下刚果盆地位于非洲西部，在白垩纪沉积了巨量的优质钾盐资源，而且该处滨临大西洋，海 运便利，具有重要的开采利用价值。已有中国公司在位于下刚果盆地边缘的刚果共和国奎卢 省布谷 马西地区取得探矿权，并实施了数十口钻孔，获得了大量钻孔地层资料和矿床地质资料。此 外，笔者通过野外工作和室内研究，基本查明了蒸发岩地层中盐类矿物的岩相学及其矿物组 合、沉积韵律等特征，对盆地沉积环境和成 盐作用的研究提供了非常有用的信息。据此，本文对下刚果盆地钾盐矿床及其沉积地层进 行详细的研究，以期掌握钾盐矿床特征和蒸发岩沉积特征，并总结出其矿床沉积模式。         刚果（布）滨海盆地（下称下刚果盆地）地处非洲大陆西缘、加蓬_安哥拉滨海盆地的中段 （图1），与南美洲巴西塞尔希培盆地隔海相对（Harris，2008）。大西洋东岸自北向南由 喀麦隆（Douala）盆地、加蓬(Gabon)盆地、下刚果(Congo)盆地和宽扎（Cuanza）盆地等构 成了一个巨型盆地系统（Lehner et al.，1977；Ruiter，1979），同属西非被动大陆边缘 盆地。下刚果盆地自东向西，由元古宙基底边缘平缓延伸至海底大陆架的盆地中心。盆地形 态总体为北西_南东走向的长方形，北西向长约300 km，南西向宽约100 km。盆地北界为马 永巴（Mayumba）隆起，南界为安布里什(Ambrizete)隆起，东界为前寒武系基底，西界为大 陆架边缘。
盆地底部及边缘由元古宙的变质结晶基底构成，盆地内部由白垩系、新近系和第四系组成。 含盐系赋存于白垩系中部，盆地内盐层最大厚度据推测可达1000 m以上（Ruiter，1979）， 其下部为陆相碎屑岩沉积，上部为海相碎屑岩和碳酸盐岩沉积。
本文所研究的布谷马西矿区位于下刚果盆地东部边缘，海岸线以内。         盆地内钾盐资源储量丰富，据栾元滇等（2015），仅布谷马西矿区，氯化钾333+334资源量 就达85.2亿吨，332+333资源量11.5亿吨，KCl平均品位16.49%。         矿床赋存于下白垩统Aptian阶蒸发岩地层中，矿体呈水平—近水平层状，多为单层结构类型 ，单层厚度在几米至几十米，光卤石层累计厚度超过100 m。矿层与顶底板围岩颜色差异很 大，易于识别。矿层稳定，延续范围广。
对钻孔岩芯系统取样分析，依据工业指标，确定单层矿体范围并圈定矿层，共圈出钾盐矿层 23层，其中，工业矿层21层，低品位矿层2层，从中确定了6个主矿层(栾元滇等，2015)。主 矿 层分布范围大、矿层连续、厚度较大，次要矿层分布范围不大、矿层连续性相对较差、厚度 相对较小。
         根据研究区内多个钻孔（位置见图2）的钻井剖面对比图（图3）显示， 矿区地层总体平缓 ，连续性较好，主要岩性地层都能很好的进行对比。也可看到矿区内东北方向高、西南方 向低，说明盆地沉积中心在研究区的西南方向。同时，盆地不同位置由于受地形的高差、 距离海水灌入位置的远近等因素影响，岩层厚度呈现出一些局部的变化，如ZK182处由于相对 地形较高，相比临近的地层出现一定的隆起，岩层厚度相对较 小。
