范增林，陳金牛，董啟偉，劉溪溪，岳　鑫，仇新迪

(青海省柴達(dá)木綜合地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院，青海 格布爾　816000)

柴達(dá)木盆地為一斷陷盆地，自印支運(yùn)動(dòng)以來(lái)一直處于拗陷狀態(tài)，第四紀(jì)時(shí)期盆地的發(fā)展是有很強(qiáng)的繼承性。俄博灘礦床是一個(gè)以第四紀(jì)為主要鹽類(lèi)沉積的現(xiàn)代干鹽湖，除早更新世時(shí)期山區(qū)曾出現(xiàn)過(guò)冰川，山前凹陷地帶發(fā)育冰湖，氣候較濕潤(rùn)外，基本上是沿襲了第三紀(jì)內(nèi)陸湖泊沉積環(huán)境。隨著氣候變遷，盆地基底的抬升和下降，使得氣候日趨干旱。長(zhǎng)期的干旱氣候使水分大量蒸發(fā)，鹽類(lèi)物質(zhì)大量沉積[1]。在固體鹽類(lèi)發(fā)生沉積的同時(shí)，有大量高濃度鹵水隨之而沉積，形成了富含鹽類(lèi)的鹵水礦床，因此該礦床是一個(gè)以液體礦為主的鹽類(lèi)礦床。

1　區(qū)域地質(zhì)概述

區(qū)域內(nèi)地層自老到新出露有：元古界、古生界(奧陶系、泥盆系、石炭系)、中生界(侏羅系)、新生界(第三系、第四系)。其中前第三系主要分布在阿爾金山和小賽什騰山一帶，并與侵入巖一起構(gòu)成各山系的主體，第三系和第四系則廣泛分布在山前地帶及盆地內(nèi)(圖1)。區(qū)域內(nèi)巖漿活動(dòng)頻繁而劇烈，巖漿分布廣泛且規(guī)模較大。侵入巖主要分布于阿爾金山主峰南坡及小賽什騰山兩端。區(qū)域內(nèi)噴出巖主要為一套中性、中基性熔巖、火山碎屑巖等，海相及陸相噴發(fā)皆有[2]。本區(qū)域位于大地構(gòu)造單元—昆侖褶皺系和祁連褶皺系內(nèi)，是柴達(dá)木盆地的一個(gè)次級(jí)斷陷盆地，是在阿爾金山走滑大斷裂的強(qiáng)烈影響下形成的，經(jīng)歷了自呂梁至喜山長(zhǎng)期而復(fù)雜的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，表現(xiàn)為十分發(fā)育的斷塊和強(qiáng)烈的褶皺，同時(shí)伴隨強(qiáng)烈的巖漿活動(dòng)和不同程度的區(qū)域變質(zhì)作用。

1 湖水；2 第三系；3 中下更新統(tǒng)湖積；4 上更新統(tǒng)化學(xué)沉積；5 全新統(tǒng)化學(xué)沉積；6 基底斷裂；7 斷裂；8 遙感解譯斷層；9 背斜；10 向斜

2　礦區(qū)鹽類(lèi)沉積特征

昆特依盆地是柴達(dá)木古湖發(fā)展、演化、遷移、分割的產(chǎn)物，它的產(chǎn)生和發(fā)展及鹽類(lèi)礦產(chǎn)沉積等受構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的強(qiáng)烈影響。

俄博灘鉀礦床是昆特依盆地的次一級(jí)盆地，礦床的形成發(fā)展與昆特依盆地的發(fā)展形成密不可分。而昆特依盆地是柴達(dá)木盆地的組成部分，是柴達(dá)木古湖發(fā)展、演化、遷移、分割的產(chǎn)物，這一系列的變化過(guò)程均被各時(shí)期的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)所控制，同樣盆地內(nèi)鹽類(lèi)礦產(chǎn)沉積也受到構(gòu)造的控制。距今3萬(wàn)年以來(lái)，來(lái)源于山區(qū)的水系經(jīng)鹽沼和干鹽灘的沉積分異作用，易溶鉀鎂鹽組分在鉀湖和新鹽帶洼地處匯集，同時(shí)沿?cái)嗔焉仙蛟搅餮a(bǔ)給的深部水摻雜，使湖水轉(zhuǎn)化為氯化物型。在形成氯化物型鹽礦物組合的沉積物的同時(shí)，由于沉積分異作用進(jìn)行得比較徹底，因而形成了具有工業(yè)價(jià)值的鉀鹽礦床。形成了豐富的鹽類(lèi)沉積，石鹽在各個(gè)層位中成礦，芒硝礦層分布在QP2-QP3地層中，固體鉀礦產(chǎn)于全新統(tǒng)地層中，鹽類(lèi)沉積中賦存有豐富的富鉀鹵水[3]。

