江苏煤炭地质勘探二队 江苏徐州 221006
摘要：江苏省沛县河口盐矿区三座楼块段已经达到了详查工作程度，并提交了详查地质报告，但针对整个盐矿区的勘查工作较少，矿区含盐边界不清，对矿区下步开展工作不利。通过与相邻的丰县师砦盐矿区的构造、地层、矿层等进行对比、分析，利用二维地震及电法资料，对河口盐矿区的含盐边界进行预测，对指导矿区下步勘查工作有着十分重要的意义，也可供其它矿区参考。
关键词：河口盐矿区；预测；断陷盆地；大汶口组
1 矿区概况
1.1大地构造位置
江苏省沛县河口盐矿区位于沛县县城西南约20km，在大地构造五级单元划分上位于中朝准地台（Ⅰ）淮河台坳（Ⅰ1）淮北台陷褶带（Ⅰ1-1）丰县-沛县断坳（Ⅰ11-1）敬安凹陷（Ⅰ1-31-1）内。
1.2区域地层
本区为典型的华北型地层，地层区划为华北地层大区（Ⅴ）—晋冀鲁豫地层区（Ⅴ4）—鲁西地层分区（Ⅴ410）—徐州、宿县地层小区。
区域内在太古界的基底上沉积了上元古界震旦系，下古生界寒武系、奥陶系，上古生界石炭系、二叠系，中生界侏罗系、白垩系，新生界古近系、新近系和第四系，沉积盖层总厚一万余米。第四系松散层全区覆盖。
区域含盐地层为古近系大汶口组，厚度大于743.00m，下段含盐亚段地层厚219.45～281.34m，含盐0～21层，纯盐厚度82.58～217.28m。
1.3区域构造
河口盐矿区位于徐州弧形构造带外侧的敬安凹陷内，处于近东西向丰沛断层及敬安断层、北西向的梁寨断层及师砦断层、北东向的侯楼断层所围的断陷型盆地内，有古近系地层沉积。
徐州弧形构造带位于华北地台南部，秦岭东西构造带北分支的东端与新华夏系第二沉降带的复合部位。北起贾汪，经徐州南至宿县，南北长150km，构成淮阴山脉的主体。从北到南，构造展布方向：由近东西～北东东～南北～南西向，向北西凸出呈弧形，沿弧形分布有一系列复式背向斜及断裂。
图1 河口、师砦盐矿区域构造位置示意图
1.4区域地质发展史
燕山运动形成的坳陷盆地，在剥蚀夷平后，经喜山构造运动的作用，部分形成了内陆盆地，丰沛坳陷就是其中之一。古近纪早期，丰沛坳陷的一系列次级凹陷，对成盐极为有利。在聚盐过程中，差异升降运动起到重要的作用，适当的升降可形成一定的分隔性，有利于卤水的迁移和盐类物质的集中。区内凹陷具备成盐作用最有利的构造条件，凹陷内构造简单，范围相对较小，具有沉降和补偿基本相平衡的特点，因而矿层发育，沉积厚度大。
古地理、古气候条件直接影响着盐类沉积的规模和盆地的卤水的咸化程度。官庄组沉积期，由于基底构造的分异和差异升降运动的影响，而形成高低起伏的古地理形态，在成盐的过程中起着分隔作用，周边以隆起高地为屏障，阻隔了潮湿气流的侵入，强化了区域上的干旱气候的蒸发作用，有利于盐类物质的聚集。
1.5主要勘查工作情况
1981年，江苏煤炭地质物测队提交了《江苏省铜山县郑集地区地震勘探报告》，有1条二维地震测线（D12）穿过本区，编制了1：5万AB/2=1500m视电阻率等值线图。
2007年11月至2012年12月，本区三座楼块段内施工二维地震测线4条，测长11.14km，物理点374个；完成可控源音频大地电磁测线1条，测长1.92km，测点56个；完成钻孔7个，工程量7265.60m。2013年5月，提交了《江苏省沛县河口矿区三座楼块段石盐矿详查报告》。主要成果如下：
（1）块段内钻孔揭露地层自下而上为古近系官庄组与大汶口组、新近系、第四系。
（2）块段总体构造形态为一走向北东，倾向北西的单斜，局部略有起伏，地层倾角3～8°。共发现正断层3条，1条断层落差≥100m，2条断层落差30～50m，断裂较发育，构造复杂程度为中等。
