楊 丹

（陜西省一三九煤田地質(zhì)水文地質(zhì)有限公司，陜西 渭南 714000）

自20 世紀(jì)50 年代中期開始，在研究區(qū)及其周邊先后有多家地質(zhì)單位因不同的工作目的，進(jìn)行過不同的地質(zhì)工作，其中較為完整、系統(tǒng)的工作主要為油氣勘探和第四系鹽類礦產(chǎn)勘查工作，區(qū)內(nèi)深層鹵水的工作程度相對(duì)較低[1-4]。

1 區(qū)域地質(zhì)

柴達(dá)木盆地位于青海省西北部，屬于我國(guó)十大內(nèi)陸沉積盆地之一，是在前侏羅系地塊基礎(chǔ)上發(fā)育起來的一個(gè)中、新生代陸內(nèi)沉積盆地。盆地四周被三大山脈所包圍，與塔里木、準(zhǔn)噶爾盆地共同構(gòu)成我國(guó)西北地區(qū)三大盆地。根據(jù)基底性質(zhì)與起伏、現(xiàn)今的構(gòu)造格局、地層展布、含油氣系統(tǒng)以及便于油田勘探生產(chǎn)應(yīng)用，將盆地劃分柴西隆起、一里坪坳陷、柴北緣隆起和三湖坳陷等四個(gè)一級(jí)構(gòu)造單元、11 個(gè)二級(jí)構(gòu)造單元。

區(qū)域地層自老至新出露有下元古界、奧陶系、泥盆系、石炭系、二疊系、三疊系、侏羅系、古近系、新近系和第四系。大部分地區(qū)地層形成于新生代，元古界和中生界地層在區(qū)域內(nèi)零星分布，第四系發(fā)育完全，自下更新統(tǒng)至全新統(tǒng)均有出露，約占總面積的三分之二，成因類型復(fù)雜。鹽類礦產(chǎn)主要賦存于上更新統(tǒng)-全新統(tǒng)化學(xué)沉積層中。

區(qū)域內(nèi)下古元界至新生界褶皺構(gòu)造形態(tài)各異，由于受同期或后期斷裂構(gòu)造的影響，褶皺形態(tài)殘破不全，更新世中期以前的地層普遍發(fā)生了不同程度的褶皺。柴達(dá)木盆地的褶皺具有三重兼有的特點(diǎn)，即基底褶皺、海相蓋層褶皺和陸相蓋層褶皺依次疊加的特點(diǎn)。

區(qū)域內(nèi)包含了一里溝向斜凹陷及鹽湖-啞叭爾背斜構(gòu)造,總體上第四系凹陷區(qū)淺部及近地表有固體鹽類沉積，其中多含晶間鹵水，工業(yè)意義較大。靠近盆地邊緣的第四系深部有厚度不等的砂礫石層存在，是尋找孔隙鹵水的理想場(chǎng)所。新近系獅子溝組、上油砂山組、下油砂山組和上干柴溝組的形成伴隨盆地的演化，地層中有鹽類沉積，巖性、構(gòu)造等有利地段富含富鉀硼鋰鹵水。

2 研究區(qū)地質(zhì)

2.1 地層

區(qū)內(nèi)出露地層主要為第四系全新統(tǒng)，零星出露上更新統(tǒng)地層。按照附近的地層分布來看，上更新統(tǒng)上部和全新統(tǒng)的化學(xué)沉積層中可能賦存鹽類礦產(chǎn)，但是結(jié)合實(shí)際鉆探資料和測(cè)井資料，未見石鹽礦產(chǎn)。

區(qū)內(nèi)及其周邊地區(qū)出露的主要地層為新近系上新統(tǒng)獅子溝組（N2s）、第四系下更新統(tǒng)（Qp1）、中更新統(tǒng)（Qp2）、上更新統(tǒng)（Qp3）及全新統(tǒng)（Qh）。中、下更新統(tǒng)是區(qū)內(nèi)主要深層鹵水鉀鹽賦存層位，原則上深部鹵水埋深＞200 m。