3　水文地質(zhì)特征

3.1　地下水的賦存及分布規(guī)律

礦區(qū)北部的阿爾金山，由于經(jīng)歷了多次構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，使巖層產(chǎn)生褶皺、斷裂，巖石破碎，裂隙發(fā)育，為裂隙水的形成提供了有利的賦存空間。山前平原區(qū)含水層主要巖性為砂礫石，含泥質(zhì)砂礫石，基本上無(wú)細(xì)顆粒夾層和隔水層，賦水介質(zhì)結(jié)構(gòu)松散、顆粒粗、逕流條件好，為地下水賦存提供了較大的空間，賦存有豐富的地下水。在湖積平原區(qū)，賦水介質(zhì)由孔隙型逐漸過(guò)渡為晶間型和層間型(底部)均為高礦化鹵水，而第三系深部構(gòu)造之油田水則賦存于裂隙孔隙中。

地下水的賦存狀態(tài)嚴(yán)格受構(gòu)造和地貌的控制，阿爾金山山體的上升和盆地第三系褶皺的隆起，使其間堆積了巨厚的第四紀(jì)沉積物，成為地下水的主要賦存場(chǎng)所，構(gòu)成了閉流的水文地質(zhì)單斜盆地，其補(bǔ)給來(lái)源不是來(lái)自四周所有山區(qū)和丘陵，而主要來(lái)自于北部山區(qū)地表洪流的滲漏和基巖裂隙水的側(cè)向補(bǔ)給，它不具有從盆地四周到中心的水文地質(zhì)環(huán)狀分帶規(guī)律，而呈現(xiàn)自補(bǔ)給區(qū)到排泄區(qū)的分帶規(guī)律，具有不對(duì)稱(chēng)性，其原因是地下水的補(bǔ)給來(lái)源和第四系沉積物來(lái)源的一致性所決定的[4]。

3.2　地下水類(lèi)型及含水巖組的劃分

區(qū)內(nèi)地下水按賦存介質(zhì)不同分為松散巖類(lèi)孔隙水和化學(xué)鹽類(lèi)晶間水兩個(gè)類(lèi)型。各類(lèi)型地下水按水力性質(zhì)、賦存層位不同進(jìn)一步可分為潛水和承壓水。

礦床內(nèi)湖相化學(xué)沉積鹽巖類(lèi)晶間孔隙水的富水性依據(jù)鉆孔單位涌水量的大小劃分以下3個(gè)富水等級(jí)：

富水性強(qiáng)：q>100 t/(d·m)

富水性中等：q=10～100 t/(d·m)

富水性弱：q<10 t/(d·m)

3.3　地下水的水化學(xué)特征

廣泛分布于鹽類(lèi)沉積盆地淺部，鹵水為飽和—過(guò)飽和鹵水，礦化度高，匯水中心部位濃縮程度最高。

3.3.1上更新統(tǒng)晶間承壓鹵水

分布于盆地沉積鹽類(lèi)淺部，水化學(xué)類(lèi)型以硫酸鎂亞型為主，僅個(gè)別出現(xiàn)氯化物過(guò)度亞型。水化學(xué)組分特征：K+含量在2 266.67～12 153.33 mg/L之間，Na+含量在80 639.17～122 391.50 mg/L之間，Ca2+含量在122.10～1 265.14 mg/L之間，Mg2+含量在2 973.46～37 061.97 mg/L之間，Cl-含量在161 777.95～196 101.00 mg/L之間，SO42-含量在4 619.08～96 324.83 mg/L之間，鹵水比重在1.188～1.225之間，礦化度在303.78～380.19 g/L之間。承壓鹵水中水化學(xué)成分的分布變化規(guī)律不僅造成各種離子隨水鹽平衡體系的變化而變化，而且造成離子間變化的相互作用關(guān)系。隨著鹵水的濃縮程度升高，即礦化度值的升高，K+、Na+、Mg2+、Cl-、SO42-均表現(xiàn)為隨之而升高，而Ca2+則隨之而降低。