（3）大汶口组分为上下两段6个亚段，含盐地层为大汶口组下段的含盐亚段。含盐亚段厚219.45～245.00m，平均厚233.80m，含矿率35%～41%，平均38%。含7个盐群1-18层石盐岩，可采工业盐层8层（1、2、5、7、8、9、11、15），其中8、9盐层为稳定盐层，1、2、5、7、11、15盐层为较稳定盐层。全部工业盐层NaCl平均品位73.57%。矿体稳定程度为较稳定。
（4）矿石化学成分主要为NaCl、CaSO4、MgSO4、Na2SO4，矿物中除石盐外，未见其它有益组分。矿石呈致密块状构造，半自形粒状结构。夹石以泥岩、含膏泥岩、含盐膏质泥岩为主，少量硬石膏岩。矿床类型为断陷盆地内陆湖相蒸发岩盐矿床。
2 矿区含盐范围预测
2.1邻近矿区概况
江苏省丰县师砦盐矿区位于丰县县城以北约10km，东南距河口盐矿区约25km，勘查程度已经达到勘探。该矿区位于师砦凹陷内的断陷盆地内，区域范围：东起师砦断层，西至嘉祥支断层，南自城北断层，北至鸳楼断层。情况简述如下：
（1）钻孔揭露地层自下而上为侏罗系－白垩系、古近系官庄组及大汶口组、新近系、第四系。
（2）总体构造形态为一走向近东西，倾向北的单斜构造，地层倾角10～15°。区内未见断层，构造简单。
（3）大汶口组下段的含盐亚段平均厚455.80m，盐矿层平均厚度186.09m，含矿率41%；含8个盐群1－21层石盐岩，其中可采工业盐层共17层。全部工业盐层NaCl平均品位68.87%。矿体稳定程度为较稳定。
（4）矿石化学成分主要为NaCl、CaSO4、MgSO4、Na2SO4，矿物中除石盐外，部分钻孔无水芒硝达到了伴生矿产的最低工业品位。矿石呈致密块状构造，半自形粒状结构。夹石以泥岩、含膏泥岩、含盐膏质泥岩为主，少量硬石膏岩。矿床类型为断陷盆地内陆湖相蒸发岩盐矿床。
2.2河口与师砦盐矿区情况对比
将河口与师砦盐矿区进行对比（表1、图2），发现：两区构造位置均处于嘉丰断层以东，师砦断层以西的断陷盆地内；河口盐矿区三座楼块段与师砦盐矿区总体构造形态均为单斜构造；矿床类型均为内陆湖相蒸发岩盐；含盐地层均为古近系大汶口组下段的含盐亚段；矿石主要化学成分均为NaCl、CaSO4、MgSO4、Na2SO4；主要矿物均为石盐；矿层稳定程度均为较稳定。矿层的总层数、含盐亚段含矿率、工业盐层的平均NaCl品位比较接近。说明两区有很强的可比性，可以根据师砦盐矿区的一些情况，对河口盐矿区进行预测。
表1 河口、师砦盐矿区矿床情况一览表
对比项目 河口 师砦 矿 层 总层数 18 21 工业盐层层数 8 17 含盐亚段含矿率 38% 41% 工业盐层平均NaCl品位 73.57% 68.87% 矿层稳定程度 较稳定 矿石化学成分 NaCl、CaSO4、MgSO4、Na2SO4 主要矿物 石盐 其它有益矿产 无 无水芒硝 矿床类型 内陆湖相蒸发岩盐
图2 河口、师砦盐矿区含盐岩系对比示意图
2.3河口盐矿区含盐范围预测
1、师砦盐矿区含盐范围在物探资料上的反映
师砦盐矿区已经达到勘探工作程度，含盐边界已经查明。区内物探资料有二维地震测线1条（丰迭18-2）、电法资料，含盐范围在物探资料上的反映情况如下：
根据二维地震资料，丰迭18-2测线TR波较发育，对应的是古近系大汶口组中膏盐岩段内的反射波，以波组和波系出现，波比较多，特征不明显，强度差不多，相位常出现干涉。经计算，丰迭18-2测线上TR波的分布范围与钻探控制的含盐边界线基本吻合。
丰沛地区已经做了1/2AB=1500m电法工作，并绘制了1/2AB=1500m视电阻率等值线平面图。勘查深度理论极限最大值为1500m，由于受地层及地表影响较大，要乘以0.5～0.6的校正系数予以校正，实际有效勘查深度为750～900m，它只是某一深度的视电阻率等值线水平切面图。
