成矿时代是矿床成矿阶段及同类型矿床时空综合对比研究的重要标尺。呵叻高原钾盐矿床中-晚白垩世的沉积年代框架已初步建立，但由于缺乏对整个区域系统的年代学研究，该矿床的具体成矿时代仍存在争议（图2a）。值得注意的是，统计已报道的马哈萨拉堪组沉积年代空间分布特征，发现呵叻高原东部（那空帕侬、甘蒙）的年龄稍晚于西部（猜也蓬、乌隆），似乎暗示呵叻高原钾盐矿床沉积在时空上并非完全同步（图2b），这与局部的区域构造或成盐物质演化可能存在一定关系。后续开展呵叻高原内部不同区域马哈萨拉堪组的高精度多方法定年综合对比工作十分必要。
图 2 呵叻高原钾盐矿床成矿时代. (a) 不同定年方法对比图, (b) 不同区域定年方法对比图物源是矿床的根本，关于马哈萨拉堪组的物源已经有了较为深入的认识，且海水应该发挥了关键作用，但由于白垩纪海水为CaCl2型变质海水，在其主导的成盐背景下，盆地内深部水扮演的角色难以界定，同时陆相水体的掺杂不可能仅局限于最后成钾阶段（图3）。另外，不同水体的钾含量存在显著差异，在形成巨量钾盐矿床中发挥的作用不尽相同。因此，研究不同端元水体的水化学特征、掺杂程度以及混合方式将是深入揭示该钾盐矿床物源演化机制的重要内容。
图3呵叻高原钾盐矿床不同沉积旋回中盐类矿物的硼锶硫氢氧氯同位素组成成矿物质的迁移搬运需要以成矿流体为介质，并基于一定的通道（渠道和路径）到达储矿场进行富集成矿。关于呵叻高原钾盐矿床成盐物质的运移过程，以呵叻高原现今地理空间位置为基准，由东向西，由南向北及由北向南是目前三种主要的成盐物质迁移模式（图4）。三种迁移模式的对比，可以发现马哈萨拉堪组上覆下伏地层碎屑物源由北向南的迁移模式为该套含盐系地层提供了基本的时空格架和地理环境约束，然而白垩纪东特提斯域北高南低的地势是否同样记录了成盐物质的运移轨迹，亦或为成盐物质由南向北反向回流提供了便利，仍需要开展沉积相厘定与更加精细的物源识别工作。同时因该矿床属于异常蒸发岩钾盐矿床，寻找“丢失”的碳酸盐与硫酸盐组合，并基于构造演化历史重建蒸发岩沉积模式，也是验证该成盐物质迁移模式是否合理的关键。
图4 呵叻高原钾盐矿床成盐物质迁移模式图
成盐物质运移至盆地进行化学沉积分异作用，将近最后阶段析出的钾镁盐矿物通常占比较小，且与前期盐类矿物的接触关系及空间赋存状态等直接关乎钾盐的沉积储藏模式。同时，钾盐富集成矿离不开成盐物质的分异演化，即一定构造背景下水盐转化过程中元素的分配规律和水文动态变化影响，其是详细刻画钾盐沉积环境及模式和剖析钾盐富集成矿作用的核心。呵叻高原钾盐矿床的成矿模式，尤其是钾盐沉积机理仍处于探索阶段，钾盐空间就位及赋存规律仍存在诸多盲区，基于区域性的地质调查和更丰富的打穿含盐系地层的钻孔资料来开展等时地层格架中的沉积相和沉积体系研究，进而重建该矿床的沉积岩相古地理面貌是厘定钾盐沉积特征的关键步骤（图5）。
图5呵叻高原钾盐矿床第一沉积旋回盐岩厚度空间分布图，(a) 基底硬石膏厚度，(b) 岩盐厚度，(c) 钾镁盐矿层厚度
呵叻高原钾盐矿床盐变形已是共识（图6），但关于盐构造成因，尤其是密度更轻，抗压能力更弱的钾镁盐层变形变异特征及其控制因素研究仍处于起步阶段，专门针对钾镁盐在不同沉积负载与构造应力作用下的物理实验与数值模拟依然比较缺乏，宏观地质构造与微观岩相学相结合，高精度地球物理勘查技术与地球化学指标的联动解译仍将是研究该区域钾盐变化与改造的核心。呵叻高原钾盐矿床三个沉积旋回中分布的碎屑层代表了三次成盐事件的间断，但关于碎屑层的沉积模式目前仍缺乏详细研究，其与上下盐岩的时空接触关系影响着该矿床的空间分布及变形变异，未来值得深入研究。
图6 (a) 呵叻高原盐丘构造示意图，(b) 老挝农刀矿区盐背斜构造图，(c) 呵叻高原盐构造沉积演化示意图
钾盐矿床成矿系统逻辑构架所包含的八个部分，各有侧重且有机结合，时代与构造定义了钾盐矿床的时空坐标，物源、运移、储藏、改变和保存是钾盐矿床演化的核心内容，彼此间存在一定互馈关系，外联作用体现了该成矿系统的动态发展理念。钾盐矿床成矿系统逻辑构架的初步提出是成矿系统理论在蒸发岩矿床领域的一次重要应用，对不断丰富和完善该理论具有一定促进作用。随着地球物理探测技术、地球化学示踪技术、实验与计算模拟技术的不断突破与集成，钾盐矿床成矿系统各要素将得到精细化研究，钾盐空间就位信息判别等找钾工作将更为精准。综合对比研究世界固体钾盐矿床成矿系统的构成要素，不断修订该研究框架，将是钾盐成矿理论的进一步深化与发展。
图7 钾盐矿床成矿系统逻辑构架示意图
第一作者：秦占杰，男，1987年生，副研究员，硕士生导师，中科院青年创新促进会会员，中科院西部之光青年学者，青海省“高端创新人才计划”培养拔尖人才。主要从事蒸发岩成矿系统研究，近年主要围绕“一带一路”沿线国家盐类资源成盐成矿作用过程进行研究，如老挝-泰国呵叻高原超大型固体可溶性钾盐矿床成矿规律。在OGR、Geochemistry International、Carbonates
and Evaporites、Minerals、分析化学、地质学报、地球学报、盐湖研究等学术期刊发表一作/通讯作者论文10余篇，合作发表学术期刊论文30余篇，第一发明人授权发明专利1项。先后主持国家自然科学基金青年项目、面上项目、青海省自然科学基金项目、教育部重点实验室开放课题与企业项目8项。
秦占杰，李庆宽*，袁秦，李强，何海芳，都永生，王建萍，山发寿，薛超平，成矿系统理论视角下的呵叻高原钾盐矿床研究现状及展望[J]，地质学报，DOI：10.19762/j.cnki.dizhixuebao.2022232
