我国钾盐勘探走向“海陆并重”<br>四川宣汉探获首个亿吨级海相可溶性固体钾盐矿

钾盐是我国大宗紧缺战略性矿产，主要用于生产农用钾肥，是粮食的“粮食”。钾盐供应同时关乎矿产资源宁静和粮食宁静。据统计，我国已探明钾盐资源量为10.15亿吨，其中经济可采储量仅有2.88亿吨，主要来自现代陆相盐湖，寻找深部海相、陆相后备接续钾盐资源刻禁止缓。

　　岁末年初，记者从中国地质科学院矿产资源研究所（以下简称资源所）获知一个好消息——我国海相可溶性固体钾盐找矿获得历史性突破：在勘查理论技术立异的基础上，于四川宣汉探获资源量达亿吨级的新类型可溶性固体钾盐矿，开拓了海相钾盐找矿新偏向和新领域。

　　破局——在四川盆地发明全球首例“新型杂卤石钾盐矿”

　　四川盆地是我国主要大型海相成钾盆地之一，也是资源所中国工程院院士郑绵平钾盐团队恒久关注研究的地区。

　　“四川海相钾盐找矿突破了！”国家重点研发计划钾盐项目“中国钾盐矿产基地成矿纪律与深部探测技术示范（2017-2021）和重点含盐盆地钾盐成矿纪律、勘查技术与增储示范（2023-2026）”首席科学家张永生，兴奋地告诉记者。与以往陆相钾盐勘查结果差别，此次获得突破的是海内久攻难克的海相可溶性固体钾盐找矿。在郑绵平院士发明“新型杂卤石钾盐矿”的基础上，四川盆地东北部宣汉地区探获了中国第一个超大型海相可溶性固体钾盐矿床，资源规模达数亿吨。

　　说起中国的海相钾盐找矿，郑绵平的总结是“难”。

　　难，来自于资源禀赋。

　　据介绍，全球探明钾盐资源主体为前第四纪海相可溶性固体钾盐矿床（氯化钾、光卤石），仅少部分来自现代盐湖钾矿。但在中国，由于大陆结构演化具小陆块拼合、多旋回结构和强烈陆内运动特征，成钾地质条件庞大，探明钾盐资源主体为现代陆相盐湖钾矿。

　　难，体现在历程艰辛。

　　20世纪60年代起，地质事情者开始在四川盆地三叠系进行海相钾盐矿的勘探和研究事情，但历经艰难只找到了深层富钾锂卤水和与硬石膏、白云石互层产出的杂卤石（简称“石膏型杂卤石”）。这种石膏型杂卤石远景资源折合氧化钾（K2O）超百亿吨，但其质地致密，难溶于水，且绝大部分埋深大于2000米，难以旱采，亦无法接纳水溶法溶采，短时期内不具有开发利用价值。

　　在运动的三叠纪上扬子局限蒸发台地上，真的只有这样埋深大、难开采的石膏型杂卤石吗？这是郑绵平等许多钾盐科学研究者心心念念的一个问题。

　　时光飞逝，50年来，这个问题一直未能解答，我国的海相钾盐勘查也一直寂静。

　　2014~2016年间，事情有了转机。郑绵平院士领导团队在重庆长寿地区长平3井发明了一种赋存于石盐中的杂卤石。以此为线索，科研团队在推进四川盆地富钾卤水和巨量杂卤石研究时，在四川恒成钾盐科技有限公司宣汉盐盆卤水探井岩心的复查中发明了大宗破碎的杂卤石碎屑颗粒漫衍于石盐基质中，氯化钾含量达界限工业品位以上，杂卤石的这种赋存状态先前未曾见过。

　　石盐极易溶于水，具枸溶性的杂卤石破碎后也可溶于水，郑绵平立即敏锐地意识到：若这类杂卤石能抵达工业矿层厚度和工业品位，即便深埋地下，也可利用水溶法溶采，这就形成了能够开发利用的“活矿”！他将其命名为“新型杂卤石钾盐矿”——这不可是一种全新的硫酸盐+氯化物复合型海相可溶性固体钾盐矿床新类型，也是全球首例此类型的海相可溶性固体钾盐矿床。

