泰國沙空那空盆地哇倫礦區重力異常特征及鉀鹽找礦分析

邱光輝,李博昀,張海亮,史南南

(1.中化地質礦山總局山東地質勘查院，山東 濟南 250014；2.中化地質礦山總局地質研究院，河北 涿州 072750)

0 引言

沙空那空盆地處于滇藏印支褶皺系南段，屬于印支中央地塊，位于呵叻高原北部[1-4]，呈NWW向展布，北依馬哈沙儂隆起，南接普潘隆起，區域性構造線總體呈NW—NWW向，褶皺為主，斷裂次之，形成隆起-盆地間列式分布的構造格局，巖石主要由中生代碎屑巖和蒸發巖組成(圖1)。目前，沙空那空盆地已發現他曲、烏隆、廊開、哇倫等多處鉀鹽礦床，是亞洲重要的蒸發沉積型鉀鹽礦成鹽盆地，本次研究的哇倫礦區便位于該盆地的中心地帶(圖1)。

20世紀70年代，泰國政府在哇倫縣城附近發現鉀鹽礦。哇倫礦區范圍的圈定參照了以往鉀鹽找礦成果。在哇倫礦區找礦之初，勘探線設計及相關鉆孔的布設主要參考了前人的研究成果，即《泰國呵叻高原鉀鹽礦床沉積特征及成因探討》一文中的鉀礦層的厚度等值線圖，根據該圖布設的鉆孔未能見礦，在詳細分析已有資料后，提出了利用地質成果與重力成果相結合的找礦方向[5-10]，根據這一找礦思路，在該礦區實現了找礦的突破。

1—馬哈沙拉堪組石鹽、光鹵石、鉀石鹽、硬石膏、泥巖、粉砂巖和少量砂巖；2—班納尤組砂巖、粉砂巖；3—普潘組砂巖、礫狀砂巖、砂礫巖和黏土巖；4—普拉維漢組砂巖、砂礫巖、鈣泥質粉砂巖、頁巖和細砂巖；5—普坎東組砂巖、粉砂巖、泥巖和礫巖；6—侏羅系(未分)；7—古生代地層；8—哇倫礦區位置

1 地質概況

沙空那空盆地廣泛分布一套稱之為呵叻群(三疊-白堊紀)的中生代沉積地層，地表低洼處被第四紀黏土、砂土、礫石和紅土層覆蓋。含礦巖系為晚白堊世馬哈沙拉堪組含鹽建造，由一套蒸發鹽類(石鹽、鉀石鹽、光鹵石、溢晶石和水氯鎂石)和紫紅色碎屑巖系(黏土巖、粉砂巖、細砂巖)構成，沉積厚度377～700余米。膏鹽層和碎屑巖層組成3個明顯的蒸發巖沉積旋回(即3個韻律段)，沉積旋回之間呈整合接觸，自下而上將該組劃分為3個鹽段，與3個沉積旋回相對應，其中鉀鹽層賦存于下鹽段巖鹽層中上部，各膏鹽層之間均為紫紅—淺灰綠色黏土巖所隔，鹽類沉積基底為白堊紀呵葛組石英粉砂巖[1-4，11-17](圖2)。哇倫礦區位于盆地中部，鉀鹽成礦條件良好。

圖2 沙空那空盆地地層綜合柱狀圖

2 哇倫礦區鉀鹽前期勘查情況

本次工作之前，礦區內已有2個見礦鉆孔，分別為K48和K55，其中K48位于哇倫縣城城區的西部，K55位于K48 NE70°方向4.8km處。兩個鉆孔均見有鉀鹽礦層，其中K48孔上部見有光鹵石礦層，下部有鉀石鹽礦層，見礦深度為407.14m，光鹵石礦層厚71.07m，鉀石鹽厚19.22m，礦層總厚度90.29m；K55孔見有光鹵石礦層，見礦深度為393.35m，礦層厚76.08m。自K55至K48孔有鉀鹽層埋深加大，厚度變厚的趨勢，結合前人的鉀鹽層等厚圖[1](圖3)，推測K48附近應為沉積中心，鉀鹽找礦前景良好。

根據礦區及周邊見礦鉆孔鉀鹽礦厚度所做的鉀鹽礦厚度等值線圖，推斷鉀鹽礦體厚度最大的部位呈NE向展布(圖3)，本次工作之初采用平行勘探線法垂直于礦體厚度變化最大方向布設勘探線，方位為340°，布置少量深部鉆探，對礦體進行初步控制，這是勘查之初的找礦思路。

ZK001是本次工作最早施工的鉆孔，該鉆孔位于已知鉆孔K48孔西南4.2km(圖3)，鉆孔終孔深度520.75m，進入馬哈沙拉堪組下鹽段石鹽層129.19m，未見鉀鹽礦。由圖3ZK001所在位置可以看出，本孔仍處于鉀鹽層最厚大部位，由此推測，該孔見礦幾率較大，而ZK001孔在該處卻未見鉀鹽礦，勘查至此，該區鉀鹽找礦工作遇到了困難。

1—見巖鹽、光鹵石、鉀石鹽鉆孔及編號；2—見巖鹽、光鹵石鉆孔及編號；3—見巖鹽鉆孔及編號；4—哇倫礦區范圍；5—厚度等值線(m)；6—見巖鹽層邊界線；7—國界線；8—推測鉀鹽分布范圍