上更新統(tǒng)承壓鹵水的水化學(xué)組分從整個(gè)礦區(qū)平面上來(lái)看，變化不是很大，具有一定的均勻性，僅在局部地段范圍內(nèi)表現(xiàn)出由周邊向中心的離子漸變分布(逐漸升高)現(xiàn)象。

3.3.2中更新統(tǒng)上部晶間承壓鹵水

分布于盆地鹽類(lèi)沉積深部，水化學(xué)類(lèi)型以硫酸鎂亞型為主，個(gè)別出現(xiàn)氯化物型。水化學(xué)組分特征：K+含量在2 015.00～11 526.67 mg/L之間，Na+含量在66 958.80～116 912.67 mg/L之間，Ca2+含量在273.97～2 023.56 mg/L之間，Mg2+含量在2 965.51～34 336.20 mg/L之間，Cl-含量在183 304.83～205 310.92 mg/L之間，SO42-含量在4 846.03～32 460.00 mg/L之間，鹵水比重在1.196～1.225之間，礦化度在308.95～345.99 g/L之間。隨著鹵水的濃縮程度升高，即礦化度值的升高，K+、Na+、Mg2+、Cl-、SO42-均表現(xiàn)為隨之而升高，而Ca2+則隨之而降低。

中更新統(tǒng)上部承壓鹵水的水化學(xué)組分從整個(gè)礦區(qū)平面上來(lái)看，變化不是很大，具有一定的均勻性，僅在局部地段范圍內(nèi)表現(xiàn)出由周邊向中心的離子漸變分布(逐漸升高)現(xiàn)象。

3.4　地下水的補(bǔ)給、逕流、排泄條件

詳查區(qū)為一半封閉的盆地，受構(gòu)造和地形的制約，盆地東、西兩面為第三系阻水構(gòu)造，來(lái)源于北部山區(qū)的地表、地下水只能就近補(bǔ)給北部新鹽帶等地，不能直接補(bǔ)給俄博灘盆地，南邊為大鹽灘盆地，由于水力坡度小，幾無(wú)水力聯(lián)系。區(qū)內(nèi)地下水基本處在一個(gè)封閉的環(huán)境中，在自然水力坡度大于1%的條件下，如果含水層透水性好，則地下水逕流條件較好。

區(qū)域上為地下水的排泄區(qū)，礦床內(nèi)地下水處在礦田的濃縮中心，地勢(shì)低洼，不再補(bǔ)給外界，其無(wú)外部水體排泄地下水的條件，其向大鹽灘的地下水通道因水力坡度太小，含水層滲透性差，因而不具備明顯的排泄條件。礦區(qū)惟一的排泄途徑，淺部地下水的排泄以蒸發(fā)為主，深部地下水以越流排泄為主。

4　礦床特征

4.1　固體石鹽礦

普查時(shí)已施工的10個(gè)鉆孔資料，固體礦自上而下有四層石鹽礦層，兩層芒硝層，兩層雜鹵石層。本次詳查工作只揭穿SⅡ和SⅢ兩個(gè)石鹽層，芒硝礦兩個(gè)礦層MⅡ和MⅢ，重點(diǎn)本次工作的目的層。

4.1.1第二石鹽礦層(SⅡ)

