0 引言
钾是植物生长不可或缺的营养元素，被誉为粮食的“食粮”，对提升农业生产效率至关重要。锂因其在电池技术中不可替代的角色，已成为新能源和高科技产品的关键组成部分。中国钾肥消费量约占全球总消费量的25%，2018—2022年氯化钾进口量比重均超过50%，年进口量为（1 400~1 700）×104 t。2021年中国已探明的钾盐资源储量仅为2.88×108 t，钾盐的稳定供应面临长期挑战[1]。中国锂资源供给主要依赖进口，2023年中国矿山锂供应量对锂产业发展需求的保障率为27.11%，锂资源保障形势严峻[2]。随着新能源汽车和储能行业的快速发展，锂需求正迅速增长。加强钾锂资源的勘探与开发，对确保国家新能源产业持续健康发展和粮食安全具有重要意义。
世界上大型、超大型钾盐矿层主要产于古代海相盐盆中，而中国目前探明的钾盐资源则主要来源于第四纪的盐湖[3]。三叠纪是上扬子地区海陆过渡的关键时期，大面积沉积了巨厚的蒸发岩，是未来钾锂资源找矿的重要目的层系[4-5]。前人通过浅表勘查发现了富含钾的杂卤石（K2SO4·MgSO4·2CaSO4·2H2O），明确了四川盆地具有成钾的地质条件。这种常规杂卤石与硬石膏伴生，浅表矿层横向连续性差，开采难度大，深部（大于1 000 m）杂卤石由于其枸溶性特点，为无法水溶开采动用的“呆矿”。深层富钾锂卤水通常分布于沉积盆地深部储卤层中，具有深埋、封闭和高压特点，也是一种宝贵的液相矿产资源[6]。20世纪70年代末，原国家地质总局第二普查勘探大队在四川盆地东北部（简称川东北）黄金口背斜部署了石油普查井川25井，于3 267 m井深的三叠系嘉陵江组四段+五段（简称嘉四段+五段）发现黑卤，K+含量达72 g/L[7]。川东北地区勘探实践证实四川盆地海相深层具备固液两相钾锂资源勘探潜力，但整体地质认识和勘探程度均较低。如何从四川盆地实际地质构造特点出发，找出切合实际的钾锂找矿新思路，是实现海相锂钾找矿突破的现实问题。
1 川东北嘉陵江组和雷口坡组钾锂勘探突破及地质概况
1.1 勘探突破
2010年以来，在国家重点研发计划等项目的推动下，围绕宣汉普光地区三叠系海相深层钾锂资源，利用油气探井和三维地震资料，采用“气钾锂兼探”思路开展攻关。
2015—2017年，四川省地质矿产勘查开发局四〇五地质队在黄金口背斜钻探了ZK601、ZK001两口钾盐探井，探获了杂卤石钾盐矿及富钾卤水。ZK601井钻遇卤水中K+含量为34.84 g/L，Li+含量为201.5 mg/L。2020年以来，中国地质科学院矿产资源研究所与宣汉地方政府部署钻探的川宣地1井，在嘉四段+五段探获两层可溶石盐型杂卤石工业矿层，钾盐含量（KCl当量）为3.0%~20.5%，累计厚达62.8 m。四〇五地质队钻探了川宣2井，在三叠系嘉陵江组嘉四段+五段探获厚度为91 m的杂卤石钾盐矿层，钻揭富钾锂卤水储层厚度105.9 m，K+含量为48.16 g/L，Li+含量为111.5 mg/L。石盐型杂卤石中的杂卤石呈内碎屑颗粒分布于石盐基质中，易溶于水，便于采用水溶法低成本、规模化开采，是一种全新的海相可溶性优质钾盐矿床[11]。
川东北地区三叠系接连取得了中国海相深层固液两相钾锂资源勘探重大发现，证实了四川盆地海相钾锂资源具有富集成矿潜力。
