揭示中国察尔汗和罗布泊盐湖钾矿的发现历史
(中国地质科学院矿产资源研究所)
青海柴达木盆地察尔汗钾镁盐矿床和新疆塔里木盆地罗布泊萝北坳陷卤水钾盐矿床的发现历史已发表多年[1],引起了相关学者的兴趣和关注。所以,当中国找钾进入第三次高潮【郑绵平院士等。,“钾盐资源调查评价项目”,2010;刘成林等,国家重点基础研究发展计划(973计划),“中国陆块海相钾形成规律及预测研究”,2011),有必要进行一次“揭示中国盐湖钾盐矿物发现史”,记录和纪念钾盐矿物的勘探史。
青海察尔汗钾镁盐矿床发现简史
1.粪公路建设与察尔汗钾盐矿的意外发现
1955左右,为了开发西北,巩固新中国西藏边防,毛泽东主席下令对原有的简易青藏公路进行整修。筑路工人在修甘肃敦煌至青海格尔木路段时,意外发现察尔汗盐滩中段的盐有一种又苦又辣的味道。为了搞清楚,在柴达木盆地632勘探队把盐送到西北地质局化验,查出K+含量为0.4%。在中央政府工作的地质学家朱霞指出,那里可能有钾盐。从此拉开了中国发现和开发察尔汗钾镁盐矿的序幕[1]。
2.盐湖科学考察队和“中国科学发展十二年规划”在找钾中的作用[2]
1956中国科学院盐湖科学考察队的成立和国家制定的1967科技发展规划,为中国察尔汗钾硼矿勘查指明了方向,提供了技术和政策保障。
1)化学家刘纲被任命为探险队领队,矿床和盐矿专家袁建奇被任命为探险队副队长,保证了人才和技术[4]。
2)袁建奇先生在1946调查西北盐矿资源后,在青海茶卡盐湖发现了钾的存在。他的文章(袁建奇,1946)提出了中国找钾的思想,是中国找钾矿床的奠基人[1]。为了开发利用青海省柴达木地区丰富的钾、硼、锂资源,刘纲先生为新中国培养了高士阳院士等一批盐湖化学专家。
3)1957年,中国科学院盐湖调查队受上级委托[2],派出地质学毕业的郑绵平、化学系毕业的高世阳与刘纲一起,带着寻找钾硼的任务,首次进入柴达木盆地。当时,粪公路已经建成,察尔汗军用机场已经使用。他们顺利地在察尔汗盐湖军用机场安顿下来。有一天散步,郑绵平回忆道,路边有一个闪闪发光的结晶盐矿,经鉴定是光卤石,为以后生产钾肥[2]。
他们和筑路工人先后在察尔汗发现了同一种光卤石矿物,这是一种偶然的必然。为什么?一是有路可通;第二,国家从上到下都明确了找钾找硼的任务,技术人员奉命前去考察。只要他们注意和关心,就会看到光卤石。郑绵平为察尔汗钾盐矿的考察撰写了报告和总结,为青海格尔木地质队的勘探、钾肥厂钾肥的开发生产和中科院盐湖研究所开展的地质理化研究揭开了第一页。
3.袁建奇先生“高山深盆陆相成钾”模式的提出及其意义[3]
袁建奇先生在1975钾碱培训班的演讲中提到,1956左右,已知钾碱的发现是海洋因素造成的。所以他自嘲说,1957在察尔汗陆相地层找钾,他并没有放在心上,所以当刘纲第一次随盐湖调查队进入青海柴达木时,袁建奇先生并没有主动提出要求,因为他受到国外海相钾理论的束缚,阻碍了他的行为。他谦虚地说,察尔汗钾盐的发现是刘纲这个没有思维框架的化学家领导的,对他触动很大。袁建奇先生敢于面对找钾的实际结果,于次年(1958)随刘先生前往察尔汗。面对我国陆相盐湖成钾的事实,经过多年潜心研究,提出了较为新颖的“高山深盆陆相钾模式”,为我国乃至世界在陆相地层中找钾形成了重要的理论基础。袁建奇先生的认识,对以后中国找钾理论有很大贡献。