該層石鹽礦產(chǎn)于第四系上更新統(tǒng)下部(Qp31ch+1)，品位高、礦層厚、規(guī)模大，為本礦區(qū)的主要石鹽礦層，也是液體礦(WⅡ)的主要賦存層位。分布連續(xù)，在大部分地段直接出露地表，在個(gè)別地段埋于地表以下，最大埋深30.37 m(ZK0304)。礦石類(lèi)型主要為石鹽。底板產(chǎn)狀近于水平，巖性主要為含石膏的粉砂粘土、含石膏的淤泥等。石鹽礦分布面積約279.79 km2，厚度2.30～19.56 m不等，最厚達(dá)20.17 m(俄ZK14)，最薄僅2.00 m(ZK1524)，平均厚度9.50 m。NaCl品位一般為65%～85%左右，最高92.28%(ZK1524)，最低為65.80%(ZK0006)，平均品位80.34%。主礦體由48個(gè)見(jiàn)礦鉆孔控制。礦石體重在1.70～1.79 t/m3，最高為2.02 t/m3(俄ZK14)，最低為1.68 t/m3(ZK1822)，平均為1.76 t/m3；礦石濕度在1.23%～8.02%，最高為11.62%(ZK0612)，最低為0.56%(ZK1216)，平均為3.69%。

該層礦的大部分地段富含晶間潛—承壓鹵水(WⅡ)。因礦體厚度大，規(guī)模大，潛在的經(jīng)濟(jì)價(jià)值較大。

4.1.2第三石鹽礦層(SⅢ)

該石鹽礦層品位高、礦層薄、規(guī)模較小，為本礦區(qū)的主要石鹽礦層，也是液體礦(WⅢ)的主要賦存層位。該礦層均埋于地表以下，埋深在17.55～56.10 m不等，最淺埋深14.47 m(ZK0310)，最大埋深59.36 m(ZK0916)。礦層主要產(chǎn)于第四系中更新統(tǒng)上部(Qp23ch+1)，礦層呈層狀產(chǎn)出。礦層分布面積約201.88 km2。礦層厚度在0.50～10.15 m之間，厚度最大18.21 m(俄ZK04)，厚度最小0.15 m(ZK1216)。NaCl最高品位達(dá)91.59%(ZK1824)，最低品位35.28%(ZKZK0608)，一般品位在65%～80%之間，平均品位為72.27%。礦石體重在1.74～1.82 t/m3，最高為2.12 t/m3，最低為1.68 t/m3，平均為1.87 t/m3；礦石濕度在1.50%～3.98%，最高為5.74%(ZK0310)，最低為0.88%(ZK0918)，平均為3.07%。

4.2　液體礦床特征

詳查區(qū)內(nèi)液體礦主要以晶間、層間鹵水的方式賦存。鹽巖層孔隙度一般較大，有利于鹵水的賦存，鹵水中有益組分主要有KCl、NaCl、MgSO4、MgCl2等。按產(chǎn)出時(shí)代、賦存條件等，可將礦區(qū)劃分出4個(gè)鹵水含礦層(組)，各層有較穩(wěn)定的淤泥(粘土)隔水層分開(kāi)。自上而下依次為：WⅡ、WⅢ、WⅣ、WⅤ[5]。

4.2.1第二鹵水礦層(WⅡ)

該鹵水礦層賦存于上更新統(tǒng)下部(Qp31ch+1)之鹽巖晶間，礦層在詳查區(qū)普遍分布，僅東西角有一小地段無(wú)分布，共36個(gè)工程見(jiàn)礦，面積有208.83 km2。含水層巖性為：含石鹽的芒硝、芒硝石鹽、含芒硝石鹽、含粉砂的石鹽等。礦層厚度最大達(dá)17.55 m(ZK1210)，厚度最小為0.50 m(ZK0914)，平均厚度為7.75 m。

該鹵水礦層孔隙度在12.84%～26.50%，平均17.58%；給水度6.98%～16.53%，平均11.00%，局部因鹽層結(jié)構(gòu)較致密，給水度很小，最小的僅有4.19%。

據(jù)抽水試驗(yàn)資料，該礦層富水性弱，單位涌水量(q值)普遍<10 t/(d·m)，僅在ZK0304、ZK0608處富水性中等，q值分別為38.65 t/(d·m)和54.12 t/(d·m)，而在西北角ZK0006處，由于靠近山前，富水性強(qiáng)，q值有303.92 t/(d·m)。該礦層與其他礦層有水力聯(lián)系。總觀該礦層具有厚度較大、分布廣但富水性弱等特征。

4.2.2第三鹵水礦層(WⅢ)

