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四川盆地东部三叠系嘉陵江组石盐中杂卤石的成因

13、矿产与资源 > 专题6：盐湖资源与蒸发岩矿床

杂卤石通常认为形成于早成岩阶段，由富含K+和Mg2+的卤水和早期形成的石膏、硬石膏或者钙芒硝发生逆向反应形成（Pierre 1985;Schauberger,1986; Peryt et al.,2005; Leitner et al., 2013;Schorn et al., 2013），并且在实验室中通过将石膏和适当的溶液混合反应可以在实验室合成杂卤石（Freyer and Voigt, 2003），对杂卤石成因的争议主要在于是否存在原生的杂卤石（Hryniv et al.,2007; Schorn et al., 2013; Biehl et al.,2014）。四川盆地是中国最重要的海相成盐成钾盆地，在盆地东部渠县农乐地区嘉陵江组顶部和雷口坡组底部的石膏矿中就发现大量与硬石膏共生的杂卤石，并认为其为富含钾镁离子的卤水交代石膏（硬石膏）形成（林耀庭和尹世明，1998；李亚文和韩蔚田，1987）。
本次研究以盆地东部一个钻孔中三叠系嘉陵江组含盐系的岩芯为主要研究对象，分析了其沉积特征、矿物类型和含量、主要离子的含量和变化。研究结果表明石盐中既有分布于石盐晶体的原生杂卤石，也有在石盐晶间交代石膏形成的放射状次生杂卤石。并取得了以下几点认识：（1）赋存杂卤石的石盐岩通常为桔红色，且有一定程度重结晶，因此石盐岩沉积时应当一定程度上受到外来淡水的影响，发生了溶解，而且桔红色为氧化色，其结晶时湖水深度应该较小，为浅水沉积；（2）石盐晶体内部一些粒状和柱状的杂卤石是原生的，由于在含杂卤石的石盐晶体附近常有硬石膏存在，可以推测在硬石膏沉淀前，卤水已经富含K+、Mg2+，甚至有微量钾石盐沉淀（扫描电镜下可以见到微量钾石盐和石盐共生），造成石膏沉淀的淡化水带来的Ca2+和与原生卤水混合，形成了含少量原生杂卤石的石盐，石盐晶间随后析出了石膏。
虽然石盐中含有丰富的杂卤石，但仅在扫描电镜下见微量的钾石盐，这与中国海相盆地规模较小、构造环境不稳定有直接关系。这些形成桔红色石盐岩的浅水小盐湖虽然浓缩速度快，但在以干热为主，频繁干旱-潮湿交替的气候环境下，这些小盐湖极易受周缘淡化水注入的影响而发生淡化，影响了其可溶性钾盐矿床的形成。