国家重点基础研究发展计划（973计划）项目申报书-中国陆块海相成钾规律及预测研究

项目名称：中国陆块海相成钾规律及预测研究首席科学家：刘成林 中国地质科学院矿产资源研究所起止年限：2011.1至2015.8依托部门：国土资源部二、预期目标（一）本项目的总体目标：基于“小陆块成钾”的科学命题，设立“奠定古代海相、海/陆交互相蒸发岩盆地找钾突破的理论基础, 创新资源评价方法框架，科技支撑钾盐勘查”总体目标，揭示不同构造背景下海相成钾盆地形成演化与成钾耦合关系，阐明构造运动对古钾盐矿层改造与再成矿的规律，创新钾盐资源预测理论和探测技术方法，预测找钾战略靶区。（二）五年预期目标: 1. 揭示中国陆块海相成钾规律、构建海相成钾理论 揭示中国小陆块陆表海、东特提斯及残留盆地的成钾规律与主控因素，构建海相成钾理论框架。建立我国陆块自古生代以来极端干旱古气候事件序列，查明构造-气候-补给耦合成钾机制。阐明古钾盐层构造的保存条件与改造变形机制，构造运动对古钾盐矿层的物理再聚集的条件与机制；揭示富钾卤水的富集规律及古钾盐矿层溶滤与再成矿机制。2. 创立钾盐预测理论和完善探测技术 针对不同海相蒸发岩盆地构造类型和含钾沉积建造，提出成钾与找钾的科学评价体系，建立中国陆块钾盐成矿的预测理论模型；针对不同成钾盆地类型，建立相应的地质模型与地震正演模型，结合重、磁、电方法，形成探测隐伏钾盐矿床的综合地球物理技术。 3. 预测我国海相、海陆交互相盆地的钾盐资源远景 基于成钾规律认识及相关探测，根据所创新的预测理论，预测鄂尔多斯盆地奥陶系、四川盆地三叠系和兰坪-思茅盆地古近系等未发现的钾盐资源量；优选找钾战略靶区，确定找钾突破重点目标区段；对中国古盐盆找钾远景提出科学建议。 4. 其他 通过5年研究，发表150篇左右的高质量论文（SCI收录50篇），造就一批活跃在国际表生成矿、盐湖沉积、古地理学与古气候舞台的中青年学术带头人和创新研究群体，培养研究生和博士后10-15名。 三、研究方案（一）总体思路： 项目着眼于中国大地构造演化，抓住控制钾盐成矿的构造-气候-物源等关键要素，以揭示它们耦合巨量成盐成钾的机制为主攻方向，选择典型海相蒸发岩盆地为研究重点，结合探测技术和资源预测方法的创新，开展国内外成钾对比，借鉴我国陆相钾矿成矿规律和理论的成果，提出适合中国构造环境特点的陆块海相成钾新理论，为实现国家钾盐资源战略目标服务。（二) 创新点与特色：1. 项目创新点： (1) 小陆块海相盆地巨量成盐成钾机制。（2）成钾期后变化、保存和再成矿机制 2. 研究特色：(1) 研究地域及构造背景特色 中国境内陆块面积较小，活动性较强，后期改造明显，与国外稳定克拉通巨型盆地成钾存在显著差异。小陆块的多期离散-拼合、特提斯洋形成演化、印度板块与欧亚板块陆陆碰撞及青藏高原隆升等不同构造背景下的成钾聚钾各具特色。(2) 核心科学问题特色 在活动小陆块（及陆核）中寻找相对稳定的沉积成矿区；聚焦构造-气候耦合与巨量盐类沉积分异聚集的响应机制，建立高分辨率年代、环境转化指标和气候变化序列，查明中国地域构造与海平面演化、极端干旱气候事件与成钾作用的耦合关系。(3) 国内外对比特色 对比周边国家同一构造域巨型钾盐矿床成钾特征，有利于揭示中国陆块海相成钾规律。(4)“油钾兼探”技术特色 与中国地质调查局地质大调查“油钾兼探”实施方案相结合，综合运用重、磁、电、震地球物理方法，充分利用已有油气勘探资料，形成油钾兼探配套技术，探测深部钾盐矿层分布特征。(三) 技术途径：本项目围绕“奠定古代海相、海/陆交互相蒸发岩盆地找钾突破的理论基础, 创新资源评价方法框架，科技支撑钾盐勘查”的总体目标，针对中国不同构造背景海相成盐成钾盆地，重点选择鄂尔多斯盆地奥陶系、四川盆地三叠系、羌塘盆地侏罗系、兰坪思茅盆地古近系等进行详细剖析，并与国外典型海相钾盐矿床对比，按照物源干旱蒸发浓缩盆地构造分隔、迁移卤水聚集就位成岩改造、保存成钾规律与靶区预测的总体思路，多学科结合，查明不同构造背景盆地成盐成钾规律，揭示各类盆地钾盐大规模成矿的控制因素与机制，创新钾盐成矿理论，建立探测隐伏钾盐矿层的技术方法，预测钾盐资源量，圈定找钾战略靶区。