賦存于中更新統(tǒng)上部(Qp23ch+1)之淤泥(粘土)層間的鹽巖裂隙間，含水層巖性為含粉砂的石鹽、含芒硝的石鹽、含粘土的石鹽、芒硝石鹽等。分布范圍較大，共32個(gè)鉆孔見(jiàn)礦，面積180.92 km2。礦層頂板埋深12.26～48.43 m，礦層純厚度0.15～15.37 m，平均4.23 m；礦層孔隙度11.33%～19.60%，平均15.29%，給水度3.46%～15.51%，平均9.01%，該礦層富水性弱，單位涌水量(q值)普遍<10 t/(d·m)。

化學(xué)類(lèi)型為硫酸鎂亞型，礦化度一般310～340 g/L，密度1.200 g/cm3左右。KCl含量在0.38%～1.79%之間，平均為1.11%；NaCl含量在13.52%～25.51%之間，平均為21.31%；MgSO4含量在0～3.26%之間，平均為1.85%；MgCl2含量在0～10.90%之間，平均為2.82%。

4.2.3第四鹵水礦層(WⅣ)

賦存于中更新統(tǒng)中部(Qp22ch+1)之淤泥(粘土)層之間的鹽巖裂隙中，局部為碎屑孔隙。主要巖性為含粉砂的石鹽，含芒硝的石鹽，含淤泥(粘土)的石鹽，芒硝石鹽及礫石粗砂、細(xì)砂等。分布范圍較小，共7個(gè)鉆孔見(jiàn)礦，礦層長(zhǎng)28 km，寬3.5～8 km，面積150.57 km2。礦層頂板埋深24.57～79.09 m，平均50.38 m；礦層純厚度5.03～17.64 m，平均9.88 m，厚度變化系數(shù)為45%；礦層孔隙度2.02%～39.42%，平均14.19%；給水度0～38.37%，平均7.62%；水化學(xué)類(lèi)型硫酸鎂亞型。鹵水KCl品位0.58%～1.43%，平均1.01%，品位變化系數(shù)為37%；NaCl品位21.13%～24.06%，平均22.27%；MgCl2品位0.66%～3.03%，平均1.87%；MgSO4品位1.15%～2.55%，平均1.88%。

4.2.4第五鹵水礦層(WⅤ)

賦存于中更新統(tǒng)下部(Qp21l+ch)之淤泥(粘土)層之間的鹽巖裂隙中，部分為碎屑孔隙。主要巖性為含粉砂的石鹽、含淤泥的石鹽、中粗砂、細(xì)粉砂、粗砂—礫砂等。分布范圍較小，共5個(gè)鉆孔見(jiàn)礦，礦層長(zhǎng)12 km，寬2.5～10 km，面積55.30 km2。礦層頂板埋深63.00～103.82 m，平均為85.36 m；礦層純厚度11.58～47.42 m，平均22.49 m，厚度變化系數(shù)為97%；礦層純厚度11.58～47.42 m，平均22.49 m，厚度變化系數(shù)為97%；礦層空隙度7.12%～38.22%，平均25.15%，給水度3.24%～27.93%，平均19.20%；水化學(xué)類(lèi)型以硫酸鎂亞型為主，鹵水KCl品位0.5%～0.95%，平均0.76%，品位變化系數(shù)為16%；NaCl品位16.21%～22.07%，平均19.20%；MgCl2品位2.62%～4.20%，平均3.19%；MgSO4品位0～1.02%，平均0.64%。

5　結(jié)　語(yǔ)

俄博灘鉀礦床是第四紀(jì)內(nèi)陸湖相成因的以液體鉀礦為主的小型鉀礦床。雖然鹵水埋藏淺，品位高，KCl資源量較大，但其整個(gè)詳查工作區(qū)內(nèi)富水性差，單位涌水量小，在目前開(kāi)采工藝下，其經(jīng)濟(jì)價(jià)值不大。礦床深部鹵水的KCl儲(chǔ)量很可觀，占礦床總儲(chǔ)量的65%以上，目前因涌水量小而不易開(kāi)采利用。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，涌水量小的鹵水礦層的采鹵方案得到攻關(guān)后，將使本礦床遠(yuǎn)景更可觀。