Genetic relations between Paleogene high bromine rock salt and sylvite in west of Kuqa depression in Xinjiang
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摘要:
新疆库车坳陷西段岩盐层中显示的南部高钾低溴，而北部高溴低钾的特征与卤水的正常演化过程相矛盾的问题尚不清楚。通过探讨库车坳陷西段古近纪高溴岩盐与钾石盐的成因联系，指导钾盐资源预测。通过地层对比、海侵过程分析及锶硫同位素特征研究，认为克深208井高溴岩盐层形成早于羊塔4井钾石盐层。对原生岩盐岩屑中石盐包裹体形态及均一温度、主量和微量元素、锶硫同位素、构造背景分析认为，羊塔4井钾石盐层形成于独立封闭演化的次级凹陷；克深208井高溴岩盐层形成阶段的卤水更接近海相端元，并在次级凹陷中经历长期演化；克深208井成盐晚期接受了大量陆源水混入，该阶段形成的岩盐层为库车坳陷西段海退时期的产物。总体来看，海水在古近纪自西向东进入库车坳陷后，先到达克深区所在的北部，后进入南部区域，而羊塔区处于海侵的末端，为卤水更浅、长期封闭的终端次级凹陷，成为最有利的成钾区域；海退阶段，残留卤水汇聚在海退通道内，此时通道内的局部凹陷处（如克深区晚期成盐阶段）是重要的成钾有利区。库车坳陷西段古近纪成钾总体遵循“海侵末端封闭成钾，海退通道凹陷成钾”模式，为库车坳陷寻找钾盐资源提供了重要的思路。
Abstract:The characteristics of high potassium and low bromine in the south, and high bromine and low potassium in the north of the rock salt layers west of Kuqa depression, which is contradicted against the normal evolvement of brine. The purpose of this paper is to explore the genetic relationship between the high bromine rock salt and sylvite in the west Kuqa depression and to guide the prediction of potassium resources. In this paper, the study on stratigraphic correlation, the transgression process of Kuqa depression and the analysis of strontium and sulfur isotope show that the the formation of high bromine rock salt in drill Keshen-208 is earlier than sylvite in drill Yangta-4. Study on protogenetic rock salt cutting inclusion features, inclusion homogenization temperature, main and trace elements, strontium and sulfur isotope characteristics and tectonic background analysis shows that the evolution of drill Yangta-4 was independent and closed in the secondary depression and the brine in the formation stage of high bromine rock salt of drill Keshen-208 was closer to the seawater and evolved in the secondary depression for a long time. The late second salt forming stage of drill Keshen-208 accepted more land-based water, which was in response to the brine evolution stage in the regression period. In general, after entering the Kuqa depression from west to East in the Paleogene, the seawater first went to the north area and then to the south. Yangta area is located at the end of the transgression, which is a terminal secondary depression with shallower brine and long-term closure, becoming the most favorable potassium formation area. At the regression stage, the residual brine converges in the regression channel. At this time, the local depression in the channel (such as the late salt forming stage in Keshen area) is an important favorable area for potassium formation. The Paleogene potash formation in the western section of Kuqa depression generally follows the model of "forming potassium closing the transgressive end and forming potassium in the regression channel depression", which provides a new important idea for the search for potash resources in Kuqa depression.
