高精度重力测量在云南勐腊地区某岩盐矿勘查中的应用

宋旭锋，代达龙，曹 涛，付彦平，杨照河

（1.云南省地质调查院，昆明 650216；2.云南省怒江傈僳族自治州国土资源局，云南 六库 673100）

0 引言

云南勐腊地区自古以来多地产盐，当地的地名如：象滚塘、盐井、磨憨等，都寓意“产盐之地”。由于岩盐相对其围岩密度低，当岩盐体达一定的规模时，用重力勘探会有明显的效果，在剩余重力异常上会表现出明显的重力低区域。为了配合云南勐腊地区的岩盐地质勘查工作，选择部分区域进行了1∶50 000高精度重力测量，对重力测量资料的分析和计算，推断出岩盐体的成因与规模，取得了很好的找矿效果。

1 区域地质及物性简况

1.1 地质构造

勐腊地区在大地构造位置上属中生代兰坪—思茅凹陷的南段，思茅凹陷为滇藏地槽褶皱区三江褶皱系的印支期褶皱带，与地质力学体系中的青藏滇缅印尼歹字型构造体系中部的思茅帚状构造相吻合，其东西两侧分别为哀牢山大断裂和澜沧江深大断裂。

区内构造以褶皱为主，褶皱轴总体为近SN向，略向NW偏。背斜紧密，向斜宽缓，近于隔挡式褶皱。整个含盐盆地为SN向的复式向斜。对称状的两翼分布有勐野井组及其下伏地层，岩层产状相向，倾角30°～50°；向斜轴部主要为等黑组（图1）。复式向斜又由若干次一级的背斜和向斜构成。次级背斜为区内已知盐类矿产的主要分布区。

图1 勘查区地质构造图ig.1 Geological structure diagram of the Exploration area

1.2 地层

区内出露地层主要为古近系，由下而上分为勐野井组（E1m）、等黑组（E1d）和大湾塘组（E2－3d），只在个别地段出露有新近系普文组。其中，勐野井组上段为区内岩盐矿的赋存层位。

（1）勐野井组。该组地层沿盆地的两侧和中部隆起部分展布，地层分为2段。①下段（E1m1）：下部为暗棕红色钙泥质粉砂岩及含粉砂泥岩等，上部为深灰－灰绿色薄层钙质泥岩、泥灰岩与暗棕红色钙质泥岩、钙泥质粉砂岩互层，水平层理极发育，与下伏白垩系呈假整合或不整合接触；②上段（E1m2）：为棕红－杂色泥砾石岩盐、青白色石盐、含钾石岩盐，中夹二层“杂色层”，夹棕红色钙泥质粉砂岩夹粉砂质泥岩及少量细砂岩薄层，为本区主要含盐层位。

（2）等黑组：主要为棕红－褐红色长石石英砂岩、石英砂岩、粉砂岩、钙质泥岩互层，沿盆地向斜轴部分布，常成为盐层的盖层。

（3）大湾塘组：主要为紫红色铁泥质砾岩、石英砂岩、粉砂岩等，与下伏地层呈不整合接触。

1.3 岩盐矿特征

矿区含矿层赋存于勐野井组中，处于次级背斜或鼻状背斜轴部，矿层平均w（NaCl）＝60.9%。盐层中夹1～4层钾盐透镜体，累计厚度0.29～4.48m，w（KCl）＝3.42%～13.78%。钾盐矿石矿物有石盐、钾石盐、硬石膏、菱镁矿、白云石、黄铁矿、自生石英；石盐矿石矿物有石盐、硬石膏、白云石、方解石、自生石英、黄铁矿、镜铁矿。矿石化学组分为NaCl（20%～98.13%），KCl（0～30.74%），MgCl2（0～2.11%），CaCl2（0～1.16%），CaSO4（0.1% ～13.79%）。岩盐矿的成因类型属于陆源碎屑泥砾－化学沉积氯化物型。