利用70余口油气井测录井和三维地震数据，以及ZK601、ZK001、川宣地1和川宣2等4口钾盐专探井资料，按照固体矿产资源量估算规程，针对嘉四段+五段中上部发育的石盐型杂卤石钾盐矿层，运用几何法对普光地区586.9 km2内的固体钾盐进行了资源评价，初步估算KCl潜在资源量超9×108 t。
1.2 地质概况
川东北地区中—下三叠统纵向岩性序列为多旋回碳酸盐岩与膏盐岩交互沉积，其中嘉四段+五段和雷口坡组一段（简称雷一段）发育白云岩、硬石膏岩和石盐岩。早三叠世—中三叠世受到华南板块的碰撞挤压以及随后的印支运动影响，结束了其海相克拉通盆地的演化历程[12]。在这一时期，江南陆块的东南部显著抬升，而龙门山陆块相对下沉，造成了台地地势由东南向西北倾斜，进而导致海水向西撤离扬子古陆[13]。台地周围被大巴山、龙门山岛链、秦岭和江南古陆等高地所环绕，特别是东南方向发育的泸州和开江古隆起，阻挡了海水自东向西侵入，使得四川盆地逐渐变成一个内海半闭塞—闭塞台地[14]。长期处于潮上带环境的台地，由于海水的直接入侵和补给受限，其低洼区域形成盐湖并成为卤水的富集场所（见图1a ）。强烈的蒸发作用浓缩了残留的海水，形成了巨厚膏盐岩沉积[15]（见图1b ）。同时，受局部正地貌控制，发育浅滩白云岩沉积，经暴露溶蚀形成孔隙储层，具有一定的卤水储集条件。
2 钾锂矿地质特征
2.1 沉积特征
川东北地区嘉四段+五段和雷口坡组一段是钾锂固液两相资源沉积的有利层段（见图1b ）。嘉四段+五段发育两个咸化旋回沉积。在初期咸化旋回阶段，随着相对海平面的下降，发育潮间蒸发台地膏云坪亚相沉积体系。这一体系主要沉积硬石膏或白云岩，底部普遍发育一套灰质白云岩、白云质灰岩，顶部则发育薄层储层。进入晚期咸化旋回阶段，随着蒸发作用进一步加剧，沉积环境转变为蒸发台地盐湖亚相（见图2 ），沉积厚度为100~500 m。钾盐的形成与蒸发岩沉积过程密切相关。随着水体浓度的增加，蒸发岩的垂向沉积序列依次为碳酸盐岩（灰岩、白云岩）、硫酸盐岩（石膏）和氯化物（石盐、钾盐）。钻井揭示，普光、元坝和通南巴地区发育厚—巨厚层状的杂卤石富钾岩层（见图3 ）。这表明，由于开江古隆起的阻挡作用，川东北地区远离海洋，在长期的卤水蒸发浓缩过程中，海水输入以间歇性补充为主，导致K+、Mg2+和Ca2+富集。最终，这些离子满足了六元体系（即Na+、K+、Mg2+、Ca2+、Cl−、SO42−-H2O）中生成原生杂卤石的离子浓度条件，从而形成了原生杂卤石沉积[20]。雷一段沉积期，构造抬升进一步增强，泸州、开江水下隆起继续隆升，膏湖及含膏潟湖范围迅速扩张，形成了潮上蒸发坪沉积，主要沉积了白云岩与膏盐岩。随剥蚀尖灭范围扩大，形成了构造控制的古暴露面。早期白云岩经历了古表生岩溶作用形成了溶蚀孔缝，为晚期深埋溶蚀形成钾锂卤水孔缝储集体提供了有利条件[21]。川宣地1井富钾锂卤水储层主要由残余颗粒白云岩和粉晶白云岩组成，粒内溶孔、粒间溶孔和构造裂缝较为发育，整体表现为低孔低渗的裂缝-孔隙型储层特征。