研究區(qū)地層劃分主要依據(jù)地震資料、附近鉆孔資料、鉆探施工所得的ZK01、ZK02 巖芯鉆探資料，綜合判別大致層位。第四系和新近系上新統(tǒng)獅子溝組（N2s）界線判定主要依據(jù)東臺(tái)ZK02 孔鉆探資料，在1800 m 處有明顯的巖性變化。第四系下更新統(tǒng)界線依據(jù)地震資料參考ZK702 孔資料，綜合判定：ZK01 孔651 m 處為Qp1上頂界。據(jù)地層產(chǎn)狀，東臺(tái)ZK02 孔Qp1上頂界上抬約200 m，綜合巖芯資料，判定上頂界為456 m 處。中、下更新統(tǒng)及以上的地層劃分，主要依據(jù)鄰區(qū)淺孔資料，地層產(chǎn)狀綜合對(duì)比劃分。

中更新統(tǒng)北部邊緣有所出露。鄰區(qū)的ZK701、ZK702 和紅南凹地的ZK2432 及一里溝的ZK02 共四個(gè)孔揭穿此層，區(qū)內(nèi)的ZK01 孔和ZK02 孔均揭穿此層位。巖性為黑灰色含粉砂的淤泥夾粉砂黏土、黑灰色含淤泥之粉砂夾黑色含黏土淤泥，底部為暗灰色、褐黃色含淤泥的粉砂黏土夾含粉砂的淤泥，除局部地區(qū)夾少量薄層石膏、雜鹵石、芒硝外，一般地層中少有鹽類沉積。

2.2 構(gòu)造

研究區(qū)位于柴達(dá)木地臺(tái)中央凹陷區(qū)一個(gè)Ⅴ級(jí)斷陷構(gòu)造盆地內(nèi)。區(qū)內(nèi)周邊斷裂構(gòu)造比較發(fā)育，在背斜等正向構(gòu)造區(qū)內(nèi)表現(xiàn)得尤其清晰；在凹地等負(fù)向構(gòu)造區(qū)內(nèi)因常被全新世沉積物覆蓋而表現(xiàn)為隱伏狀。重要的隱伏斷裂有兩條：（1）一里坪-東臺(tái)吉乃爾湖斷裂：是通過區(qū)域上的地震和重力判斷的二級(jí)斷裂。從地表褶皺形態(tài)來看，該斷層以北為一組反“S”形褶皺，以南為不連續(xù)褶皺。在西臺(tái)湖礦區(qū)東北緣，該斷層通過部位表現(xiàn)為潛鹵水化學(xué)成因類型以氯化鈣型為主，可能與深部油田水補(bǔ)給有關(guān)，該斷層可屬導(dǎo)水通道。其斷裂構(gòu)造的性質(zhì)，可能是向南傾的正斷層。（2）西北角隱伏斷層：依據(jù)西臺(tái)湖凹地與一里坪凹地在水力上有某種聯(lián)系和地貌形態(tài)，推測(cè)為隱伏逆斷層。

區(qū)內(nèi)褶皺構(gòu)造主要為巴嘎雅烏爾背斜構(gòu)造和次級(jí)隱伏背斜構(gòu)造（圖1）。研究區(qū)主要為西臺(tái)湖—東臺(tái)湖間隱伏背斜，西臺(tái)湖、鴨湖、東臺(tái)湖同為臺(tái)吉乃爾沖積扇前緣的扇前湖。

圖1 構(gòu)造綱要圖

研究區(qū)外圍西部施工的ZK702，孔深800.47 m，在該孔201.45～728.46 m 發(fā)現(xiàn)了孔隙鹵水層，LiCl 464.17 mg/L，KCl 含量0.63%，B2O3229.70 mg/L。ZK702 位于東西向西臺(tái)-東臺(tái)向斜軸部，可能為ZK702 孔深部地層和淺部之間存在一定的水力聯(lián)系情況下，深部就能存在一定規(guī)模的較高品位鉀鹽、鋰鹽礦床。