具体操作流程如下：探测、预测方法成矿理论与战略靶区成矿规律认识构造背景气候条件物质来源沉积场地干旱事件成卤元素协同-耦合海相海陆交互其它深层富钾卤水羌塘侏罗扬子三叠残留盆地特提斯海陆表海鄂尔多斯奥陶系兰思-茅坪古近系 图1 本研究技术路线图（四）可行性分析：1. 明确的科学目标和清晰的研究路线基于50多年的调查研究积累和几代钾盐专家的思考，研究团队对拟解决的关键科学问题已有较准确的凝练，研究目标的设定基本符合实际，开展研究的总体思路比较清晰，也有较强的创新性。 2. 实力雄厚的科研团队研究团队具有长期钾盐调查科研经验，扎实的沉积地质学，构造学，资源勘查评价等理论基础，研究团队结构合理，老中青相结合，老专家指导， 中青年技术骨干为主。3. 产学研、多学科、多部门结合本项目承担单位包括国土资源、教育部、中国科学院和两大石油公司中石油和中石化，属于产学研、多学科和多部门结合，优势互补，尤其两大石油公司的参与，为项目研究利用石油勘探资料提供了保证。4. 成钾可能性及远景分析 与周边国家对比：中亚盆地晚侏罗纪-白垩纪钾盐矿集区与我国羌塘盆地、塔里木盆地西部有密切联系；泰国-老挝呵叻盆地白垩-古近纪钾盐矿集区与云南思茅盆地相通；巴基斯坦-印度寒武系钾盐矿床、俄罗斯东西伯利亚寒武纪涅帕盆地钾盐矿，在中国塔里木、滇东北川南均有相应时代的大面积膏岩盐分布。这些对比分析显示，我国众多古代海相含盐盆地具有良好的成钾潜力。5. 项目实施的资料积累 通过50多年石油与地质勘探，我国主要蒸发岩盆地大多发现石油天然气，石油钻井遍布我国主要盆地，积累了巨量（10多万孔）钻井资料（物探测井、岩屑，少量岩心资料），二维和三维地震测量也覆盖了大多数油气盆地，这些为钾盐研究奠定了基础。另外，西部的一些重要盆地还有地层剖面露头，为地球化学与矿物学研究提供物质材料。 石油勘探部门对几乎所有勘探井的岩屑保存完好，在相关盆地可以采集到研究工作需要的样品，这为本项目的开展提供了最重要的物质基础。 6.有关钾盐勘查项目的钻探工程配合 2010年，中国地质科学院矿产资源研究所及云南地质矿产勘查局已获得国家勘查基金项目支持，准备实施深部地层钾盐勘查，地点有库车盆地和思茅盆地，钻探深度2500米，目标层位白垩系或古近系。湖北荆州准备在江陵凹陷实施3800米钾盐钻探工程。此外，我国多家公司已在老挝万象等盆地开展钾盐勘查，施工了数十口钻井。上述钻探工程的实施，将为本项目开展提供了重要的物质材料。 中国地质调查局已部署相关钾盐地质调查工作，设立“我国重要盐盆地钾盐矿远景调查”计划项目，并实施一定钻探工程。（五）课题设置：1.课题之间相互关系围绕项目总体目标设置7个课题。依据中国小陆块的活动性和构造类型，选取有代表性的海相成钾盆地，即鄂尔多斯奥陶纪古陆表海盆（课题一）、四川三叠纪古特提斯海盆（课题二）、羌塘侏罗纪新特提斯海盆（课题三）、兰坪-思茅新生代残留盆地（课题四），这四个盆地类型涵盖了中国陆块海相及海陆交互相蒸发岩沉积盆地类型，对这四个盆地的系统研究，可建立起中国大地构造背景下的海相成钾理论。课题一至四分别解剖四个重点海相盆地，对不同陆块上不同时代的成盐盆地成盐成钾条件，开展盆地构造、岩相古地理、古气候条件等关键成盐成钾问题的深入研究，建立相应构造背景下的成钾机制。课题一至四为课题五（探测方法研究）提供基础和支撑。课题五开展地球物理探测技术与隐伏固/液相钾盐矿床赋存特征、后期改造研究，研究范围涵盖课题1-4的研究盆地，重点在四川和鄂尔多斯盆地进行方法试验，其成果也为前4个课题提供重要参考。课题六在宏观尺度上对中国陆块漂移演化历史，古纬度变迁与干旱气候事件关系进行全面系统研究，为课题1-4确定重要干旱-极端干旱气候期，即成钾期和层位，提供基本依据；重点突出几个典型陆块（鄂尔多斯奥陶纪、塔里木盆地石炭纪、兰坪-思茅白垩-第三纪、羌塘盆地侏罗纪、上扬子寒武纪）的干旱气候变化序列重建，为总项目开辟找钾新领域、圈定战略成矿靶区服务。