青海茫崖獅子溝地區(qū)深層鹵水鉀鹽成礦遠景區(qū)礦產(chǎn)資源調查

毛建業(yè)，汪青川，王占巍，朱建鵬

(青海省地質調查局，青海 西寧 810000)

青海茫崖獅子溝地區(qū)深層鹵水鉀鹽成礦遠景區(qū)礦產(chǎn)資源調查

毛建業(yè)，汪青川，王占巍，朱建鵬

(青海省地質調查局，青海 西寧 810000)

青海茫崖獅子溝深層鹵水鉀鹽調查區(qū)位于柴達木盆地西部中央拗陷帶的西部隆起區(qū)，北東為柴北緣褶皺帶，北西為阿爾金構造帶，南緣為昆北斷裂帶[1]。大地構造位置屬柴達木板內裂陷盆，地屬三級構造單元，依據(jù)地臺構造發(fā)展過程的內部差異性，表層構造的形態(tài)、基底性質、各地區(qū)的構造特征，結合新生代盆地內部的隆起及沉降特征。對獅子溝深層鹵水鉀鹽礦的區(qū)域地層和水文地質特征進行了介紹，并對遠景區(qū)的鉀、硼、鋰、碘、溴的資源量進行了估算。

獅子溝；深層鹵水鉀鹽；礦產(chǎn)資源調查

調查區(qū)地層屬秦祁昆地層分區(qū)，柴達木小區(qū)，出露新生界地層。區(qū)域內絕大部分地區(qū)分布新生代地層，只在西南、西北角一帶有前新生代地層出露[1-2]?？傮w觀之，區(qū)內沉積厚度較大，地質構造復雜，巖漿活動由加里東期至燕山期均有分布。區(qū)域內鹽類礦產(chǎn)豐富，以鉀、硼、鎂鹽為主，其次為石鹽、芒硝、天青石等礦產(chǎn)。

1 區(qū)域地質

1.1地層

區(qū)域內自老至新出露的地層有震旦系、奧陶系、泥盆系、二疊系、侏羅系、白堊系、古近系、新近系和第四系。其中前新生代地層主要分布在阿爾金山一帶，并與侵入巖一起構成各山系的主體，根據(jù)地震剖面推斷，元古代組成了柴達木盆地的結晶基地，中生代屬柴達木盆地內的第一沉積蓋層；古近系、新近系和第四系則廣泛分布在山前地帶及盆地內。其中，古近系與新近系屬柴達木盆地內的第二沉積蓋層，第四系屬柴達木盆地內第三沉積蓋層[3]。

依據(jù)柴達木盆地中新生代以來大的構造運動及其所形成的不整合面，結合區(qū)域地震反射不整合面將沉積蓋層劃分為3個超層序，即第四系超層序、新生代超層序、中生代超層序。

1.2構造

調查區(qū)經(jīng)歷了基底構造運動和新構造運動的持續(xù)演化，它們使調查區(qū)第四系中、下更新統(tǒng)地層普遍發(fā)育了褶皺和斷裂，主要表現(xiàn)為北西向背斜構造、向斜構造(凹地)、斷裂(凹陷)相間排列，成群成帶出現(xiàn)。按斷裂構造展布方向和性質可分為NW、NWW向逆沖斷裂，NE、NEE向正斷裂和NNE向壓扭斷裂，其中NW、NWW向逆沖斷裂與區(qū)內區(qū)域構造線方向基本一致。

2 成礦物質來源

2.1殘留海水

柴達木盆地的主體是由印支運動以后轉化為內陸盆地的，柴達木盆地在印支運動以前是古特提斯海的組成部分,發(fā)生在二疊紀末—侏羅紀早期的印支運動，使昆侖山南、唐古拉北測的三疊系全部隆起，使海水進入了柴達木盆地的南部地區(qū)。另外盆地受燕山運動影響，在四周山區(qū)上升的同時伴隨有強烈的邊代斷裂活動并形成斷陷盆地。盆地內形成了兩個中生代斷陷區(qū)(北部斷陷地區(qū)和西部斷陷區(qū))和8個斷陷盆地，各斷陷盆地又創(chuàng)造了匯水空間，使部分殘留海水進入斷陷盆地保留下來。