二、新疆罗布泊萝北坳陷发现卤水钾矿简史[1]
1.1995前后中国找钾形势
1955四十年后,计划经济下的地质行业经历了一场体制改革和转型的大震荡,所有的地质行业一度被冷落和滑坡。虽然1984年开展了柴达木盆地第二轮钾盐勘查研究高潮,实现了钾盐资源从2×108t翻一番的目标,并在柴达木盆地北部和西北部探明了昆特依等一批盐湖钾盐资源,此后再无进展。然而,近40年来,我国人口急剧增加,农业用地贫钾趋势加剧,保障钾盐资源的能力越来越不足。此时,世界上已经发现了许多主要的钾矿,如与中国相邻的泰国、老挝和中亚,以及以色列的死海。而中国的钾贫论,以及找钾队伍的退出和萎缩,使得中国找钾前景十分悲观。
2.中国第三代女地质学家王思考并寻找钾[4]
1)在完成柴达木盆地第二轮盐湖找钾研究后,王有礼和他的同事们发现了许多钾盐湖。为什么与另一座山(阿尔金山)相隔的新疆塔里木盆地一直没有发现大型钾盐矿?当她注意到两个盆地之间有联系时,她将研究的目标锁定在罗布泊的萝北坳陷找钾。
2)罗布泊是一个巨大而奇特的湖泊,因为它自古以来就是著名的古丝绸之路的必经之路。由于战争和人类生产生活与自然的不和谐,罗布泊绿洲消失了,成为近代被称为“死亡之海”的可怕的魔鬼之地。中国科学院著名科学家彭在进行科学考察时被罗布泊无情吞噬,至今下落不明,留下了一段恐怖离奇的传奇。
3)19 ~ 20世纪期间,许多中外探险家、冒险家、科学家到塔里木盆地及罗布泊周边地区考察,在楼兰古遗址有重大考古发现和生物、环境、气候的研究成果,也零星发现了富钾土地的特征。在罗布泊地区外围,新疆地矿局一队(1989)和中国地质大学蔡克勤教授(1990)带领团队先后在桂北山南、铁矿湾、罗布泊东、达瓦地发现了4个小型岩盐钾盐矿床和矿化,并在鄯善地区发现了我国第一个硝酸盐型“小型”盐湖钾盐矿。20世纪80年代至90年代初,中科院盐湖研究所的胡东升先生(1988)、地矿部遥感中心的李廷琦先生(1987、1988、191)等研究人员利用先进的航空遥感影像解译方法,与青海已知盐湖影像进行对比。郑绵平院士(1990)在罗布泊达尔胡地区进行找钾调查,研究指出罗布泊也有找钾前景。
4)王敲开了罗布泊萝北凹陷钾盐的大门,沉睡了一万年。从65438到0995几经波折,王健利带着为国为民找钾的经历、眼光和使命,拜访了许多德高望重的地质专家。王友利找钾的信心和决心感动了这些前辈专家领导,最终给了她65438+万元敲开了中国第二个盐湖钾盐矿的大门。但领导们担心十分险恶的罗布泊无路可走,尤其是当时无名的萝北洼地。这是一个非常干涸的湖,也是一个老年死亡之湖。
