新疆則木比勒石鹽芒硝礦地質(zhì)特征淺析

[摘要]本文通過對新疆則木比勒石鹽芒硝礦地質(zhì)特征淺析，認(rèn)為勘查區(qū)內(nèi)石鹽芒硝礦以固相礦產(chǎn)與液相礦產(chǎn)兩個類型為主，勘查區(qū)長期內(nèi)盆地氣候干旱，形成湖水的蒸發(fā)-濃縮-飽和-自析出各種鹽類堆積反復(fù)循環(huán)。現(xiàn)成勘查區(qū)石鹽芒硝礦床。

[關(guān)鍵詞]則木比勒；石鹽芒硝；地質(zhì)特征；固相礦產(chǎn)與液相礦產(chǎn)

1.區(qū)域地層特征

則木比勒鹽湖位于南天山西段褶皺構(gòu)造帶南緣，區(qū)域地層主要發(fā)育有上寒武—下奧陶統(tǒng)丘里塔格群、中奧陶統(tǒng)薩爾干群、志留系—柯坪塔格群、泥盆系沙拉依姆群、上石炭統(tǒng)康克林群、下二疊統(tǒng)別良金群、第三系、第四系。自然地理地貌位于皮羌—贊比勒山間盆地的最低處，是地表水和地下潛水閉流的終點(diǎn)湖。在則木比勒和硝爾庫勒鹽湖之間是衣木崗他烏山的西端，走向東西，分兩湖各居南北。

（1）上寒武-下奧陶統(tǒng)丘里塔格群：以含燧石結(jié)核及夾層的灰?guī)r和白云巖為主，并以黑-白灰色的不同色調(diào)所組成的條帶狀構(gòu)造為特征。分布于肖爾庫勒鹽湖東岸，出露最大厚度1300m。

（2）中奧陶統(tǒng)薩爾干群，分布于肖爾庫勒鹽湖東岸，整合覆蓋于丘里塔格群之上。并為柯坪塔格群超覆，其厚度十米～百余米。其巖性以淺綠灰色-褐紅色含泥質(zhì)的碳酸鹽類巖石為主，具團(tuán)塊狀結(jié)構(gòu)及薄層狀不穩(wěn)定層理。底部通常為一層炭質(zhì)頁巖或一套含有機(jī)質(zhì)的紅色巖系與下伏地層分界。

（3）志留系-柯坪塔格群：巖性為單一的灰綠色砂巖、頁巖為主。底部常有不穩(wěn)定的褐色礫巖或底礫巖，與下伏的薩爾干群為平行不整合接觸，厚度500～700m。

（4）泥盆系沙拉依姆群：為紅色濱海沉積，根據(jù)巖性特征自下而上分為三個巖組：

塔塔埃爾塔格組：整覆于柯坪塔格群之上，依據(jù)巖石顏色分為上下兩層。下部分層為紅色泥質(zhì)巖、粉砂巖及砂巖互層，偶具淺綠色薄層及綠色花斑。上部分層為綠色夾紅色的粉砂巖、泥質(zhì)巖、砂巖。地層總厚320m左右。

（5）上石炭統(tǒng)康克林群：平行不整合覆蓋于克孜爾塔格組之上。其巖性以紡錘蟲灰?guī)r及鮞狀灰?guī)r為主，次為白云巖、泥質(zhì)巖及生物灰?guī)r，厚124m。

（6）下二疊統(tǒng)別良金群：整覆于康克林群之上，由正常沉積巖組成，為地臺型上古生代剖面的最頂部。為碳酸鹽碎屑建造。其巖性主要為鈣泥質(zhì)粉砂巖、鈣質(zhì)頁巖、泥灰?guī)r、砂質(zhì)臭灰?guī)r、介殼灰?guī)r、生物碎屑灰?guī)r等組成，厚度170m左右。

（7）新近系：分布于則木比勒湖南部

未分的下第三系：巖性為黏土巖、砂巖夾礫巖，地層厚約250m，下部為橘黃色砂巖，磚紅色砂質(zhì)碳酸鹽質(zhì)粘土巖和細(xì)粒致密白色細(xì)碎屑狀粉砂巖，上部為鮮黃色、橘黃色砂巖、粉砂巖、礫巖互層。巖石多為石膏化及巖鹽化，是現(xiàn)代鹽湖中鹽類成分的主要來源之一。

