山東省東營凹陷鹽巖礦鹽源補給探討

戚樹林（山東省第一地質礦產勘查院 濟南 250014）

山東省東營凹陷鹽巖礦鹽源補給探討

戚樹林
（山東省第一地質礦產勘查院 濟南 250014）

山東省東營凹陷隸屬濟陽坳陷的一部分，是一個中、新生代斷落凹陷區，發育了巨厚的新生界地層，新生界地層沉積近萬米，在東營凹陷的沙河街四段沉積了較厚的鹽類地層。東營凹陷內鹽巖是在有利的古氣候、古地貌及構造等條件的綜合作用下，使大量的鹽類物質得以聚集，在成礦有利的區域沉積成礦。

鹽巖 鹽巖礦床 鹽源補給 東營凹陷

山東省東營凹陷隸屬濟陽坳陷的一部分，東營市位于東營凹陷中東部，亦是鹽巖沉積的主要部位，東營凹陷是一個中、新生代斷落凹陷區，為東北寬，南西部窄的多邊型盆地，大致呈北東向展布，盆地長軸約為108 km，短軸約為56 km，面積約5 700 km2。

1　地層概況

1.1地層巖性特征［1］

東營凹陷在古生界基底之上發育了中生界和巨厚的新生界地層，新生界地層主要發育有古近系濟陽群、新近系黃驊群及第四系地層，古近系地層發育有孔店組、沙河街組和東營組，新近系有館陶組和明化鎮組，但均被第四系所覆蓋。

1.1.1古近系濟陽群

東營凹陷內濟陽群自下而上包括孔店組、沙河街組、東營組，各組巖性分述如下。

孔店組：該組厚度大于490m，主要為砂巖、泥巖的一套陸源碎屑巖系。

沙河街組：區內沙河街組分布廣泛、厚度巨大，一般大于1 000m，主要為一套以灰色泥巖為主，次為粉砂巖、細砂巖、油頁巖和碳酸鹽巖的細碎屑沉積，為重要的含石油、鹽巖地層。

東營組：為灰綠色、灰色、少量紫紅色泥巖與砂巖、含礫砂巖偶夾薄層碳酸鹽巖的巖石組合。厚度約50～800m。

1.1.2新近系黃驊群

區內黃驊群自下而上分為館陶組、明化鎮組，各組巖性分述如下。

館陶組：為一套灰白色礫狀砂巖、細砂巖，灰綠色細砂巖和棕紅色泥巖間互沉積的一套陸相碎屑巖組合。該組厚約400m。

明化鎮組：為一套土黃、棕紅色泥巖、砂質泥巖與灰白色砂巖組成之巖層。總厚度60～1 000m。

1.1.3第四系地層

整個東營凹陷均被第四系所覆蓋，巖性為棕黃色粉砂、粘土質粉砂、棕色粉砂質粘土，夾粉細砂、中細砂。厚度大于250m。

1.2構造

東營凹陷為渤海灣盆地濟陽坳陷中的一個次一級構造單元，是受陳南基底大斷裂控制的箕狀斷陷盆地。凹陷北以陳南斷裂為界，與陳家莊凸起相鄰，南與魯西隆起相鄰，西、西北與青城凸起、林樊家凸起和濱縣凸起相鄰，東與青坨子凸起相鄰［1］（圖1）。

圖1　東營凹陷區域構造圖（據袁文芳等修編，2005年）

1.3巖漿巖

東營凹陷巖漿巖以火山巖為主，火山巖層位多、分布廣。鉆孔揭露凹陷內火山巖以中生代燕山期為主，主要分布在東營凹陷南側。據鉆孔及區域對比資料，該時期火山巖以裂隙式噴發為主，發育爆發-溢流相巖石，常構成火山碎屑-熔巖噴發旋回，由于巖漿作用方式和演化程度不同，而形成種類繁多的巖石類型。

2　含鹽段層位及巖性特征［1］［2］

東營凹陷鹽巖主要發育在沙河街組四段中下部，其巖性特征為：

下部主要為砂、泥巖互層夾含礫砂巖、粉砂巖及薄層碳酸鹽巖。下半部常夾石膏及石鹽，上半部為灰色、暗灰色泥巖組成的雜色含鹽層段。石鹽及石膏層中普遍發育泥礫，縱向泥礫具有由下至上粒度漸小的韻律性沉積構造，橫向上則由湖盆邊緣至湖盆中心泥礫直徑漸小之特點。

中部地層主要為泥巖、灰白色石鹽及石膏層，夾深灰色泥質白云巖及雜色泥巖，沉積中心部位鹽巖最為發育。氯化物主要為石鹽；硫酸鹽有硬石膏、天青石、鈣芒硝、雜鹵石等；碳酸鹽有菱鐵礦、白云石、方解石等［2］。這些礦物以不同比例組成石鹽、硬石膏、泥膏巖、硫酸鹽巖及其它過渡型巖石類型。

