戚樹林（山東省第一地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院 濟(jì)南 250014）

山東省東營(yíng)凹陷鹽巖礦鹽源補(bǔ)給探討

戚樹林
（山東省第一地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院 濟(jì)南 250014）

山東省東營(yíng)凹陷隸屬濟(jì)陽(yáng)坳陷的一部分，是一個(gè)中、新生代斷落凹陷區(qū)，發(fā)育了巨厚的新生界地層，新生界地層沉積近萬(wàn)米，在東營(yíng)凹陷的沙河街四段沉積了較厚的鹽類地層。東營(yíng)凹陷內(nèi)鹽巖是在有利的古氣候、古地貌及構(gòu)造等條件的綜合作用下，使大量的鹽類物質(zhì)得以聚集，在成礦有利的區(qū)域沉積成礦。

鹽巖 鹽巖礦床 鹽源補(bǔ)給 東營(yíng)凹陷

山東省東營(yíng)凹陷隸屬濟(jì)陽(yáng)坳陷的一部分，東營(yíng)市位于東營(yíng)凹陷中東部，亦是鹽巖沉積的主要部位，東營(yíng)凹陷是一個(gè)中、新生代斷落凹陷區(qū)，為東北寬，南西部窄的多邊型盆地，大致呈北東向展布，盆地長(zhǎng)軸約為108 km，短軸約為56 km，面積約5 700 km2。

1　地層概況

1.1地層巖性特征［1］

東營(yíng)凹陷在古生界基底之上發(fā)育了中生界和巨厚的新生界地層，新生界地層主要發(fā)育有古近系濟(jì)陽(yáng)群、新近系黃驊群及第四系地層，古近系地層發(fā)育有孔店組、沙河街組和東營(yíng)組，新近系有館陶組和明化鎮(zhèn)組，但均被第四系所覆蓋。

1.1.1古近系濟(jì)陽(yáng)群

東營(yíng)凹陷內(nèi)濟(jì)陽(yáng)群自下而上包括孔店組、沙河街組、東營(yíng)組，各組巖性分述如下。

孔店組：該組厚度大于490m，主要為砂巖、泥巖的一套陸源碎屑巖系。

沙河街組：區(qū)內(nèi)沙河街組分布廣泛、厚度巨大，一般大于1 000m，主要為一套以灰色泥巖為主，次為粉砂巖、細(xì)砂巖、油頁(yè)巖和碳酸鹽巖的細(xì)碎屑沉積，為重要的含石油、鹽巖地層。

東營(yíng)組：為灰綠色、灰色、少量紫紅色泥巖與砂巖、含礫砂巖偶夾薄層碳酸鹽巖的巖石組合。厚度約50～800m。

1.1.2新近系黃驊群

區(qū)內(nèi)黃驊群自下而上分為館陶組、明化鎮(zhèn)組，各組巖性分述如下。

館陶組：為一套灰白色礫狀砂巖、細(xì)砂巖，灰綠色細(xì)砂巖和棕紅色泥巖間互沉積的一套陸相碎屑巖組合。該組厚約400m。

明化鎮(zhèn)組：為一套土黃、棕紅色泥巖、砂質(zhì)泥巖與灰白色砂巖組成之巖層。總厚度60～1 000m。

1.1.3第四系地層

整個(gè)東營(yíng)凹陷均被第四系所覆蓋，巖性為棕黃色粉砂、粘土質(zhì)粉砂、棕色粉砂質(zhì)粘土，夾粉細(xì)砂、中細(xì)砂。厚度大于250m。

1.2構(gòu)造

東營(yíng)凹陷為渤海灣盆地濟(jì)陽(yáng)坳陷中的一個(gè)次一級(jí)構(gòu)造單元，是受陳南基底大斷裂控制的箕狀斷陷盆地。凹陷北以陳南斷裂為界，與陳家莊凸起相鄰，南與魯西隆起相鄰，西、西北與青城凸起、林樊家凸起和濱縣凸起相鄰，東與青坨子凸起相鄰［1］（圖1）。

