四川盆地东北部黄金口背斜三叠系富K、Li和B卤水成因演化

作     者：牛新生 张永生 苏奎 邢恩袁 左璠璠 桂宝玲 商雯君 

作者机构：中国地质科学院矿产资源研究所自然资源部盐湖资源与环境重点实验室 

出 版 物：《地质学报》 (Acta Geologica Sinica)

年 卷 期：2024年

核心收录：

学科分类：081803[工学-地质工程] 08[工学] 0818[工学-地质资源与地质工程] 

基　　金：国家自然科学基金项目(编号41402076,91962219) 中国地质科学院矿产资源研究所基本科研业务费项目(编号KK2210,K1413) 中国地质调查项目(编号DD20230296,DD20221913)联合资助的成果 

主　　题：川东北 黄金口背斜 深层卤水 钾 锂 硼 

摘      要：四川盆地东北部地区三叠系嘉陵江组四、五段—雷口坡组一段赋存丰富的卤水资源，卤水中富集K、Li、B等元素，具有潜在的开发利用价值。长期以来，一般认为川东北三叠卤水因溶解地层中的钾盐矿物而富集K物质，但这一认识并没有得到确证，此外，对卤水中Li和B的成因和演化鲜有报道。本文以川东北三叠系深层卤水为研究对象，以地球化学和稳定同位素分析为主要方法，运用聚类分析对比采自13口钻井卤水的地球化学数据。与海水相比，区内深层卤水中的K+、Ca2+、Li和B明显富集，而Mg2+和SO42-则相对亏损。卤水的87Sr/86Sr和δ34S值均与卤水储层的87Sr/86Sr和δ34S值相一致，进一步说明深层卤水为海水原地蒸发浓缩形成。Q型聚类分析表明，北2井和川宣地1井的卤水化学组分相似，川25井、ZK601井、恒成1井、恒成3井的卤水化学组分相近，证明川25井和ZK601卤水中K的富集是由于卤水溶解了地层中的钾盐矿物（杂卤石）。白云岩化导致了卤水中Ca2+明显富集，而Mg2+明显亏损，地层中赋存的硫磺和H2S证明了大量硫酸被还原，使得SO42-出现明显亏损。还原作用不仅导致卤水和石膏δ34S的升高，而且引起了区域内石膏和卤水的δ34S高于同时期海水的δ34S值。嘉陵江组沉积晚期，三江地区流纹质火山岩浆喷发产生了大量携带含Li和B元素的气体和热液载体，进而被搬运至蒸发盐盆中。火山热液和气体中的Li、B具有相对较低的δ7Li值和δ11B值，在提升卤水中Li和B含量的同时，也降低了卤水δ7Li值和δ11B值，使得其低于正常海水的δ7Li值和δ11B值。