淮安鹽盆巖鹽礦地質特征及其成因研究

張善進，劉兆成，江 輝

（1.淮安市地礦建設工程公司，江蘇 淮安 223001；2.淮安市地質礦產勘查院，江蘇 淮安 223001）

江蘇盆地鹽礦資源豐富，是中國主要鹽礦產地之一，主要包括淮安、淮陰、金壇和豐縣四大巖鹽礦床，遠景儲量估計為2.71×1011t[1]。其中，淮安市鹽礦是中國特大鹽礦之一，主要包括淮安鹽盆和洪澤鹽盆[2]。本研究以淮安鹽盆楊槐塊段巖鹽礦為例，對淮安鹽盆區域地質背景、礦區特征、礦床特征、礦石質量及其成因進行研究，為后續巖鹽礦的開發利用提供理論支撐。

1 區域地質概況

蘇北盆地北臨魯蘇隆起，西接郯廬斷裂，南鄰通揚隆起，向東伸入黃海，屬于蘇北—南黃海盆地西部的陸上部分。盆地總體走向北東，西窄東寬，西緣寬110 km，東緣寬 220 km，面積約3.5×104km2，呈“兩坳兩隆”的格局，從北至南分別為濱海隆起、鹽阜坳陷、建湖隆起和東臺坳陷，淮安鹽盆屬鹽阜坳陷的次一級構造單位淮陰凹陷的西南部。區內斷裂構造發育，主要為燕山晚期和喜山期具多期性、方向性和繼承性的正斷層，北東向和近東西向斷裂控制著蘇北盆地的構造格局。區內元古界至新生界均有分布，其中，上白堊統、古近系、新近紀內陸盆地沉積最為發育，局部產有豐富的鹽類礦床。

2 礦區地質特征

淮安鹽盆楊槐塊段位于淮陰凹陷的西南部，區內含鹽段地層發育，礦床構造簡單，走向北東，傾向南東，礦層厚度大，礦石質量較好[3]。

2.1 地層

區內地層自上而下為第四系東臺組（Qd）、新近系鹽城組（Ny）、上白堊統浦口組（K2p）。其中，浦口組可劃分為 3段，區內僅鉆至中段。

（1）東臺組：厚110.00～190.00 m，下部為褐色含礫黏土層，上部為灰黃、土黃色粉砂質黏土。

（2）鹽城組：厚265.00～375.00 m，底部為礫巖，下部為灰黃色中細粒砂巖，中部為紫紅色泥巖夾粉細砂巖，上部為灰黃色夾灰白色粉砂巖與中粗砂巖互層。

（3）浦口組：厚度大于2 500.00 m，區內可劃分為3段，但鉆探僅揭露至中段，且未穿。上段：厚670.00～1 281.35 m，下部為灰褐色泥巖夾粉砂質泥巖，局部夾鈣芒硝條帶；上部為紫紅色泥巖、粉砂巖及粉砂質泥巖夾硬石膏團塊。中段：厚763.91～1 117.41 m（未鉆穿），煙灰色巖鹽、鈣芒硝巖、泥巖呈韻律層產出，是塊段內主要含礦層位。

2.2 構造

礦區未遭受大的斷裂破壞和復雜構造變動影響，構造簡單，地層走向北東，傾向南東，傾角一般為7°～10°，局部傾角變化較大，近乎垂直，疑似構造運動引起的巖層彎曲褶皺現象。

2.3 巖漿巖

巖漿活動以火山噴發作用為主，噴出的凝灰晶屑、玻屑等落入鹽盆，與砂質、泥質、巖鹽、膏質等同時沉積成巖，形成了凝灰巖、凝灰粉砂巖、含凝灰質細砂巖。

2.4 含鹽系地層

區內含鹽系地層為白堊紀浦口組中段，主要由碎屑巖、硫酸巖及石鹽巖組成；表現為正常沉積巖和石鹽類相間產出的沉積層序；顯示在成鹽期，水體溶液反復出現淡化→咸化→淡化作用的過程。一個完整的韻律從下至上為淡化層（泥巖、粉砂巖）→下相對咸化層（硬石膏巖、鈣芒硝巖）→咸化層（石鹽巖）→上相對咸化層（鈣芒硝巖、硬石膏巖），礦區韻律頻繁，但大部分發育不完整。

3 礦床特征

3.1 礦體特征

礦區表現為一單斜構造，礦層走向北東，傾向南東，傾角為7°～10°，礦層累計平均厚度為320.59 m，NaCl平均品位58.69%。巖鹽礦體總體趨勢由西向東逐漸變深，含鹽系礦體沉積由西南向東北逐漸變厚，可劃分為10個工業礦層（見表1）。巖性以煙灰色、灰白色為主，少量肉紅色、藍色；以中粗晶結構為主，少量中細晶結構，層狀-團塊狀構造；晶體以立方體晶形為主；主要由石鹽及泥質組成，次為鈣芒硝及石膏；礦體大部分呈層狀產出，厚度較穩定，屬均勻礦體。