圖1　東營(yíng)凹陷區(qū)域構(gòu)造圖（據(jù)袁文芳等修編，2005年）

1.3巖漿巖

東營(yíng)凹陷巖漿巖以火山巖為主，火山巖層位多、分布廣。鉆孔揭露凹陷內(nèi)火山巖以中生代燕山期為主，主要分布在東營(yíng)凹陷南側(cè)。據(jù)鉆孔及區(qū)域?qū)Ρ荣Y料，該時(shí)期火山巖以裂隙式噴發(fā)為主，發(fā)育爆發(fā)-溢流相巖石，常構(gòu)成火山碎屑-熔巖噴發(fā)旋回，由于巖漿作用方式和演化程度不同，而形成種類繁多的巖石類型。

2　含鹽段層位及巖性特征［1］［2］

東營(yíng)凹陷鹽巖主要發(fā)育在沙河街組四段中下部，其巖性特征為：

下部主要為砂、泥巖互層夾含礫砂巖、粉砂巖及薄層碳酸鹽巖。下半部常夾石膏及石鹽，上半部為灰色、暗灰色泥巖組成的雜色含鹽層段。石鹽及石膏層中普遍發(fā)育泥礫，縱向泥礫具有由下至上粒度漸小的韻律性沉積構(gòu)造，橫向上則由湖盆邊緣至湖盆中心泥礫直徑漸小之特點(diǎn)。

中部地層主要為泥巖、灰白色石鹽及石膏層，夾深灰色泥質(zhì)白云巖及雜色泥巖，沉積中心部位鹽巖最為發(fā)育。氯化物主要為石鹽；硫酸鹽有硬石膏、天青石、鈣芒硝、雜鹵石等；碳酸鹽有菱鐵礦、白云石、方解石等［2］。這些礦物以不同比例組成石鹽、硬石膏、泥膏巖、硫酸鹽巖及其它過(guò)渡型巖石類型。

3　成礦有利條件

東營(yíng)凹陷經(jīng)歷了由裂陷到坳陷的完整構(gòu)造發(fā)育。東營(yíng)凹陷是在古生代基巖古地形背景上，經(jīng)斷塊運(yùn)動(dòng)發(fā)育起來(lái)的北斷南超的中、新生代盆地［3］。東營(yíng)凹陷斷裂構(gòu)造發(fā)育和斷層活動(dòng)是東營(yíng)凹陷內(nèi)的構(gòu)造特點(diǎn)（圖2），對(duì)盆地形成、發(fā)展起主導(dǎo)作用，也對(duì)聚鹽盆地產(chǎn)生、演化歷史具十分重要意義。

東營(yíng)凹陷沙四段沉積時(shí)期湖盆擴(kuò)張，北部陳南大斷層、勝北斷層的活動(dòng)強(qiáng)度明顯增大，使得湖盆地形高差變大，具有很寬的半深湖相帶，凹陷沉積地層厚度較大，平均1 000m，最大達(dá)2 700m，呈典型的“高山深盆”地貌景觀［4］。

沙河街組沉積早期，氣候由濕潤(rùn)轉(zhuǎn)變?yōu)榘敫珊?半潮濕氣候，雖然海水偶爾從東南部侵入，但東營(yíng)凹陷內(nèi)淡水注入量小于蒸發(fā)量，湖水逐漸濃縮，形成鹽湖沉積體系。

4　物源補(bǔ)給

4.1海源物質(zhì)補(bǔ)給分析

在東風(fēng)5井的沙四段發(fā)現(xiàn)海生魚類化石，說(shuō)明沙四段時(shí)期出現(xiàn)過(guò)海侵現(xiàn)象?？障x的廣泛出現(xiàn)，反映了海侵波及面積較大，但是為間隔性的海侵。東風(fēng)1、東風(fēng)3、東風(fēng)5井部分井段巖樣分析結(jié)果顯示，由溴含量和溴氯系數(shù)分析區(qū)內(nèi)含鹽系沉積規(guī)律，沙河街四組鹽系中鹽巖的溴含量及相應(yīng)的溴氯系數(shù)遠(yuǎn)比正常海水沉積的鹽巖低（表1）。東風(fēng)3井、東風(fēng)5井巖心中溴含量變化范圍在0.0006%～0.0028%之間，其溴氯系數(shù)相應(yīng)為0.011～0.053，即使最高值0.053也比一般正常海水最初沉積的鹽巖礦物的溴含量0.0066%和溴氯系數(shù)0.11低，說(shuō)明海水濃縮沉積不占主導(dǎo)位置。沙四段含鹽系中普遍含有泥粒，說(shuō)明鹽類沉積時(shí)有一些季節(jié)性河流傾入盆地，對(duì)鹽層的溴含量也會(huì)產(chǎn)生影響。