2.湖區(qū)地層特征

則木比勒鹽湖是以石鹽、芒硝為主，并在其間充填晶間鹵水的復(fù)鹽礦床。石鹽礦體在地表主要見有石鹽殼石鹽礦，直接裸露于地表，分布面積有限，一般呈正地形，高于平坦地形約0.3～1.0m。地貌分為鹽溶區(qū)和鹽殼區(qū)，鹽殼區(qū)由石鹽殼組成，鹽溶區(qū)則是由于地表淡水的灌入，在地形相對低洼處溶解石鹽殼形成鹽溶漏斗，地表水流入地下，析出粒狀石鹽礦，而地表則殘留了較厚的粘土層，厚約0.30～1.00m。石鹽礦分布于7～8km2范圍內(nèi)，芒硝礦分布面積2～3km2，晶間鹵水基本與石鹽礦一致。

通過地質(zhì)剖面以及地質(zhì)填圖工作，勘查區(qū)內(nèi)出現(xiàn)的地層自下而上主要有：

（1）湖相沉積層：出露于勘查區(qū)西部，分布面積很小，不足1km2，主要巖性為灰綠色、土黃色砂質(zhì)黏土，為勘查區(qū)內(nèi)石鹽芒硝礦層的底板。

（2）化學(xué)沉積芒硝礦層：分布于湖區(qū)北部、西部，經(jīng)鉆探工程驗證呈不連續(xù)分布。產(chǎn)于石鹽礦層下部，與石鹽礦為整合接觸關(guān)系，局部地段形成石鹽芒硝礦。二者之間可見有泥質(zhì)夾層，厚度為0.30～1.50m。

（3）化學(xué)沉積石鹽礦層：分布于整個鹽湖之中，局部見有小面積的地表鹵水，在枯水季節(jié)可達(dá)飽和狀態(tài)，逐漸析出石鹽，沉積于水底。

（4）鹽漬化的含砂黏土：主要分布于礦體周圍。面積約1～2km2。實際上是沖洪積層被鹽水浸泡后而成，干涸后地表呈現(xiàn)一層較硬的鹽堿殼，含石鹽量較高。

3.礦體特征

則木比勒石鹽芒硝礦是一個以固相為主，液相為輔的第四系現(xiàn)代內(nèi)陸鹽湖礦床，石鹽礦層基本裸露于地表，石鹽、芒硝礦層呈雙層結(jié)構(gòu)，上部為石鹽礦層，下部為芒硝礦層。東部石鹽礦層呈現(xiàn)了雙層結(jié)構(gòu)，上部礦層（SY1）與石鹽殼石鹽礦為上下層位關(guān)系，SY2礦層與SY1礦層間隔4.20m，SY2礦體由單工程控制，礦體產(chǎn)狀近于水平。液相礦以晶間鹵水為主，局部見有少量地表鹵水，面積很小。

3.1固相礦產(chǎn)

3.1.1芒硝礦層

勘查區(qū)內(nèi)見有三個互不相連的芒硝礦體，由西向東編號為1-3號礦體。

1號芒硝礦體，產(chǎn)于勘查區(qū)西部Ⅵ號勘探線，由三個鉆孔控制，礦體長度2.2km，寬度400m，厚度2.00～4.89m，平均3.41m，面積為0.88km2。礦體與上覆的石鹽礦層之間除勘查區(qū)西北角和南部鉆孔見有厚度為0.70m的黏土夾層，其中部鉆孔中芒硝礦和石鹽礦呈現(xiàn)連續(xù)產(chǎn)出的特征，并形成石鹽—芒硝的共生礦體。

