新疆大洼地硝酸盐卤水矿体赋存和形态特征

田忠锋，吴春伟，王宗斌，樊自春

（1.新疆维吾尔自治区地质矿产研究所，新疆乌鲁木齐830000；2.新疆维吾尔自治区矿产资源储量评审中心，新疆乌鲁木齐830000；3.新疆地质矿产勘查开发局第三地质大队，新疆库尔勒841000）

1 概述

大洼地硝酸钾盐矿床位于塔里木陆块库鲁克塔格陆缘地块，南为北山古生代裂谷系，在区域上位于阿其克库都克断裂（结合带）的南边，受尖山子-罗布庄大断裂的影响，区域上北西-南东向的次级断裂及其发育，沿断裂形成了一系列的山间断陷盆地。为现代卤水钾盐矿床的形成提供了汇水场所。第四纪断陷盆地收缩，沉积中心迁移，湖盆中心部位零星分布有湖积泥和化学沉积盐碱，随着时间迁移，气候进一步干旱、炎热，多数湖盆干枯，为盐类矿产重要成矿期。大洼地硝酸钾盐矿床是大洼地残留湖盆与罗布泊分离后形成的全封闭的“死湖”，是依靠残留湖水，进一步浓缩结晶形成固液并存的硝酸钾矿床。

2 卤水矿体的赋存和形态特征

由于卤水矿体与固体矿产有所不同，矿与非矿是连在一起渐变的，是无法完全分割开的，故就卤水矿体而言仍将其统计以探讨全区的整体变化。大洼地整体上为一个山间盆地，在盆地内，受断层影响将其分为2个次一级的盆地，由于沉积环境的不同（主要为时间和空间上的不同），区内可划分为一层潜卤水矿体和一层承压卤水矿体。潜卤水矿体主要分布在断层以西的汇水盆地中，含水层主要为第四系沉积物；承压卤水主要分布在断层以东的盆地中，含水层主要为古近系-新近系的沉积层，此外在大洼地潜卤水之下亦存在一层单独的承压卤水矿体。

矿区内除了东北部硝酸钾品位略低外，中部和北部洼地一带都可达到最低工业品位。

3 潜卤水矿体

矿区内共圈定3个潜卤水矿体，分别为W1、W1-1和W1-2，W1、W1-1位于矿区西北部的大洼地，赋存于第四系全新统盐湖相化学沉积（Qhch）中，岩性主要为碎屑沉积层，盐类沉积层少见，矿体上部主要为盐类沉积，由自形晶的石盐层组成，下部为碎屑沉积层，由砂层组成，夹有含石膏的粉砂层。因北部山前季节性河流的补给，该层卤水向东部、北部品位逐渐淡化，矿体以层状、似层状分布，面积约13km2。卤水矿层的埋深一般0.5～5.2m，最大可达19m，底板埋深7.6～65m。W1-2矿体主要位于矿区南部，由钻孔ZK0308、ZK0712控制，卤水主要分布在碎屑沉积层中，分布面积约7km2。卤水矿层的埋深一般在6～13.0m，底板埋深8.8～13.6m。

潜卤水矿体主要以大洼地中的潜卤水为主，其基本分布特征见表1。

由表1可以看出，潜卤水矿体KNO3品位最大3.734%，最小0.149%，平均1.211%，品位变化系数为76.54%，矿体品位不均匀。NaCl、MgSO4等品位变化都不均匀，矿体厚度变化较大，变化不稳定。比重、孔隙度、给水度的变化较为均匀。

矿体厚度在ZK02、ZK03钻孔附近较薄，往南东方向厚度逐渐变大，如图1所示，矿体在01横剖面，ZK0301、ZK0101孔中厚度较大，往南边00横线逐渐变薄。

表1 大洼地勘查区潜卤水矿体特征表

图1 大洼地钾盐矿横剖面

卤水中钾含量在ZK0301、ZK0500附近较高，从该富集带向北，向南、向东逐渐淡化，在ZK01孔附近呈现出低值，一直到ZK0303，ZK0103呈现出一低值带。推测主要是由于北边山区洪水补给所致。

4 承压卤水矿体

根据沉积环境的不同，矿区内圈定出2个承压卤水矿体，主矿体为W2，主要分布在矿区的中部至南部，赋存于古近系—新近系桃树园子组的含盐碎屑沉积中，主要由砂层、含石膏的砂层及含石膏、菱镁矿的砂砾层组成，夹有含石膏的粘土、粉砂和石膏层；在西北部大洼地汇水盆地中，在潜卤水层隔水底板之下，存在一薄层的承压卤水矿体，赋存在第四系碎屑沉积中。

矿体（W2）呈层状、似层状分布，面积约80km2。埋深一般6.5～46m，底板埋深23～107.54m。矿体（W2-1）呈透镜状，面积约4km2。埋深一般7～25.3m，底板埋深10.76～36.3m。

承压卤水矿体主要以矿体W2为主，卤水矿体的含量、厚度、孔隙度和给水度特征见表2，一般卤水矿体厚度在横向和纵向上由钻孔ZK0204向四周逐渐变薄，从图2上可以看出东西向上ZK0000最厚，向两边逐渐变薄；从图3上可以看出，东西向上ZK0204最厚，向两边逐渐变薄。南北向上从图4上看出，整体上是北薄南厚。由表2可以看出，承压卤水矿体KNO3品位最大3.928%，最小0.077%，平均2.238%，品位变化系数为44.73%，矿体品位不均匀。NaCl、MgSO4等品位变化较均匀，矿体厚度变化较大，变化不稳定。比重、孔隙度、给水度的变化较为均匀。

表2 大洼地勘查区承压卤水矿体特征表

图2 00横剖面矿体厚度变化图

图3 04横剖面矿体厚度变化图

5 隔水层特征

图4 00纵剖面矿体厚度变化图

隔水层揭露厚度一般3～23.5m。岩性为含石膏、粉砂的粘土和粘土为主，部分第三系中的胶结致密的粘土质粉砂、钙质胶结砂砾石亦可以作为隔水层。粘土层一般呈灰黄色、红棕色，盐类矿物呈自形晶体零星地分布于粘土中，含量一般5%～15%，粘土含量一般大于85%，粘土层致密，硬实，取出的岩芯呈柱状，用手掰开极困难，可用手搓成细条状，粘度系数高，透水性差，隔水性能极好。胶结致密的粘土质粉砂、钙质胶结砂砾石颜色多呈砖红色、杂色等，主要为粘土胶结和钙质胶结，岩芯胶结致密，硬实，取出的岩芯呈柱状，用手难以掰开，钙质胶结砂砾石用地质锤亦难以敲开，透水性差，隔水性能较好。

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