课题七（成钾规律综合研究）在前面六个课题研究基础上，通过国内外典型钾盐矿床的对比分析，系统总结我国小陆块海相成盐成钾规律，补充其它较重要海盆的成钾条件研究，集成地质与地球物理探测技术，建立基于成矿模式的钾盐预测理论和方法，最后，提出我国古代海相蒸发盆地找钾战略靶区和工作建议。通过总项目7个课题设置和5年研究，分别揭示四个典型盆地不同构造背景下的形成演化、气候变化与成钾的耦合关系，以总结中国大地构造背景下的海相成钾规律，构建海相成钾理论框架。在查明构造运动对古钾盐矿层改造与再成矿的规律研究基础上，创新钾盐资源预测系统和探测（油盐兼探等）技术方法，预测找钾战略靶区和钾盐资源远景。通过以上五年具体目标的逐步实现，最终达到“奠定古代海相、海/陆交互相蒸发岩盆地找钾突破的理论基础, 创新资源评价方法框架，科技支撑钾盐勘查”的总体目标。2.课题分述课题1 ： 鄂尔多斯奥陶纪古陆表海盆成钾条件、机理和后期演化研究内容： (1) 古陆表海盆构造体制研究：建立鄂尔多斯奥陶纪陆表海盆的构造体制，查明前寒武纪盆地基底特征、稳定陆核分布及其与主体盐盆的耦合关系，解析次级盐盆的形成机理与分布规律。 (2) 定量岩相古地理研究：通过主干露头、钻井和连井地震剖面的层序地层分析，建立中奥陶统等时地层格架，编制定量岩相古地理图，对重点含钾目标层进行高分辨率层序地层研究，通过短时限、高精度定量岩相古地理编图，精细刻画岩相古地理原貌及演替，查明古陆表海盆的封闭性、岩盐分布范围和钾盐沉积的中心凹地。(3) 极端干旱气候条件研究：分析奥陶纪全球海平面变化与华北陆块海平面变化的关系，确定主要海水进退事件；查明奥陶纪全球气候背景及华北陆块极端干旱条件的持续程度；分析主海退事件、极端干旱气候因素与大规模成盐聚钾的耦合效应。(4) 后期构造运动、成岩作用改造与保存研究：查明陕北次盐盆中奥陶统盐类沉积的后期构造运动和成岩作用改造，分析钾盐矿层的保存或溶虑破坏程度，分析有效成钾作用，预测钾盐远景资源量。(5) 古陆表海盆地成钾条件与机理研究：综合分析成钾条件，研究成钾过程与机理，建立适合中国小陆块古陆表海盆地的成盐成钾模型。研究目标： 华北地块是太古宙末期形成的克拉通，是我国最早发现海相蒸发岩沉积的地块。世界著名的大石桥下元古界菱镁矿属于同生再造矿床，是在盐湖环境中沉积，再经后期热液改造形成的；中元古界长城系高于庄组还产出海相蒸发沉积型锰方硼石矿床；在华北地块中东部还广泛发育下寒武纪白云岩石膏蒸发岩系，构成面积约60万km2碳酸盐蒸发台地；位于华北地块西部的中奥陶世鄂尔多斯（陕甘宁）盆地是该陆块最新的海相蒸发区，上世纪8090年代在陕北盐盆相继开展了油盐兼探、钾盐普查等相关研究工作，通过榆9井和陕钾1井岩心研究，首次在该区发现钾盐薄层，为在该区找钾工作提供了重要依据。2007年以来，矿产资源所盐湖中心积极配合陕北榆林地区岩盐钻探任务，通过2年多的研究又取得了一些新进展，为今后找钾研究奠定了良好的基础。具体目标为：（1）查明奥陶纪华北陆块的形成过程与鄂尔多斯陆表海盆古地理；（2）揭示鄂尔多斯中奥陶世陆表海多级盆地构造分异的动力学机制；（3）预测古盐盆蒸发浓缩中心、识别钾盐聚集的“汇”-“盆中盆”。承担单位： 中国地质科学院矿产资源研究所、中国地质大学（北京）、中国石油天然气股份有限公司勘探开发研究院课题负责人： 张永生学术骨干： 周洪瑞、袁鹤然、赵省民、孔凡晶经费比例： 12.86 % 课题2 ： 四川三叠纪古特提斯海盆成钾条件、机理和后期演化 研究内容：(1) 三叠纪上扬子海盆的构造演化：研究和确定陆盆的空间展布、沉降/沉积中心及其迁移变化，恢复三叠纪上扬子海相盆地的形成演化及海退过程，特别是次级盆地的形成机理与分布规律，阐明三叠纪上扬子盆地成钾条件与有利汇聚部位；(2) 三叠纪上扬子海盆的沉积建造与岩相古地理、古气候环境的重建：通过对大量地层剖面的岩石地层学、矿物学、地球化学、古气候指标等的对比研究，建立沉积旋回，划分沉积相，恢复三叠纪上扬子海盆岩相古地理、古环境，特别是开展油钾兼探，利用四川盆地大量油气勘查物探、钻探、水化学资料，圈定膏盐分布范围与沉积中心，寻找有利成盐成钾的咸化蒸发沉积环境；(3) 钾盐赋存条件与后期改造：收集历史资料与近年油气勘查资料，充分运用物探数据，总结三叠纪富钾卤水赋存条件、分布规律，运用现代高浓度溶液物理化学理论研究地下卤水的形成演化及其与古蒸发岩的物源关系。