表1 主要礦層數據一覽表

3.2 礦石特征

3.2.1 礦石組成

區內礦物組分主要為可溶性的鹽類礦物巖鹽、鈣芒硝，難溶性的硬石膏，不溶性的泥質、粉砂質等碎屑物。

（1）巖鹽（NaCl）：主要為石鹽，呈灰白色、灰色、灰褐色，透明至半透明，玻璃光澤，自形晶以立方體結構為主，在石鹽晶體之間常有泥砂質、鈣芒硝、硬石膏充填而使石鹽呈灰色，塊段內石鹽多呈中厚層狀及團塊狀，也有少量呈薄層狀與泥砂質和鈣芒硝混生。

（2）鈣芒硝[CaNa2(SO4)2]：灰至灰白色，以細粒、自形菱板狀為主，少數呈板狀、短柱狀、玻璃光澤，稍溶于水，常富集呈團塊狀、放射狀、菊花狀結合體形成鈣芒硝巖。

（3）硬石膏（CaSO4）：灰至灰白色，微細結構，條帶狀構造，常以薄層狀、似層狀夾于巖鹽、泥巖、泥質粉砂巖巖層中。

3.2.2 結構構造

區內礦石類型主要為巖鹽，由自形至半自形粒狀、立方體狀晶體緊密結合而成，細至巨晶結構，以中至粗晶結構為主，二組解理明顯，后期交代呈鑲嵌結構，次生鹽呈纖維狀或菱柱狀晶體。

巖鹽多呈中厚層狀、厚層狀及塊狀構造，少數呈薄層狀、條帶狀。次生鹽一般隨裂隙的形態而產生相應的形狀。伴生組分多以斑點狀、團塊狀、條帶狀出現。

3.2.3 化學成分

礦石中離子成分主要為Na+、Ca2+、Cl-、SO42-、HCO3-，其次為K+、Mg2+，組成的化合物為NaCl、Na2SO4、NaCO3、CaSO4、KCl、CaCl、MgSO4等，其中，NaCl、Na2SO4是礦石中的主要有益成分，Ca·Na2SO4是礦石主要伴生有益成分，CaSO4也是主要伴生成分，但因水溶開采中難溶于水，不具備工業利用價值。

巖鹽礦石中NaCl的質量分數一般在51.70%～71.94%；伴生有益元素Br-、I-、B2O3均未達綜合評價指標要求；伴生水溶性有害組分：Ba2+、Pb2+、F-含量超標，As3+與Fe(CH6)未超標。針對局部礦層超標的有害組分，在生產加工時應采取化學沉淀法、離子交換法等相應措施處理。

3.3 礦石類型

根據巖鹽礦的成因，可將礦石類型分為：（1）原生石鹽礦石。大部分礦層均為原生沉積，具有原生沉積構造，可見明顯的沉積韻律，呈淺灰色，以薄層（條帶）狀構造、塊狀構造為主，質地不純，常含泥質、粉砂及鈣芒硝。（2）次生石鹽礦石。顏色為淺肉紅色、桔紅色，極少無色透明，呈纖維束狀或粗晶體塊狀，大多沿礦層頂底板裂隙分布，少數沿原生石鹽裂隙分布，不見層位，分布雜亂，無規律、對比困難。 （3）改造鹽。多呈灰色、淺肉紅色，團塊（角礫）狀構造，改造后石鹽礦石都可見到原生的沉積構造，在團塊（角礫）中可見薄層（條帶）狀或殘留的鈣芒硝條帶。

3.4 圍巖與夾石

礦層頂底板圍巖呈層狀產出，產狀與礦層的產狀一致，傾向南東，傾角為7°～10°，圍巖厚度一般在2.61～36.83 m，巖性為灰色、深灰色、棕灰色及咖啡色泥巖、泥質粉砂巖、粉砂質泥巖、粉砂巖、鈣芒硝巖、含鈣芒硝泥巖等。泥巖、粉砂巖中常含鈣芒硝、硬石膏條帶或團塊，圍巖與礦體（層）界限清楚。

3.5 伴生礦產

在巖鹽礦層中，伴生的可利用有用組分為Na2SO4，主要賦存在鈣芒硝中。在巖鹽礦水采過程中，鈣芒硝中的Na2SO4部分溶解于鹽鹵，鈣芒硝常在鹽礦層的頂底板或淡化亞段中構成鈣芒硝薄層中，但更多地和巖鹽礦石伴生，常呈條帶狀、團塊段或斑點狀產出。

4 礦床成因

本礦床是受古地貌條件、古氣候條件等因素控制的斷陷內陸湖相蒸發沉積型巖鹽礦床，主要礦物組分為巖鹽、鈣芒硝、石膏等。塊段東北方向為鹽盆沉積中心部位，具備沉積厚度巨大、品位較高但埋藏較深等特點。

5 結語

淮安鹽盆巖鹽礦主要分布于上白堊統浦口組中段，可劃分為10個工業礦層，累計平均厚度為320.59 m，NaCl平均品位58.69%，礦體沉積由西南向東北逐漸變厚，由西向東逐漸變深。巖鹽礦多呈層狀-團塊狀產出，厚度較穩定，屬均勻礦體，主要為可溶性的鹽類礦物巖鹽、鈣芒硝，難溶性的硬石膏，不溶性的泥、粉砂質等碎屑物，為典型的斷陷內陸湖相蒸發沉積型巖鹽礦床。