3　成礦有利條件

東營凹陷經歷了由裂陷到坳陷的完整構造發育。東營凹陷是在古生代基巖古地形背景上，經斷塊運動發育起來的北斷南超的中、新生代盆地［3］。東營凹陷斷裂構造發育和斷層活動是東營凹陷內的構造特點（圖2），對盆地形成、發展起主導作用，也對聚鹽盆地產生、演化歷史具十分重要意義。

東營凹陷沙四段沉積時期湖盆擴張，北部陳南大斷層、勝北斷層的活動強度明顯增大，使得湖盆地形高差變大，具有很寬的半深湖相帶，凹陷沉積地層厚度較大，平均1 000m，最大達2 700m，呈典型的“高山深盆”地貌景觀［4］。

沙河街組沉積早期，氣候由濕潤轉變為半干旱-半潮濕氣候，雖然海水偶爾從東南部侵入，但東營凹陷內淡水注入量小于蒸發量，湖水逐漸濃縮，形成鹽湖沉積體系。

4　物源補給

4.1海源物質補給分析

在東風5井的沙四段發現海生魚類化石，說明沙四段時期出現過海侵現象。空蟲的廣泛出現，反映了海侵波及面積較大，但是為間隔性的海侵。東風1、東風3、東風5井部分井段巖樣分析結果顯示，由溴含量和溴氯系數分析區內含鹽系沉積規律，沙河街四組鹽系中鹽巖的溴含量及相應的溴氯系數遠比正常海水沉積的鹽巖低（表1）。東風3井、東風5井巖心中溴含量變化范圍在0.0006%～0.0028%之間，其溴氯系數相應為0.011～0.053，即使最高值0.053也比一般正常海水最初沉積的鹽巖礦物的溴含量0.0066%和溴氯系數0.11低，說明海水濃縮沉積不占主導位置。沙四段含鹽系中普遍含有泥粒，說明鹽類沉積時有一些季節性河流傾入盆地，對鹽層的溴含量也會產生影響。

表1　溴含量和溴氯系數的變化范圍

圖2　東營凹陷斷裂構造演變示意圖（據許小明等修編，2006年）

4.2陸源物質補給分析

東營凹陷東、南、西、北方向分別有青坨子凸起、魯西隆起、青城凸起、濱縣凸起和陳家莊凸起，遭受強烈風化剝蝕的邊界隆起向凹陷提供了豐富的物源供給。

另外，濟陽坳陷內各凹陷之間，在沙四段成巖期是時斷時續相互溝通的，這為鹽類的聚集提供了更為廣泛的物源。

4.3深部物源補給分析

濟陽坳陷各凹陷寒武系地層深部水樣鉀、鈉、溴、氯、鎂含量較高，中、下奧陶系發育有膏鹽沉積，沙四段沉積時期東營凹陷北部邊緣及凹陷內中北部劇烈活動的深大張性斷裂和一系列共生構造成為溝通凹陷與地殼深部鹽類物質的通道。深部鹵水在斷裂附近高溫的影響下，沿斷裂上涌以熱鹵水形式進入湖盆，鹽類進入凹陷后由于溫度驟降迅速沉淀成固體小顆粒，沉積在鹽層及其附近的泥巖中。

以色列鉆井在100～3 000m深處也發現多層熱鹵水，東非裂谷內熱鹵水形成一些咸水湖，巴西、西非的白堊紀鉀鹽有深部鹵水的作用［5］。這為東營凹陷內鹽類沉積過程中深部鹵水活動提供了有力證據。

5　結論

東營凹陷內鹽巖主要分布在新生界古近系沙河街組四段中下部，巖性以暗色泥巖、砂巖為主，夾石鹽、石膏、雜鹵石等。

古地貌及地質構造為鹽類的聚集創造了前提條件，在高山深盆的古地貌及構造基礎上，古氣候干旱，使東營盆地淡水的補給量小于蒸發量，為鹽巖沉積創造了環境條件。

周邊地區提供了大量的物源補給，另外海水入侵及深部熱液活動，為東營凹陷鹽類的聚集提供了一定物源補充。

東營凹陷內鹽巖礦是處在有利的古地貌、古氣候及地質構造條件下，并得到陸地、海洋及深部熱鹵等充足的物源補給。在這些有利因素的綜合作用下，使大量的物源得以聚集、濃縮、沉積成礦。

［1］袁文芳，陳世悅，曾昌民.濟陽坳陷古近系沙河街組海侵問題研究［J］.石油學報.2006.7，27（4）：40-49.

［2］孫文廣，劉豐武，彭文泉，等.東營凹陷巖鹽成礦條件淺析［J］.山東國土資源.2009，25（3）:27-30.

［3］許曉明，劉震，謝啟超，等.渤海灣盆地濟陽坳陷異常高壓特征分析［J］.石油實驗地質.2006.8，24（4）：345-349.

［4］袁靜，趙澄林，張善文.東營凹陷沙四段鹽湖的深水成因模式［J］.沉積學報.2000，8（1）：114-118.

［5］岳伏生，張景廉，杜樂天.濟陽坳陷深部熱液活動與成巖成礦［J］.石油勘探與開發.2003.8，30（4）：29-31.

收稿：2016-03-09

10.16206/j.cnki.65-1136/tg.2016.04.018