老挝甘蒙省龙湖矿区钾盐矿地质及水文特征论文_马刚,马厚强

摘要：老挝甘蒙省龙湖矿区位于农波盆地，是世界重要的钾盐矿分布区,钾盐资源丰富。文章通过对农波盆地的钾盐矿勘查工作及水文地质特征的分析，确定了农波盆地钾盐矿矿石类型和特征。同时，通过对矿区含、隔水层的划分及补给、径流排泄条件的分析，确定了该矿区水文地质。 经对本区钾盐矿层水文及地质的总结，确实矿床为可采区域，可满足当前中小规模矿井安全开采。

关键词：钾盐矿；地质、水文特征

The mineralogy and hydrogeological characteristics of the sylvite deposit in longhu mining area, ganmeng province, Laos

China national coal mining co., LTD., suzhou, anhui 234 00

Abstract： Laos khammouane province longhu mining area is located in the wave basin, is the world's important potash deposit area, potash resources based on the agriculture wave basin of potash deposit exploration and the analysis of the hydrogeological characteristics, determine the farmers potash ore types and features of wave, at the same time, through to the mining area including the division of water-resisting layer and recharge runoff discharge conditions analysis, to determine the mine hydrogeology by hydrological and geological summary of potash deposits in this area, do deposit as recoverable area, can satisfy the current small and medium-sized coal mine safety production

Keywords: Carnallite. Sylvine; Hydrogeological feature

概况

老挝是一个农业国，人口密度比较低，平均12人/km2；老挝甘蒙省他曲县南部地势平缓，切割浅，植被茂盛，海拨一般在130—185m左右，相对高差较小。主要由两种地貌组成：一种是农林覆盖区，林地、耕地相间出现，以耕地为主，约占总面积的70%，林地零星分布、面积较小，由密集的灌木组成，其中夹杂着高20m左右阔叶树及钩藤和匍匐植物；另一种是湖泊，湖泊主要分布在亘古县城南北两侧。勘探区气候具有典型的热带季风型特点：气候终年炎热，季节性温差变化不大，只有雨、旱两季，每年5-10月为雨季，11月-次年4月为旱季。风向以东风和南风为主，东风出现在9月至次年4月，南风出现在5-8月，月平均风速为0.9-1.3m/s，最大风速出现在4月，风速可达16m/s。

该区域上河流主要有湄公河和宾非河（亦称色邦菲河）。湄公河从勘探区西侧流过，系东南亚的主要河流。河水位呈现明显的季节性变化；宾非河自东北向南西方向流经矿区东侧，是老挝境内河流。宾非河的丰水年主要受老挝本国的气候影响较大。

1.矿区地质特征

1.1区域构造位置

勘探区位于藏滇印支地槽褶皱系南段印支中间地块沙空那空凹陷的东南缘，该地块基底有为晚元古代【李春昱主编的《亚洲大地构造图》（1982年出版）】，其南、西及北东三面分别以北柬埔寨、南乌江、湄公河深大断裂控制，构成一个独特的长期持续下降的拗陷带，其中沉积了广泛厚大的中新生代红色碎屑岩建造，特别是早白垩世晚期的燕山运动，使拗陷内沿大断裂方向形成一系列的凹陷和水下隆起，控制了本区晚白垩—古近纪成盐盆地的展布。此后，虽经历了多期构造运动影响，而高原内部的构造仍较简单，其形态总体上为边缘向上翘，周边地层向盆地中心倾斜，盆地内多以平缓波状褶皱为主，断裂较少。勘探区域地层有自三叠系中统、侏罗系、上白垩系、古近系古新统农波组。

1.2区域地层

勘探区运用钻孔探测技术显示，揭露的地层自上而下依次为新生界第四系湄公河组（Qmk）、新生界古近系古新统农波组（E1nb）、中生界上白垩统参朋组（K2cp），其中新生界古近系古新统农波组（E1nb）为含盐系地层。如图1-2-1所示

新生界第四系湄公河组（Qmk）：该组主要分布于勘探区的东侧和北侧以及沿湄公河河岸，系受湄公河、韦一河（色邦菲河）控制。其成因类型有冲积、冲洪积、局部有沼泽沉积。岩性主要为砂砾石、粗砂、砂质粘土等，厚0.95m-39.57m，自湄公河岸向东和东南方向逐渐变薄，与下层为覆盖关系。