1.4 物性特征

由于区内地层较简单，故采集标本的范围向外扩大到含盐层的底板——白垩系及侏罗系中，并在勐野井等已知钾盐矿区采集KCl，NaCl岩盐标本。由物性统计可知（表1），岩盐的密度很低，为2.10×103kg／m3；含盐层及其盖层密度值范围为2.27×103～2.42×103kg／m3；底板的白垩系密度为2.46×103kg／m3；第四系的密度相对较小，可以形成一定的干扰，但经过野外实地勘查，发现其主要在一些规模、厚度较小的坝区，故在反演时略去。岩盐在地层中属低密度体，与其围岩有明显的密度差异，因而岩盐体是引起本区重力负异常的主要地质原因。

表1 勘查区地层密度值统计Table 1 Formation density statistics of the Exploration area

2 重力异常分析及剖面反演

2.1 重力异常特征

从布格重力异常图（图2）可以看出，重力异常总体趋势为两边高、中间低，异常总体走向近SN向。沿重力异常低的两翼有近SN向的重力梯级带，是区内断陷盆地的主要控制断裂。近SN向重力梯级带局部多处被近EW向次级小扭曲错断，使重力低向东西两侧有延伸，形成一些局部小异常。勘查区内NE向梯级带有一定趋势，NE向梯级带将异常逐级切割，使勘查区内形成阶梯状断陷盆地。

图2 布域重力异常图Fig.3 Bouguer gravity map

图3 区域重力异常图Fig.3 Regional gravity anomaly map

图4 剩余重力异常图及地震剖面、重力反演剖面对比图Fig.4 The comparison diagram of residual gravity anomaly，seismic section and gravity inversion profile

在勘查区中部形成一个向北未圈闭的重力低异常，重力低内又形成2个圈闭的重力低、1个未圈闭的重力低及中间圈闭的重力高，区内重力低异常与出露的勐野井组上段相对应；3个重力低异常中间有一隆起圈闭的重力高异常，与出露的勐野井组下段相对应，说明此隆起已出露含盐层底板，下部应该没有含盐的层位。

对布格重力异常上延1km求取其区域重力异常（图3），区内重力场形成中间低周围高的凹陷盆地，此凹陷盆地中心北端在区内未见封闭，主要为白垩系及以下地层形成的基底凹陷所引起，且叠加了沉积的低密度岩盐体。

2.2 剩余重力异常及剖面反演

经不同窗口平均场法、不同阶次的趋势分析法求取剩余异常试验，最后取一次趋势面求取的剩余异常来反映岩盐体的空间展布和异常形态比较符合实际。剩余重力异常主要分布在勘查区的中部，原来布格重力异常上的3个独立的重力低相连且异常最低值转移至异常中心一带，说明经过区域场改正后的剩余异常更好地反映了下部密度体形态和分布。在剩余重力异常上切取了一条NE向穿过重力低值中心剖面A—A＇，使其与地震剖面一致，并对其进行剩余异常拟合反演。剩余重力低异常地区对应地震剖面上的凹陷区域，重力成果中的剩余重力高在地震剖面上表现为背斜构造，说明两者对应关系较好，具有同源性。

图5 重力反演盐盆底界面图Fig.5 Gravity inversion of bottom interface of the salt basin等深线单位：km

图6 重力反演盐盆顶界面图Fig.6 Gravity inversion of top interface of the salt basin

现主要对其剩余重力异常A—A＇剖面进行拟合反演，反演时将分为3个密度地层和1个岩盐低密度体。第一层为等黑组，密度为2.4×103kg／m3，为含盐层之盖层；第二层为勐野井组，密度为2.39×103kg／m3，为含盐层；第三层为白垩系，密度为2.46×103kg／m3；岩盐体在勐野井组中，密度为2.10×103kg／m3。经反演拟合，岩盐体形成2个沉积中心，剖面东西两侧及中部少量出露有古近系等黑组，中部大量出露勐野井组上段，说明含盐层主要分布于此中间，且埋藏较浅，埋藏形态呈盐丘状（图4），下部基底处于大的褶皱背斜处，在基底隆起处盐体也随之变薄，上部顶界面在构造背斜的核部变厚，在向斜（即有等黑组）的部位逐渐变薄，且在岩盐体的2个埋藏中心与地震剖面上的凹陷处相对应。

