岩盐矿床沉积特征与形成条件研究

岩盐矿床沉积特征与形成条件研究

郑鑫

重庆市地质矿产勘查开发局川东南地质大队，重庆 400030

摘要：为解决岩盐矿床找矿和远景评估难题，促进精准找矿和有效评估矿床开采远景，本文针对岩盐矿床沉积特征进行分析，探讨其矿床形成条件，以期为岩盐矿床开发提供帮助。

关键词：盐矿；岩盐；矿床形成条件；矿床沉积特征

前言：在矿床形成过程中，原始岩层厚度与沉降过程的稳定性密切相关，稳定沉降可促使容矿空间良好形成，保证原始岩层厚度较好。成矿后期，构造作用对矿床形成区域进行改造，横向与纵向发生挤压作用，促使沉积矿层上移，在其上方的岩层比较脆弱，被矿岩穿插混杂，发生矿层叠加。综合作用下，原生矿层岩盐应用品质改善，矿层厚度改善。

1岩盐矿床的主要沉积特征

1.1盐系地层特征

地质发育和构造过程中，盐湖产生至消亡会导致盐岩、碎屑岩大量沉积，形成盐系地层。该类地层结构复杂，具有多组合特点^[1]。以重庆地区为例，重庆合川盐井所在区域古纬度与世界主要成矿盐带古纬度条件一致，在该时期处于炎热、干旱的古气侯条件，于成盐有利。早三叠世晚期至中三叠世早期，处于海退序列的萨布哈蒸发台地的泻湖——浅滩沉积环境；嘉陵江晚期至雷口坡早期，本区处于低纬度地区，气候炎热、干旱，海水蒸发强烈；盐盆封闭条件较好，海水补给量有限，利于岩盐的自析成矿。该区处于川中岩盆南边缘，含盐岩系发育，盐层数量多，厚度较大，成盐条件较好。合川地区，处于重庆-泸州印支期低缓挤压隆起与开江印支期低缓挤压隆起以北，为沉积盆地凹陷相对较深的地区之一，中三叠统雷口坡组沉积较厚，总厚度大于500m。印支期挤压隆起后，本区剥蚀深度为中三叠统雷口坡组三段（T2l3）及以上地层，盐层之上的残留地层厚度在300m以上。由于该区总体处于盆地中心地带，该时期地势总体平缓，中二叠世时气候炎热干燥，无河流深切，地表水及地下水不丰富，且水力活动性不强；无区域性深大断裂切割破坏含盐岩系，因此，其下伏岩盐层具有较好的保存条件，印支运动抬升剥蚀对下伏岩盐层的影响破坏作用不大。

1.2沉积层系特征

韵律、旋回频繁是该类地层的核心特征。盐系地层在形态上可见碎屑岩、盐岩规律出现，被称为韵律。在盐湖发展变化过程中，初期盐湖发生淡化，然后转向浓缩，之后再度淡化，完成成盐过程，此种演变即旋回。在“淡化——浓缩——淡化”的旋回过程中，一个旋回周期即成盐期。矿床形成过程中需要度过多个成盐期，所以存在多旋回特征。通过观察矿床岩质特点，分析成盐底部旋回分层，可对矿床成盐回旋进行分期。例如，在清江岩盐矿床中，主要分为四个回旋，初层层数相对较少，厚度较薄，同时含有较厚的泥岩夹层，存在大量碎屑、硬石膏以及钙芒硝。该特点显示，盐湖发育早期形成了此旋回，具有较长的淡化期与较短的浓缩期，成盐环境较差。次层、第三层旋回可见层数丰富，存在较厚岩层，存在较薄的泥岩夹层，该部分杂质含量相对较低，显示盐湖扩张时期出现该旋回，稳定沉降，淡化、浓缩交替频繁，成盐环境较好。最末旋回可见盐湖趋于萎缩，该部分盐层厚度降低，层数减少。沉积成盐过程中，旋回特点缺少统一性，旋回比较多样化。