新生界古近系古新统农波组（E1nb）：勘探区钾镁盐矿与老挝嘉西钾盐开发有限公司开发的东泰钾盐矿均位于农波盆地，属于同一矿体的不同矿段。将勘探区农波组含盐系地层可分为3个碎屑沉积-蒸发岩旋回和6个段，分别是f岩段、e岩段、d岩段、c岩段、b岩段、a岩段，其中f岩段、d岩段、b岩段为泥岩和粘土岩； e岩段、c岩段、a岩段为膏盐岩段。钾镁盐矿层主要赋存于a岩段的顶部，在c岩段局部可见钾镁盐矿化。f岩段、d岩段、b岩段泥岩总是由两层组成，即代表炎热干燥条件沉积形成的上部红色泥岩盐及代表湿润多雨条件下沉积形成的下部富含有机质的灰褐色、青灰色泥岩盐。灰褐色泥岩是勘探区找矿目的层，即膏盐岩的顶板均为灰褐色、青灰色泥岩。

中生界上白垩统参朋组（K2cp）：为陆相沉积，由红色、褐色层状石英砂岩、长石石英砂岩、粉砂岩组成，厚度不明。

1.3钾盐矿层特征

矿区主要地层为古近系古新统农波组（E1nb），本组为含盐系，系由蒸发岩（石膏、岩盐）夹红褐色厚层状、块状粘土岩、粉砂粘土岩组成。根据勘探区沉积旋回，将古近系古新统农波组（E1nb）划分为6个段。如表1-3-1，钾镁盐矿层主要赋存在a岩段。埋深在100m以上，矿床最大埋深 368.96m，地下温度适中。

表1-3-1

1.4地质条件评价

围岩岩体质量评价采用岩体质量指标（M）法来评价其优劣，估算结果见（表1-4-1）。

选用公式：

式中: M—岩体质量指标;

Re—岩块饱和单轴抗 压强度;

RQD—岩石质量指标

表1-4-1 围岩岩体质量评价表

矿层顶板围岩主要为泥岩、石盐，底板围岩主要为石盐。泥岩为极软岩石，亲水性强，易崩解、潜蚀，力学强度低。岩体质量中等，稳定性较差。矿床开采后地面容易发生变形。用充填采矿法开采，可防止围岩大幅度变形。含盐地层中的石盐为软岩石性脆，易于水解，岩体质量良因此，该矿床工程地质条件属中等类型。

2.矿区水文地质特征

2.1含水层特征

勘探区钾镁盐矿埋藏浅，矿层厚，其盖层岩性为第四系湄公河组及古近系古新统农波组，底板为古近系古新统农波组a岩段石盐岩。地表潜水是其主要补水水源，地表水少部分地层属弱含水的裂隙型含水层。裂隙水呈脉状赋存于构造碎裂岩带以及膏泥岩和盐岩裂隙带中。根据钻探所揭露的地层岩性和含水特点，可划分为第四系湄公河组孔隙水和古近系古新统农波组层状裂隙水。第四系湄公河组孔隙水受季节性降雨影响，雨季静止水位高，单位涌水量大；旱季静止水位低，单位涌水量小。根据勘探钻孔揭露资料显示，第四系无涌水现象。古近系古新统农波组从下到上可分为6个岩段（a岩段、b岩段、c岩段、d岩段、e岩段、f岩段），古近系古新统农波组地质富水如表2-1-1

表2-1-1

根据上表可以看出，其中b岩段、d岩段、f岩段为泥岩段，属于弱含水层（隔水层）。a岩段、c岩段、e岩段为膏盐岩段，属于不含水层（不包括结晶水、吸附水）。a岩段上层钾石盐矿与光卤石矿之间存在层间裂隙（原生光卤石矿变质作用形成厚层钾石盐矿的反应自上而下进行，早期形成的上层厚层钾石盐矿已保留，其下光卤石矿后生变质作用仍在进行，光卤石矿中部分结晶水及MgCl2被带走，而形成层间空腔——构造裂隙）外，b岩段、d岩段、f岩段等泥岩段局部存在构造裂隙，研究分析认为勘探区古近系古新统农波组b岩段、d岩段、f岩段构造裂隙为理论导水通道，但受外围泥岩的制约，互相不贯通，导水性极差。