5)创新两阶段[碳酸盐、硫酸盐(钾)]钙芒硝钾形成和储集理论的意义。王有礼课题组进入“萝北凹地”(王有礼命名并使用)后,遇到了一个陈旧的三段式成钾理论的挑战。原因是,当-李开始调查表面时,他看到了钙芒硝、次生石膏和石盐,它们刚刚达到硫酸盐的第二阶段。如此巨量的钙芒硝沉积盐湖中能有工业钾卤水或固结钾矿吗?有两种可能。按照正常的三阶段[碳酸盐、硫酸盐、石盐(钾)]成钾理论,将不可能形成大型钾盐矿。一些钾肥专家从一开始就对此表示怀疑,称进一步发现钾的希望不大。这和当年在察尔汗陆相盆地发现钾盐的线索是一样的。袁建奇教授也犹豫了——大陆陆地能形成钾盐矿床吗?但袁建奇教授也打破了传统的海相成钾理论框架,大胆考察和总结了察尔汗成钾规律,最终创新性地提出了中国陆相“山深盆”成钾模式和理论。在尊重地质事实的前提下,科学家及时创新地提出找钾成钾新模式,才有找矿的希望。
6)王树理和刘成林创新性地提出了钾形成的两阶段理论,并最终提出了山地深盆运移模式(王米利,2005)和承压水墙钾形成与储集模式(刘成林等,2006,2009),应用于罗布泊萝北坳陷卤水钾盐矿床的调查研究,使我国萝北坳陷的找钾工作进入了进一步的找矿阶段。萝北坳陷已成功探明特大型卤水钾盐矿,普查储量约2.5×108t(王有礼等,2001),并探明伴生杂卤石矿床、大型钙芒硝和硫酸盐卤水钾盐矿5000亿元。
7)王有礼课题组成员在1995 ~ 2005年期间,从资源调查到开发研究,为当地政府和人民做出了无私的、无偿的贡献,使罗布泊萝北坳陷的钾盐矿尽快转型为大型钾盐及钾矿开采企业。此时,无论是钾盐矿的储量,还是我国矿山生产的百万吨优质硫酸钾产量,都再次翻番。2009年,罗布泊郭头罗钾肥公司钾盐矿的建成,缓解了我国钾肥的严峻形势,钾肥自给率由10%提高到30%左右。
纵观中国盐湖钾盐矿床的发现历史,我们可以看到中国钾盐和钾盐从无到有、从无到有的不平凡历程,也许你会从中受益匪浅。我们注意到,刘成林(2009)在《盆地钾盐找矿评价与示范工程》一文中指出,罗布泊找钾取得突破,不仅与前人资料积累有关,还与柴达木找钾经验和理论应用有关。然而,罗布泊钾盐矿床是一种新类型的钾盐矿床,不同于柴达木盆地的钾盐矿床。因此,突破传统理论认识,研究和发展罗布泊陆相钾理论是关键。
目前,在我国许多盆地的含盐体系中发现了钾矿、薄钾层甚至小型钾矿。然而,目前仍不清楚是否能找到大型-超大型钾矿,以及在盆地的什么地方寻找它们。这种情况有点类似于1995之前的罗布泊。近年来,我们选择库车盆地开展新一轮找钾工作,但库车盆地的地质条件与罗布泊有很大不同。因此,根据实际地质环境,我们提出了对钾形成的新认识和找矿思路,并取得了一些初步进展(刘成林等,2008 ~ 2011)。
总之,钾盐的调查研究从柴达木盆地转移到罗布泊,再转移到库车盆地。在矿区转移和知识变迁过程中,不断学习和吸收国内外各种成钾理论,借鉴各种找矿技术和方法,使找钾工作不断提升到一个新的水平。
笔者衷心希望中国钾肥事业在理论创新和发展中有序发展。
本文还有很多文献没有一一列举,在此向相关作者表示歉意和感谢。
参考
【1】宣志强。中国盐湖钾肥50年回顾与展望。盐湖研究[J],2000,8 (1): 58 ~ 62。
[2]胡亚东,等.纪念刘先生百年诞辰提纲[M].北京:中国科学院化学研究所等。, 2004
[3]袁建琪。袁建奇教授盐矿地质学论文集[M]。北京:学院出版社,1989
[4]庞天舒。与楼兰一起:寻找失落的罗布泊[M]。北京:新华出版社,2007