        矿石类型简单，主要为光卤石型，局部为钾石盐型，属氯化物型钾盐矿。主要矿石包括光卤 石岩：光卤石质量分数95%～99%，石盐质量分数1%～3%；含石盐光卤石岩： 光卤石质量分 数84%～92%，石盐质量分数6%～15%；石盐质光卤石岩： 光卤石质量分数59%～73%，石盐质 量 分数26%～40%；光卤石质石盐岩： 光卤石质量分数44%，石盐质量分数55%；含钾石盐石盐 岩： 钾石盐质量分数达17.39%～19.16%，石盐质量分数达74.58%～77.79%，见少量光 卤石 、硬石膏（据栾元滇等，2015）。矿石品位较高，最高的KCl品位可达24.61%，矿床平均的 KCl品位为16.05%，主矿层的KCl品位在20%左右（宫述 林，2012 ）。
钾盐矿以棕红色光卤石岩为主，局部夹含钾石盐石盐岩透镜体。光卤石岩类占矿层总厚度95 %以上，已施工钻孔中，仅矿区西南边缘的ZK201孔含盐系顶部发育一层4 m厚的后生 淋滤而成的含钾石盐石盐岩（原岩光卤石质石盐岩），分布不稳定，呈透镜体状产出。
        蒸发岩矿物主要为光卤石，极少量钾石盐，其他共生、伴生蒸发岩矿物还有硬石膏/石膏、 石 盐、水氯镁石、溢晶石等。夹层或沉积旋回早期还能见到一些泥质、黑色有机质等，含量较 低。
石盐（NaCl）主要以厚的石盐层出现，厚度最大。石盐层常见的包括无色、白色 、灰白色、 浅灰色至灰黑色等。重结晶的石盐常为无色，晶体粗大，通常可达巨晶（2～5 cm）；白色 、灰 白色石盐一般为细晶_中晶，半自形_他形；浅灰色_灰黑色石盐中常含有机质或碳质页岩夹 层。局部石盐呈稳定的薄层状，薄层厚度一般在1～5 cm，薄层间可见灰黄色_灰白色硬石膏 /石膏微层。
光卤石（KCl·MgCl₂·6H₂O）主要形成厚的光卤石层，少量作为石盐岩的夹 层出现。光卤 石层因含有针状赤铁矿，颜色一般为浅粉红色、浅棕红色、棕红色和深棕红色，为主要的矿 石矿物。
溢晶石 （CaCl₂·MgCl₂·12H₂O）在部分层位中 出现，颜色为橘黄色、黄色、淡黄色、淡黄绿色，部分 层段含量可达80%以上，极易潮解。镜下为粒状，粒度1～4 mm，解理发育，平 行消光，干涉色为一级灰。
水氯镁石（MgCl₂·6H₂O）淡黄色，呈粒状，粒度为0.5～1.0 mm。主要与 溢晶石 共生，镜下观察呈针状晶体，粒径为0.01 mm左右，分布在溢晶石颗粒边缘及颗粒之间。
钾石盐仅在部分钻孔的局部层位可见，与石盐共生，一般认为是光卤石经淋滤而 成的（Ruiter，1979）。
硬石膏/石膏主要出现在蒸发岩的顶部，作为盖层，极少量为薄层或夹层出现在 含盐系地层 中。硬石膏多为灰白色、浅灰色，微晶，局部细晶，整体呈块状，局部为结节状，与有机质 、泥质混杂。
矿石化学成分主要包括NaCl、KCl、MgCl₂、CaCl₂、水不溶物。
w（KCl）为16.05%～26.08%，w（NaCl）为3.10%～46.24%，w （MgCl₂）为19.00%～33.92%。CaCl₂、CaSO₄、水以及水不溶物为少量，几乎不 含Na₂SO₄、MgSO₄。石盐岩中w（Br）一般为0.03%～0.10%，光卤石岩中 w（Br）为0.15%～0.65%（栾元滇等，2015）。