表1　溴含量和溴氯系數(shù)的變化范圍

圖2　東營(yíng)凹陷斷裂構(gòu)造演變示意圖（據(jù)許小明等修編，2006年）

4.2陸源物質(zhì)補(bǔ)給分析

東營(yíng)凹陷東、南、西、北方向分別有青坨子凸起、魯西隆起、青城凸起、濱縣凸起和陳家莊凸起，遭受強(qiáng)烈風(fēng)化剝蝕的邊界隆起向凹陷提供了豐富的物源供給。

另外，濟(jì)陽(yáng)坳陷內(nèi)各凹陷之間，在沙四段成巖期是時(shí)斷時(shí)續(xù)相互溝通的，這為鹽類的聚集提供了更為廣泛的物源。

4.3深部物源補(bǔ)給分析

濟(jì)陽(yáng)坳陷各凹陷寒武系地層深部水樣鉀、鈉、溴、氯、鎂含量較高，中、下奧陶系發(fā)育有膏鹽沉積，沙四段沉積時(shí)期東營(yíng)凹陷北部邊緣及凹陷內(nèi)中北部劇烈活動(dòng)的深大張性斷裂和一系列共生構(gòu)造成為溝通凹陷與地殼深部鹽類物質(zhì)的通道。深部鹵水在斷裂附近高溫的影響下，沿?cái)嗔焉嫌恳詿猁u水形式進(jìn)入湖盆，鹽類進(jìn)入凹陷后由于溫度驟降迅速沉淀成固體小顆粒，沉積在鹽層及其附近的泥巖中。

以色列鉆井在100～3 000m深處也發(fā)現(xiàn)多層熱鹵水，東非裂谷內(nèi)熱鹵水形成一些咸水湖，巴西、西非的白堊紀(jì)鉀鹽有深部鹵水的作用［5］。這為東營(yíng)凹陷內(nèi)鹽類沉積過(guò)程中深部鹵水活動(dòng)提供了有力證據(jù)。

5　結(jié)論

東營(yíng)凹陷內(nèi)鹽巖主要分布在新生界古近系沙河街組四段中下部，巖性以暗色泥巖、砂巖為主，夾石鹽、石膏、雜鹵石等。

古地貌及地質(zhì)構(gòu)造為鹽類的聚集創(chuàng)造了前提條件，在高山深盆的古地貌及構(gòu)造基礎(chǔ)上，古氣候干旱，使東營(yíng)盆地淡水的補(bǔ)給量小于蒸發(fā)量，為鹽巖沉積創(chuàng)造了環(huán)境條件。

周邊地區(qū)提供了大量的物源補(bǔ)給，另外海水入侵及深部熱液活動(dòng)，為東營(yíng)凹陷鹽類的聚集提供了一定物源補(bǔ)充。

東營(yíng)凹陷內(nèi)鹽巖礦是處在有利的古地貌、古氣候及地質(zhì)構(gòu)造條件下，并得到陸地、海洋及深部熱鹵等充足的物源補(bǔ)給。在這些有利因素的綜合作用下，使大量的物源得以聚集、濃縮、沉積成礦。

［1］袁文芳，陳世悅，曾昌民.濟(jì)陽(yáng)坳陷古近系沙河街組海侵問(wèn)題研究［J］.石油學(xué)報(bào).2006.7，27（4）：40-49.

［2］孫文廣，劉豐武，彭文泉，等.東營(yíng)凹陷巖鹽成礦條件淺析［J］.山東國(guó)土資源.2009，25（3）:27-30.

［3］許曉明，劉震，謝啟超，等.渤海灣盆地濟(jì)陽(yáng)坳陷異常高壓特征分析［J］.石油實(shí)驗(yàn)地質(zhì).2006.8，24（4）：345-349.

［4］袁靜，趙澄林，張善文.東營(yíng)凹陷沙四段鹽湖的深水成因模式［J］.沉積學(xué)報(bào).2000，8（1）：114-118.

［5］岳伏生，張景廉，杜樂(lè)天.濟(jì)陽(yáng)坳陷深部熱液活動(dòng)與成巖成礦［J］.石油勘探與開發(fā).2003.8，30（4）：29-31.

收稿：2016-03-09

10.16206/j.cnki.65-1136/tg.2016.04.018