图3 师砦盐矿区含盐范围在视电阻率等值线图上的反映
大汶口组地层中的膏盐段处于视电阻率的低值区。师砦盐矿区钻孔揭露最浅见盐深度为663.60m，盐矿层底板最低标高约-1300m。在视电阻率等值线平面图上，师砦盐矿区含盐范围视电阻率值为6～12Ω·m，处于低值区鞍部位置的北侧（图3）。
综上所述，二维地震测线上TR波的分布范围与含盐范围相吻合，准确性较高，可作为预测含盐范围的重要依据。由于视电阻率等值线平面图实际对应的是750～900m某一深度的视电阻率水平切面，受地层中膏盐含量的影响较大，不能作为含盐的充分依据，但视电阻率低值区（小于12Ω·m）可作为含盐范围圈定的一种手段，必须要配合其它手段使用。
2、河口盐矿区在物探资料上的反映
河口盐矿区内三座楼块段已经达到详查，块段范围内全部含盐，但整个矿区的含盐边界不清。区内物探资料有二维地震测线1条（D12）、电法资料。
根据二维地震资料，D12线上的TR波反应较明显，与丰迭18-2测线上的TR波基本一样；根据D12线时间剖面估算的TR波深度，与三座楼块段钻孔盐层的赋存情况基本吻合。根据以上两点，河口盐矿区D12线上TR波的分布范围可作为预测的含盐范围。
在视电阻率等值线平面图上，师砦盐矿区含盐范围内视电阻率值为6～12Ω·m，且不封闭；河口盐矿区视电阻率值为4～40Ω·m，在内部存在4～10Ω·m的封闭圈，三座楼块段大致处于封闭圈的中心，其视电阻率值小于4Ω·m，见盐深度721.45～805.10m，止盐深度909.15～1017.90m，与1/2AB=1500m视电阻率等值线的有效勘查深度对应性较好，可将视电阻率低值区（小于10Ω·m的封闭圈）作为河口盐矿区预测的含盐范围。
D12线从4～10Ω·m视电阻率等值线封闭圈的中部北西向穿过，D12线上TR波的分布范围与10Ω·m视电阻率等值线的范围相比，长度基本一致，均向深部偏移，平面误差约300m。
3、河口盐矿区含盐范围预测
根据电法、二维地震及三座楼块段的详查资料，结合区域地质资料对河口盐矿区含盐范围进行预测。先将10Ω·m视电阻率等值线的范围作为预测范围，然后参照D12线上将TR波的分布范围对圈定范围进行修正，作为最终的预测范围。
预测河口盐矿区总体构造形态为一轴向北东，轴面倾向南东的不对称向斜，东南翼较宽，地层走向北东～北东东，倾向北西～北北西；西北翼较窄，地层走向北东，倾向南东；地层倾角均小于10°；矿区中东部有一近东西向的正断层（F1），倾向南，落差0～130m，矿区构造较简单。
预测矿体埋深-600～-1350m（向斜轴部），多层层状产出，产状稳定。预测含盐面积117.96km2（图4、图5）。
图4 河口盐矿区物探资料及含盐范围预测情况示意图
图5 河口盐矿区D12线TR波埋深剖面图
4、结论
江苏省沛县河口盐矿区三座楼块段已经达到了详查工作程度，并提交了详查地质报告，但针对整个盐矿区的勘查工作较少，矿区含盐边界不清，对矿区下步开展工作十分不利。通过与相邻的丰县师砦盐矿区的构造、地层、矿层等进行对比、分析，利用二维地震及电法资料，对河口盐矿区的含盐边界进行预测，对指导矿区下步的勘查工作有着十分重要的意义，也可供其它矿区参考。
作者简介：
羊玉武（1973-），男，工程师，1994年毕业于淮南矿业学院地质矿产勘查专业，长期从事矿产地质勘查工作。
论文作者:羊玉武,陈宗念
论文发表刊物:《基层建设》2015年12期
论文发表时间:2016/11/17
标签：盐矿论文; 河口论文; 电阻率论文; 地层论文; 断层论文; 矿区论文; 等值线论文; 《基层建设》2015年12期论文;