矿床的直接围岩（顶、底板）是整合接触的石盐岩层或不足工业品位的含光卤石石盐岩岩层 ，与矿体界线清晰或逐渐过渡。
整个含盐岩系顶部盖层为一层稳定的硬石膏岩，底板岩性为含碳质砂岩、粉砂岩、碳质页岩 和石膏岩夹层。
硬石膏盖层使得下伏蒸发岩系(包括钾盐矿床)，得以较好的保存下来。
        根据对矿区内数口打穿含盐系的钻孔（如ZK121、ZK181、ZK201等）详细岩芯编录可知，Apt ian阶盐类几乎直接沉积在陆相裂谷期碎屑岩之上。盆地内蒸发岩段总体呈石盐岩和光卤 石岩互层，其间夹多层碳质页岩，局部发育（含水氯镁石）溢晶石岩和次生钾石盐岩。
岩芯编录所获得的钻孔资料，从宏观范围上看，整个蒸发岩系只有一个成盐期，作为Ⅰ级 韵律(沉积旋回)。根据次一级的淡化—浓缩—淡化的变化，进一步划分Ⅱ级韵律。以各韵素 之间的不同咸化、淡化组合，划分出Ⅲ级韵律。
下刚果盆地内早白垩世Aptian阶只有一个 成盐期，含盐系即为Ⅰ级韵律，属一套蒸发岩沉积序列，整个含盐建造作为Ⅰ级旋回。与正 常的海相蒸发岩沉积层序相比，沉积序列缺乏稳定厚大的碳酸盐岩和硫酸盐岩地层。
        Ⅰ级韵律厚度一般在几百米。其组成由上至下为：
碳酸盐岩段海相地层，主要为浅灰色_灰白色（含生物碎屑）（鲕粒）白云质灰 岩，部分白云岩，厚度在25～60 m。
膏盐段厚度10～25 m，主要由硬石膏岩组成，中间夹一层粉砂岩_泥岩。上部局 部石膏化。硬石膏岩为块状，多为微晶，局部细晶，镜下呈放射状和纤维状。
盐岩段主要由石盐岩、光卤石岩、溢晶石岩、钾石盐岩等组成。厚度250～900 m 。
根据钻孔揭露的岩性 特征、盐类矿物沉积特征、岩石组合特征，以碳质页岩（底）、溢晶石岩（顶）为标志层， 每一个Ⅱ级沉积旋回底部均为碳质页岩（图4a），向上依次为厚层石盐岩（图4b）—石盐岩 与光卤石岩互层（图4c）—厚层光卤石岩（图4d、e），部分沉积旋回顶部发育溢晶石岩（ 图 4f）或含钾石盐，将区内盐类沉积划分为8个Ⅱ级沉积旋回（图5），部分旋回不完整，正如 Ruiter（1979）所总结的单个旋回的岩盐沉积序列（图6）。
        Ⅱ1厚度约50 m，旋回底部为碳质页岩夹石膏岩，向上为厚层石盐岩，再往上为厚层光卤石 岩，缺乏其他部分。Ⅱ2厚度约30 m，旋回底部为碳质页岩夹薄层石盐岩，向上为薄层状石 盐岩，再往上为光卤石岩与石盐岩互层，缺乏其他部分。Ⅱ3厚度约30 m，旋回底部为碳质 页岩夹薄层石盐岩，向上为石盐岩与光卤石岩互层沉积，缺乏其他部分。Ⅱ4厚度约40 m， 旋回底部为碳质页岩，向上为薄层状石盐岩与薄层状光卤石岩互层沉积，但光卤石层厚度相 对较大，在顶部发育一层溢晶石岩（含溢晶石光卤石岩）。Ⅱ5厚度较大，平均140 m厚，旋 回底部为碳质页岩夹薄层石盐岩，向上为薄层状石盐岩与薄层状光卤石岩互层沉积，再往上 为光卤石岩夹薄层石盐岩，在顶部发育一层溢晶石岩（ZK201缺失）。Ⅱ6
