内蒙古西部盐碱矿地质特征浅析

张华川

摘要：研究区内芒硝、湖盐矿层赋存于第四系全新统地层之中，位于湖区中部化学沉积区。芒硝矿层2层，呈似层状、透镜状，产状水平，长250m～3010m，宽170m～2950m，厚度0.10m～1.34m，平均厚0.32m。湖盐矿层1层，呈似层状、透镜状，产状水平，长3250m，宽1870m，厚度0.20m～1.34m，平均厚0.48m。

关键词：盐碱矿；阿拉善左旗；化学沉积区

Geological characteristics and genesis of saline-alkali ore in western Inner Mongolia

—Take the Glauberite and lake salt mine in Tulantai Salt Lake of Alashan Left Banner as an example

Zhang-Huachuan

Natural Resources Physical Geological Data Center，Sanhe City，065201

Abstract： The research area is located in the southwest of Alxa Left Banner，Inner Mongolia.It is under the jurisdiction of Alxa Left Banner，Erke Hashi Hasu Tulantegacha.Mirabilite and lake salt deposits are located in the holocene quaternary strata in the middle of the lake area.The 2 layers of Glaubers salt ore are layered，lens-like，horizontal，250m～ 3010m long，170m～2950m wide，0.10m～1.34m thick and 0.32m thick on average.The lake salt deposit has one layer， which is stratified，lenticular and horizontal，3250m long，1870m wide，0.20m～1.34m thick and 0.48m thick on average.

Key words： saline-alkali ore，Alxa Left Banner，chemical deposition area

1.区域地质概况

区域大地构造位置属华北准地台阿拉善台块南缘中—新生代断陷，南邻秦—祁—昆褶皱系走廊过渡带庆卫复向斜。地层区划属华北地层大区晋冀鲁豫地层区阿拉善地层分区潮水地层小区。

1.1地层

区域内出露地层有第四系全新统、下白垩统庙沟群。

下白垩统庙沟群：分布于研究区西北部地区，岩性为紫红、砖红、黄褐色钙质胶结砂岩及泥岩、中—厚层状泥质砂岩、薄层状泥灰岩，中部含乳白、灰白色薄—中厚层状石膏，內夹砂质泥岩、粘土条带或团块。本群基本属河湖相沉积。

第四系全新统：区域内出露的地层为风积、盐碱沙地、湖沼堆积、盐水湖积及化学沉积。风积广布，湖积及化学沉积物主要分布于研究区盐湖内。

1.2构造

位于研究区西北部为一轴向北北西—南南东，东翼陡、西翼缓的不对称向斜构造。向斜北端收敛扬起，向南东倾斜，倾角为29°；向南敞开倾伏。西翼倾向北东，倾角25°。东翼倾向南西，倾角为35°。

2.研究区地质

2.1地层特征

研究区为椭圆状，呈北西—南东向展布，研究区位于该湖的中北部，长3.55km，宽3.5km，面积12.43km2。区内出露地层为第四系全新统，按其成因类型可分为：

（1）化学沉积：是研究区内主要的含矿沉积层，分布于湖盆中部。固相以芒硝、石盐为主。芒硝分布于湖底及湖面，厚0.10m～1.17m，在纵向和横向上自湖心向四周有变薄趋势。石盐分布于芒硝层中间及湖面表层，在沉积中心厚1.34m，边部厚0.30m。液相为氯化物—钠镁型卤水，赋存于芒硝、石盐层中。化学沉积是钙芒硝、石盐矿赋存层位，现将已控制的盐湖堆积物由下而上描述如下：

①灰白色石盐层：在研究区内广泛分布，一般厚1cm～ 5cm，是K1钙芒硝矿层的顶板。在盐湖东部低洼处，厚达5cm。向湖边逐渐变薄呈薄膜状。

②灰黑、灰褐、褐黄、灰白色颗粒晶体钙芒硝：为本区的主要芒硝矿层之一，位于石盐层之下。在该矿层上部，沿湖东、南、西三面有厚10cm～30cm的块状芒硝层。不连续，厚度变化较大。

③灰、灰褐、灰黑色粉砂质淤泥：多含有砂及芒硝、石盐颗粒，具腐植质及硫化氢气体臭味，分布于芒硝矿层和石盐矿层之间和化学沉积的边缘，厚度变化较大，一般在0.13m～ 3.14m。

④灰、灰黑、灰褐色石盐矿层：位于灰黑色淤泥层下部。含少量芒硝晶粒。为不等粒石盐；下部为灰黑色含泥质砂质盐。厚0.20m～1.34m。为芒硝矿层的顶板。

⑤灰、灰黑、灰白色含泥砂钙芒硝层：为松散粒状，厚0.11m～1.17m。区内分布较广。

⑥灰、灰黑、灰褐色含石盐泥质粉砂层：仅在6、8线零星分布，为不等粒石盐；厚0.20m～1.59m。

⑦含泥或为矿层底板。

（2）盐水湖积：主要分布于化学沉积的东、西两侧，，其岩性主要为黄褐、灰褐色粉砂，泥砂及灰黑色泥质细砂及淤泥，含少量的石盐、芒硝晶粒及石膏碎片。在盐湖西侧，地表10cm以下为灰白色鳞片状石膏堆积层，上部质纯，鳞片粗大，取样分析CaSO4含量为97%左右。向下逐渐变小，泥砂增多。有腐植质臭味或硫化氢气味。与化学沉积为过渡关系。在湖区北部与东部湖面冬季存有少量积水，水体面积较小，一般在50m2～100m2左右，水深50cm左右。