探讨四川盆地三叠系钾盐后期改造与富钾地下卤水的形成演化。(4) 成钾条件与机理分析研究：综合分析盆地形成演化、气候干湿变化及其对沉积成盐作用的影响，阐述盆地的成钾条件和有利找钾部位。 研究目标：三叠纪是上扬子地区最终由海洋过渡为陆地的关键时期，三叠纪特提斯洋闭合过程中，局部形成了局限蒸发海盆环境，在川中一带形成了嘉陵江组和雷口坡组含膏盐沉积，并发现了钾卤水矿和杂卤石矿。本课题通过研究三叠纪上扬子海相盆地的沉积建造、岩相古地理、构造演化以及与古气候的耦合关系，查明成钾条件和有利汇聚部位、盐层赋存条件。重点通过油钾兼探寻找有利成盐成钾的蒸发沉积中心。具体目标为： (1) 查明古特提斯海域上扬子海盆的形成、演化及海退过程；(2) 揭示三叠纪时期古特提斯海域东段的古气候特征； (3) 确定古盐湖浓缩沉积中心及控制因素，识别钾盐聚集的“汇”-“盆中盆”。承担单位： 中国地质科学院矿产资源研究所、中国石油天然气股份有限公司勘探开发研究院、中国石油化工股份有限公司石油勘探开发研究院、中国地质科学院地质研究所、中国科学院青藏高原研究所 课题负责人： 齐文 学术骨干： 王 玲、姚建新、赵培荣、冯明刚经费比例： 12.86 % 课题3 ： 羌塘侏罗纪新特提斯海盆成钾条件、远景和后期变化 研究内容： (1) 羌塘盆地新特提斯海盆构造系统研究：主要研究盆地基底起伏特征、构造演化及其控制机制，了解有利成盐成钾的次级凹陷盆地分布规律，确定有利于钾盐成矿的场所；(2) 岩相古地理环境重建：主要研究盆地中有利于成钾的沉积相区（石盐相区）的分布范围，分析水源位置、补给方向，了解海进、海退层序，明确钾盐成矿的物质来源；(3) 古气候变化频率特征及驱动机制研究：主要研究羌塘盆地侏罗纪古气候干/湿变化期次，了解古气候变化的驱动机制，阐明最有利于成钾的古气候驱动事件； (4) 古盐盆卤水化学、成盐建造及后期改造：通过地表出露的盐卤泉（已经掌握部分资料）水化学分析，研究水化学找钾标志；分析成盐建造，了解有利成钾的层段、分布范围及后期改造变动状况； (5) 成钾条件分析与资源远景评价：在综合羌塘盆地构造、岩相古地理、古气候驱动事件、古盐湖卤水化学、地球化学等研究基础上，分析羌塘盆地侏罗纪成钾条件、评价资源远景。 研究目标： 侏罗纪是羌塘盆地新特提斯海退时期，形成了大范围膏盐沉积。课题拟通过羌塘侏罗纪新特提斯海盆构造演化、岩相古地理、古气候、成盐建造等研究，分析成钾条件，评价资源远景。重点研究羌塘盆地的构造演化、岩相古地理及成盐建造等，为羌塘盆地钾盐资源远景评价提供基础资料。具体目标为：(1) 确定羌塘新特提斯海的形成及闭合过程；(2) 探讨古盐湖晚期卤水浓缩沉积中心及控制机制；(3) 评价羌塘盆地侏罗纪成钾条件和资源远景。承担单位： 中国地质科学院矿产资源研究所、中国石油天然气股份有限公司勘探开发研究院、中国科学院青藏高原研究所课题负责人： 刘喜方学术骨干：文百红、陈文西、侯献华、戴 霜 经费比例： 12.86 % 课题4 ： 兰坪-思茅新生代残留盆地成钾条件、机理和后期演化 研究内容： (1) 兰坪-思茅新生代残留盆地演化动力学背景及构造系统：主要研究盆地基底起伏特征、构造系统及其控制机制，了解有利成盐成钾次级凹陷盆地分布规律，确定有利于巨型钾盐成矿的场所； (2) 兰坪-思茅新生代残留盆地岩相古地理、古环境重建：主要研究盆地中有利于成钾的沉积相区的分布范围，物质补给源与补给方向，了解海进、海退层序，沉积环境与古地理恢复； (3) 兰坪-思茅新生代残留盆地含盐系物质组分、来源及钾盐沉积特征：蒸发岩石沉积特征与结构构造，盐类矿物组成、结构，伴生矿物特征，含盐系地球化学特征，石盐等盐类流体包裹体特征与组成，钾盐沉积作用；(4) 兰坪-思茅新生代残留盆地钾盐矿后期改造、保存及控制因素：盆地构造挤压缩短、挤出逃逸和构造旋转等复杂的变形过程特征，早期形成的钾盐矿层的破坏或改造机制；化学改造与钾盐保存条件；钾盐改造后构造重新定位。