基于四川盆地二维地震格架大剖面，分析了嘉四段+五段的岩性特征，揭示了杂卤石的分布规律。杂卤石分布具有明显的分带特征，发育涪陵、广安、普光、通南巴和元坝5个聚钾区，整体呈北东—南西向展布。丰都—石柱一带的涪陵聚钾区和广安聚钾区，盐岩整体较薄，主要以硬石膏和薄互层常规杂卤石为主，中心厚度10~20 m，泰来2井测井解释累计厚度约23 m。普光、通南巴和元坝3个聚钾区主要发育石盐型杂卤石，分布范围广，面积达1.23×104 km2。石盐型杂卤石发育厚度大，测井解释结果显示，元坝聚钾区的元坝16井石盐型杂卤石厚度达90 m，通南巴聚钾区的河坝102井石盐型杂卤石厚度为40 m。
从杂卤石的发育情况来看，可归纳出几个特点：①开江水下隆起的障壁作用可能是造成两侧沉积差异的重要原因，障壁作用导致北部主要为潮上盐湖沉积，而南部主要为潮间局限潮坪沉积，杂卤石厚度相对较薄，主要与硬石膏伴生；②古地貌控制了盐盆分布，在元坝、通南巴和普光等地区形成了3个大规模近北东向展布的成盐聚钾中心，这些中心区域的杂卤石厚度大，且呈现出环带状分布特点。利用地震剖面开展印模法古地貌分析显示，蒸发台地内部嘉陵四段+五段存在明显的厚度变化，揭示存在地貌分异现象，低洼部位对应形成了相对独立的聚钾盐盆；③石盐型杂卤石主要分布在元坝、通南巴和普光3个地区，分布范围与盐岩分布范围较一致，特别是在成盐聚钾中心区域，盐岩和杂卤石的厚度均较大。在四川盆地中部广安之外的普光、通南巴和元坝地区发现规模石盐型杂卤石钾盐矿，拓展了四川盆地钾盐矿的时空分布范围，填补了川东北地区钾资源空白。
2.2 石盐型杂卤石钾盐矿特征
2.2.1 宏观特征
常规杂卤石一般为浅灰白色—深灰色，微透明，油脂光泽，呈微晶—细晶结构，显沉积纹理，与硬石膏多呈互层状伴生，不易区分[22]。川宣2井石盐型杂卤石岩心中，杂卤石颗粒为白色和浅红色，呈内碎屑颗粒状分布于石盐中（见图5a ）。颗粒团块形状多变，从近似等轴的似圆状、似方状，到长条状、椭球状，乃至不规则状。其粒径多大于1 mm，局部区域甚至可达5 cm（见图5b ）。
2.2.2 微观特征
ZK601井石膏型杂卤石镜下观察中，杂卤石呈星点状、碎片状、港湾状与硬石膏伴生，未见盐岩。杂卤石与硬石膏两者相互镶嵌、交织，且硬石膏被杂卤石交代，形成了明显的交代残余结构。单偏光和正交光下，杂卤石晶体为半自形—他形粒状、柱状结构（见图5c 、图5d ）。电子显微镜下观察，杂卤石主要为完整的粒状、板状和长条状，局部聚集呈片理状分布。杂卤石颗粒与石盐、硬石膏呈线接触，边界清晰，少见穿插和交代现象（见图5e ）。
2.2.3 化学成分及可溶性特征
ZK601、ZK001、川宣地1和川宣2等井的杂卤石钾盐矿样品进行化学分析显示，样品中K+含量为2.07%~11.87%，平均值为6.6%。石盐型杂卤石中的杂卤石内碎屑颗粒散布于石盐基质中，当注入淡水后，作为胶结物的石盐基质迅速溶解，杂卤石颗粒失去支撑并进入卤水溶液中，处于随机运动状态，并被进一步溶解于水中。这些盐晶胶结的内碎屑颗粒杂卤石与钾石盐、光卤石等可溶性钾盐矿相当，具有水溶性特征[22]。
2.3 富钾锂卤水特征
2.3.1 卤水化学成分