（3）湖沼堆积：分布于研究区东南部，为灰褐色泥质细砂及砂土。地表有耐碱植物，有盐渍化现象，故而形成盐渍滩地。

（4）盐碱沙地：分布于盐水湖积的两侧，在研究区西南部连片分布，地表为银白色的盐土壳，均呈疙瘩状，厚1cm～5cm，取样分析主要成分为NaCl 49.51%；Na2SO4 8.54%；CaSO47.22%；MgSO411.84%；H2O 5.84%；水不溶物21.08%。普遍生长着耐盐碱植物，下部为黄色、土黄色粘质砂土、亚砂土，致密松软。

（5）风积沙：为草丛沙丘—流动沙丘，草丛沙丘主要分布在湖区的西北部—东部，构成研究区湖盆的边缘内侧，为固定或半固定沙丘，沙丘多为孤立的疙瘩状，高约1m～2m左右，与流动沙丘为过渡关系。

流动沙丘分布于草丛沙丘的外侧，在本地区最为发育。表层不生长植被，沙丘多为链状分布，主要为黄褐色细沙，沙丘高1m～3m左右。

2.2卤水

研究区呈干涸至半干涸状态，夏秋季有积水。卤水赋存于芒硝、石盐层孔隙间，以层间卤水和晶间卤水的形式存在。无色透明，味苦、涩、咸。卤水的分布、埋藏严格受芒硝、石盐层制约，在芒硝、石盐层较厚地段，卤水较丰富，反之，则含量减少。其化学成分稳定，矿化度301.99g/l～322.62g/l，平均314.57g/l，pH值6.76-7.13，为含NaCl的饱和卤水。其化学成份为：Na+含量平均87.42g/l，Ca2+平均含量2.52g/l，K+平均含量5.17g/l，Mg2+平均含量20.26g/l，Cl-平均含量189.25g/l，SO42-平均含量12.85g/l，HCO3-平均含量0.51g/l。

3.矿床特征

研究区内钙芒硝、石盐矿床主要赋存于化学沉积层中，经钻探对其“探边摸底”后，在该区划分了三个含矿层。自上而下为K1钙芒硝矿层；K2石盐矿层；K3钙芒硝矿层，在平面上呈层状或似层状、透镜状。在K1钙芒硝矿层中圈定了4个钙芒硝矿体；在K2石盐矿层中圈定了1个石盐矿体；在K3钙芒硝矿层中圈定了1个钙芒硝矿体，共圈定了6个矿体。

3.1矿层特征

（1）K1（钙芒硝）矿层

以灰、褐灰、青灰及少量棕灰色含泥砂钙芒硝、含泥砂盐硝、泥砂质钙芒硝及盐质芒硝组成。自上而下，泥砂含量逐渐增多。矿体呈似层状、透镜状，产状水平。K1矿层共有4个矿体，其分布范围、规模为：

Ⅰ号矿体：分布于3-7线西端，沿湖西北岸分布。长约2200m，宽450m～900m，厚0.10m～0.90m，平均厚0.47m。矿层顶板为一层厚约0.01m～0.05m的灰白色不等粒石盐，表层有厚约0.10m～0.20m的块状钙芒硝，，具蜂窝状构造。底板为灰褐、灰黑色淤泥、粉砂质淤泥。含少量芒硝、石盐及石膏颗粒。

Ⅱ号矿体：分布于4-7线东端，沿湖东北岸分布。长约2100m，宽170m～420m，厚0.1m～1.34m，平均厚0.36m。矿层顶板为一层厚约0.01m～0.05m的灰白色不等粒石盐，表层有厚约0.10m～0.30m的塊状芒硝，具蜂窝状构造。底板为灰褐、灰黑色淤泥、粉砂质淤泥。含少量芒硝、石盐及石膏颗粒。

Ⅲ号矿体：分布于9线湖中部，长约250m，宽170m，厚0.1m～0.32m，平均厚0.14m。矿层顶板为一层厚约0.01m的灰白色不等粒石盐，底板为灰褐、灰黑色粉砂质淤泥。含少量芒硝及石盐颗粒。

Ⅳ号矿体：分布于9线zk905湖东岸。长约390m，宽350m，厚0.1m～0.70m，平均厚0.22m。矿层顶板为一层厚约0.01m的灰白色不等粒石盐，底板为灰褐色泥质粉砂，含少量芒硝、石盐及石膏颗粒。

（2）K2（石盐）矿层

主要分布在盐湖中部和东北部，为灰、灰黑、灰褐色含泥砂石盐、泥砂质石盐，石盐呈半自形—自形晶体，无色透明。矿体呈似层状、透镜状，产状水平，长3250m，宽1870m，厚度0.20m～1.34m，平均厚0.48m。矿层顶板为灰黑、褐灰、灰黄及灰白色含泥砂芒硝层，底板为灰黑、灰白色泥砂质芒硝层。