(5) 兰坪-思茅新生代残留盆地成钾机理和远景评价：综合兰坪-思茅盆地构造、岩相古地理、古气候、沉积建造等研究，评价该地区成钾条件，建立残留盆地钾盐成矿模式，预测最有潜力的巨型钾盐富集区域。研究目标： 新生代青藏高原的隆升变形，造成特提斯海退，形成残留盆地和发育钾盐。本项目拟在云南兰坪-思茅盆地这个已发现可供工业开发小型固体钾盐矿床的地区开展新生代区域构造演化、岩相古地理、沉积建造与古气候的耦合及期后改造对成钾控制，并分析多元补给的来源，揭示大规模成钾的主控条件和机制，预测最有潜力的钾盐富集区域。由于该地区在青藏高原隆升过程中经历了强烈的挤压缩短、挤出逃逸和构造旋转等复杂的变形过程，使得早期形成的钾盐矿再次经历了破坏或调整改造与重新定位，因此该区域构造演化研究是本课题的侧重点。具体目标为： (1) 揭示残留盆地形成机制和构造演化格局、后期改造机制； (2) 确定盆地成钾的最佳条件和古盐湖晚期浓缩沉积中心及控制因素； (3) 识别钾盐聚集的“汇”-“盆中盆”。承担单位： 中国科学院青海盐湖研究所、中国地质大学（北京）课题负责人：马海州 学术骨干： 高东林、高翔、许建新、张西营经费比例： 12.86 % 课题5 ： 隐伏固/液相钾盐矿床赋存特征、后期改造及探测方法研究内容： (1) 研究隐伏钾盐矿层的空间赋存规律，查明钾盐层构造的保存条件、机械改造变形与再富集机制； (2) 阐明古钾盐矿层的化学破坏与再成矿、埋藏古卤水的富集和预测理论； (3) 建立针对地球物理探测的钾盐矿地质模型：利用古环境恢复的平衡地震技术，研究钾盐矿构造形态特征；利用已有地球物理和地质资料，恢复研究区古地貌，建立不同大地构造环境下的钾盐沉积模型、储层模型，指导地震正演模型的建立。 (4) 钾盐矿层的地球物理响应特征研究:通过实验室分析和数值模拟，根据钾盐矿物理化学性质，建立数值分析模型进行数值模拟分析。分析不同构造条件、沉积环境下各种类型钾盐的地震响应特征，包括振幅变化，频率变化，波形特征变化，来对钾盐矿进行定性分析预测；利用AVO差异分析技术、横波响应特征来进行分析预测；结合钻探结果，通过分析化验和数值模拟而进行钾盐矿的定性和半定量的分析预测； (5) 震电拟合技术综合研究； 利用钾盐矿的低电阻率特性，通过对物质的电阻率变化与速度变化的关系来进行震电拟合，并结合地震分析结果，去除假异常区，精确圈定钾盐矿的分布范围。研究目标： 由于钾盐的可溶性和可塑性极强，在成矿期后构造活动中极易发生变化，因此，保存条件、改造和再成矿对于钾盐矿床的勘查开发价值具有重要意义。同时，我国海相蒸发岩通常埋藏深度很大，钻探调查的成本很高，有必要根据钾矿层与围岩的物性和化学性质差异，利用多种地球物理技术方法联合解译，建立隐伏钾矿的探测技术，为找钾勘查提供技术支撑。具体目标为： (1) 查明隐伏固、液钾盐矿赋存规律、保存和富集条件； (2) 揭示古钾盐矿层的改造破坏与再成矿机制； (3) 形成隐伏钾盐矿的探测技术方法体系。 承担单位： 中国石油天然气股份有限公司勘探开发研究院、中国地质大学（北京）、中国石油化工股份有限公司石油勘探开发研究院、中国地质科学院地质研究所 课题负责人： 张 研 学术骨干： 周训、周家云、于常青、杨 辉 经费比例： 12.86 % 课题6 ： 中国陆块漂移与干旱-极端干旱气候事件及其对成钾控制研究内容： （1）塔里木盆地石炭纪以来干旱-极端干旱气候事件序列及古地理纬度变迁：拟选择塔里木盆地西北缘及北缘地区，通过详细的以古地磁为核心的多种测年，建立塔里木盆地石炭纪以来高精度高分辨率年代地层序列；进行各种物理化学指标（粒度、颜色、元素、同位素、碳酸盐和盐类离子等）和生态环境指标（孢粉、有机质组成和同位素等）的分析，获取石炭纪以来气候环境变化的记录，捕获重大的气候环境变化事件，建立干旱-极端干旱事件序列。