     厚度约100 m，旋 回底部为碳质页岩，向上为厚层石盐岩，再往上为厚度较大的两层厚的光卤石岩夹一层石盐 岩，在顶部为一层较厚的石盐岩。Ⅱ7厚度约70 m，旋回底部为碳质页岩夹薄层石盐岩，向 上为厚层石盐岩夹薄层光卤石岩，再往上为一层厚度较大的光卤石岩，最上部为石盐岩与光 卤石岩互层沉积。Ⅱ8厚度变化较大，旋回底部为碳质页岩，向上为厚层石盐岩（夹薄层光 卤石岩），最后过渡到硬石膏岩沉积。
在矿区北部、中部和南部各选取1个钻孔（北部ZK101（图5a）、中部ZK03（图5b）、南部 ZK201（图5c））进行沉积韵律对比，详细研究岩盐沉积韵律的变化。从图5中可以看出，北 部 岩盐埋深较浅，南部岩盐埋深较深，说明岩盐开始沉积时，盆地底部有较小倾角的坡度。3 个钻孔岩盐韵律均显示以下特征，Ⅱ1、Ⅱ6和Ⅱ7比较相似，底部均为碳质页岩（夹石 盐岩 或石膏岩），向上为厚层石盐岩，再到光卤石厚层，最上部为薄层光卤石岩与石盐岩互层。 Ⅱ4和Ⅱ5比较相似，都是底部为碳质页岩，向上为石盐岩，再过渡到石盐岩与光卤石岩互层 ，最顶部沉积（含水氯镁石）溢晶石岩。不同的是Ⅱ5比Ⅱ4厚，且上部沉积有厚层的光卤石 岩。Ⅱ2和Ⅱ3比较相似，底部为碳质页岩（夹光卤石岩或石盐岩），上面为薄层石盐岩与光 卤石岩互层。3个钻孔岩盐韵律的差别在于，ZK201钻孔Ⅱ4旋回顶部缺乏（含水氯镁石）溢 晶石岩（图5c），与ZK101（图5a）和ZK03（图5b）相异，可能是因为Ⅱ4旋回沉积时，ZK20 1钻孔位置靠近盆地中心或海水灌入通道，致使水体蒸发浓缩析出，且蒸发岩程度不及矿区 中部和北部。对出现的韵律和厚度进行分析，各Ⅱ级韵律均表现为不对称式，即淡化期短 ，向上迅速咸化浓缩。析钾期水体的浓—淡变化，体现在石盐岩和光卤石岩的交互沉积，而 且各Ⅱ级韵律间光卤石单层及累积厚度均有所不同。主矿层主要分布在Ⅱ1、Ⅱ2、Ⅱ5、Ⅱ6 和Ⅱ7（图5）。其中，Ⅱ1、Ⅱ6和Ⅱ7韵律段矿层较厚且稳定，厚度约10～20 m；Ⅱ2和 Ⅱ5的主矿层较薄，厚度约5 m，且部分边部钻孔缺失（如ZK101，图5a）（据栾元滇等 ，2015）。
        将最小的单层岩性作为一个韵素，研究层段的主要韵素有硬石膏岩、石盐岩、光卤石岩、（ 含水氯镁石）溢晶石岩、钾石盐岩等。在Ⅱ级沉积旋回划分的基础上，根据单个或数个岩性 相近的韵素在剖面上的不同组合划分出不同的Ⅲ级韵律。具体划分出以下淡化类（a类）和 咸化类（b类）盐韵律。图7分别列出了各盐韵律，每个盐韵律相当于1个Ⅲ级韵律。
a类（咸化段中的盐韵律）在咸化段中出现，包括4种类型，即a1、a2、a3、a4（ 图7）。a 1为碳质页岩（夹石膏岩或与石膏岩互层）_石盐岩_光卤石岩，一般出现在蒸发岩地层的底 部，是岩盐沉积的最开始阶段；a2为石盐岩_光卤石岩互层沉积，本韵律在整个盐类沉积过 程中均可见，单个薄层的厚度从0.1 m至几m不等；a3为石盐岩_光卤石岩_（含水氯镁石） 溢 晶石岩，一般出现在每个二级旋回的顶部，代表该旋回的后期沉积特征；a4为碳质页岩_硬 石膏岩_石盐岩，代表一个正常速率的咸化沉积，属于某沉积旋回的开始阶段。与a1相比， 出现了硬石膏岩这一韵素，反映较缓慢蒸发浓缩的盐韵律类型。而a1由碳 质页岩直接过渡到石盐岩，反映快速蒸发浓缩的盐韵律类型。
