江西省吉泰盆地泰和凹陷含鋰鹵水礦成礦地質背景初步研究

廖達軍，歐陽斌，張棟梁，朱文韜

（江西省核工業地質局二六三大隊，江西 南昌 331307）

在吉～泰盆地進行普查鉀鹽為主的綜合找礦中，前人在梅崗地帶發現了鹵水礦床。目前發現的含鋰鹵水礦區僅有泰和縣梅崗～青原區甲先鹵水礦一處。

1 區域地質背景

吉～泰盆地區域大地構造位置位于華南褶皺系贛中南褶隆贛西南坳陷之吉泰盆地東部，處于贛江、遂川～樂安兩斷裂之間。盆地基底為前白堊系地層，紅色巖系直接超覆于下伏地層之上。

1.1 礦區地層

區內地層出露較簡單，主要發育白堊紀及第四紀地層，其中重要的控礦目標地層為下白堊統周田組（K2z）。

下白堊統周田組（K2z）：為晚白堊世早期一套干旱氣候下封閉—內陸淺成湖泊沉積建造，是主要的鹽鹵礦物富集層位。根據其巖性組合特征分為七個巖性段。巖性主要為湖盆相紫紅色、青灰色薄層、條帶狀鈣質泥巖和鈣質粉砂巖等。

在夾持梅崗含鋰鹵水出露區北西和南東分別施工超千米深井鉆探，梅二井巖心分層情況如下。

①28.23m～77.16m青灰色、紫紅色泥頁巖；②77.16m～112.46m紫紅色、棕紅色泥巖；③112.46m～168.15m青灰色含條帶狀石膏泥巖，夾二層淺肉色流紋質玻屑凝灰巖，層厚度10cm～50cm，159.89m見50cm砂巖；④168.15m～222.86m灰白色、棕灰色、青灰色鈣質泥巖；⑤222.86m～250.13m棕紅色鈣質泥巖與青灰色含條帶狀石膏泥巖互層；⑥250.13m～490.62m棕紅色、紫紅色鈣質泥巖；⑦490.62m～679.0m青灰色條帶狀鈣質泥巖；⑧679.0m～795.00m青灰色含條帶狀石膏泥巖與紫紅色、棕紅色鈣質泥巖互層；⑨795.00m～864.35m紫紅色、棕紅色含鈣粉砂質泥巖；⑩864.35m～1067.15m紫紅色鈣質粉砂巖；1067.15m～1121.30m灰白色、雜色礫巖、灰黑色炭質泥頁巖下伏石炭系梓山組砂巖粉砂巖

根據鉆孔巖心情況，礦區內主要巖性呈現紫紅色和青灰色，且有條帶狀膏鹽夾層，推測地層形成過程可能經歷了干旱和半干旱等氣候條件。這種氣候條件，有利于湖水的大量蒸發，當湖盆中的蒸發量大于湖面降水量與地表入流量的總和時，湖盆水中的鹽分濃度不斷增高，形成不同類型的鹵水鹽湖。不同顏色的巖性代表著不同的氣候成礦條件，并伴隨著明顯分帶的鹽類沉積。

1.2 成礦地質背景

吉泰盆地位于揚子準地臺與華南褶皺系接觸帶，白堊基底斷裂較為發育。吉泰盆地雛形形成于長塘～吉安一帶，之后盆地受遂川～樂安大斷裂影響趨于明顯，盆地沉降中心逐漸向南遷移，形成了南陡北緩的箕狀斷裂盆地。盆地受南部遂川～樂安大斷裂的控制逐步沉降，形成了斷、陷、沉同時作用的局面，發展成一個咸水或半咸水湖盆。

（1）原生鹵水的形成。在白堊世早期氣候溫濕，溫濕氣候創造了鹵水物質的富集，氣候慢慢轉為干旱，蒸發量大于降水量，造成湖水咸化程度增加，湖水蒸發濃縮形成鹵水。溫濕與干旱炎熱氣候交替出現和湖水深淺變化的影響，形成看一系列含鹵水地層。并且在干旱氣候中形成的紫紅色泥巖，由于孔隙度小、滲透性差，形成一淘封閉性良好的蓋層，為原生鹵水提供了較好的儲集空間。

表1 巖石化學特征表

礦區位于吉泰盆地～泰和凹陷腹地，具備封閉和穩定沉降的構造條件。封閉的盆地地形有利于鹽分不斷地向湖盆地勢匯集并不致外泄，穩定的構造條件有利于湖盆進行充分的蒸發和滲透作用，從而使湖水濃度逐漸升高形成鹽湖。盆地的特殊地形不僅起到了明顯的封閉作用，還有效匯集著周圍地區的地表徑流，為鹽湖中大量溶質的聚集提供了足夠的入流量，形成了周田組鹽鹵礦產的基本條件。

