下遼河西部凹陷沉積特征及蒸發(fā)巖沉積分析

作者簡介：丁志剛（1968年3月-），男，高級工程師，研究方向：地質(zhì)礦產(chǎn)勘查專業(yè)。

摘要：天然堿是制堿工業(yè)的重要原料，用以制取純堿、燒堿、小蘇打等。在人造纖維、造紙、染料、塑料、洗滌劑、無機(jī)化學(xué)制品、紡織、石油精煉、醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)等方面亦有廣泛的應(yīng)用。我國目前天然堿產(chǎn)地只有內(nèi)蒙察干里門諾爾、河南吳城和西藏某地，且保有儲(chǔ)量不足，急需尋找新的天然堿產(chǎn)地。下遼河地區(qū)西部凹陷與泌陽凹陷的地質(zhì)環(huán)境相似，是找天然堿礦的較好的遠(yuǎn)景區(qū)。

關(guān)鍵詞：天然堿，西部凹陷。

中圖分類號:P51 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X(2011)10(B)-0000-00

1. 沉積特征

下遼河凹陷是在華北地臺(tái)基礎(chǔ)上形成的中、新生代凹陷，位于華北地臺(tái)的東北隅，是遼冀臺(tái)向斜的一部分，屬于三級大地構(gòu)造單元—下遼河凹陷。其東是遼東臺(tái)背斜，西接燕山臺(tái)褶帶，北靠內(nèi)蒙地軸東緣，南臨遼東灣。據(jù)鉆探及物探資料，下遼河凹陷在下第三紀(jì)時(shí)為典

型的大陸裂谷，最古老基底是下元古代混合巖、變粒巖、片麻巖層。大致呈北東向展布。

西部凹陷有牛心坨、臺(tái)安、陳家、盤山、清水洼陷，但形成湖彎又有碳酸鹽巖沉積的，只有陳家洼陷和盤山洼陷。西部凹陷西斜坡在沙三末期，西部翹起，沙三－沙四段地層遭受剝蝕，沙一至東營時(shí)期地層超覆在沙三－沙四段地層上，因而西斜坡的中低部位，下第三系地層發(fā)育齊全，雷1井至曙90井沙四段地層的下部有白云質(zhì)灰?guī)r50－70m，上部有油頁巖60－90m，在西斜坡高部位的高1井有鮞灰?guī)r10－40m。盤山－清水洼陷的沙三－沙四段地層埋藏深，目前未揭開沙四段地層。清水洼陷在沙四段時(shí)期湖盆面積較大，西南部與渤海灣盆地連通，湖水淺，故未形成湖灣環(huán)境的碳酸鹽地層。

西部凹陷在下第三系各組段地層中未發(fā)現(xiàn)石膏、石鹽、芒硝等礦物。僅在沙四段陳家、盤山洼陷的高升地區(qū)發(fā)現(xiàn)碳酸鹽巖沉積。

2． 水化學(xué)場的分布規(guī)律

沙四段油田水分布在西部凹陷西斜坡，礦化度變化規(guī)律是由東向西逐漸減低，北部的高升地區(qū)礦化度由3-5g/L到南部的齊曙地區(qū)5-8g/L，由西部的3-5g/L變到東部的8-10g/L。沙三段下部油田水，分布在西斜坡，礦化度規(guī)律與沙四段相似，沙三上段油田水在西部凹陷分布廣，在興隆臺(tái)、馬圈子地區(qū)受構(gòu)造控制比較明顯，礦化度自軸部向異部減低，沿構(gòu)造軸線方向由南向北減低。礦化度在8-3g/L內(nèi)變化。沙一、二段油田水礦化度較低，分布在西部凹陷廣大地區(qū)，西部斜坡變化規(guī)律與沙三段相似，同時(shí)受構(gòu)造控制，構(gòu)造高部位礦化度較高，變化規(guī)律在6-2g/L

2.1水化學(xué)場在縱向上的分帶：

西部凹陷自下而上礦化度逐漸減低。即層位老、埋藏深、礦化度變高。層位新、埋藏淺、礦化度低。這一規(guī)律說明在深部地層水交替作用較弱，封閉條件較好，淺部地層水交替作用較活躍，封閉條件較差。