按照《矿产地质勘查规范 盐类 第3部分：古代固体盐类》[23]及《矿区水文地质工程地质勘探规范》[24]要求进行抽水试验。在ZK601井和川宣2井抽水试验期间，共采集了5个不同时间间隔的卤水样本，并对其进行了详细的化学成分分析（见表1 ）。结果表明，卤水的矿化度为354.6~396.5 g/L，K+含量为28.92~48.15 g/L，Na+含量为98.3~106.0 g/L，Mg2+含量为887~1 094 mg/L，Ca2+含量为9 520~12 794 mg/L，SO42−含量为1 032~2 294 mg/L，Cl−含量为202.1~210.9 g/L，HCO3−含量为558~1 869 mg/L。卤水的水质类型为氯化钙型。此外，卤水中多种微量元素含量较高，Li+含量为104.5~204.5 mg/L，Br−含量为875~2 980 mg/L，Rb+含量为36.8~57.3 mg/L，I−含量为31.67~38.00 mg/L，具有很高的综合利用价值。
表1 ZK601井、川宣2井卤水部分化学成分分析结果 |
| 样品编号 | 矿化度/ (g•L-1) | Li+/ (mg•L-1) | K+/ (g•L-1) | Na+/ (g•L-1) | Mg2+/ (mg•L-1) | Ca2+/ (mg•L-1) | SO42−/ (mg•L-1) | I−/ (mg•L-1) | Cl−/ (g•L-1) | HCO3−/ (mg•L-1) | Br−/ (mg•L-1) | Rb+/ (mg•L-1) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ZK601-1 | 354.6 | 169.5 | 28.92 | 106.0 | 887 | 9 520 | 2 294 | 36.30 | 202.1 | 1 337 | 2 510 | 36.8 |
| ZK601-2 | 363.0 | 204.5 | 34.80 | 101.0 | 1 077 | 11 260 | 1 946 | 31.67 | 206.0 | 667 | 2 980 | 53.0 |
| ZK601-3 | 362.2 | 201.5 | 34.84 | 102.4 | 1 031 | 10 970 | 1 032 | 31.67 | 206.0 | 671 | 2 110 | 51.0 |
| 川宣2-1 | 396.5 | 111.5 | 48.15 | 101.0 | 1 094 | 12 794 | 1 423 | 38.00 | 207.8 | 558 | 1 112 | 56.4 |
| 川宣2-2 | 370.0 | 104.5 | 46.15 | 98.3 | 1 061 | 12 428 | 1 508 | 32.50 | 210.9 | 1 869 | 875 | 57.3 |
2.3.2 钾锂来源分析
黄金口背斜ZK601、川25、北2、恒成1和大湾3等井的卤水样本进行的聚类分析显示，硼酸与锂离子的相关系数为0.945 6，表明其卤水成分与绿豆岩地层存在关联。绿豆岩在四川盆地东北部地区广泛分布，但在普光地区的众多油气井和钾锂专探井中，绿豆岩厚度变化较大，甚至在许多钻井中缺失[25]，表明该地区的绿豆岩可能遭受了溶解作用。在钾石盐析出之前，Br−和K+是液相中的稳定组分，ZK601井卤水的Br−/Cl−值为10 240，对应于海水蒸发过程中的初期硫酸钠沉积阶段。K+/Cl−值作为卤水浓缩的指标，其值为169 130，浓度超过了海水蒸发过程中钾盐沉积阶段对应离子浓度。富钾锂卤水中的K+/Cl−值和Br−/Cl−值的不协调增高推测与固态钾盐矿溶滤作用有关。此外，脱硫系数（SO42−/Cl−值）反映了卤水形成环境的封闭性。较小的脱硫系数意味着更好的封闭条件[26]。ZK601井卤水的SO42−/Cl−值为490，表明其处于强烈还原且封闭的环境中。