　　随即，资源所海相钾盐团队结合多年来找钾事情实践，对四川盆地早—中三叠世海相钾盐的成矿条件进行了深入而系统的研究。他们认为：四川盆地东部古盐盆发育，是形成石盐—杂卤石共伴生沉积的有利区，尤其是川东北地区位于华蓥山、大巴山等多组结构交汇的庞大结构区，成盐成钾有利区叠加后期结构运动强烈革新，是最有可能实现海相可溶性固体钾盐找矿突破的成矿有利区。

　　在郑绵平院士的指导下，张永生作为国家重点研发计划钾盐项目的卖力人，领导项目组扎实推进海相可溶性“新型杂卤石钾盐矿”的勘查评价和研究事情。

　　深钻——海内首个超大型海相可溶性固体钾盐矿面世

　　从2017年开始，在国家重点研发计划钾盐项目“中国钾盐矿产基地成矿纪律与深部探测技术示范”“重点含盐盆地钾盐成矿纪律、勘查技术与增储示范”等项目的资助下，资源所海相钾盐团队联合四川巴人新能源有限公司、四川恒成钾盐科技有限公司、中国石油化工股份有限公司勘探分公司、四川省第二地质大队（原四川省地矿局405地质队）、中国石油化工股份有限公司胜利油田分公司物探研究院、四川省地质矿产（集团）有限公司、成都理工大学等单位的地质、地球物理、地球化学等多学科专业技术人员协同攻关，系统开展了“新型杂卤石钾盐矿”的成钾物质来源、成因机制、成矿模式、空间漫衍纪律等研究。

　　科研团队提出了新型杂卤石钾盐矿“双控复合成矿”理论新认识，建立了“两阶段”成矿模式：成钾物质主要来自同时期海水，成矿阶段分为古盐盆原始沉积（形成石盐—杂卤石—石膏不等厚互层“千层饼”）和后期盐结构塑性变形革新（“千层饼”碎裂掺和、“新型杂卤石钾盐矿”形成）两个阶段。

　　2019～2021年，为进一步查明这种海相可溶性“新型杂卤石钾盐矿”的沉积漫衍特征与含钾性等基外地质参数，科研团队在宣汉地方政府和四川巴人新能源有限公司的全力支持下，以“双控复合成矿”理论新认识为指导，在达州市宣汉县普光地区大湾—雷银堡背斜的大湾结构核部设计安排了川宣地1井，并在井深3007.41~3388.33米的规模内探获累计厚达29.46米、氯化钾平均含量12.03%（最高品位达20.5%）的“新型杂卤石钾盐矿”高品位工业矿层。

　　以川宣地1井为标杆井，结合四川恒成钾盐科技有限公司的3口取心井，科研团队构建了“三高、两低、一大”（高伽马、高钾、高电阻、低钍、低铀、大井径）的“新型杂卤石钾盐矿”矿层综合测井定量识别新技术；通过钾盐样品实测数据和测井解释数据拟合及验证，建立了钾盐矿层的钾含量和矿石密度的定量预测模型，为“新型杂卤石钾盐矿”的定量化识别预测和资源量估算提供了立异技术支持。

　　之后，团队通过“气钾兼探”途径，进一步利用宣汉普光地区630平方千米钾盐有利漫衍区内的29口非取心天然气井的测井解释数据，进行钾含量和矿石密度的定量预测，总共由33口井钻探工程控制，查明“新型杂卤石钾盐矿”漫衍面积达368平方千米，圈定钾盐矿体富矿区块面积179平方千米，开端估算富矿区块内“新型杂卤石钾盐矿”的推断资源量（氯化钾）为2.45亿吨（超大型）、潜在资源量（氯化钾）4.65亿吨。

　　至此，一个超大型海相可溶性固体钾盐矿清晰面世，实现了我国亿吨级海相可溶性固体钾盐矿“从0到1”的重大突破，并重塑全国钾盐漫衍态势，形成了陆相盐湖钾盐和海相可溶性固体钾盐共存的“海（相）陆（相）并重”的全新花样。