2.2周邊巖石風化淋濾

鉀、硼、鋰自母巖中的遷出主要是依靠大氣降水或冰雪融水對母巖的溶濾。在整個中生代漫長的地質年代中，外圍山系的巖石經(jīng)風化和水的淋濾將其中的鹽份溶濾，并經(jīng)河流帶入盆地內，必然為盆地提供大量的碎屑和鹽類物質。因此，周邊巖石的風化淋濾是新生代鹽類礦產(chǎn)成礦物質的主要來源。

2.3火山—地熱水的補給

柴達木盆地周緣山區(qū)的斷裂帶附近分布著許多中生代至近代的火山活動，而火山活動形成地熱水中含有豐富的K、B、Li等物質并補給盆地。在古近紀、新近紀時盆地的地形是東高西低，火山—地熱水中的K、B、Li均可匯集到盆地西部，并在有利地段富集成礦。

3 水文地質

3.1地下水的賦存條件與分布規(guī)律

調查區(qū)位于阿克阿特山的北翼地帶，在地貌上表現(xiàn)為高山峻嶺，具有相對優(yōu)越的接受大氣降水補給的條件，加之該區(qū)又經(jīng)歷了多次構造運動，斷裂和裂隙發(fā)育，這為裂隙水提供了重要的貯存空間。調查區(qū)外圍邊緣及阿克阿特山前大面積洪積斜地上，洪積物較發(fā)育，巖性結構松散，顆粒粗，為典型的松散巖類，本應是孔隙水貯存的良好地段，但由于受到補給條件的限制，孔隙水不很發(fā)育。

區(qū)內所出露的及鉆孔揭露的新近系及第四系下、中更新統(tǒng)，由一套棕紅色砂巖和粗砂巖組成、膠結較為松散，賦存著大量高礦化鹵水，在受到后期新構造運動的影響，發(fā)生褶皺后，形成了碎屑巖類裂隙—孔隙水。而山前沖洪積扇則賦存松散巖類孔隙水。

3.2地下水類型及含水巖組的劃分

區(qū)內地下水為大氣降水及其形成的地表徑流滲漏而成。按其埋藏條件和水理性質，可分為第四系松散巖類孔隙水、第三系碎屑巖層間裂隙—孔隙水和基巖裂隙水3大基本類型。不同類型的地下水，發(fā)育在不同的地貌單元和地質構造中，因而具有不同的水文地質特征。第四系松散巖類孔隙水，為區(qū)內最主要的地下水類型。它分布于阿拉爾、烏蘇屑盆地和山間溝谷中，由于含水層結構和水動力性質的不同，又有潛水和承壓水之分。后兩種類型，不是區(qū)內地下水的主要類型。第三系碎屑巖層間裂隙—孔隙水，主要分布于第三系丘陵區(qū)，為儲油構造中的古封存水，一般為高壓自流水，也就是油田水?；鶐r裂隙水分布于阿爾金山和祁漫塔克山區(qū)，以裂隙—脈狀水的形成，賦存于各類巖層中。每個類型中，又可按地下水性質(主要是礦化度)。分為淡水、微咸水、咸水或咸鹵水。第三系儲油構造中為油田水,為本次調查中主要的地下水類型。

區(qū)域內地下水主要為高礦化鹵水，為了對比其富水等級，按《鹽湖和鹽類礦產(chǎn)地質勘查規(guī)范》(DZ/T0212—2002)的原則劃分。水化學類型按瓦利亞什科分類描述，古近系—新近系裂隙孔隙水按蘇林分類。