針對上述困難，對已知所有資料進行了重新分析，特別是對曲懿華相關成果進行了重新梳理，總結得出，圖3是根據沙空那空盆地內幾十個鉆孔見礦成果繪制，而沙空那空盆地面積幾萬平方千米，僅靠幾十個鉆孔，對哇倫礦區(180km2)小范圍內控制程度嚴重不足，由此可知，利用該資料指導鉆孔布設不適合。

經分析認為，圖3只適用于大范圍、大尺度的鉀鹽成礦研究，不適用于指導小范圍的找礦實踐。

3 布格重力異常的分析與驗證

該礦區厚大的巖鹽層與圍巖存在明顯的密度差異(表1)，這是重力測量的物性前提，密度的差異可以引起地表布格重力異常的變化，從而可以根據重力場的變化分析基底構造和隱伏巖鹽層厚度的變化特征。

表1 礦區及周邊主要巖(礦)石密度統計

由表1可知，石鹽巖及鉀鹽巖為礦區的相對低密度體，與圍巖存在較大密度差，所以在石鹽巖及鉀鹽巖相對富集或厚大的區域，即產生相對重力低異常[18]。

該礦區布格重力異常整體呈NW340°方向展布(圖4)，異常為馬鞍狀異常圈閉形態，異常幅值全為負值，異常值在-70m/s2～-30m/s2之間，變化幅值40m/s2。梯度帶主要位于馬鞍狀異常帶的北東和南西兩側，均呈NW向波狀彎曲展布。已知見礦孔K48,K55就位于北東側的負異常梯度帶上。該區布格重力異常呈大面積負值分布且負值極小值較低，表明該區巖鹽厚度較大，且白堊系基底埋藏較深所致。

通過分析對比本區域已有鉆孔巖心可知，區域內鹽層的變形不明顯，各鹽層埋深及厚度特征受后期構造運動的改造較輕微，基本反映了沉積時初始狀態。所以在該礦區能引起馬鞍狀布格重力異常的地質情況，推斷為區內基底呈NW向隆起所致，隆起區即為相對重力高異常區域；在隆起的北東和南西兩側存在著兩個次級凹陷，次級凹陷區為由相對重力高向相對重力低的過渡帶，即梯度帶區域。推斷本礦區鉀鹽礦的分布明顯受這兩個次級凹陷的控制[19-20]。ZK001孔未見礦的原因，推斷應該是在基底隆起區域，受基底地形起伏影響，上覆礦層產生差異載荷，鉀石鹽層較巖鹽層更易產生塑性流動，致使鉀鹽礦層向次級凹陷方向塑性運移[21-24]，所以ZK001在基底隆起區域未能見到鉀鹽礦層。

為了驗證物探推斷結果，對ZK001和ZK903孔內各地層的深度進行了統計，由表2可知，ZK001孔內各地層埋深均較ZK903要淺，這一事實證實了物探推斷的正確性，即ZK001孔地處基底隆起區的推斷是可靠的。

1—見礦鉆孔；2—未見礦鉆孔；3—礦區范圍；4—鉀鹽找礦靶區；5—剖面位置

表2 ZK001，ZK903孔地層深度對照表

為了驗證上述推斷，在南西側次級凹陷布設了ZK903孔，該孔在512m處見到約60m厚的光鹵石礦層(圖5)。該孔的見礦以及K48,K55的成果表明上述的推斷是正確的。

4 哇倫礦區鉀鹽找礦方向分析

該礦區在勘查之初由于對區內地質、成礦情況的誤判，導致前期工作走了彎路。根據上述物探成果可知，下一步鉀鹽找礦的重點應該放在兩個次級凹陷上，并盡量避開區內的隆起帶。據此思路，結合已有地質資料，以布格重力異常等值線-45m/s2為界，在相對重力低區域內圈定了2處下一步找礦靶區(圖4)，并根據兩個次級凹陷的展布方向，重新調整勘探線方位為NE70°。

上述成果對本區下一步找礦工作指明了方向。

5 結論

(1)對該區勘查之初鉀鹽找礦所遇到的困難進行了介紹和分析，提出了前人的沙空那空盆地鉀鹽層等厚圖使用具有局限性。該成果圖只適合用于大范圍、大尺度上做研究，不適用于指導小范圍找礦。

(2)通過對該區內馬鞍狀布格重力異常特征的分析，對該區基底構造特征進行了推斷，提出了隆起區不含鉀鹽礦的觀點，并圈定了2個次級盆地，推斷鉀鹽礦受控于次級盆地。對物探推斷進行了鉆孔驗證，驗證表明重力異常推斷是正確的。

1—第四系；2—普特組中段；3—普特組下段；4—馬哈沙拉堪組中鹽段；5—馬哈沙拉堪組上鹽段泥巖；6—馬哈沙拉堪組上鹽段石鹽；7—見礦鉆孔；8—孔深；9—光鹵石；10—鉀石鹽

(3)根據物探成果，圈定了2個找礦靶區，結合地質、物探成果資料，對下一步勘查工作進行了調整，為下一步找礦指明了方向。