2岩盐矿床形成条件

2.1地质活动中沉积成矿

在岩盐矿床中，强烈构造作用与沉积成矿是常见成因。相关研究认为，强烈地质构造活动是粗大晶体石盐的主要生成原因。以断陷盆地盐矿为例，该类矿床通常是因为地质活动中，局部地区发生拉张裂陷、扩张-稳定坳陷、湖盆萎缩等，以及后期埋深加热高温影响，在此过程中发生快速沉降，因此形成厚度可观的地层，又在地质作用下被深埋，形成盐矿。在形成盐矿的初期，矿区沉积作用下发生还原和氧化反应，在还原反应向氧化反应过渡过程中，矿区环境湿度较低，持续处于干燥气候，同时持续高温，受此影响水体具有较高盐度，同时发生深度矿化。在地质、气候、水文条件影响下，水体中原本生存的生物大量死亡，鲜见存活，生物遗骸沉积并形成硝酸盐类物质，主要成分为芒硝和钙芒硝等。这些沉积物呈现深灰色。随着成盐过程推进，氧化作用不断增强，最终使该区域形成强氧化条件。强氧化作用促使沉积物颜色转变为灰色，然后逐渐发展为紫红色。在成盐过程中，盆地在地质活动影响下海拔升高，部分矿床与地表距离缩短，潜在表升作用在此时发生。

2.2构造作用形成矿床

矿床沉积赋存特征与规模受到矿床区域地质构造活动的直接影响，矿床形成前与矿床形成期间发生的构造作用对矿床特点具有决定性作用。在构造作用早期，地质环境受到构造作用影响出现深大断裂，赋予断陷湖盆出现特有形态并且形成一定规模，在构造作用后期，相关沉积物在此汇集，逐渐形成盐矿。成岩活动完成后，矿床形成不再取决于构造活动，然而构造活动仍然可对矿床改造形成显著影响。上述构造作用导致矿层不再完整，此外，构造作用导致岩盐矿层混杂入侵周围岩体，在此作用下矿层厚度增加。

构造控制作用发生初期是沉积期，在此阶段，矿床受到构造作用影响环境比较稳定，盐类矿产在矿床中持续沉积，矿床总体环境缓慢升高，在此过程中小规模沉降或抬升作用频繁发生，因此盐矿通常可见多个沉积旋回。发展至成岩期，矿床上沉积物对矿床产生压实影响。盐矿周围岩体具有较低密度，而盐类沉积物具有强塑性，矿床上方覆盖的沉积物持续受到静压力影响，造成矿层出现小范围流动，同时原生沉积矿层及其周围岩体发生混杂，周围岩体存在裂隙，含盐沉积层穿插入裂隙中，构成盐脉。

成岩期过后进入改造期。如前文所述，岩盐具有强塑性，同时岩盐及其周围岩体存在显著的密度差异，产生横向挤压作用，在水平挤压影响下，沉积岩盐矿层发生上移活动，周围岩体混杂其中，使矿层混入碎裂围岩，围岩碎石与矿层发生胶结，充填矿层，这些围岩碎石多存在显著棱角，规格差异较大，彼此间具有较小的角位移量，存在可拼性，因此呈现张性破裂等形态。不仅如此，岩盐发生上移运动时，穿插入周围岩体，从而形成近似圆柱形态的盐体，即出现盐丘或者底劈构造。高山深盆类盐矿是受到“还原——氧化——强氧化”作用影响，此类地区以高温度、低湿度为主，地质气候条件可以保证水体具有较高的盐度与矿化度^[2]。

结论：综上所述，盐系地层、沉积层系、矿石物质在岩盐矿床中具有不同特征，地质活动沉积和地质构造作用是形成岩盐矿床的主要影响因素。岩盐矿床是岩盐主要来源，了解其成因和沉积特征有利于科学采盐和有效评估矿床质量，提高矿采效率，并且对找矿和对矿床进行合理的远景评价有积极意义。

参考文献：

[1]陈挺,严迪,余舟等.盐源盆地重力异常解释推断及成盐远景区预测[J].物探与化探,2020,44(05):1125-1134.

[2]汤凯,王春连,王九一.清江盆地洋湖凹陷岩盐矿床A1孔泥岩段硼同位素组成特征研究[J].化工矿产地质,2019,41(02):111-116.

作者简介：郑鑫(1985·9)男，汉族，籍贯：四川省广元市，学历：大学本科，重庆市地质矿产勘查开发局川东南地质大队 高级工程师 ，主要从事区域（矿产）地质工作(或者研究方向为岩石学、矿物学、矿床学)。