根據(jù)《鹽類礦產(chǎn)勘探規(guī)范》(DZ/T0212-2002)，本次調查工作中目標層為深層鹵水，礦化度劃分見表1。

表1 鹵水礦化度分級表

根據(jù)地下水含水介質類型、賦存條件、水理性質特征，將區(qū)內地下水劃分為第四系松散巖類孔隙水，第三系碎屑巖層間裂隙—孔隙水，基巖裂隙水。

4 成礦遠景區(qū)礦產(chǎn)資源調查

調查區(qū)位于青海省柴達木盆地西部，面積約368.9 km2。獅子溝背斜構造可劃分出一個B、I、Br資源的成礦遠景區(qū)，即圖中Ⅱ類遠景區(qū)；一個K、B、Li、I資源的成礦遠景區(qū)，即圖中Ⅰ類遠景區(qū)(圖1)。

圖1 成礦遠景區(qū)地質圖

4.1 B、I、Br資源的成礦遠景區(qū)

B、I、Br資源的成礦遠景區(qū)位于獅子溝背斜構造西北部，含鹵層介質為以棕灰色、淺棕紅色及棕黃色砂質泥巖及礫狀砂巖的粗顆粒為主，稱為淺層的粗顆粒儲層，即圖1中的Ⅱ類成礦遠景區(qū)。

根據(jù)物探測井解釋和射孔、油井調查資料，推測該礦層長4.3 km，寬1.76 km，面積約6.15 km2，含水層地層時代為第三系中新統(tǒng)上干柴溝組N1g，含水層位置在1 117～1 682 m之間。以棕灰色、灰黃色、灰色砂巖、砂質泥巖為主。夾礫狀砂巖、鈣質泥巖及泥灰?guī)r。含水層呈層狀分布，平面上分部穩(wěn)定，延伸較遠，縱向上變化較大，含水層與隔水層頻繁出現(xiàn)。隔水層巖性主要為薄層泥巖、鈣質泥巖。

獅子溝背斜構造淺層粗顆粒儲層鹵水在K+、Na+、Mg2+、Cl--H2O四元體系25度介穩(wěn)相中鹵水均位于氯化鈉相區(qū)上部，表明鹵水在自然蒸發(fā)過程中，將會有較長時間的鈉鹽析出階段，之后才會進入鉀鹽飽和析出鉀石鹽、光鹵石。

獅子溝淺層粗顆粒儲層構造第三系地層油田鹵水以硼溴碘資源為主含水層地層年代為第三系中新統(tǒng)上干柴溝組(N1g)，計算了該層有益元素的資源儲量。計算出N1g層鹵水334資源量：B2O35 731.34 t，Br 1 296.96 t，I 137.77 t。對整個遠景區(qū)，即Ⅱ類遠景區(qū)資源量進行了一個預測，KCl 62.20×104t，B2O331.57×104t，Br 2 338.68 t，I 4 707.45 t。

4.2 K、B、LiCl、I資源的成礦遠景區(qū)

K、B、Li、I資源的成礦遠景區(qū)位于獅子溝背斜構造東南部，含鹵層介質為巖鹽、石膏、灰色鈣質泥巖、砂質泥巖為主，稱為深部的巖鹽層，圖1中Ⅰ類成礦遠景區(qū)。

根據(jù)物探測井解釋和射孔、油井調查資料，推測該礦層長5.4 km，寬4.1 km，面積約16.58 km2，含水層地層時代為第三系漸新統(tǒng)下干柴溝組上段E3g2，含水層位置在2 840～4 673 m之間。以巖鹽、石膏、灰色鈣質泥巖、砂質泥巖為主。夾少量泥灰?guī)r。含水層呈層狀分布，平面上分部穩(wěn)定，延伸較遠，縱向上變化較大，含水層與隔水層頻繁出現(xiàn)。隔水層巖性主要為薄層泥巖、鈣質泥巖。