（2）云南兰坪-思茅块体的漂移演化历史和含盐系列干旱-极端干旱气候事件及其对成钾控制：拟对云南兰坪-思茅新生代含膏盐地层进行高精度古地磁年代测定和高分辨率干旱-极端干旱气候事件以及古气候波谱分析，确定成钾层位与干旱-极端干旱事件和地球轨道变化的关系，探讨成钾机制。对云南兰坪-思茅盆地新生代火山岩及沉积岩体精细的古地磁研究和热年代学分析，确定这些盆地在相应时段内的漂移演化和旋转变形历史及其与干旱-极端干旱气候事件的关系。（3）羌塘盆地侏罗纪古地理纬度变迁与干旱-极端干旱气候事件关系：通过对羌塘盆地侏罗系火山岩及沉积岩体精细的古地磁研究和热年代学分析，确定该盆地在侏罗纪的漂移演化和旋转变形历史及其与干旱-极端干旱气候事件关系。（4）鄂尔多斯、扬子块体的古地理纬度变迁与干旱-极端干旱气候事件关系：通过对华北鄂尔多斯奥陶系、上扬子寒武系和三叠系文献资料的综合集成以及对两地部分火山岩及沉积岩体古地磁研究的补充分析，确定这两个地区在相应时段内的漂移演化和旋转变形历史及其与干旱-极端干旱气候事件的关系。（5）主要干旱-极端干旱气候事件发生机理及其对成钾的控制：通过精细的环境气候变化（包括天体轨道周期基础上的精确盐层发生对比）及古地理纬度研究，探讨主要干旱-极端干旱气候事件发生的机理，以及气候干湿变化及其对成盐作用的影响，阐述盆地的成钾条件和有利找钾部位。研究目标： 钾盐矿床的形成，均是发生在副热带高压代以内并由极端干旱气候事件长期作用的结果。由于我国海相成钾陆块长期的聚合-离散式漂移演化，以及古气候长期的演化，因此，本课题的研究目标是建立我国长尺度高精度的气候环境变化记录和极端干旱气候事件序列，以及建立典型块体的漂移演化历史，为我国海相找钾理论上的突破，预测钾盐矿床的潜在靶区，提供气候和大地构造的框架。具体目标为： (1) 建立兰坪-思茅盆地晚白垩纪-新生代含盐层高精度气候变化记录及极端干旱气候序列；(2) 建立典型块体（鄂尔多斯、羌塘、兰坪-思茅、扬子）的漂移演化历史；(3) 建立塔里木盆地石炭纪以来高精度气候变化记录及极端干旱气候序列，揭示干旱-极端干旱气候事件发生的时空规律和与成钾的控制；(4) 探讨古纬度与极端干旱气候事件的关系及对成钾的控制。承担单位： 中国科学院青藏高原研究所、中国科学院青海盐湖研究所、中国地质科学院矿产资源研究所 课题负责人： 颜茂都 学术骨干：张伟林、李明慧、王海雷、山发寿经费比例： 12.86 % 课题7 ： 成钾规律综合研究、资源预测指标体系与战略靶区预测 研究内容： (1) 钾盐成矿条件国内外对比研究与成钾指标体系：建立国外不同类型的典型钾盐矿床的定量-半定量成矿与找矿指标体系，涉及不同大地构造环境、不同构造盆地、不同时代与盆地规模条件下形成的钾盐矿床，确定构造-气候协同配合成钾机制； (2) 全球性及区域性重大地质事件对成我国古代盐盆钾影响：揭示全球性和区域性的构造、气候、海洋、火山等重大事件与成盐成钾的对应关系，建立我国陆块从古生代-古近纪干旱-极端干旱气候序列，揭示古代主要干旱气候带的时空分布与控制因素，创建不同类型构造背景和古地理条件下的成钾”极旱岛”模型，揭示我国古代主要成盐期内有利成钾的时段和层位的分布；(3) 其他古海盆补充研究、物源、富钾卤水物理化学演化与成钾：补充开展上扬子寒武纪和塔里木石炭纪等古海相、海陆交互相蒸发建造研究、确定它们是否演化到钾盐沉积阶段，揭示主要蒸发沉积时期古海水的盐度与化学组成特征、古海水蒸发浓缩演化阶段，揭示新生代残留盆地的深源-多源补给对成钾的贡献，分析主要成盐期古卤水物理化学特征和蒸发析盐规律； (4) 成钾规律综合研究、钾盐成矿系列：揭示我国不同构造体制背景下的蒸发盆地类型与成盐成钾的控制条件，凝练巨量成盐成钾模式，总结古代钾盐层改造与再成矿的控制条件与模式，建立海相、海陆交互相环境成盐成钾的成矿系列；(5) 资源预测理论与战略靶区预测：基于成矿构造背景与成矿规律模式的认识，创建钾盐成矿资源量预测理论，基于沉积作用和后期改造的分析、提出钾盐空间分布的预测理论和技术方法，集成地质与地球物理探测技术，提出找钾战略靶区。