川東三疊紀含鹵構造綜合物探方法應用研究

彭明濤，高 陽,曾明勇

（重慶地勘局208水文地質工程地質隊，重慶400700）

我國分布多個大型海相蒸發盆地，具有較大的開發潛力，尤其以四川盆地富含優質富鉀鹵水，作為具有多成鹽期盆地，其沉積構造演化有利于鉀資源的富集。就全盆而言，地下鹵水資源豐富，分布廣泛，現已知儲鹵構造近200個，儲鹵層分布面積廣達13×104km2，從震旦系至白堊系各層系均普遍含鹵，三疊系是四川盆地鹵水工業價值最高、開發利用時間最久的層段，其中又以三疊系中下統嘉陵江組與雷口坡組中的黑鹵鉀含量高[1-2]。

國內含鹵構造勘探主要依據地質調查、鉆探工程結合物探、測井、射孔、抽鹵試探、采樣等方法。筆者通過對云陽縣泥溪地區含鹵構造進行多種物探方法探測研究，圈定出該含鹵構造范圍，總結含鹵構造在電磁法、重力及磁法中表現出的異常特征。該異常特征將對今后川東、渝東北類似情況的地區含鹵構造的探測具有一定指導意義。

1 三疊紀成鹽環境

構造背斜為富鉀鹵水勘探的重要構造，圈閉內裂隙最發育的地帶，便是最優的儲鹵層；斷層可作為富鉀鹵水運移的導水通道；斷層所伴生的裂縫，改造儲鹵層。膏巖作為塑性極強、不易溶濾的蒸發巖，可成為富鉀鹵水的隔水層；相反碳酸鹽巖巖溶孔隙易發育，又易產生裂縫裂隙，為富鉀鹵水的儲水層。在一定條件下，膏巖層也可成為富鉀鹵水中鉀元素的來源。

2 研究區概況

研究區處于四川盆地東部，屬川東平行嶺谷的一部份，背斜成山，向斜多呈臺地，翼部多呈谷，呈現一山一谷一臺相間的地形地貌景觀。地貌的發育受地質構造和巖性的控制明顯，局部地區亦與外營力作用關系密切。

研究區地質構造屬于川東地區比較典型的背斜構造、背斜翼部發育隱伏斷層，已知鉆孔揭露含鹵標志的石膏層、其水質分析K+離子含量較高，具有富鉀含鹵構造綜合物探方法研究靶區的價值。

2.1 地質特征

研究區處于川東高陡斷褶帶之萬州弧形凹褶束的北東部，主體構造形跡方斗山背斜由北東—北東東向自然偏轉，呈凸向北西之弧形。方斗山背斜整體構造的特征是軸面扭轉，軸線呈弧形自然彎曲，樞紐起伏，總體往北東方向傾伏，為長軸線形褶皺構造，北西翼與萬州向斜之間次級褶皺較發育。研究區內地層為侏羅系和三疊系，主要為沉積巖。根據重慶市地層區劃圖，繪制出露地層表（表1）。

2.2 物性特征

依據已取得的綜合測井成果及相關文獻的物性資料，得到物性特征統計表（表2），結合收集資料的物性資料可以得出石膏及巖鹽(鹵水)的物性特征明顯，特別與灰巖相比其具有較大的物性差異，會產生相應的異常。

3 含鹵構造綜合物探方法探測實例

根據任務要求和物性特征，在研究區采用重力、磁法、大地電磁法3種物探方法進行綜合探測，從不同的物性參數角度來表現同一探測目的體，遵循“深淺相結合”，使探測信息更加豐富、完整，解釋成果更加全面。

3.1 剖面成果

表1 研究區地層表

本次工作共有4條物探測線，選擇其WT2剖面詳細描述。從WT2重磁電綜合剖面圖（圖1）可得：相對布格重力異常曲線有一處低重力異常，即D7～D4異常，推斷解釋為斷層鹵水所引起的重力負異常；ΔT值曲線較平緩、異常幅度較小、無明顯“正負”形態，依據本圖無法做出解譯；大地電磁測深電阻率圖左半部分呈明顯的高阻、右半部份呈明顯的低阻，圖中出現低阻條帶，推斷解釋為斷層及破碎帶。推斷X坐標2600～3300m、深度1700～2400m范圍為富鉀鹵水發育區。

綜合WT2重磁電綜合剖面成果推斷斷層部位的相對布格重力異常表現為低值、電阻率表現為低值。其中相對布格重力異常最低值對應于斷層的近地表位置，低電阻率異常呈串珠狀、中心連線對應于斷層破碎帶中心線。

表2 物性特征統計表

3.2 綜合成果

物探異常綜合平面圖（圖2）為重磁電異常疊加圖。圖中紅色實線代表重力異常區、紅色虛線微弱重力異常區、藍色為磁法異常區、粉色為大地電磁低阻異常區、綠色為推斷的三疊系嘉陵組斷層破碎區。大地電磁異常帶分布于圖形下部小號測點附近，推斷的三疊系嘉陵江組斷層破碎區為大地電磁異常區的一小部分，且該部分能較好對應重力異常區域。

儲鹵構造一般多存在于背斜構造及斷裂集中的構造中，多富集在斷裂破碎帶或褶皺核部裂隙發育部位，且川東富鉀含鹵巖層為三疊紀嘉陵江組和雷口坡組。本研究區內只含有嘉陵江組巖層，因此推斷含鹵構造位于三疊紀嘉陵江組巖層的破碎區域。推斷富鉀鹵水分布范圍（圖3），圖中劃分了3個異常區富鉀鹵水的分布范圍。

鉆孔位于WT2測線的D6測點，鉆孔水質分析K+離子濃度達到668.07mg/L，為明顯富鉀異常；測井成果在1875.4～1882.2m 段 、2078.8～2089.6m 段 、2210.4～2230.0m段發現異常，與鉆孔處的綜合物探異常結果吻合。

4 結論

（1）重力、磁法、大地電磁的綜合物探解譯，達到多參數聯合解釋的程度、各方法成果異常相互印證，提高探測的精確度。

（2）鉆孔結果與探測成果吻合，說明重力和大地電磁法是富鉀含鹵構造探測有效的物探手段。

（3）富鉀含鹵構造位于三疊系嘉陵江組的斷層破碎帶中，其地球物理異常特征為：低重力異常、低電阻率異常。

圖3 推斷富鉀鹵水分布范圍（透視-Y軸）

[1] 中國行業研究網.中國每年鉀肥需求量調查統計[EB/OL].2013-09-05.

[2] 鄭綿平，齊文，張永生.中國鉀鹽地質資源現狀與找鉀方向初步分析[J].地質通報，2006(11)：1239-1246.

[3] 林耀庭，唐慶.四川盆地鹵水分布及開發前景展望[J].化工礦產地質，1999，21（4）：209-214.

[4] 黃熙.四川盆地三疊紀鹽盆富鉀鹵水富集規律[D].中國地質大學（北京），2013.

[5] 龔大興.四川盆地三疊紀成鹽環境、成鉀條件及成因機制[D].成都理工大學，2016.

[6] 李文鵬.四川盆地三疊系深層富鉀鹵水賦存區帶預測[D].中國地質大學(北京)，2015.

[7] 重慶市地質礦產勘查開發局208水文地質工程地質隊.重慶市云陽縣泥溪地熱資源詳查工作總結報告[R]2013.

[8] 王東升.富鉀鹵水的找鉀指示意義——試論鹵鉀標志的一般性標準[J].物探與化探，1985(6):452-456.