地学前缘 ›› 2022, Vol. 29 ›› Issue (1): 107-123.DOI: 10.13745/j.esf.sf.2021.8.11
余小灿1(), 刘成林1,2,*(
), 王春连1, 徐海明1, 赵艳军1, 黄华3, 李瑞琴1
收稿日期:
2020-06-02
修回日期:
2020-12-18
出版日期:
2022-01-25
发布日期:
2022-02-22
通信作者:
刘成林
作者简介:
余小灿(1988—),男,博士后,主要从事地下卤水型钾、锂矿床与地球化学研究。E-mail: xiaocany1988@163.com
基金资助:
YU Xiaocan1(), LIU Chenglin1,2,*(
), WANG Chunlian1, XU Haiming1, ZHAO Yanjun1, HUANG Hua3, LI Ruiqin1
Received:
2020-06-02
Revised:
2020-12-18
Online:
2022-01-25
Published:
2022-02-22
Contact:
LIU Chenglin
摘要:
古近纪时期,华南江汉盆地的潜江凹陷和江陵凹陷发育盐湖,沉积了巨厚的蒸发岩,并形成和储藏了富锂、钾、铷、铯、溴、碘等元素的卤水资源,这些元素含量达到工业品位或综合利用品位;富锂卤水属于深层地下卤水型锂矿资源,镁锂比值低,是非常优质的锂资源。本文总结了江汉盆地大地构造特征、火成岩及古气候背景,论述了古盐湖沉积岩相特征、富锂卤水水化学、分布及储层特征、卤水中锂的来源与富集机理、卤水型锂矿成矿模式以及富锂卤水勘查与开采技术进展,提出了卤水开发利用中存在的问题和解决途径。江汉盆地富锂卤水成因包括:古盐湖锂可能主要来自高温水岩反应产生的富锂热液流体的补给;在干旱的气候下,古湖水不断蒸发浓缩,导致卤水中锂浓缩富集;在盐湖演化末期,逐渐埋藏的盐类晶间富锂卤水被转移至裂隙、砂岩及玄武岩储层中储集;在较高的地热背景值下,埋藏卤水与储层岩石可能发生水岩反应,进一步促进了卤水中锂的富集。江汉盆地深层卤水初步勘查显示,氯化锂资源量已达到大型工业规模,展示了巨大的资源潜力。此外,卤水锂开采技术已基本形成,建议进一步加强富锂卤水的绿色开发技术研究,制定相关勘查开发规范。
中图分类号:
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YU Xiaocan, LIU Chenglin, WANG Chunlian, XU Haiming, ZHAO Yanjun, HUANG Hua, LI Ruiqin. Genesis of lithium brine deposits in the Jianghan Basin and progress in resource exploration: A review[J]. Earth Science Frontiers, 2022, 29(1): 107-123.
图1 江汉盆地地质简图及周缘构造单元 (据文献[26]修改) T3—上三叠统沉积物;J2—中侏罗统沉积物;K1—下白垩统沉积物;K2—上白垩统沉积物; E—古近系沉积物;F1—信阳—舒城断裂(商丹缝合带在大别造山带北缘的延伸部分);F2—襄广断裂(勉略缝合带在大别山南缘的延伸部分);NDC—北大别山核部变质杂岩体;UHP—超高压变质带;HP—高压变质带。
Fig.1 Simplified geological map of the Jianghan Basin showing the surrounding tectonic units. Modified after [26].
图5 江汉盆地古近纪沉积岩相图 (据文献[57,61-62]修改) a—江陵凹陷沙市组下段;b—江陵凹陷沙市组上段;c—江陵凹陷新沟嘴组下段;d—潜江凹陷潜江组。
Fig.5 Paleogene sedimentary facies map of the Jianghan Basin. Modified after [57,61-62].
图6 江汉盆地富锂卤水储层岩性特征 a、b—江陵凹陷泥岩裂隙储层,岗钾1井岩心;c—江陵凹陷砂岩储层,岗钾2井岩心;d—江陵凹陷玄武岩储层,八岭山地区玄武岩露头;e、f—潜江凹陷砂岩储层,分别为泽5井和广29井岩心。
Fig.6 Lithofacies of Li-rich brine reservoir in the Jianghan Basin
图7 江汉盆地砂岩、火山岩厚度变化特征 (据文献[31,61]) a—江陵凹陷沙市组至新沟嘴组下段砂岩等厚图[31];b—江陵凹陷火山岩等厚图[31];c—潜江凹陷潜江组砂岩等厚图[61]。
Fig.7 Isopach maps of sandstones (a, c) and volcanic rocks (b) in the Jianghan Basin. Modified after [31,61].
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