研究目标： 课题拟在总体上把握我国大地构造体制转型过程中蒸发盆地成钾作用的基本规律，通过国内外典型钾盐矿床的对比分析，综合凝练上述5个课题的研究成果，揭示不同大地构造体制下盆地巨量成盐成钾与重大地质事件的耦合关系，揭示不同构造类型盆地的成钾规律和模式，揭示含钾建造的后期改造与再成矿机制，建立基于成矿模式的钾盐预测理论和方法，集成地质与地球物理探测技术，最后，提出我国古代海相蒸发盆地找钾战略靶区和工作建议。具体目标为： (1) 建立我国古代蒸发盆地的找钾预测指标体系； (2) 阐明不同构造背景下蒸发盆地的成钾条件，建立中国陆块成钾的理论框架；(3) 提出找钾战略靶区，预测资源远景，提出今后钾盐工作建议与找矿方向。 承担单位： 中国地质科学院矿产资源研究所、中国地质大学（北京）、中国科学院青藏高原研究所 课题负责人： 刘成林 学术骨干： 肖克炎、方小敏、葛文胜、马黎春经费比例： 22.84 % 四、年度计划研究内容预期目标第一年2011年：资料调研，制定计划，野外作业 全面收集、分析、处理和解释已有的相关资料和研究成果，深化研究区构造-成矿格架认识；聚焦关键科学问题，明确研究突破点，制定详细计划；重点开展关 键区域野外地质工作，获得第一手资料、信息和数据，为深入研究奠定坚实基础。 主要收集华北陆块（早古生代、前寒武纪）、羌塘盆地（侏罗纪）、兰坪-思茅（白垩、古近纪）、四川盆地（三叠纪）、塔里木陆块（寒武纪和石炭纪）区域构造地质、古地理、古气候、蒸发沉积等方面背景资料，详细编制各课题年度工作计划。查明各研究区构造-古地理格局、古气候带展布及其对蒸发岩的控制；初步编制蒸发岩分布图、建立主干剖面地层序列、沉积环境、磁性地层、年代学、成盐成钾信息数据库。对各成盐盆地主要盐湖和咸水泉进行初步调查，获取主要地球化学据和成钾指标参数；开展油气勘探资料系统复查工作，范围包括鄂尔多斯盆地、羌塘盆地、兰坪-思茅盆地、四川盆地和塔里木盆地油气勘查区。本年度对泰国-老挝坷叻盆地和中亚库姆盆地的乌兹别克等钾盐矿床进行考察、整理国内外陆块海相钾盐矿床成矿规律与资源/储量；提出和完善富钾卤水资源量评价和预测计算的方法；在国内外期刊发表学术论文25-30篇。第二年2012年：重点剖析，数据采集，分析解释对重点盆地和成盐成钾矿系统进行解剖，实施详细的野外地质工作，获取第一手资料和数据；开展室内测试分析和数据处理解释；查明古、新特提斯构造域海盆的基本构造格局、陆表海盆的时空分布和基本结构、残留盆地构造特征；厘定离散陆块拼合期的主要构造格架、基本特征和构造样式。 基本查明华北鄂尔多斯奥陶纪陆表海盆地蒸发岩沉积的时空分布规律和重要成盐成钾的基本特征，取得若干关键科学问题的初步进展；基本查明四川等地区含钾蒸发岩沉积建造的构造改造变形特征与机制，含钾建造破坏与再成矿条件与机制；研究新生代以来兰坪-思茅盆地构造演化、岩相古地理及成钾期后改造；羌塘盆地侏罗纪构造演化、古气候变化及岩相古地理重建。 开展国内外典型钾盐成矿条件对比，初步建立成钾与找矿的指标体系；初步构建我国陆块干旱-极端干旱古气候事件序列。对陕北鄂尔多斯盆地（马家沟组）、羌塘盆地（中侏罗世布曲组、夏里组、晚侏罗世索瓦组）、兰坪-思茅盆地（勐腊、磨歇、尚勇）、四川盆地和塔里木盆地西部天然剖面、露头、钻孔进行地质调查、描述、精细编录及采样。补充采集研究区盐湖和盐泉样品，开展露头剖面和钻井岩心的古地磁学对比研究；火山岩和碎屑锆石、磷灰石放射性年代学样品分析（Ar/Ar，U/Pb和FT 法等）；盐岩包裹体中地球化学和成盐成钾微生态环境研究；对上年收集地震、测井资料进行精细解译、提炼成盐成钾曲线模式，开展膏盐分布规律的物探研究。开展各盐盆基底起伏特征、构造格局、地质构造、空间分布格局研究，修编全球大地构造图内中国陆块分布位置及变化趋势图,确定中国陆块运动规律与特征；编制基于陆块活动特征的主要蒸发沉积盆地构造特征图，其中对新生代以来兰坪-思茅盆地构造演化、成钾期后改造；羌塘盆地侏罗纪构造演化、古气候变化及岩相古地理重点研究。