　　应用——有望建成中国首个亿吨级海相钾盐资源基地

　　那么，这一超大型海相可溶性固体钾盐矿能否尽快开发，支撑川东北形成中国又一个钾盐资源基地？这些“新型杂卤石钾盐矿”藏身于深度凌驾3000米的地下，若要取出利用，本钱是否高昂？

　　为了解决“尽快增储上产”的问题，从2020年开始，资源所与四川恒成钾盐科技有限公司相助，从室内矿石静态·水溶性小试和对接井溶采提钾锂中试2个层面，就“新型杂卤石钾盐矿”和天然富钾锂卤水的工业利用性能进行了评价�；凇靶滦驮勇笔匮慰蟆笨扇苄缘奶氐�，可以直接接纳水溶法进行溶采，具体思路是：打对接井，淡水从中间的直井注入，沿水平井段溶解地下“新型杂卤石钾盐矿”，在注水压力和地层压力的配相助用下，溶矿富钾卤水和天然富钾锂卤水则会从两侧的对接井涌出。

　　据张永生介绍，四川恒成钾盐公司的中试结果证实了“新型杂卤石钾盐矿”不但能用、便于开发，且本钱可控。2023年6月，四川省达州市就溶采和提取中试结果召开新闻宣布会。郑绵平院士在宣布会上兴奋地体现：“以此为基础，宣汉有望建成海内首条以深部海相钾盐为原料的氯化钾生产线，引领海内深部钾盐资源开发，成为全国首个海相钾肥综合资源基地。”

　　“我们已经实现了固体‘新型杂卤石钾盐矿’和天然富钾锂卤水的混淆开采，相关溶采和提钾锂综合利用工艺路线和要领也在不绝优化中。”张永生透露，地质人员在宣汉地区不但发明了富厚的海相可溶性固体“新型杂卤石钾盐矿”，还探获深部同层系天然富钾锂卤水，潜在卤水量约21亿立方米，折算潜在资源氯化锂240万吨、氯化钾5600万吨、溴素290万吨等。对此，科研团队已乐成研发“U型”对接井溶矿采卤新技术和混淆卤水提取氯化钾、碳酸锂、硼酸等综合利用新工艺，为“新型杂卤石钾盐矿”和天然富钾锂卤水的绿色高效综合开发利用提供了重要技术支持。

　　据了解，目前宣汉县正在荟萃中蓝连海设计研究院有限公司、资源所、四川省第二地质大队等专业力量，依托四川巴人恒创钾盐有限公司、四川省地质工程集团有限责任公司，积极推进深层海相钾盐资源开发利用攻关工程，聚力建设全国首个深部海相钾盐资源开发利用试验区，全力推动钾锂资源的就地转化。加上著名的普光气田，宣汉县更弘大的目标是：依托天然气、钾、锂资源优势，主导生长能源化工、新质料绿色低碳优势工业，攻坚平台支撑，强化科技赋能，大力开展集群招商、全链条招商，加大对钾锂资源的高效、绿色、规�；目⒗�。

　　“下一步，资源所海相钾盐团队将继续围绕四川盆地三叠系海相可溶性‘新型杂卤石钾盐矿’做好两项事情：一是进一步夯实川东北达州市宣汉地区‘新型杂卤石钾盐矿’的资源量，二是完善和提升海相钾盐成矿理论新认识和勘查评价技术体系，增强海相钾盐找矿勘查安排。我们预期，在四川盆地东部、北部的造山带和盆山结合带的古盐盆发育区，可能会找到第二个、第三个甚至更多亿吨级规模海相可溶性‘新型杂卤石钾盐矿’，有望形成找矿突破连片示范效应，从基础上解决我国钾盐资源严重缺少的问题。”张永生对此很有信心。

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我国钾盐勘探走向“海陆并重”
四川宣汉探获首个亿吨级海相可溶性固体钾盐矿

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