2號芒硝礦體，分布在勘查區(qū)中部，由三個鉆孔控制。南北方向延出了勘查區(qū)。勘查區(qū)內(nèi)的芒硝礦體呈似層狀，礦體長3.1km，寬約400m。厚度0.59～6.65m，平均3.43m，面積為1.3km2。礦體與上覆的石鹽礦層之間見有2.3～6.70m的黏土夾層，夾層厚度由北向南呈逐漸增大的趨勢，芒硝礦體由北向南呈逐漸變小的趨勢。

3號芒硝礦體，產(chǎn)出于勘查區(qū)東北角，由鉆孔單工程控制，礦體呈較規(guī)則的透鏡狀，向北部、東部延出勘查區(qū)以外。礦體埋深1.10～8.12m，厚度7.02m，上部為厚度1.10m含砂質(zhì)黏土石鹽芒硝礦層覆蓋，下部為含少量黑色淤泥的芒硝礦層。

3.1.2粒狀石鹽礦層

全區(qū)的石鹽礦層平均厚度為1.19m，變化系數(shù)為187.89%。勘查區(qū)內(nèi)的石鹽礦層，根據(jù)礦體在勘查區(qū)內(nèi)的產(chǎn)出部位和相互間的關(guān)系，自上而下分為SY1和SY2號礦體。

SY1號礦體：產(chǎn)于勘查區(qū)中心低洼部位，呈不規(guī)則的橢圓形，向西延出勘查區(qū)以外。伏于薄層石鹽質(zhì)湖積泥之下，產(chǎn)狀近水平，礦層長4.3m，寬度2.5～3.2km。似層狀大透鏡體，邊界不規(guī)則，除北部常年有薄層地表鹵水外，絕大部分被黏土—石鹽殼及蜂窩狀石鹽殼覆蓋，礦層最大厚度2.84m，最小0.68m。平均1.19m，一般在1.08～2.80m。石鹽層結(jié)構(gòu)比較簡單，除勘查區(qū)北西的鉆孔附近有一層厚度不大的泥質(zhì)夾層外，基本沒有夾層。

SY2號礦體：產(chǎn)出于勘查區(qū)東部，由鉆孔單工程控制。礦體長800m，寬度800m，礦體厚1.20m，呈規(guī)則透鏡狀產(chǎn)出。礦體上部見有厚度為4.00m黏土夾層，與上部的SY1號礦體相隔產(chǎn)出。

3.1.3石鹽殼石鹽礦

產(chǎn)于湖區(qū)中部，礦體標(biāo)高為1580～1581.40m，最大厚度約為1.40m，最小厚度0.10m，一般0.30～0.75m。石鹽殼石鹽礦化學(xué)成分：NaC1含量一般為34.42%～52.31%，平均43.52%。Na2SO4含量一般為0.00%～5.15%，平均2.42%；水不溶物7.56%～41.65%。平均25.33%。

3.2液相礦產(chǎn)

液相礦產(chǎn)主要為地表鹵水和晶間鹵水兩種。

地表鹵水：常年有鹵水的面積不足1km2，產(chǎn)出于勘查區(qū)西北角Ⅵ號、Ⅶ號勘探線之間。枯水期水深為0.10～0.35m，豐水期水位為0.30～0.50m。

晶間鹵水：充填在整個鹽湖的石鹽礦層之中，分布面積7～8km2。鹵水層厚0.32～2.35m，水位埋深在豐水季節(jié)水面僅高出石鹽礦層0.5～1cm，鹵水的厚度亦即石鹽礦層的厚度，在0.30～2.35m之間。底部為含砂粘土—亞黏土，是鹵水的隔水層。

3.3礦石特征

3.3.1石鹽

石鹽是粒狀石鹽礦層主要礦物，晶體為白色，少量為無色透明，多為完整的立方體晶體，礦物粒徑多為0.2～0.5cm。最大1.0cm。礦層孔隙中充填物多為黃色含砂黏土及少量的黑色淤泥，在采礦過程中易被洗掉，石鹽顆粒潔白純凈。

石鹽礦：礦石呈黃褐色、灰白色，半自形-自形中—細(xì)粒結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。主要礦物組分為石鹽，并有少量芒硝、鈣芒硝、石膏、無水芒硝和不等量的黏土、粉砂、細(xì)砂等。