b类（淡化段中的盐韵律）在淡化段中出现，包括5种类型，即b1、b2、b3、b4、 b5（图7 ）。b1为（含水氯镁石）溢晶石岩_光卤石岩_石盐岩，为较缓慢蒸 发浓缩的盐韵律类型，在盐类沉积中较少见；b2为光
         卤石岩_石盐岩_硬石膏岩，一般出现在蒸发岩地层的顶部，是 岩盐沉积的最后阶段，反映水体淡化至正常海相沉积阶段；b3为光卤石岩_钾石盐岩（或含 钾石盐石盐岩）_石盐岩，仅在局部钻孔出现，钾石盐为光卤石淋滤而成；b4为石盐岩_碳质 页岩_石盐岩；b5为石盐岩_石膏岩_石盐岩，都反映了快速的淡化再咸化的过程，较少见。 
a类咸化的4种盐韵律代表了正常的水体浓缩、依次析出盐类的特征，总体即碳质页岩—石盐 岩—光卤石岩—（含水氯镁石）溢晶石岩。而b类淡化的5种盐韵律，即钾镁盐在下，石盐在 上的逆向沉积，说明该阶段为海侵期。淡化段中碳质页岩夹石盐岩、硬石膏岩均为原层交互 沉积，且碳质页岩中细密的水平纹层，不仅代表淡化过程，而且说明水体较深、环境稳定， 进一步说明补充的不是新鲜较淡的海水，而是经过初步浓缩相邻盆地灌入的水体，可迅速浓 缩析盐。整体来看，大部分Ⅲ级韵律呈对称式分布，即浓—淡—浓的变化，咸化淡化依次交 替，指示水体蒸发浓缩程度不断变化的过程。
        刘成林等（2015）将加蓬_刚果_塞尔希培盆地系的的钾盐矿床划分为离散型板块盆地钾盐矿 床大类中的大西洋裂谷型，即裂谷最终打开形成大洋的裂谷盆地，由陆相转变为海相早期， 沉积了广泛的蒸发岩地层(图8)和“刚果型"海相钾盐矿。
海水在蒸发作用下，因溶解度不同，按溶解度由小到大依次沉积，首先沉积碳酸盐、其次为 硫酸 、盐再次为卤化物。碳酸盐、石膏或硬石膏通常出现
在海相蒸发岩序列的下部，但在下刚果盆地缺失了这些地层（Ruiter，1979）。结合区域地 质资料，西非陆缘盆地，包括纳米比亚盆地、宽扎盆地、下刚果盆地、 加蓬盆地等(图9)，这些盆地之间有高地或隆起 彼此阻隔，如本格拉高地，安布里什隆起等（Harris，2008）。
          海水进 入局限环境，成盐物质在迁移过 程中经受了沉积分异，在不同的盆地或次级盆地海水成分均不同，因为在相邻盆地海水已 经 经历了蒸发浓缩和沉积。 因此，纳米比亚盆地和宽扎盆地析出蒸发阶段早期矿物，而下刚果盆地析出蒸发阶段晚期矿 物，这与下刚果盆地蒸发岩序列中缺乏碳酸盐和硫酸盐地层的事实相一致（Ruiter,1979;Ev ans,1977）。 多个次级盆地的存在，对下刚果盆地形成超大型钾盐矿床具有重要意义。
盆地蒸发岩沉积面积广大，且盆地中心推测厚度可达1000 m，形成这么大规模的盐类矿床， 需要巨量的海水补给，而单次海水入侵很难形成巨厚的盐类矿床（马黎春等，2014）。因此 ，要形成如此规模的蒸发岩矿床，需要在相当长的地质时间内，有周期性的或持续的海水供 给，才可能形成超大规模的钾盐 矿床。水体进入下刚果盆地后，随着地面不断沉降， 高浓度海水不断补给，周而复始，形成 了前述石盐— 光卤石的韵律性沉积，每一个韵律表示一次水体的 变化。若沉积韵律变化少，岩层厚度较大，反映盐类沉积沉积环境较稳定；若水体补给 不稳定，水体动荡 变化，则出现薄层光卤石岩与薄层石盐岩互层，反映 沉积环境波动频繁，海水补给的快速周期性变化。
