The metallogenic model and development potential of the Zhilyanskoe potash salt deposit in Kazakhstan
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摘要:
中国是个缺钾的国家，每年需要大量进口钾肥。哈萨克斯坦的日良钾盐矿是一座大型钾石盐-杂卤石矿山，位于哈萨克斯坦西部滨里海盆地的东部边缘，紧邻乌拉尔褶皱带。含盐矿层为二叠系孔谷阶，矿体位于近南北向的日良背斜上，上钾盐层为2~3个钾石盐分层，下钾盐层为3个杂卤石分层。日良钾盐矿与滨里海盆地及乌拉尔褶皱带上的其他钾盐矿（如上卡姆钾盐矿）的沉积条件类似，同时拥有滨里海盆地及乌拉尔褶皱带上其他钾盐矿的特征，但具有独特的产生大规模原生杂卤石成矿条件，使得研究日良的杂卤石对研究滨里海盆地及乌拉尔褶皱带这2个重要钾盐成矿带的形成和演化有很大的参考价值。
Abstract:China lacks potash resources and needs to import huge amounts of potash fertilizer. The Zhilyanskoe deposit is a large sylvite-polyhalite deposit which is located in western Kazakhstan and lies on the eastern margin of the Pricaspian basin, close to Ural orogeny. The orebearing salt strata belong to the Kungurian Formation, and orebodies are localized within the Zhilyanskaya anticline structure. The upper horizon of potash salt contains 2-3 sylvinite beds, while the lower horizon of potash salt contains 3 polyha-lite beds. The Zhilyanskoe deposit shares similar depositional environments and many similar characteristics with other potash salt deposits such as Solikamsk deposit in Pricaspian basin and along the Ural orogeny; nevertheless, its unique metallogenic condition allows large scale deposition of primary polyhalites, and hence the study of the Zhilyanske polyhalite deposit would provide valuable reference for the study of the formation and evolution of two important potash metallogenic zones, i.e., the Pricaspian basin and the Ural orogeny.
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Keywords:
- Kazakhstan /
- Kungurian Formation /
- potash salt /
- metallogenic model /
- polyhalite
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致谢: 中国地质科学院矿产资源研究所赵元艺研究员对文章提出了很多宝贵的意见，成文期间中国地质大学（北京）王松同学提供了热情帮助，在此表示衷心的感谢。
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图 2 前苏联二叠纪含盐构造及钾盐盆地分布[3]
1-二叠纪沉积分布界线；2-基准剖面点；3-早二叠世含盐构造分布界线；4-早二叠世盐盆地；5-乌菲姆岩系分布界线；6-布古鲁斯兰盐盆地；7-上卡查克斯坦盐类沉积分布区（晚二叠世）；Ⅰ-滨里海盆地；Ⅱ-上卡姆
Figure 2. The distribution of Permian salt structure and potash salt-bearing basins within the former Soviet Union
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图 3 日良矿构造图④
1-第四系全新统沙堆砾岩亚砂土砂质粘土；2-第四系上更新统砂质粘土、沙堆、砾岩；3-第四系中更新统砂质粘土、砾岩；4-第四系下更新统，上部为石膏的各类粘土；5-上白垩统含磷钙砾岩和磷灰岩板的沙土、云母石英砂、砂岩夹层和晶状体；6-下白垩统含泥灰岩结合的沙土、粘土、砂岩和石灰岩薄夹层；7-侏罗系黑色、有褐煤夹层的粘土；8-中上三叠统含砂岩晶状体的沙土、杂色粘土；9-下三叠统含砂岩夹层和红色泥板岩状粘土的砾岩；10-二叠系粉砂、含砾岩结晶、泥板岩、石灰岩的砂岩；11-杂卤石；12-钾石盐；13-钾石盐-光卤石；14-阿尔丁斯克阶褶皱轴线；15-孔古阶褶皱轴线；16-断裂；17-地表水
Figure 3. Schematic geological map of the Zhilyanskoe deposit
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图 4 日良矿剖面图④
1-第四系沉积层；2-中侏罗统沉积层；3-中-上三叠统沉积层；4-上二叠统沉积层；5-下二叠统硫酸盐层；6-下二叠统盐岩层；7-钾石盐-光卤石；8-钾石盐；9-石膏和泥灰岩夹层；10-杂卤石；11-硬石膏；12-亚丁斯克阶沉积岩
Figure 4. Example of the geological section of the Zhilyanskoe deposit
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图 5 滨里海盆地东缘盐构造和乌拉尔造山运动关系示意图[8]
1-俄罗斯板块；2-西伯利亚板块；3-乌拉尔褶皱带；4-碳酸盐岩；5-盐；6-碎屑岩；7-剥蚀区；8-断层
Figure 5. The relationship between salt structures on the eastern margin of the Pricaspian Basin and Ural orogeny
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图 6 钾盐矿体分布在盐背斜两翼的成因示意图[10]
1-班塔博组；2-塔贡组二、三段；3-塔贡组一段；4-钾盐矿层；5-盐层
Figure 6. Schematic diagram of the formation of salt anticline, which results in the potash salt distribution on the limbs
表 1 2014年哈萨克斯坦国家储量委员会批准的日良矿储量①
Table 1 The reserves of the Zhilyanskoe deposit approved by the State Reserves Committee of the Republic of Kazakhstan, 2014
指标 平衡表内各级储量 平衡表外 В（约等于中国旧标准B级） С1（约等于中国旧标准C级） С2（约等于中国旧标准D级） 杂卤石-原盐/103t 54223 457484 341413 换算成K2O/103t 5224 44076 32311 平均品位K2O/% 9.63 9.63 9.46 钾石盐岩-原盐/103t 9536 107699 33076 20898 换算成K2O/103t 1724 19732 6579 3780 平均品位K2O/% 18.08 18.32 19.89 18.09 钾石盐岩-光卤石-原盐/103t 9568 换算成K2O/103t 1168 平均品位K2O/% 12.21 
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表 2 日良矿盐类矿石的化学成分⑤
Table 2 Chemical composition of salts in the Zhilyanskoe deposit
% 钾盐种类 K Na Mg Ca Cl SO4 不溶解残渣 变化范围 平均值 变化范围 平均值 变化范围 平均值 变化范围 平均值 变化范围 平均值 变化范围 平均值 变化范围 平均值 杂卤石矿 2.32~14.09 8.03 0.0~32.36 11.62 0.63~5.14 2.55 1.50~17.91 9.09 0.24~53.22 19.01 12.32~63.62 42.68 0.0~15.67 1.62 钾石盐 0.18~38.30 15.87 8.31~37.91 24.34 0.01~5.79 0.27 0.08~1.96 0.81 21.76~58.80 52.71 0.01~8.84 2.43 0.06~54.50 1.97 钾石盐-光卤石 0.66~20.17 10.18 7.76~16.95 17.68 0.16~6.99 3.92 0.14~1.14 0.58 42.01~56.53 46.5 0.07~4.10 1.94 0.16~6.22 1.8
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