由表1[2]中看出，地層水的礦化度不但受層位的影響，更主要的受深度的控制，海27、海22井層位由新到老、深度由淺至深，地層水礦化度由低變高。

2.2 地表水滲入與地下水礦化度的關(guān)系

下遼河凹陷是一個(gè)三面環(huán)山一面靠海的匯水盆地。地表水和地下水都有充足的補(bǔ)給來源，地表水系發(fā)育，由東、西、北三面匯水后，注入南面的遼東灣。西部凹陷的西部斜坡在東營組未期臺(tái)升，東營組、沙河街組地層遭受剝蝕，供水區(qū)淡水不斷沿著剝蝕面侵入，使地層水礦化度自東向西降低，由7g/L降到2g/L，北部高升地區(qū)礦化度由10g/L向南部降到2g/L。

3． 西部凹陷形成蒸發(fā)沉積礦床地質(zhì)條件分析

西部凹陷沙四段地層中有碳酸鹽巖沉積，但未發(fā)現(xiàn)石膏、巖鹽等礦物。古新世(房身泡時(shí)期)盆地拱張期時(shí)，由于臺(tái)安大洼斷裂形成，發(fā)生玄武巖噴發(fā)，西部凹陷大部地區(qū)被玄武巖覆蓋地勢比較平坦。始新世沙四段時(shí)期，西部凹陷開始沉降，湖灣形成，水體進(jìn)一步擴(kuò)大，但水體淺，凹陷西部有中上元古界碳酸鹽巖的侵蝕區(qū)，提供了較充足的鈣、鎂離子和碳酸根離子，加上氣候偏干旱，邊緣水等不夠發(fā)育，水的蒸發(fā)量大于降雨量和河流的補(bǔ)給量，又有湖灣的半封閉條件，因而碳酸巖類濃縮，基本是以化學(xué)和膠體凝聚作用形成的碳酸鹽巖沉積。南部地區(qū)湖盆開闊，加上有定向河水注入，因而在歡喜嶺、齊家地區(qū)砂質(zhì)巖發(fā)育。沙四段杜家臺(tái)油層時(shí)期盆地進(jìn)一步下陷、水體加深、水質(zhì)變淡。沙三段時(shí)期湖水進(jìn)一步擴(kuò)大，雨水充足，水質(zhì)由沙四段時(shí)期的微咸水變?yōu)榈练e。高參1井玄武巖成分中、主要元素百分含量：MgO6.97%、CaO7.18%，為湖水提供了大量的鈣、鎂離子，是形成碳酸鹽巖的物質(zhì)基礎(chǔ)，但在高升油層時(shí)期，火山活動(dòng)停止，所以沒有火山噴出碳酸氣形成自然堿等礦床的條件。

表2[3]中說明高升地區(qū)沙三、四段地層水礦化度均較低，沙三段地層水礦化度又低于沙四段，說明水體擴(kuò)大、水質(zhì)淡化，沒有形成巖鹽、石膏和自然堿的物質(zhì)基礎(chǔ)。

4． 結(jié)論

西部凹陷下第三系時(shí)期，初期雖有干燥炎熱氣候環(huán)境，但水的蒸發(fā)量小于降雨量和淡水的補(bǔ)給量，水體鹽份濃縮的條件不夠。西部凹陷三面環(huán)山，盆地成長條型，西南面與渤海灣相連，湖盆封閉性差。西部凹陷由三面山區(qū)供水的流量大，因而含鹽量低(剝蝕區(qū)為中上元古界白云質(zhì)灰?guī)r和花崗片麻巖、玄武巖)湖水又向渤海灣盆地外流，為盆地供應(yīng)鹽源的條件差，因而，西部凹陷沒有形成蒸發(fā)沉積礦床的地質(zhì)條件。遼河盆地北部的沈北凹陷、大民屯凹陷、西部凹陷和東部凹陷，在不同時(shí)期均有水流由東北向西南外流到渤海灣盆地，水的流入量較大，外流量也多，故沒有形成蒸發(fā)巖礦床的地質(zhì)條件。

參考文獻(xiàn)

[1] 遼寧省區(qū)域地質(zhì)志 .遼寧省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查局 .

[2] 下遼河西部凹陷天然堿普查報(bào)告.遼寧省化工地質(zhì)勘查院.

[3] 下遼河西部凹陷天然堿普查報(bào)告.遼寧省化工地質(zhì)勘查院.