2.2地下水补给、径流、排泄条件

矿区东距长山山脉约40km。长山山脉植被茂盛，多为原始森林区，雨水丰富，是地下水的主要补给区。山区海拔1500—1700 m左右，最高的鸿岭海拔2286 m，相对高差1300 m左右，主要由二叠系的石灰岩组成，岩溶发育，山体陡峻，蓄水能力很差。雨水全部流失或顺裂隙而下形成裂隙水，并沿山前断裂带泄出形成泉水溢出带，泉水聚集形成河流或小溪。

河流在平原区流动缓慢，形成曲流河向西注入湄公河。雨季暴雨来临，地表水汇集河中，常酿成洪灾；旱季时节，水面蒸发、植物蒸腾和毛细蒸发作用强烈，形成地表水和地下水的主要排泄区，见（图2-2-1）。并造成地表缺水，农作物无法种植，甚至河水断流。残留的河水在一些低凹处形成“牛轭湖”，水质咸化。

图2-2-1

2.3矿坑涌水量预测

矿坑涌水量预测是建立在矿区水文地质条件的基础上，矿区湄公河段最高洪水位144.48 m，矿区开采范围的地面标高都在海拔145 m以上。因此，湄公河洪水不会淹没开采区。农波组盐层及其上、下的粘土层、薄层石膏，互相整合接触，厚度较稳定。除了风化壳以外，透水性和含水性都很小，形成了较理想的隔水层。采取适当的防治措施后，地表水将不会直接威胁矿床开采。

勘探区围岩地层主要为弱含水或不含水地层，在下粘土层及上粘土层中的裂隙和一些破碎带中存在裂隙水。矿坑涌水量预测主要针对开采范围矿体及其围岩孔隙、裂隙疏干产生的涌水。本次工作虽然对围岩孔隙、裂隙水进行了抽水试验工作，求得的裂隙水的渗透系数。但其渗透系数相差较大，水位恢复时间很长，说明勘探区构造裂隙小，含水性差，相互贯通性差。

本矿床属于可溶性盐类矿产，按照有水无盐（固体可溶性盐），有盐无水的自然物性特征，本矿床属不含水矿床，且顶板不透水。在矿山建设中如做好矿层上部岩层构造裂隙的防护措施，不使上层裂隙水、孔隙水及地表水灌入坑道，坑道涌水量可不考虑。但随着矿产资源的开发，或多或少会破会矿层顶板岩体力学的平衡，造成局部裂陷，使小的相互独立的构造裂隙贯通，形成规模较大的贯通地表的导水构造，形成透水。建议在矿山建设及矿产开发中要加大水文地质工作的研究。防止透水事故发生，杜绝矿坑涌水。

矿区第四系松散碎屑沉积层厚度薄，覆盖面积较小，对矿床影响不大，下伏粘土层具较好的隔水性能，地表水并不构成矿床的主要充水因素。矿区地层主要为弱含水或不含水地层，主要充水含水层为构造裂隙和构造破碎带，富水性中等。矿区内局部构造裂隙发育，构造破碎带对矿床充水会带来较大影响，矿床开采过程中应予以足够的重视，水文地质边界比较复杂。按照《矿区水文地质工程地质勘探规范（GB12719-91），确定矿床水文地质勘查类型为第二类第二型：即水文地质条件中等的裂隙充水矿床。

2.4水文地质条件评价

矿体位于当地侵蚀基准面以下，本矿床系以裂隙含水层充水为主，即裂隙充水矿床，虽有孔隙含水层存在，但由于主要孔隙含水层第四系松散碎屑沉积厚度薄（一般3-10m），对矿床影响不大。

参考文献

［1］孔逊，龙庆，关全成老挝万乔钾盐矿开采技术条件分析.

［2］张明明，张旭，潘林林．老挝巴根矿区钾盐矿层特征及其勘探意义.

［3］青海省核工业地质局．老挝甘蒙省龙湖矿区西段钾镁盐矿勘探报告［R］．2011.

论文作者:马刚,马厚强

论文发表刊物:《基层建设》2020年第2期

论文发表时间:2020/4/30