深部的巖鹽層鹵水按照蘇林分類水化學類型以氯化鈣+硫酸鈉型為主，個別孔內出現(xiàn)了重碳酸鈉型水。深部巖鹽層構造鹵水中有益元素的離子含量隨礦化度的升高而升高。獅子溝背斜構造深部巖鹽層鹵水在K+、Na+、Mg2+、Cl--H2O四元體系25度介穩(wěn)相中鹵水均位于氯化鈉相區(qū)上部，表明鹵水在自然蒸發(fā)過程中，將會有較長時間的鈉鹽析出階段，之后才會進入鉀鹽飽和析出鉀石鹽、光鹵石。

獅子溝深部巖鹽層構造第三系地層油田鹵水以鉀硼鋰碘資源為主，含水層地層年代為第三系漸新統(tǒng)下干柴溝組上段(E3g2)，計算了該層有益元素的資源儲量。E3g2層鹵水334資源量：KCl 135 807.49 t，B2O337 277.94 t，LiCl 1 864.70 t，I 172.98 t。對整個遠景區(qū)，即Ⅰ類遠景區(qū)資源量進行了一個預測，KCl 1.55×106t，B2O37.98×105t，Br 5 731.34 t，I 11 738 t。

深部巖鹽層構造鉆井井深較深，鉀資源品位高，涌水量大，含水層厚度大，含水層巖性以巖鹽、石膏、為主的晶間鹵水，富水性較強。

5 結 論

獅子溝地區(qū)為2008年以來深部鹵水找礦整裝勘查項目中惟一一個在背斜構造中找尋深部鹵水的子項目，自下而上對第三系中新統(tǒng)N1g層和第三系漸新統(tǒng)下干柴溝組E3g2層所有出水的采油井進行了油井調查，兩個主要含水層組均有程度不同的樣品控制。通過對各類大量資料的整理統(tǒng)計分析，大致查明了遠景區(qū)內鉀、硼、鋰、碘溴資源的時空分布，礦床形態(tài)、規(guī)模，證實了資源的確存在。

[1] 張雪亭，王秉璋，俞建，等. 巴顏喀拉殘留洋盆的沉積特征[J]. 地質通報,2005,24(7): 613-620.

[2] 張雪亭.青海省區(qū)域地質概論-1:100萬青海青海省地質圖說明書[M].北京:地質出版社,2008.

[3] 展大鵬,余俊清,高春亮，等.柴達木盆地四鹽湖鹵水鋰資源形成的水文地球化學條件[J].湖泊科學，2010，22(5)： 783-792.

MineralResourcesofPotashOreProspectingofDeepBrinesinShizigouAreaofMangnaiinQinghai

MAO Jianye, WANG Qingchuan, WANG Zhanwei, ZHU Jianpeng

(QinghaiGeologicalSurvey,Xining,Qinghai810000,China)

Potash ore prospecting of deep brines in Shizigou area of Mangnai in Qinghai is located in central uplift area of western depression belt in western Qaidam Basin. Its north-east for the fold belt is just in northern margin of Qaidam Basin with north-west of Altyn tagh tectonic belt in southern margin for Queensland North zone. Tectonic rift basin in the position belongs to firewood wood, as is a three-level structural unit. According to internal differences of structural development process, including the shape, the basement properties of surface structure and regional structure, we have combined with the characteristics of Cenozoic uplift and subsidence of the basin. Also, deep potash brines of shizigou area strata and hydrogeological characteristics were introduced. The prospect of potassium, including boron, lithium, iodine, bromine is estimated in the amount of resources.

Shizigou; Deep potash brine; Mineral resources investigation

2017-08-03

青海省茫崖獅子溝地區(qū)深層鹵水資源調查評價(12120113078700)。

毛建業(yè)(1985-)，男，青海互助縣人，工程師，研究方向：礦產(chǎn)資源調查，手機：18309790020，E-mail:327957383@qq.com.

P619.211

A

10.14101/j.cnki.issn.1002-4336.2017.05.023