升级适合陆块海相钾盐成矿预测的MRAS软件。完善“深穿透”技术。编写中评估报告，汇交科学数据。本年度对欧洲西古特提斯洋，法国西南部的达克斯、德国南部的维尔芬和摩洛哥的郝米塞特钾盐进行考察，与四川盆地三叠系的东古特提斯海与对比；在国内外期刊发表学术论文30-35篇。第三年2013年：重点剖析，科学中评估，深化认识 初步查明钾盐物性、超声波、电磁和地震响应试验特征，确立通过地震资料识别和检测钾盐矿的技术方法和标准。 继续实施以重点盆地和钾盐区为主的研究工作，加强对关键层位和典型盆地沉积建造或矿床的解剖，加强区域和全球对比研究，对前两年研究成果做出阶段性总结和评估，查明地壳构造活动过程与成盐成钾的耦合关系，初步形成陆块成钾理论框架。 针对不同盆地的成盐成钾系统和矿床类型拟定成矿概念模型，提炼和量化成矿预测指标，初步预测评价鄂尔多斯奥陶系、四川三叠系和兰坪-思茅白垩-古近系成钾远景。完成鄂尔多斯盆地、羌塘盆地、兰坪-思茅盆地、四川盆地和塔里木盆地西部重磁物探资料综合解译，初步确定各盆地基底埋深、断裂构造，重要成盐成钾层位，建立诸如振幅、相位、峰强、干涉波谱等指示钾盐储层的地球物理指标；研发具有针对性的钾盐矿产储层预测与识别技术。通过前两年研究，对于确定的关键成钾层位和典型盆地，进行重点解剖，力争突破。在陕北盐盆地指出马一期富钾卤水蒸发浓缩中心；初步编制马一期定量岩相古地理图和盐层等厚图。完成四川盆地三叠纪海相盆地格局研究，阐明海水浓缩中心，预测评价成钾远景。完善羌塘盆地侏罗纪构造格架、侏罗纪-早白垩纪天然剖面精细古地磁年代标尺，高精度岩相古地理图。新生代兰坪-思茅含盐膏层高精度地层序列；塔里木晚古生代以来块体漂移演化及旋转变形历史。上扬子陆块寒武系、塔里木陆块寒武系和石炭系海相沉积演化阶段和成钾远景。查明中国主要古海盆钾盐沉积主控因素；完成钾盐预测底图编制。本年度考察美国、加拿大萨斯喀彻温钾盐矿床，与奥陶纪鄂尔多斯蒸发岩对比。在国内外期刊发表学术论文35-40篇。第四年2014年：查缺补漏，综合对比，重点突破 补充相关的野外地质工作，加强综合对比研究，集中力量实现关键科学问题的突破，构建相关理论框架，完善成矿预测系统，初步形成隐伏钾盐探测技术，完成重点盆地的成矿预测和靶区优选，提供3-4处具有大型矿远景的战略靶区，为钾盐矿产资源战略勘查布署提出科学建议。结合前三年各项钾盐探井、油气测井、岩芯编录、高密采样分析基础上，继续完善各项成盐成钾指示、测井参数和地震参数；建立起一套经得起实际考验的钾盐勘探地球物理探测技术与方法。在采样不充分地区，补充新的主干剖面地层序列、极端干旱气候事件序列、沉积环境、成盐成钾条件研究。对部分区段盐湖、咸水泉进行样品补充采集。完成所有样品的分析测试、鉴定工作；进行构造、古地理、古气候、物探、水化学等图件的编制、资料汇总等工作。全面开展气候-构造相互作用下的成钾新模型研究，确定盆地成钾远景。运用多元信息综合预测我国海相、海陆交互相含钾盆地的成钾资源量，编制海相蒸发岩盆地的盐类及钾盐成矿预测与成矿系列图。本年度考察俄罗斯西伯利亚涅帕、巴基斯坦盐岭、钾盐矿床，与上扬子寒武系盐盆地、塔里木寒武系盐盆对比；赴英国参加国际数学地质学术会议。发表学术论文35-40篇。第五年2015年：理论提升，技术集成，实现目标 以总结提高与成果集成为重点，围绕项目总体目标，集成各课题研究成果，提升和凝练成矿理论，建立海相成钾新理论，完善与之相适应的预测评价体系，形成针对不同矿床类型的资源预测技术系列，圆满完成项目预定目标。1）完成鄂尔多斯奥陶纪、羌塘盆地侏罗纪、四川盆地三叠纪、兰坪-思茅古近纪成钾条件、岩相古地理、构造系统研究，解剖古纬度变迁和极端干旱气候事件耦合关系；明确有利成盐成钾次级凹陷分布规律、进行资源远景评价，建立中国陆块成盐聚钾的地质-地球化学-地球物理综合模型。2）建立海相蒸发岩盆地钾盐矿床地球物理探测技术与识别方法。3）建立中国主要海盆钾盐矿床的成钾与找钾指标体系，提出3-4处找钾战略选区。4）完成综合研究与全面总结，建立成钾