新疆塔里木盆地是中国最大的内陆盆地,东西长1400千米,南北最宽处约550千米,面积56万平方千米。其地势西高东低并略向北倾,最低处海拔高程约780米,位于已经干涸的罗布泊湖盆中。
罗布泊(图1)在历史文献中也被称为盐泽、蒲昌海、罗布淖尔等。数万年前,塔里木河、孔雀河、车尔臣河与疏勒河汇流于此,面积达上万平方千米,一派烟波浩渺水连天际的景色。1942年罗布泊水域面积尚有约3000平方千米,1962年减少至660平方千米。1972年,人们从美国地球资源卫星Landsat1拍摄的照片上看到,罗布泊已无湖水存在的迹象。
图1塔里木盆地主要水系及罗布泊位置图
罗布泊地区在卫星照片上特有的大耳朵形态,被人们誉之为“地球之耳”(图2)。实际上,构成这只大耳朵的轮廓线条,就是罗布泊在逐渐干涸过程中,湖水面积不断缩小而遗留下来的湖岸线痕迹。在理想状态下,湖泊彻底干涸后,湖岸线痕迹应该呈现完美的闭合环状。显然,正是由于古罗布泊的湖岸线痕迹发生了缺损,才产生了大耳朵的样貌。
图2美国地球资源卫星Landsat1拍摄的罗布泊地区照片
(1972年)
许多学者对这一现象产生的原因给出了解释。有一种观点认为,来自喀拉库顺湖(也称喀拉和顺湖,已干涸)的河流,从西南方向注入罗布泊形成多期三角洲沉积物,是这些三角洲沉积物中断了湖岸线痕迹的延续性(图3)。在一些现代湖泊的河口三角洲,可以观察到这种现象。
图3三角洲沉积物中断了罗布泊湖岸线痕迹的延续性
中科院遥感与数字地球研究所邵芸研究员通过解译雷达遥感图像,认为罗布泊在历史上存在东湖和西湖的时空分布。在南北朝时期(公元420年-589年)发生的干旱事件,使罗布泊东湖彻底干涸,遗留下近于环状的湖岸线痕迹。此后气候环境重新转为湿润,产生了罗布泊西湖。由于罗布泊西湖水域漫延至东湖的西部,致使西湖的湖相沉积物覆盖了东湖西部的湖岸线痕迹,“地球之耳”图景因此产生(图4)。
图4罗布泊大耳朵形态成因示意图
罗布泊湖盆完全干涸后,地表布满了坚硬的盐壳,寸草不生一片荒凉(图5)。但在地下数百米深度范围内,却蕴藏着富含多种化工原料的卤水资源。
图5在干涸的罗布泊湖盆内极目远望(沈建林摄于2007年)
1995年,中国地质科学院王弭力研究员率“罗布泊远景区成钾”课题组,在罗布泊地区发现富钾卤水。第二年,由中国地质科学院、新疆地矿局第三地质大队、中国地质大学和地矿部遥感中心等单位承担的“罗布泊地区钾盐资源开发利用研究”项目开始实施。至1999年底,在罗布泊地区“罗北凹地”第四系地层中,探明资源量达2.5亿吨的硫酸盐型卤水钾矿(图6)。矿床展布面积达1300多平方千米,埋藏深度小于200米。
图6罗布泊地区钾盐勘探工作环境
2000年9月,新疆罗布泊钾盐有限责任公司成立(2004年变更为国投新疆罗布泊钾盐有限责任公司),标志着罗布泊钾盐资源正式投入开发。在此背景下,新疆若羌县于2002年4月设立罗布泊镇。其辖地范围达5.2万平方千米,堪称国内面积最大的镇。
2003年7月,第一袋“罗布泊”牌硫酸钾化肥产品问世。五年之后,年产120万吨硫酸钾生产线建成投用,罗布泊成为国内仅次于青海察尔汗盐湖(化肥产品主要为氯化钾)的第二大钾肥生产基地。2012年,全长374千米的哈密至罗布泊铁路完成修筑开通运行,为钾肥生产和销售提供了便利的运输条件。2021年,罗布泊产出硫酸钾化肥163万吨。
用地下含钾卤水生产钾肥,首先需要从地面向下钻井钻达卤水层,然后将卤水抽取出来输送到盐池进行晾晒。随着盐池中的水分不断蒸发散失,卤水中的各种盐分依次达到饱和状态而析出,由此分离出生产钾肥所需的原料。随着罗布泊钾肥生产规模的扩大,晾晒卤水的盐池也随之扩展。目前盐池的总面积已达300多平方千米,成为罗布泊荒漠中的靓丽风景(图7、图8)。
图7罗布泊盐池景观(远处为生产钾肥的厂区)
图8卫星照片上的罗布泊盐池
目前,我国的钾肥年产量位居加拿大、俄罗斯和白俄罗斯之后,名列世界第四,但消费量却是世界第一。2021年我国农用钾肥中,约有45%是从国外进口的。为此热切期望在罗布泊地区能够不断发现新的钾盐资源,保持钾肥生产持续向上跃升的态势。
2022年12月6日于成都
参考文献
[1] 中央电视台记录频道(CCTV 9).我所经历的罗布荒原.2020-11-01.
[2] 微信公众号空天信息.揭秘丝绸之路的咽喉—罗布泊.2015-06-12.
[3] 微信公众号覆盖区找矿.罗布泊钾盐矿床发现过程,中国几代“钾盐人”梦想成真.2022-11-05.
[4] 微信公众号自然资源之声.中国找钾盐,这些人和事儿必将载入史册.2021-03-31.
作者:沈建林(新疆油田公司教授级高级工程师)
美编:韩雅彤
校对:张腾飞(地质地球所) 姜雪蛟(海洋一所)
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