新疆大洼地硝酸鹽鹵水礦體賦存和形態特征

田忠鋒，吳春偉，王宗斌，樊自春

（1.新疆維吾爾自治區地質礦產研究所，新疆烏魯木齊830000；2.新疆維吾爾自治區礦產資源儲量評審中心，新疆烏魯木齊830000；3.新疆地質礦產勘查開發局第三地質大隊，新疆庫爾勒841000）

1 概述

大洼地硝酸鉀鹽礦床位于塔里木陸塊庫魯克塔格陸緣地塊，南為北山古生代裂谷系，在區域上位于阿其克庫都克斷裂（結合帶）的南邊，受尖山子-羅布莊大斷裂的影響，區域上北西-南東向的次級斷裂及其發育，沿斷裂形成了一系列的山間斷陷盆地。為現代鹵水鉀鹽礦床的形成提供了匯水場所。第四紀斷陷盆地收縮，沉積中心遷移，湖盆中心部位零星分布有湖積泥和化學沉積鹽堿，隨著時間遷移，氣候進一步干旱、炎熱，多數湖盆干枯，為鹽類礦產重要成礦期。大洼地硝酸鉀鹽礦床是大洼地殘留湖盆與羅布泊分離后形成的全封閉的“死湖”，是依靠殘留湖水，進一步濃縮結晶形成固液并存的硝酸鉀礦床。

2 鹵水礦體的賦存和形態特征

由于鹵水礦體與固體礦產有所不同，礦與非礦是連在一起漸變的，是無法完全分割開的，故就鹵水礦體而言仍將其統計以探討全區的整體變化。大洼地整體上為一個山間盆地，在盆地內，受斷層影響將其分為2個次一級的盆地，由于沉積環境的不同（主要為時間和空間上的不同），區內可劃分為一層潛鹵水礦體和一層承壓鹵水礦體。潛鹵水礦體主要分布在斷層以西的匯水盆地中，含水層主要為第四系沉積物；承壓鹵水主要分布在斷層以東的盆地中，含水層主要為古近系-新近系的沉積層，此外在大洼地潛鹵水之下亦存在一層單獨的承壓鹵水礦體。

礦區內除了東北部硝酸鉀品位略低外，中部和北部洼地一帶都可達到最低工業品位。

3 潛鹵水礦體

礦區內共圈定3個潛鹵水礦體，分別為W1、W1-1和W1-2，W1、W1-1位于礦區西北部的大洼地，賦存于第四系全新統鹽湖相化學沉積（Qhch）中，巖性主要為碎屑沉積層，鹽類沉積層少見，礦體上部主要為鹽類沉積，由自形晶的石鹽層組成，下部為碎屑沉積層，由砂層組成，夾有含石膏的粉砂層。因北部山前季節性河流的補給，該層鹵水向東部、北部品位逐漸淡化，礦體以層狀、似層狀分布，面積約13km2。鹵水礦層的埋深一般0.5～5.2m，最大可達19m，底板埋深7.6～65m。W1-2礦體主要位于礦區南部，由鉆孔ZK0308、ZK0712控制，鹵水主要分布在碎屑沉積層中，分布面積約7km2。鹵水礦層的埋深一般在6～13.0m，底板埋深8.8～13.6m。

潛鹵水礦體主要以大洼地中的潛鹵水為主，其基本分布特征見表1。

由表1可以看出，潛鹵水礦體KNO3品位最大3.734%，最小0.149%，平均1.211%，品位變化系數為76.54%，礦體品位不均勻。NaCl、MgSO4等品位變化都不均勻，礦體厚度變化較大，變化不穩定。比重、孔隙度、給水度的變化較為均勻。

礦體厚度在ZK02、ZK03鉆孔附近較薄，往南東方向厚度逐漸變大，如圖1所示，礦體在01橫剖面，ZK0301、ZK0101孔中厚度較大，往南邊00橫線逐漸變薄。

表1 大洼地勘查區潛鹵水礦體特征表

圖1 大洼地鉀鹽礦橫剖面

鹵水中鉀含量在ZK0301、ZK0500附近較高，從該富集帶向北，向南、向東逐漸淡化，在ZK01孔附近呈現出低值，一直到ZK0303，ZK0103呈現出一低值帶。推測主要是由于北邊山區洪水補給所致。

4 承壓鹵水礦體

根據沉積環境的不同，礦區內圈定出2個承壓鹵水礦體，主礦體為W2，主要分布在礦區的中部至南部，賦存于古近系—新近系桃樹園子組的含鹽碎屑沉積中，主要由砂層、含石膏的砂層及含石膏、菱鎂礦的砂礫層組成，夾有含石膏的粘土、粉砂和石膏層；在西北部大洼地匯水盆地中，在潛鹵水層隔水底板之下，存在一薄層的承壓鹵水礦體，賦存在第四系碎屑沉積中。

礦體（W2）呈層狀、似層狀分布，面積約80km2。埋深一般6.5～46m，底板埋深23～107.54m。礦體（W2-1）呈透鏡狀，面積約4km2。埋深一般7～25.3m，底板埋深10.76～36.3m。

承壓鹵水礦體主要以礦體W2為主，鹵水礦體的含量、厚度、孔隙度和給水度特征見表2，一般鹵水礦體厚度在橫向和縱向上由鉆孔ZK0204向四周逐漸變薄，從圖2上可以看出東西向上ZK0000最厚，向兩邊逐漸變薄；從圖3上可以看出，東西向上ZK0204最厚，向兩邊逐漸變薄。南北向上從圖4上看出，整體上是北薄南厚。由表2可以看出，承壓鹵水礦體KNO3品位最大3.928%，最小0.077%，平均2.238%，品位變化系數為44.73%，礦體品位不均勻。NaCl、MgSO4等品位變化較均勻，礦體厚度變化較大，變化不穩定。比重、孔隙度、給水度的變化較為均勻。

表2 大洼地勘查區承壓鹵水礦體特征表

圖2 00橫剖面礦體厚度變化圖

圖3 04橫剖面礦體厚度變化圖

5 隔水層特征

圖4 00縱剖面礦體厚度變化圖

隔水層揭露厚度一般3～23.5m。巖性為含石膏、粉砂的粘土和粘土為主，部分第三系中的膠結致密的粘土質粉砂、鈣質膠結砂礫石亦可以作為隔水層。粘土層一般呈灰黃色、紅棕色，鹽類礦物呈自形晶體零星地分布于粘土中，含量一般5%～15%，粘土含量一般大于85%，粘土層致密，硬實，取出的巖芯呈柱狀，用手掰開極困難，可用手搓成細條狀，粘度系數高，透水性差，隔水性能極好。膠結致密的粘土質粉砂、鈣質膠結砂礫石顏色多呈磚紅色、雜色等，主要為粘土膠結和鈣質膠結，巖芯膠結致密，硬實，取出的巖芯呈柱狀，用手難以掰開，鈣質膠結砂礫石用地質錘亦難以敲開，透水性差，隔水性能較好。

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