石鹽礦石的化學(xué)組分主要有：NaCl含量37.69%～90.14%，平均64.88%；Na2SO4含量0.00%～10.15%，平均2.76%；CaSO4含量2.45%～13.84%，平均8.45%；MgSO4含量0.00%～2.16%，平均0.48%；KCl含量0.00%～0.55%，平均0.015%；水不溶物含量8.53%～41.29%，平均27.50%。

3.3.2芒硝

芒硝：灰白色、白色或無色透明，柱狀粒狀晶體。顆粒直徑一般0.5～1cm，最大可達(dá)10cm，與黑色淤泥混雜出現(xiàn)，并含有石鹽細(xì)粒。暴露空氣中易脫水，變成白色粉末狀生成無水芒硝。晶體具有涼感并帶苦澀味。

芒硝礦石為無色透明的冰塊狀芒硝組成，在空氣中放置會自然脫水形成白色粉狀無水芒硝，粒狀結(jié)構(gòu)、塊狀構(gòu)造，主要礦物組分為十水芒硝，另有少量石鹽、粉砂、泥質(zhì)成分。

芒硝礦石的化學(xué)組分主要為Na2SO4含量16.34%～93.13%，平均83.5%；NaCl含量0.15%～3.5%，平均1.05%；CaSO4含量0.64%～3.12%，平均1.62%，MgSO4含量0.58%～2.02%，平均1.22%。

4.地表鹵水及鹽溶的分布特征

4.1地表鹵水

地表鹵水：鹵水呈半透明的淡黃綠色，比重1.09；PH值6.88～7.15，水質(zhì)類型為Na-Cl型水，礦化度323.56～361.79g/L，平均266.9g/L。鹵水的平均化學(xué)組分為：CaSO40.00%～0.119%；NaSO40.00%；MgSO42.40%～7.46%；KCl0.59%～1.85%；NaCl223.54%～31.73%；MgCl21.05%～5.34%。

地表鹵水主要分布于勘查區(qū)西部ⅥⅦ號勘測探線之間及附近，為不規(guī)則曲邊形，走向北西南東向，面積約0.49km2，鹵水深度0.10～0.35m。其次在勘查區(qū)北部可見有零星分布的溪流狀鹵水，呈線狀分布，寬度一般約為3～15m，長度數(shù)百千米不等，鹵水深度一般為0.0～0.50m，水底見有深約0.30～1.00m淤泥，徒步穿越較困難。

4.2鹽溶區(qū)的分布

勘查區(qū)內(nèi)鹽溶區(qū)的分布主要位于勘查區(qū)西部Ⅶ-Ⅷ勘測探線之間。鹽溶區(qū)的寬度一般為50～100m，平均寬度約為65m，長度約1.5～2km。面積約為0.5～1km2。約占勘查區(qū)總面積的3.6%～7.3%。

4.3鹽溶特征

勘查區(qū)內(nèi)的鹽溶主要沿勘查區(qū)內(nèi)地形較為低洼處產(chǎn)出，表現(xiàn)形式主要為鹽溶漏斗，一般為不規(guī)則圓形，長、寬約為5～10m，最大可達(dá)20m，深度一般約為0.5～1.5m，漏斗中可見有鹵水，一般清澈見底，水深0.5～1.5m不等，底部及漏斗四周見有白色再生鹽產(chǎn)出，質(zhì)較純。

4.4地表鹵水動態(tài)變化情況

為了解區(qū)內(nèi)地表鹵水的動態(tài)變化規(guī)律，在勘查區(qū)進(jìn)行了地表鹵水水文地質(zhì)觀測，總結(jié)出如下規(guī)律：區(qū)內(nèi)的主要排泄形式為蒸發(fā)式排泄，由于秋冬季節(jié)氣溫降低，相對蒸發(fā)量降低，是該區(qū)地表水體的豐水期，地表水深一般為15～30cm，每年的四-八月，由于環(huán)境氣溫較高，地表湖水大量蒸發(fā)，湖區(qū)地表水急劇下降，是該區(qū)的枯水期，也是大量再生鹽生成的有利季節(jié)。