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表 1 克深208井与羊塔4井地层对比
Table 1. Stratigraphic comparison of drill Keshen-208 and drill Yangta-4
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表 2 羊塔4井岩盐岩屑包裹体鉴定及测温结果
Table 2. Drill Yangta-4 rock salt cutting inclusions identification and temperature measuring results
样品编号 期次 赋存矿物 分布特征 类型 含量/% 大小/μm 气液比 偏光特征 均一温度/℃ YT4-5154 一期原生 石盐 沿晶体生长环带发育，面状发育 原生 少于20 2 ~ 10 单相或气液比小于5% 亮色 34.8 ~ 65 晚期 石盐 发育在晶体边部或后期局部变形带内，面状或串状分布 次生 80 0 ~ 50 单相或两相（气液比
变化较大）暗色或亮色 85 YT4-5179 一期原生 石盐 沿晶体生长环带发育 原生 大于40 0 ~ 20 单相或气液比小于5% 亮色 32 ~ 44.6 晚期 石盐 发育在晶体边部或后期局部变形带内，面状或串状分布 次生 60 0 ~ 30 单相或两相（气液比
变化较大）暗色或亮色 未测试 YT4-5197 一期原生 石盐 沿晶体生长环带发育 原生 少于20 0 ~ 10 单相或气液比小于5% 亮色 37.5 ~ 77 晚期 石盐 发育在晶体边部或后期局部变形带内，面状或串状分布 次生 多于70 0 ~ 20 单相或两相（气液比
变化较大）暗色或亮色 114 ~ 169.3 YT4-5205 一期原生 石盐 沿晶体生长环带发育，面状发育 原生 大于70 2 ~ 10 单相或气液比小与10% 亮色 34.8 ~ 51.4和98 ~ 155 晚期 石盐 发育在晶体边部或后期局部变形带内 次生 30 0 ~ 10 单相或两相（气液比
变化较大）暗色或亮色 未测 YT4-5209 一期早期 石盐 发育在晶体核部的早期原生流体包裹体 原生 20 20 单相 暗色或亮色 69 ~ 86 二期原生 石盐 沿晶体生长环带发育 原生 大于70 2 ~ 10 单相或气液比小于10% 亮色 92 ~ 93 三期烃类包裹体 石盐 石盐晶体边缘分布 次生 10 2 ~ 15 单一气相或大于50% 暗色 未获得
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表 3 克深208井岩盐岩屑包裹体鉴定及测温结果
Table 3. Drill Keshen-208 rock salt cutting inclusions identification and temperature measuring results
样品编号 期次 赋存矿物 分布特征 类型 含量/% 大小/μm 气液比 偏光特征 均一温度/℃ KS208-6310 早期原生液相流体包裹体 石盐 沿晶体生长环带发育 原生 少于20 2 ~ 10 单相或气液比小于5% 亮色 52 ~ 65 晚期次生流体包裹体 石盐 发育在晶体边部或后期愈合裂隙内，面状或串状分布 次生 多于70 3 ~ 20 单相或两相（气液比
变化较大）暗色或亮色 87 ~ 94 KS208-6330 早期原生液相流体包裹体 石盐 沿晶体生长环带发育 原生 少于5 5 ~ 15 单相或气液比小于5% 亮色 52 ~ 75 晚期次生流体包裹体 石盐 发育在晶体边部或后期愈合裂隙内，面状或串状分布 次生 多于90 3 ~ 20 单相或两相（气液比
变化较大）暗色或亮色 未测试 KS208-6370 早期原生液相流体包裹体 石盐 沿晶体生长环带发育 原生 少于10 0 ~ 20 单相或气液比小于5% 亮色 38.2 ~ 63.4 晚期次生流体包裹体 石盐 发育在晶体边部或后期愈合裂隙内，面状或串状分布 次生 多于80 0 ~ 20 单相或两相（气液比
变化较大）暗色或亮色 100.5 ~ 129.2 晚期次生烃类流体包裹体 石盐 晶体边缘的次生加大边或愈合裂隙内 次生 不足5 0 ~ 10 单相 暗色，棕色 未测 KS208-6410 早期原生液相流体包裹体 石盐 沿晶体生长环带发育 原生 少于10 5 ~ 15 单相或气液比小于5% 亮色 37 ~ 59 晚期次生流体包裹体 石盐 发育在晶体边部或后期愈合裂隙内，面状或串状分布 次生 多于80 3 ~ 20 单相或两相（气液比
变化较大）暗色或亮色 119 注：流体包裹体测温由杭州联谱检测科技有限公司完成
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表 4 羊塔4井钾石盐层部分样品分析结果
