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川东三叠系富钾/锂卤水的运聚：来自基础地质资料的约束

13、矿产与资源 > 专题6：盐湖资源与蒸发岩矿床

川东三叠系富钾/锂卤水的运聚：来自基础地质资料的约束
王振涛1, 刘喜方1, 鞠鹏程2
1. 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, 北京 100037
2. 中国地质大学（北京）地球科学与资源学院, 北京 100083

四川盆地迄今并未发现海相固态钾盐矿床，三叠纪时期有无固态钾石盐沉积的争论一直悬而未决。究其原因，四川盆地后期经历了强烈的构造活动改造及强烈的变质作用，造成了现今找钾/锂困难的局面。随着国际市场锂能源金属的强大需求，在四川盆地找锂也成为一个重要课题。
在四川盆地找钾盐，首先要回答的基础地质问题是该盆地是否具备成盐的可能性，这就牵涉到了四川盆地成盐期的古地磁、古地理和古气候约束问题。目前的资料显示，早、中三叠世，上扬子台地处于18～26°N之间，属于有利成钾的副热带高压带气候区。这个副热带高压带是按照现在的纬度位置来判断的，它在地质历史时期可以变动。实际上，模型研究表明，冈瓦纳大陆冰盖消融和全球变暖使得Pangea超大陆西侧热带区季风(西北风)增强，并在晚古生代冰期结束之后的三叠纪达到最盛，形成贯穿整个热带低纬区的巨型季风系统。至于古地理概貌，在早、中三叠世，四川盆地及其周缘地区就已然成了“上扬子蒸发海”；晚三叠世向西缩小为“川滇盆地”。整体上沉积中心向西退缩，满足了蒸发、迁移的条件。综上所述，四川盆地三叠纪具有成盐的基础地质条件。但是“绿豆岩”（下、中三叠统的分界）顶、底板的碳、氧同位素证据来看，四川盆地当时的凹陷后来又较大量的淡水补给，貌似对找钾盐不利。因此，这方面的基础工作尚需加强。另外，为了进一步加强对“岩相古地理研究可作为沉积型矿产调查之指南”的理解，盆地古地理演化的等时性是一直是地质学家的目标。而对中生代华南板块而言，广部的绿豆岩就是一个良好的研究对象，目前对其来源尚无完全研究清楚，尚需突破。值得指出的是，我们最近在川东发现了至少两期绿豆岩，锆石U-Pb年龄分别为247.2±0.59Ma（MSWD = 2.3，N = 30）和225.9±1.4Ma（MSWD = 1.6，N =29）。同时，还有助于搞清楚四川盆地钾/锂的物源。
另外一个需要重视的基础地质问题是，四川盆地的钾/锂是否具备深部来源的地质条件。对四川盆地之下是否存在陆核现在还未有定论。川中地块是位于四川盆地中部蒲江-巴中、华蓥山深大断裂之间的坚硬块体，这一块体一直被认为是扬子克拉通最古老、最稳定的核心，基底均一、硬化程度高。应用覆盖范围达5万余平方公里高分辨率地震并结合大比例尺航磁资料, 通过对川中地块深层构造的精细解释，发现川中地块新元古代发育近东西向、北东东向、北西向展布规模不等的8支伸展构造，这改变了川中地块为统一块体的传统认识（谷志东和汪泽成，2014）。这些伸展构造纵向剖面发育一期或两期伸展作用，其内充填厚达 3000~5000 m 的弱磁性物质。四川盆地威远地区基底 A 型花岗岩与川西苏雄组双峰式火山岩的发育均证实川中地块新元古代处于伸展构造背景（谷志东和汪泽成，2014）。另外需要明确的是，华南基底断裂是存在的。大量深断裂、薄弱带的存在为Li/K的深部来源提供了潜在的运移通道。这种伸展构造背景和并非铁板一块的基底特征对后期的钾/锂资源的汇聚有什么基础控制作用也是一个新的研究课题。
大巴山逆冲推覆带之下是否有卤水赋存？这又是一个崭新的基础科学问题，对其研究可进一步拓展找矿范围，也开拓了新的研究思路。目前，仅于宣汉黄金口、邛崃平落坝等地发现了富钾卤水。平落坝（前缘山前隐伏构造带的小型隐伏背斜）受龙门山逆掩推覆构造的影响，盆地下凹，构造作用强烈，为含盐系的变质演化和卤水富集提供了条件。宣汉黄金口构造镶嵌于梳状高陡背斜之间，受大巴山逆冲推覆构造影响，即它们都处于逆冲推覆构造的影响之下。逆冲推覆如何影响了储卤构造？早期的海相固体钾盐是否被逆冲推覆到岩层之下？成为后期浅部卤水的“源”？