5.礦床成因淺析

5.1微量元素的分布情況

為了了解不同沉積物中伴生有益有害組分的分布情況，目的是從中得到硼、鋰、鎵、銫、銣、溴、碘的找礦信息，對少量樣品作了光譜全分析[1]，結(jié)果全部樣品中含有硼，少數(shù)樣品中含有鎵，個別樣品中含有鋰。

淤泥類樣品中顯示的微量元素有Ag、B、Ba、Be、

Co、Cr、Cu、Mn、Mo、Ni、Pb、Sn、Ti、Sr、V、Y、Zn、Zr、Ca、Sc、Li等二十一個。其中每個樣品都出現(xiàn)且含量較高的有B、Ba、Ni、Ti、Br、Zr、Sc、Li僅在個別樣品中出現(xiàn)。

石鹽樣品中顯示的微量元素有：B、Ba、Be、Cr、Cu、Mn、Mo、Ni、Pb、Ti、Sr、V、Y、Zr、Ga、Sc等十六個。其中在每個樣品中幾乎都出現(xiàn)且含量較高的有B、、Ba、Be、Ni、Sr、Zr、Sc。

從所獲少量的光譜樣品分析結(jié)果，可以歸納為如下幾點(diǎn)初步認(rèn)識：1）石鹽中不含或很少含Ag、Co、Sn；2）存在于兩類樣品中含量較高且比較穩(wěn)定的元素有B、Ba、Be、Cu、Mn、Ni、Ti、Sr、V、Zr、Sc；3）鋰只出現(xiàn)個別的淤泥樣及粘土中，今后應(yīng)注意在該類沉積中尋找鋰礦物；4）目前尚未發(fā)現(xiàn)放射性元素及對人有害元素超限的情況。

從這些微量元素在該鹽湖伴生出現(xiàn)，進(jìn)一步證明了鹽湖中所有礦物的產(chǎn)生與盆地周圍的地質(zhì)背景緊密相關(guān)，比如這些分散元素的存在都與基性、堿性侵入巖體及噴發(fā)巖的廣泛分布有關(guān)。

5.2鹽分的來源問題

從前人地質(zhì)資料和本次普查工作獲得的資料分析，形成鹽類礦產(chǎn)的鹽分物質(zhì)來源有兩個方面，其一是風(fēng)化鹽，主要是盆地周圍有一套富含堿金屬和堿土金屬的中-基性火山巖系經(jīng)風(fēng)化后，其中的K、Na、Mg等元素形成碳酸鹽、硫酸鹽及氯化物被帶入湖盆。其二是湖的第三紀(jì)含鹽地層，經(jīng)地表水和地下水溶解而隨補(bǔ)給水流帶入的鹽類，就是再溶鹽[2]。

勘查區(qū)為典型的內(nèi)陸山間盆地，為鹽類物質(zhì)堆積和保存提供了前提條件。物質(zhì)的運(yùn)移主要靠地表水地下水淋濾、搬運(yùn)的結(jié)果。該湖盆是整個盆地的地表水、地下水的徑流的終點(diǎn)湖。排泄的主要方式為蒸發(fā)，湖水不斷蒸發(fā)濃縮，逐步達(dá)到了各種鹽類的飽和狀態(tài)，相繼形成天然礦物堆積，并隨著地下水不斷運(yùn)移補(bǔ)給鹽分及不斷蒸發(fā)成鹽的結(jié)果，而形成了鹽類礦床。干旱的氣候條件是形成鹽類堆積的決定性條件。昌-贊比勒盆地具有典型的大陸性氣候，具有多風(fēng)少雨，盆地海拔較低，干燥炎熱，蒸發(fā)量大于降水量。由于長期內(nèi)盆地氣候總體朝著干旱方向發(fā)展，才形成了湖水的蒸發(fā)-濃縮-飽和-自析出各種鹽類堆積這樣反復(fù)循環(huán)。

[參考文獻(xiàn)]

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[2]張傳利.我國西北地區(qū)內(nèi)陸鹽湖礦物質(zhì)來源及富集規(guī)律[J].工程技術(shù)，1998，3（2）：112-113.