Table 4. Analysis results of sylivite samples in drill Yangta-4
样品编号 样品名称 采样深度/m 元素含量/% 元素含量/10−6 K Na Ca Mg Cl SO4 水不溶物 Br B Li Rb I Sr YT-4 XH52 钾石盐岩 5141 3.21 7.49 8.30 0.03 12.99 20.74 46.54 9.53 36.35 3.72 1.31 1.06 656.0 YT-4 XH56 钾石盐岩 5145 2.91 16.75 4.33 0.03 26.75 10.86 36.98 10.61 30.04 2.02 0.99 0.95 998.4 YT-4 XH61 钾石盐岩 5150 4.03 26.31 3.63 0.02 42.28 9.09 14.34 6.80 30.35 1.84 0.70 0.69 566.5 YT-4 XH66 钾石盐岩 5155 2.69 28.75 3.47 0.01 44.20 8.63 11.88 8.11 24.95 1.84 0.45 0.62 322.3 YT-4 XH71 钾石盐岩 5160 4.06 30.49 1.18 0.02 48.40 2.93 12.32 5.80 28.28 0.76 0.61 0.69 162.8 YT-4 XH76 钾石盐岩 5165 4.45 31.01 0.77 0.02 49.54 1.85 11.24 8.40 26.06 0.64 0.71 0.71 472.7 YT-4 XH81 钾石盐岩 5170 5.02 8.50 3.51 0.05 16.05 8.90 56.90 10.08 36.32 1.68 1.86 0.76 350.8 YT-4 XH86 钾石盐岩 5175 3.01 13.26 3.84 0.03 21.02 9.85 47.20 6.63 32.12 1.87 1.95 0.74 526.7 YT-4 XH91 钾石盐岩 5180 2.23 11.31 5.75 0.03 17.58 14.28 47.70 8.53 34.35 1.84 1.19 1.00 435.1 YT-4 XH96 钾石盐岩 5185 7.45 22.77 1.06 0.02 39.61 2.63 25.20 8.92 25.55 0.73 0.94 0.86 135.8 YT-4 XH101 钾石盐岩 5190 1.81 26.82 1.39 0.02 41.42 3.41 24.08 13.46 26.16 1.35 1.49 0.89 129.1 YT-4 XH106 石盐岩 5195 0.51 30.97 1.66 0.01 46.31 4.21 15.84 11.54 22.49 1.29 0.67 0.68 223.1 YT-4 XH111 钾石盐岩 5200 4.34 21.56 2.75 0.05 35.11 7.38 28.06 10.26 48.29 21.6 1.77 0.52 336.8 YT-4 XH116 钾石盐岩 5205 2.55 28.24 2.23 0.03 43.61 5.66 17.24 12.49 36.37 4.87 0.99 0.47 158.0 YT-4 XH121 含钾石盐岩 5210 0.85 22.63 5.53 0.03 33.61 13.48 24.06 10.14 30.63 1.77 0.71 0.44 458.2 YT-4 XH126 含钾石盐岩 5215 0.57 24.76 4.68 0.04 38.85 11.96 21.04 13.84 23.59 1.53 0.60 0.47 520.5 YT-4 XH129 钾石盐岩 5218 1.61 18.81 7.95 0.04 28.19 19.42 24.16 12.38 31.38 3.56 0.87 0.49 787.5 最大值 7.45 31.01 8.30 0.05 49.54 20.74 56.90 13.84 48.29 21.56 1.95 1.06 998.40 最小值 0.51 7.49 0.77 0.01 12.99 1.85 11.24 5.80 22.49 0.64 0.45 0.44 129.08 平均值 3.02 21.79 3.65 0.03 34.44 9.13 27.34 9.85 30.78 3.11 1.05 0.71 425.89
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表 5 克深208井高溴岩盐层部分样品分析结果表
Table 5. Analysis results of high-bromine rock salt samples in drill Keshen-208