晚Aptian期—早Albian期，西非结束裂谷阶段，初始洋壳开始形成，海水灌入盆地。南侧鲸 鱼海岭（Walvis Ridge）呈岛或浅礁（Evans，1977），对海水起到阻挡作用(图8)，导致西 非裂谷盆地海水易进难出。经过多次海侵，加之气候干旱，盆地内水体强烈蒸发，在西非、 南美边缘广泛沉积 了厚层蒸发岩(Jackson et al.，2000)，也称“阿普特盐盆地"(Aptian Salt Basin)(图8) 。 鲸鱼海岭（Walvis Ridge）作为隔挡，形成封闭_半封闭环境，对下刚果盆地岩盐的沉积 也具有重要的作用。白垩纪中期，西非地区气候炎热干燥（Fluteau et al., 2007；Scotes e et al., 1999），有利于蒸发作用的进行。
Liu等（2015）系统总结研究世界钾盐成矿理论，认为成钾作用是“物源、气候及构造"三要 素的精确耦合，三要素之间并非简单重叠，而且是在干旱期内的某一时段内的同时作用， 三者缺一不可。
白垩纪时期，大西洋裂谷开始形成、打开，形成了包括下刚果盆地在内的一系列裂谷盆地； 同时，伴随强烈火山活动，以及海水灌入，大量钾、钠等盐类组分进入盆地；此时，正值白 垩 纪温室气候的高温气候期，海水经强烈蒸发析出石膏后，形成富钾卤水，迁移至裂谷中最深 的次级盆地即下刚果盆地，进一步浓缩形成光卤石矿层。综合下刚果裂谷盆地钾盐矿床特征 及其各方面成矿要素，总结归纳出其钾盐沉积模型(图9)。
（1） 矿床赋存于下白垩统Aptian阶蒸发岩地层中。蒸发岩系主要为石盐岩与光卤石岩互层 沉积，并有多层溢晶石、水氯镁石和黑色碳质页岩夹层。矿体总体呈水平_近水平层状，单 层厚度在几米至几十米，矿层稳定，延续范围广，矿层累计厚度超过100 m。钾盐矿主要为 棕红色光卤石岩，主要矿石类型是光卤石型，仅局部为钾石盐型。矿石品位高，KCl平均品 位为16.49%。
（2） 下刚果盆地内早白垩世Aptian阶只有一个成盐期，含盐系即为Ⅰ级韵律，又可细分为 8 个Ⅱ级盐韵律和若干个Ⅲ级盐韵律。盆地总体沉积环境较稳定，未出现蒸发岩序列中断 。
（3） 盆地内蒸发岩段总体上呈石盐岩和光卤石岩互层构成，其间夹多层碳质页岩，局部发 育（含水氯镁石）溢晶石岩。由于受地面的沉降变化和海水周期性灌入的影响，出现了石盐 _光卤石的韵律性沉积。当环境很稳定时，沉积厚层石盐岩或光卤石岩，沉积环境波动时则 石盐岩和光卤石岩的韵律性互层沉积。
（4） 综合矿床特征、沉积特征、构造气候、物源等条件，总结出下刚果裂谷盆地型钾盐 矿床的沉积模式。即：大陆拉张形成裂谷凹陷，海水持续或间断灌入，有障碍半阻挡，加之 持续干旱的气候环境，共同作用形成裂谷型盆地钾盐矿床。     
志谢野外工作过程中得到了深圳中航资源有限公司和山东鲁源矿业有限公司 的热情帮助和大力支持，在此表示感谢！