2.4 钾锂资源空间叠置关系
受沉积和构造改造的共同作用，嘉四段+五段和雷一段固液两相锂钾资源叠置发育，在纵向上形成“三层楼”结构。下层为嘉四段+五段下部膏云坪亚相沉积体系控制的灰质白云岩、白云质灰岩薄层卤水储层；中层位于嘉四段+五段中上部，受上下碳酸盐岩顶底板限制，原生沉积的杂卤石变形变位，聚集形成石盐型杂卤石钾盐矿层；上层为雷一段富钾锂卤水储层。从钻井和构造分析来看，受燕山期和喜马拉雅期两期不同方向构造改造的叠加影响，有利于形成网状裂缝系统，从而改善储集物性，卤水储集和输导条件更优越。
嘉四段+五段中上部发育的石盐型杂卤石钾盐矿层，局部呈现揉皱聚集的巨厚层状特征。统计分析显示，石盐型杂卤石的厚度与揉皱地层厚度之间存在正相关关系。例如，元坝地区元坝16井区，地层厚度为400 m，测井复查结果显示石盐型杂卤的厚度近90 m。川宣地1井地层厚度为730 m，对应的杂卤石厚度达62.8 m。相比之下，普光地区厚度小于100 m地层中，杂卤石的累计厚度多在10 m以下，部分钻井甚至未见杂卤石的存在。
3 固液两相钾锂资源富集条件及成矿演化模式
3.1 三元富集成矿条件
固液两相钾锂资源矿藏形成的基本地质条件是充足的钾锂离子来源和溶滤流体补给；另一方面，中下三叠统钾锂资源埋深大，勘探开发投入成本巨大，必需考虑高产的控制因素。四川盆地经历了多期次的构造改造，矿体切割破碎，纵横向变化复杂，也成为制约钾锂资源富集成矿的关键因素之一。综合考虑钾锂物质的存在、溶滤系统流体补给来源、多期构造改造等关键因素，形成了钾锂资源“三元富集”理论认识，明确了勘探开发的目标与方向，为勘探开发实践提供了理论支撑。其中，原生杂卤石钾盐矿和绿豆岩具有具有厚度大、钾锂含量高和纵向近距离叠置发育的特点，是矿藏富集成矿的物质基础；由于三叠系相对封闭，外部流体补给有限，在早期原生海水的基础上，广泛分布的巨厚石膏持续性脱水作用，为封闭溶滤体系提供了充足的流体补给；多期次的构造运动对低渗储层进行了改造，外力作用导致石盐型杂卤石发生形变、聚集加厚，最终形成了固液两相钾锂资源矿藏的富集。
3.1.1 杂卤石和绿豆岩是钾锂成矿物质基础
雷一段底部发育富含锂的绿豆岩，嘉四段+五段发育杂卤石钾盐层，富含钾锂离子的地层在纵向上近距离叠置发育，形成了“双源补给，近源释放”的成矿有利条件，为钾锂离子的溶滤和富集提供了物质基础。
采用不同的水和盐溶液对杂卤石进行溶解实验，结果表明杂卤石在与溶液作用时，其中的钾元素可向液相转移，尤其是在氯化钙溶液中，K+浓度可达40 g/L。这一结果揭示了当杂卤石与地下卤水共存时，杂卤石能在不同的溶剂条件下发生溶解[27]。考虑到研究区域内杂卤石富钾岩层和绿豆岩富锂岩层的广泛分布，推测在后期埋藏阶段，从石膏转化中缓慢释放大量水，导致在高温高压条件下产生了近源溶滤现象，溶解了固态钾盐层、杂卤石以及绿豆岩。这一过程对卤水中钾、锂含量的增加起到了关键作用。