3 鹽類礦產(chǎn)

3.1 固體礦產(chǎn)

從鹽類成礦規(guī)律來看，研究區(qū)位于巴嘎雅烏爾背斜東南部，與西臺(tái)礦區(qū)、東臺(tái)礦區(qū)相鄰近，具備了同期鹽類沉積的相似條件。但從實(shí)際鉆探資料來看，淺部地區(qū)未發(fā)現(xiàn)大規(guī)模的固體鹽類礦產(chǎn)。原因可能為更新世鹽類物質(zhì)來源被巴嘎雅烏爾背斜等隆起構(gòu)造分流至兩側(cè)，造成東西兩側(cè)湖區(qū)沉積了大量鹽礦。表現(xiàn)為：東西臺(tái)湖成富鹽礦而中部鴨湖區(qū)域少有沉積鹽類固體。

3.2 液體礦產(chǎn)

就鉆探孔獲取的資料而言，北部ZK02 孔和南部ZK01 孔，全段未見石鹽礦產(chǎn)，特別淺部（200 m以淺）多見淤泥粘土和粉砂，即使是粉砂層，富水亦明顯偏弱。深部區(qū)域，富水性雖較強(qiáng)，但各項(xiàng)鹽類含量也明顯偏低，尤其是目標(biāo)礦產(chǎn)液態(tài)鉀的品位離工業(yè)指標(biāo)相差甚遠(yuǎn)。

北部ZK02 孔，鉆至2000 m，有明顯的涌水現(xiàn)象，其余各段均未有涌水或鉆進(jìn)困難等特殊情況。鉆探資料和抽水試驗(yàn)表明，1000 m 以內(nèi)雖確有含水層，但水量偏小，實(shí)測(cè)最大涌水量?jī)H為20.74 m3/d；2000～2500 m 含水層段多為砂巖，其富水性明顯高于粉砂，實(shí)測(cè)最大涌水量高達(dá)496.54 m3/d。

南部ZK01 孔，全段未有涌水現(xiàn)象，鉆遇地層巖性仍以粘土淤泥為主，見含粉砂及局部層段見砂礫石（70.65 m 處），含水層以粉砂為主，實(shí)測(cè)最大涌水量為41.73 m3/d。南部ZK01 孔和北部ZK02孔，水樣化驗(yàn)結(jié)果顯示在區(qū)域和同一鉆孔的深度上具有明顯差異。

水樣檢測(cè)結(jié)果表明，南部ZK01 孔900 m 以淺含水層段中KCl 含量為0.00%～0.04%，LiCl 含量為1.71～17.28 mg/L，B2O3含量為16.5～55.6 mg/L；北部ZK02 孔900 m 以淺含水層段中KCl 含量為0.03%～0.04%，LiCl 含量為4.02～19.37 mg/L，B2O3含量為61.8～99.4 mg/L。北部鉆孔和南部鉆孔區(qū)域的900 m 以淺的鹵水樣的KCl 和LiCl 的含量雖有較小差異，但總體含量一致，顯然與工業(yè)指標(biāo)相距甚遠(yuǎn)。北部同一孔位ZK02 孔，在2000～2500 m 含水層段KCl 含量多集中在0.09%，LiCl 含量多集中在39.70 mg/L 附近，B2O3含量為20～480 mg/L，平均在388 mg/L，顯然要高于900 m 以淺的含水層段。