3 岩盐体顶底界面反演

为了从整体上反映盐盆的埋深，更好地研究岩盐体在测区内的分布，对盐盆顶底界面进行了探讨性反演。

盐盆底界面用上延1km所得的区域场反演，剩余密度取0.4×103kg／m3调整界面的平均深度，反演的界面深度与反演剖面上白垩系顶界面各处的埋深一致。当界面平均深度取1.0km，迭代次数取10次，圆滑因子为10时，反演的界面深度与剖面上对应的盐盆基底埋深基本一致。最终得到盐盆基底界面（图5），盐盆底界面上的凹陷对应布格重力异常平面图上的重力低带，盐盆底界面最深处位于异常北端，埋深约1 330m。

用剩余重力异常进行3×3平均场法所得的区域场反演盐盆顶界面，剩余密度取－0.3×103kg／m3，通过调整界面的平均深度，使反演的界面深度与反演剖面上勐野井组顶界面各处的埋深一致，从而达到界面反演的目的。当界面平均深度取0.6km，迭代次数取10次，圆滑因子为10时，反演的界面深度与剖面上对应的盐盆顶界面埋深基本一致，最终得到盐盆顶界面（图6）。

盐盆的顶界面由于处于一个背斜构造中，盐盆整体形态为近SN向的近似椭圆形，但因测区的边界限制，向北没有完全封闭。在盐盆基底界面上为凹陷，盐盆顶界面上由于被褶皱构造挤压形成穹庐状向上突起。整个盐盆表现为向下凹陷向上凸起，盐盆范围涵盖了整个工区的重力低异常带。该界面在勘查区连续分布在东南西三侧，盐盆基底界面埋深逐渐加大，界面在中间埋深最浅。

据ZK21，ZK27，ZK29钻孔显示，岩盐体埋深分别为78.2m，117.7m，90m，反演显示此处埋深在0.1km左右；ZK30钻探显示，岩盐体埋深为474.8 m，反演为埋深在0.4km与0.5km等值线之间；北边的ZK20显示，顶板埋深为170.68m，反演埋深在0.2km等值线附近；还有ZK24等都与反演的岩盐体顶板埋深相一致，由此说明，此次岩盐体顶界面的反演探讨有一定的可靠性。

4 结论

（1）通过反演拟合及地震资料分析认为，在剩余重力异常－2×10－5m／s2圈闭的重力低范围内皆为含盐盆地，整个含盐盆地表现为向下凹陷、向上隆起，且在地质上表现为背斜构造。

（2）通过岩盐体顶底界面反演得知，含盐盆地顶板最薄处在剩余异常低值中心处，最多0.1km可打穿其顶板，含盐盆地底板最深处位于布格异常中心处，埋深约1.3km。

［1］王宝禄.云南勐野井岩盐（钾）矿区物探成果再解释的地质效果［J］.物探与化探，1989，13（4）：290－299.

［2］岳维好，高建国，李云灿，等.云南省勐野井式钾盐矿找矿模型及预测［J］.地质与勘探，2011，47（5）：809－822.

［3］曾华霖.重力场与重力勘探［M］.北京：地质出版社，2005.

［4］宋旭锋，曹涛.云南省勐腊地区钾盐普查1∶5万重力测量成果报告［R］.昆明：云南省地质调查院，2011.

［5］云南省地质矿产局，成都地质地矿研究所，成都地质学院.中华人民共和国地质矿产部地质专报（四）矿床与矿产（第1号）：云南思茅盐矿地质［M］.北京：地质出版社，1986.

［6］张翼飞，秦德厚，史清琴，等.云南省区域矿产总结：下册［R］.昆明：云南省地质矿产局，1990.