3.1.2 原生海水和溶滤系统石膏脱水提供了流体补给
卤水存储于由碳酸盐岩和蒸发岩组成的岩层中，与海水蒸发浓缩的过程密切相关[28-29]。将海水蒸发后剩余的卤水的化学成分与地下卤水的化学成分进行比较，有助于了解卤水的来源。利用25 ℃条件下南海海水进行的蒸发浓缩实验揭示，海水蒸发过程中会依次形成7个盐类析出阶段，依次为方解石、石膏、盐岩、芒硝、钾石盐、钾镁矾和光卤石[30⇓-32]。ZK601井卤水的盐度水平与典型卤水蒸发过程中芒硝阶段所见的盐度水平相匹配，但是Mg2+和SO42−含量较低，而K+和Ca2+含量较高，这表明还有其他因素影响着卤水的演变。卤水中的87Sr/86Sr值为0.708 324，这一数值位于嘉陵江组中多硫化物、盐岩、硬石膏和白云石样品的同位素值范围内（0.708 16~0.708 37），与三叠纪海水锶同位素数据的分析结果相吻合[33]，证实了卤水与古老海洋来源有关（见图6 ）。
基于研究区目标地层温度和压力条件下石膏脱水模拟实验来研究石膏在深埋地层条件下的脱水过程，揭示地下溶滤系统中地下水的可能补给来源。X射线衍射分析显示，石膏（CaSO4·2H2O）在165 ℃时脱水，生成半水石膏（CaSO4·1/2H2O），并在220 ℃时完全转变为硬石膏（CaSO4）（见图7 ）。嘉四段+五段和雷一段普遍发育硬石膏，例如普光地区毛坝构造的毛坝1井中，硬石膏的厚度近350 m。高温高压实验表明，当深度达5 000 m时，石膏仍为半水石膏状态，而在6 700 m则完全转变为硬石膏，表明石膏经历了持续脱水过程，为深层卤水提供了持续的补给来源。从理论看，石膏脱水所释放的结晶水相当于石膏体积的48.6%[40]，为卤水的形成提供了重要的水源。
3.1.3 多期次构造作用是钾锂资源富集的关键
雷口坡组海相沉积结束后，川东北地区经历了印支、燕山和喜马拉雅等构造运动的叠加改造，导致地层发生强烈抬升、断裂切割破碎和褶皱形变。嘉四段—嘉五段石膏和盐岩发育厚度大，高温高压条件下，具有很强的塑性特征，是中上形变层的分界面，受到了多期构造叠加改造作用的影响。基于动态平衡恢复技术，对普光地区的地震剖面开展了构造演化复原与模型正演，显示燕山运动形成北东向隆凹相间构造格局，造成嘉四段+五段塑性地层横向流动，形成了翼厚顶薄的分布特征（见图8 ）。特别是背斜翼部和向斜主体含杂卤石的塑性地层厚度急剧增加，杂卤石重新分配，为局部叠加增厚提供了良好条件。喜马拉雅运动过程中大巴山东西向挤压作用持续对杂卤石提供了外力构造破碎条件，造成石盐型杂卤石进一步被切割、破碎和聚集加厚。
川东北普光地区北2、川25和ZK601等典型钻井显示卤水储层主要位于嘉陵江组顶部和雷一段（见图9 ）。以ZK601井为例，卤水层岩性主要为白云岩、白云质灰岩和白云质石灰岩，平均孔隙度为2.57%，渗透率小于0.1×10−3 μm2，为低孔低渗储层。钻探过程中，该井出现了井涌、井漏和气侵等现象，岩心观察到碎裂结构和构造角砾岩，显示断裂和裂缝发育。石油探井老井复查显示，川东北普光地区嘉四段+五段和雷一段储层孔隙度和渗透率普遍较差、非均质性较强。这种特征不利于深层高盐度卤水的迁移和聚集，因此裂缝的发育显得尤为关键。