（3）K3（钙芒硝）矿层

主要分布在盐湖中部，为灰、灰白色及少量灰黑色含泥砂钙芒硝、含盐钙芒硝、石盐质钙芒硝、结晶体钙芒硝组成，芒硝呈松散粒状。透明—半透明。矿体呈似层状，产状水平。长约3010m，宽1430m～2950m，厚0.11m～1.17m，平均厚0.43m。矿层顶板直接为K2矿层。底板为褐黄色粉细砂、颗粒均匀，多由长石，石英组成，顶部含少量颗粒状石膏碎片。

3.2矿石特征

（1）矿石矿物成分

钙芒硝：无色—白色，透明—半透明，玻璃光泽，味苦涩，风化后呈白色粉末，结晶程度较好。多呈不规则松散粒状或块状集合体，粒径1mm～5mm，最大者为20mm，形状不规则。块状芒硝具蜂窝状构造，其孔隙被湖积淤泥或泥质粉砂充填，使矿石呈灰黑色。

石盐：无色—灰白色，透明—半透明，玻璃光泽，味苦咸，结晶程度好，呈半自形—自形立方体，少量呈不规则状，粒径1m～10mm不等，最大者为30mm。

（2）矿石结构构造

钙芒硝：矿石结构主要为自形—半自形粒状结构；构造除K1矿层局部地段上部见有10cm～30cm厚的蜂窝状钙芒硝层外。均为松散粒状构造、松散状含泥砂构造。

石盐：矿石结构主要为自形—半自形粒状结构；松散粒状构造、松散状含泥砂构造。

（3）矿石化学组分及变化特征

钙芒硝：矿石中化学组分主要为Na2SO4，其次为NaCl、CaSO4、MgSO4、H2O及水不溶物。

3.3矿石类型和品级

根据矿石结构、构造，矿石类型可分为两种：钙芒硝矿及石盐矿。

（1）钙芒硝矿：

①块状、蜂窝状钙芒硝：仅分布在K1矿层的局部地段，灰、灰褐色，自形、半自形晶粒结构，块状、蜂窝状构造。主要矿物为钙芒硝，次为石盐，湖积淤泥、粉细砂左右。钙芒硝呈粒状集合体堆积，具蜂窝状、块状构造，其孔隙被湖积淤泥和粉细砂充填。

②松散粒状芒硝：为该矿床的主要类型，为灰、灰褐、灰白色，自形、半自形晶粒结构，松散粒状构造。矿物含量变化较大，主要矿物为芒硝，次为石盐，湖积淤泥、粉细砂左右。

③结晶钙芒硝：仅分布于K3矿层中上部，无色或白色，芒硝呈晶体状集合体，固结程度差，易碎。粒径0.5cm～ 1.0cm，少量达3.0cm。

④泥砂质芒硝：主要分布于芒硝矿层的中、下部。为灰、灰褐色，自形—半自形晶粒状结构，泥砂质构造。主要矿物为钙芒硝，其次为湖积淤泥、粉细砂，石盐。

（2）石盐

①结晶石盐：分布于化学沉积物表层，灰白、白色，晶粒状结构，薄层状构造。石盐含量在85%以上，其次为芒硝15%左右。

②含泥砂石盐：为该石盐矿床的主要类型，为灰、灰褐、灰黑色，石盐呈自形—半自形晶粒状结构，含泥砂构造。石盐含量70%～80%，次为湖积淤泥、粉砂20%左右，芒硝5%～ 10%。

③泥砂质石盐：主要分布于石盐层下部，为灰、灰褐、灰黑色，自形—半自形晶粒状结构，泥砂质构造。石盐含量60%～70%，次为湖积淤泥、粉砂30%～40%，芒硝5%左右。

4.矿床成因

研究区属内陆湖泊，四周为草丛沙地及第四系全新统风成沙丘，组成了一个四周高、中间低的湖盆，具备了封闭的地形条件，有利于各种盐分及地表水的汇集。在湖周边分布着较多的膏盐地层及盐渍淤积层。大气降水和地下水将膏盐地层和盐渍淤积层中的盐类矿物溶滤汇集于湖中，给盐类矿产芒硝、石鹽的沉积提供了物质来源。

湖泊处于蒸发量极大的腾格里沙漠腹地，湖水在强烈蒸发作用下逐渐浓缩，当达到盐类矿物结晶浓度时，便结晶形成盐类集结体，形成蒸发盐类矿床。随着气候的变化，卤水经过不断的浓缩和淡化，引起盐类矿物沉积顺序的反复进行，形成了研究区钙芒硝—石盐—钙芒硝矿层的重复出现。

参考文献：

[1]内蒙古自治区地质矿产局，内蒙古自治区区域地质志[M].北京.地质出版社. 1991

[2]黄俊，鲁如魁.内蒙古察右后旗三道沟一带韧性剪切带刺组构特征及其构造意义[J].中国地质. 2011. 38（3）：544-552.