（2）次生鹵水的形成。白堊世地幔物質上涌導致地殼減薄拉張，由于地幔物質和能量上涌，導致在吉泰盆地四周發育有黃坳、吉水、遂川-德興三條裂谷構造及數十條規模稍小的構造，并形成一系列裂谷盆地；后期裂谷構造沉降形成封閉性良好的盆地或凹陷，同時伴有大量火山活動，在吉泰盆地南部及南西部大面積出露燕山期火山巖，主要有早古生代晚期混染型花崗巖及燕山早期花崗巖類，如寧岡、湯湖、彈前、東固巖體。燕山期花崗巖K、Na、Li、Rb、Cs等含量豐富，火山活動帶來豐富的深源成礦物質，可能以火山期后的溫熱泉水補給為主。深層地下水溶解火山巖中的K、Na、Li、Rb、Cs等離子，受地層壓力沿著深大斷裂向上運移，賦存于裂隙發育、孔隙度大的斷層裂隙中。

2 巖石化學特征

在梅一井鉆探揭露過程中，分別在569.51m～575.51m和585.39m～594.80m見到含角礫細砂巖和雜色礫巖層，角礫成分絕大部分為灰巖。說明周田組沉積過程中起碼出現過兩次泛湖亞旋回。梅一井揭穿白堊系周田組底板后下伏地層巖性為石炭系黃龍組灰巖和白云巖，揭露厚度超過400m，廣泛的鈣質原巖為周田組形成過程中提供了充足的物質來源從而形成巨厚層的鈣質泥巖和鈣質粉砂巖及夾膏鹽層。其巖石化學特征見表1。

3 礦產地質特征

3.1 鹵水賦存情況

礦區中鹵水礦層位于晚白堊統周田組三段地層中，分布于下馬廟～肖家～南洲村一帶。

鹵水礦主要賦存于構造破碎帶及夾薄巖層的孔隙及裂隙中，含礦層厚度大，厚約11.5m～35.05m，鉆孔中見單層1.56m厚的固體結晶鹽。鹵水層頂底板巖性為青灰色、紫紅色含條帶狀石膏鈣質泥巖，巖芯完整，地層產狀較緩，為9°～15°。

儲鹵地層裂隙寬約1cm～3cm，多數為張性裂隙，裂隙內充填肉紅色巖鹽，巖鹽呈粒狀或塊狀分布。儲鹵地層溶蝕現象較為強烈，在鈣質粉砂巖中發育大量的成巖～構造縫、溶孔、粒間孔、微孔隙、晶間孔等孔隙。這些孔隙在構造作用下產生復雜的裂隙-孔隙系統，構成了鹵水的有利儲層。

從以上鹵水的賦存狀態可以看出，區內鹵水礦床類型為地下深藏裂隙鹵水礦。斷層構造對深層鹵水的控制作用比較明顯，對于鹵水的儲集起主導作用。具體表現在兩個方面：一方面，斷裂構造為深層鹵水的通道和減壓帶，使深層鹵水上升或側向運移，并在這些部位富集，成為深層鹵水的重新分布帶。另一方面，周田組在構造作用下產生斷層裂隙和次生（張）節理裂隙，構成了深層鹵水的儲存系統；在周田組中因以鈣質泥巖為主，在地下鹵水的作用下，溶洞發育，在斷層和酸蝕的聯合作用下，使溶洞擴大，使其與微裂隙和各種孔隙聯在一起形成的復雜網絡儲水系統。

3.2 礦產地質物理、化學特征

3.2.1 常量離子水化學特征與水化學類型

區內鹵水為無色、褐色，無嗅，味咸、微苦、澀，從鉆孔水化學分析結果看，鹵水礦化度271.08g/l～291.21g/l。常量離子中，Na+含量113.0g/l～120.0g/l，Cl-含量164.04g/l～176.32g/l。

3.2.2 微量離子水化學特征

部分鹵水樣品中Li+含 量89.00mg/l～101.55mg/l，LiCl含量遠超過最低工業指標要求（LiCl最低工業指標150mg/l）。詳見下表：

表2 鹵水樣品分析結果表

4 結語

在有色金屬和稀有金屬礦中，鋰被人們稱為鋰除了成為生產氫彈、中子彈、質子彈的重要原料外，還廣泛用于玻璃陶瓷工業、煉鋁工業、鋰基潤滑脂以及空調(溴化鋰)、電池、醫藥、有機合成等工業，成為新型材料的重要部分。因此，加強吉泰盆地含鋰鹵水礦資源勘查和探索研究該區范圍內鹽類及含鋰鹵水集聚的成礦規律，積極開發該區鋰資源具有重要意義和經濟價值。

本文在成文過程中得到了江特礦業李繼來高級工程師的大力幫助和江西地質礦產勘查開發局九〇二地質大隊同仁的協助，在此一并致謝。