裂缝不仅能够促进次生孔隙的发育，还能扩大卤水的储存空间，显著改善卤水迁移条件。卤水的富集往往与构造应力相对集中和断层-裂缝系统发育的区域相关[41-42]。由于多期构造运动的影响，形成了复杂的断层和裂缝系统，这些系统连接了相同或不同的卤水储层，沟通了杂卤石和绿豆岩，从而促进了流体的运动，形成纵横向贯通的溶滤系统。断层与裂缝的发展不仅促进了次生孔隙的发育，还扩大了卤水的储存空间，显著改善了卤水在储集体内的迁移条件，从而对卤水的富集和分布产生了重要影响。
3.2 成矿演化模式
固液两相钾锂资源富集演化经历了4个阶段（见图10 ）：①成盐聚钾锂期：拗陷作用在台地内部形成多个古地貌低洼部位，为卤水汇聚提供了可容纳空间，古隆起障壁作用下形成了相对封闭的盐湖沉积环境。海水的间歇补给和强烈的蒸发浓缩作用下，规模成盐聚钾中心形成，坳陷内部产生层状原生杂卤石沉积，这一过程与火山活动在盆地中形成富锂的绿豆岩同时发生（见图10a ）；②水岩反应初期：在杂卤石的埋藏压实过程中，由于差异压实形变，杂卤石与石盐局部混合，形成横向厚度变化不均的“盐包钾、盐钾混合”特征。深埋条件高温高压条件下，石膏脱水持续释放流体，促进杂卤石的溶解以及绿豆岩地层的水岩相互作用，溶滤系统长时间保持，形成高K+、高Li+卤水的封闭系统（见图10b ）；③改造聚集期：燕山早期的逆冲推覆作用形成了一系列北东向展布的冲起构造，强烈的构造改造下，杂卤石岩层切割、破碎，塑性增强并与石盐揉皱混合，在背斜翼部聚集增厚，形成厚层状石盐型杂卤石。构造破碎下断裂、裂缝发育，流体活动加剧，进一步增加了卤水中钾锂离子含量（见图10c ）；④富集定型期：喜马拉雅期大巴山逆冲挤压作用使得早期东北向构造被后期北西向构造叠加和改造，形成了复杂的叠加变形[43]。构造破碎持续作用下，杂卤石与石盐混合更为均匀，溶滤作用持续溶解地层中的杂卤石和绿豆岩，导致卤水中钾锂离子含量不断增加。多期次构造作用产生网状裂缝，改善了嘉四段+五段和雷一段储卤层的渗透性，扩大了存储空间。在地下水力系统的控制下，富钾锂卤水逐渐汇聚到背斜顶部和转折端的裂缝孔隙型储集体内，最终形成了富含钾锂离子的深层储卤层（见图10d ）。在4个阶段的控制下，嘉四段+五段石盐型杂卤石层混合更均匀，叠加更厚，成为钾盐溶采的主要目标，雷一段卤水层形成网状孔缝系统，储集和输导条件更佳，是钾锂资源综合勘探开发的重点。
4 勘探启示
川东北地区海相深层钾锂资源三元富集模式解释了资源形成的条件及富集控制因素。从石油探井复查的情况来看，普光、通南巴、元坝、涪陵和广安5个聚钾区总面积超过2×104 km2。普光聚钾区川宣地1井和川宣2井的突破，是继普光大气田和二叠系页岩气勘探重大突破后，普光地区再一次取得了钾锂资源矿藏勘探新领域突破，为天然气、锂、钾等多种资源综合开发利用奠定了坚实的基础，更为中国海相钾锂资源的勘探开发注入了新的活力。
具有商业开采价值的钾锂资源才具备实际意义。在深层开采中，固体钾盐矿必须是可溶性的石盐型杂卤石，涪陵和广安聚钾区主要以常规杂卤石为主，溶采难度大，为深埋难以开采的呆矿。川东北地区普光、通南巴和元坝地区发育厚度较大的石盐型杂卤石，是勘探的有利区域。构造作用不仅有助于杂卤石的重新分配和聚集，还改善了致密卤水储层物性。川东北普光地区的构造形变最为显著，而元坝和通南巴地区则相对较弱。从埋藏深度来看，普光地区整体埋藏较浅，有利于降低生产成本，对开展对接井试采和商业开发具有较强的现实意义。
