钾盐资源储量分布一览表（以单位 1(20 亿吨当量计算，数据

33、来源 USGS) 国家 探明储量 储量基础 资源储量 所占比例（ ) 加拿大 44 110 154 56. 21 俄罗斯 33 22 55 20. 08 白俄罗斯 7. 5 10 17. 5 6. 39 德国 1.4 8. 5 9.9 3. 61 巴西 3 6 9 3. 29 中国 2. 1 4. 5 6.6 2.41 以色列 0.4 5. 8 6. 2 2. 26 约旦 0.4 5. 8 6.2 2. 26 美国 1. 3 3 4.3 1. 57 智利 1. 5 0. 5 2 0. 73 西班牙 0. 2 0. 35 0. 55 0. 20 英国 0. 22 0. 3 0. 52 0. 19

34、 乌克兰 0. 3 0. 3 0. 11 其他国家 0. 5 1.4 1.9 0. 69 合计 95. 52 178.45 273.97 100.00 7 从前人所做的大量工作（钱自强等， 1994;刘成林等， 2006; 魏成广， 2009; 鲍荣华， 2011;韩豫川等 ， 2012 ; 外 籍 专 家 Asahara， 1999; Bailey， 1996; Hornbeck and Krabbenhoft， 2000 ; Burke W.H, 1996)和美国地质调查局（ USGS) 文献记录分 析来看（见表 2-2)，亚洲主要钾盐矿床钾盐资源储量（基础储量 +探 明储量）共计 35.

35、 09 亿吨（含俄罗斯涅帕钾盐矿床储量，以 K20 当量计算，以下 除特殊说明外，钾盐资 源均以 K20 当量计算），约占全球钾资源储量（按 273. 97 亿吨计）的 12.81%。目前 亚洲国家有七个主要成钾盆地，以及 13 个主要钾盐 矿床。这七个成钾盆地分别为柴 达木盆地、塔里木盆地、兰坪 -思茅盆地、呵叻 盆地（含沙空那空盆地 )、中亚盆地、 死海盆地和涅帕盆地。其中，死海盆地钾 盐资源储量为 12. 4 亿吨，占亚洲钾盐资源 总储量的 35. 34%;中亚盆地钾盐资源 储量为 7. 35 亿吨，占亚洲钾盐资源总储量的 20. 95%;呵叻盆地钾盐资源储量为 6. 19 亿吨，占亚洲

36、钾盐资源总储量的 17. 64%; 涅帕盆地钾盐资源储量为 5. 05 亿 吨，占亚洲钾盐资源总储量的 14. 39%;柴达木盆 地钾盐资源储量为 2. 42 亿吨， 占亚洲钾盐资源总储量的 6. 9%;塔里木盆地钾盐资 源储量为 1. 58 亿吨，占亚洲 钾盐资源总储量的 4. 5%;兰坪 -思茅盆地钾盐资源储量 为 0. 1 亿吨，占亚洲钾盐 资源总储量的 0.28%。中国 3 个主要钾盐矿床钾盐资源储 量合计 4.1 亿吨，占亚 洲钾盐资源总储量的 11. 68%。（见表 2-3) 亚洲 13 个主要钾盐矿床中（图 2-1),钾盐资源储量超过 1 亿吨的有 7 个， 按照储量大 小依次为死海钾盐矿床 12. 4 亿吨，涅帕钾盐矿床 5. 05 亿吨，万象钾 盐矿床 4. 54 亿吨， 卡尔留克钾盐矿床 3. 75 亿吨，卡拉比尔钾盐矿床 2. 45 亿吨， 察尔汗钾盐矿床 2. 42 亿 吨，罗布泊钾盐矿床 1. 58 亿吨。这七个矿床的钾盐资源 储量合计 32. 19 亿吨，占亚洲 钾盐资源总量的 91. 70%。 从成钾年代来看，中国周边亚洲国家钾盐资源主要分布在五个时代，按资源 量多少排 序依次是第四纪、侏罗纪、白垩纪、寒武纪和古近纪。此外，文献资料 还显示，亚