样品编号 样品名称 采样深度/m 元素含量/% 元素含量/10−6 K Na Ca Mg Cl SO42− 水不溶物 Br B Li Rb I Sr KS208-6150 棕红色含膏盐质泥岩，结块 6150 0.079 14.44 1.20 0.011 20.79 3.91 52.64 18731 3.13 0.22 0.14 15.9 83.8 KS208-6170 棕红色含膏盐质泥岩 6170 0.042 21.13 0.66 0.013 32.68 2.37 34.50 22167 3.13 0.21 0.15 17.9 78.9 KS208-6190 棕红色含膏盐质泥岩，结块 6190 0.087 9.60 0.68 0.016 12.97 2.01 67.36 16966 3.99 0.14 0.17 12.3 57.7 KS208-6210 棕红色含膏盐质泥岩，结块 6210 0.068 8.62 0.59 0.018 11.88 2.07 69.18 14317 4.34 0.28 0.19 10.0 80.0 KS208-6230 棕红色含膏盐质泥岩，结块 6230 0.059 7.75 0.60 0.016 10.49 2.19 72.68 12606 4.09 0.23 0.17 9.35 64.2 KS208-6250 棕红色含膏盐质泥岩，结块 6250 0.023 13.63 0.39 0.013 19.90 1.97 56.56 20165 3.69 0.28 0.17 12.9 51.1 KS208-6270 棕红色膏泥质盐岩 6270 0.047 6.76 5.51 0.015 7.58 16.40 61.20 8960 3.10 0.21 0.14 6.58 177 KS208-6290 棕红色膏泥质盐岩 6290 0.032 13.36 3.25 0.014 19.42 9.12 49.54 16567 3.18 0.25 0.15 10.8 151 KS208-6310 棕红色膏泥质盐岩 6310 0.047 23.62 2.30 0.0085 35.33 8.06 26.18 25634 2.43 0.21 0.14 14.5 150 KS208-6330 棕红色膏泥质盐岩 6330 0.027 26.12 1.78 0.0083 38.48 5.98 22.08 23848 2.16 0.18 0.13 14.2 87.2 KS208-6350 棕红色膏泥质盐岩 6350 0.023 28.40 1.97 0.0070 43.73 5.71 15.14 27818 1.77 0.14 0.11 16.3 55.9 KS208-6370 棕红色膏泥质盐岩 6370 0.075 22.43 0.78 0.013 34.11 2.41 33.30 23681 2.44 0.21 0.15 14.6 44.2 KS208-6390 灰色膏泥质盐岩 6390 0.036 29.95 0.44 0.0062 47.52 1.58 13.78 27431 1.66 0.11 0.11 15.7 27.6 KS208-6410 灰色膏泥质盐岩 6410 0.038 26.15 0.32 0.0076 41.10 2.02 23.08 31420 1.84 0.17 0.12 15.5 31.0 KS208-6430 棕红色含盐含膏粉砂质泥岩 6430 0.021 6.89 0.41 0.024 10.25 0.85 71.94 9383 2.40 0.19 0.14 6.33 33.7 KS208-6450 棕红色含盐含膏粉砂质泥岩 6450 0.010 11.98 1.77 0.014 17.49 5.30 58.42 17516 2.29 0.21 0.15 9.45 173 KS208-6470 蓝灰色盐质粉砂质泥岩 6470 0.035 8.72 1.04 0.014 13.13 2.61 67.60 12363 2.92 0.091 0.21 7.66 63.9 最大值 0.087 29.95 5.51 0.02 47.52 16.40 72.68 31420.00 4.34 0.28 0.21 17.90 177.00 最小值 0.010 6.76 0.32 0.01 7.58 0.85 13.78 8960.00 1.66 0.09 0.11 6.33 27.60 平均值 0.044 16.44 1.39 0.01 24.52 4.39 46.78 19386.65 2.86 0.20 0.15 12.35 82.95
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图(10)
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