从钾锂资源勘探与开发来看，中层的石盐型杂卤石资源无疑为钾盐的对接井溶采及产能建设提供了坚实的基础。未来，对富锂钾卤水富集区开展适度的酸化压裂处理，有望进一步提高储层的渗透性，提高单井卤水产量。甚至可以考虑固液两相资源互层发育特点，设计大斜度井，保证卤水储层穿行厚度，同时沟通卤水储层和溶采石盐型杂卤石层，开展固液混采，实现钾锂卤水综合采集，提升开采效率与效益。
普光地区钾锂固液两相资源的突破，虽然标志着四川盆地海相深层钾锂找矿面临的资源可动性、潜力评估及富集规律认识等关键难题已初步得到解决，但依然面临矿床地球物理精细定位和卤水钾锂离子含量定量预测等挑战。未来工作需进一步聚焦石盐型杂卤石与富钾卤水储层的厚度和离子含量的差异性，通过系统样品分析和数值模拟，揭示成矿与运移机理。同时，要依托地球物理技术，提高勘探精度和效率，特别是加强膏盐岩层地震反射高精度成像、测井定量解释和钾锂矿藏展布地球物理预测等技术攻关。此外，加强地震-地质-开发一体化工作，加强企地合作、协同攻关关键技术，共同推动对接井溶采和产能建设，为钾锂资源勘探开发的高质量发展提供保障。
5 结论
川东北地区嘉四段+五段和雷一段受晚期咸化旋回控制，发育膏云坪、盐湖和蒸发坪沉积体系。开江水下隆起阻挡了海水自东向西侵入，在台内拗陷和强蒸发浓缩共同作用下，嘉四段+五段发育了普光、通南巴和元坝3个规模成盐聚钾中心。嘉四段+五段下部和雷一段受局部正地貌控制，经暴露溶蚀形成了粒内、粒间溶孔，具备良好的卤水储集条件。
嘉四段+五段石盐型杂卤石最大厚度可达90 m，分布面积可达1.23×104 km2。石盐型杂卤石与石盐伴生，其可溶于水的特性有利于深埋条件下的水溶法开采，卤水钾锂离子含量高，标志着四川盆地东北部海相地层深层存在优质钾锂资源矿床。三叠系海相固液两相钾锂资源邻近发育，形成了“三层楼”结构的空间叠置体系。几何法估算普光地区586.9 km2面积内石盐型杂卤石KCl潜在资源量超9×108 t，为中国海相深层钾锂资源开发利用奠定了基础。
川东北嘉四段+五段和雷一段钾锂资源具有“三元富集”成矿规律。雷一段底部的绿豆岩和嘉四段+五段的杂卤石共同构成了钾锂资源物质基础，形成了“双源补给，近源释放”的成矿有利条件。在深埋条件下，石膏持续脱水提供了充足的流体补给，确保了长期封闭溶滤得以维持，进而形成了高K+和高Li+的卤水系统。多期适度的构造改造不仅控制了裂缝-孔隙型储层的形成，还导致杂卤石揉皱、切割破碎，并与石盐混合发生塑性流动而叠加增厚，在地下溶滤系统的耦合作用下，形成了高品质的石盐型杂卤石。断层与裂缝促进了储卤层次生孔隙的发育，改善了卤水在储集体内的迁移条件，对卤水的富集产生了重要影响。
固液两相钾锂资源成矿过程经历了成盐聚钾锂期、水岩反应初期、改造聚集期和富集定型期4个阶段。在4个阶段的控制下，嘉四段+五段的石盐型杂卤石层叠加富集，是钾盐溶采的主要目标层；而上、下富锂钾卤水层中，雷一段的网状裂缝更发育，卤水储集和输导条件更为优越，为钾锂资源综合勘探与开发的重点目标层。