4 鹽類礦產(chǎn)匱乏分析

4.1 施工鉆孔的數(shù)據(jù)分析

從儲(chǔ)鹵層的富水性來看，北部ZK02 孔與南部ZK01 孔單位涌水量雖有差異，但各鉆孔單位涌水量要小于8 m3/d·m，均屬于弱富水性。粉砂、砂巖從其物理特性來看，其孔隙小而密，富水特性一般要明顯低于礫石和含有大裂隙的巖石；上部第四系地層，充當(dāng)含水層的多為粉砂層，南部100 m 以內(nèi)可見砂礫石；新近系（北部ZK02）孔充當(dāng)含水層的為砂巖，其富水特性從相對(duì)深度來看，深部砂巖的富水性（單位涌水量為5.707 m3/d·m）要明顯高于淺部粉砂層（單位涌水量0.164 m3/d·m，1.528 m3/d·m）。同為淺部區(qū)域，因南部淺部砂礫石的存在，其富水性要略高于北部。

從礦化度的角度來看，南部ZK01 孔70～870 m，礦化度為53.5 g/L，屬于低礦化度鹵水；北部ZK02孔120～900 m，礦化度47.8 g/L，屬于低礦化度鹵水；2000～2500 m，礦化度224 g/L，屬于中礦化度鹵水。綜上所述，水中鹽類物質(zhì)和儲(chǔ)鹵層富水特性均不能為鹵礦創(chuàng)造良好條件。

4.2 構(gòu)造分析

區(qū)內(nèi)褶皺的形態(tài)指示為近東西向與近南北向疊加的穹窿狀褶皺，區(qū)內(nèi)主要為西臺(tái)湖-東臺(tái)湖間隱伏背斜，西臺(tái)湖、鴨湖、東臺(tái)湖同為臺(tái)吉乃爾沖積扇前緣的扇前湖。柴達(dá)木盆地在中更新世以前為統(tǒng)一的大湖，中新世：預(yù)查區(qū)為古湖，氣候相對(duì)溫暖干旱，一直接受著來自北東方向賽什騰山的碎屑物質(zhì)的沉積，形成了一套湖相和湖泊三角洲前緣相的碎屑沉積；上新世-早更新世：青藏高原隆升，研究區(qū)受擠壓變形產(chǎn)生北西向褶皺，氣候愈加干旱，古湖逐漸萎縮，形成皺褶構(gòu)造間隔的次級(jí)成鹽盆地，失去了碎屑物質(zhì)的供應(yīng)；中-晚更新世：現(xiàn)代季風(fēng)-干旱環(huán)境形成，湖盆不斷收縮趨于干涸，湖泊沉積物廣泛暴露地表，在流水侵蝕和強(qiáng)勁的東亞季風(fēng)作用下，上覆地層不斷被剝蝕，中新世沉積的上油砂山組逐漸形成現(xiàn)今所見地貌；晚更新世末期-全新世：氣候轉(zhuǎn)向溫暖濕潤(rùn)，源自南部冰川融水的陵格勒河自南向北流，匯入之前已干涸的東、西臺(tái)吉乃爾湖和鴨湖。

晚更新世晚期的成鹽期開始后不久，位于西臺(tái)湖和東臺(tái)湖之間的鴨湖一帶，即被抬升拱起，致使鴨湖的成鹽期提前結(jié)束，石鹽層變薄乃至沒有。沒有石鹽層為介質(zhì)的共伴生礦產(chǎn)（KCl、LiCl 等）品位很低。

5 結(jié)論

研究區(qū)內(nèi)鉆孔資料表明900 m 以淺鉀和鋰的品位極低，在2000～2500 m 以粉砂巖、細(xì)砂巖為介質(zhì)的含水層段鉀、鋰、硼的含量高于900 m 以淺的含水層段。主要原因?yàn)槲髋_(tái)湖—東臺(tái)湖間隱伏背斜，西臺(tái)湖、鴨湖、東臺(tái)湖同為臺(tái)吉乃爾沖積扇前緣的扇前湖，開始有著極其相似的成鹽歷史。但晚更新世晚期的成鹽期開始后不久，于西臺(tái)湖和東臺(tái)湖之間的鴨湖（包含研究區(qū)）一帶被抬升拱起，致使研究區(qū)的成鹽期提前結(jié)束。