泰国沙空那空盆地哇伦矿区重力异常特征及钾盐找矿分析

邱光辉,李博昀,张海亮,史南南

(1.中化地质矿山总局山东地质勘查院，山东 济南 250014；2.中化地质矿山总局地质研究院，河北 涿州 072750)

0 引言

沙空那空盆地处于滇藏印支褶皱系南段，属于印支中央地块，位于呵叻高原北部[1-4]，呈NWW向展布，北依马哈沙侬隆起，南接普潘隆起，区域性构造线总体呈NW—NWW向，褶皱为主，断裂次之，形成隆起-盆地间列式分布的构造格局，岩石主要由中生代碎屑岩和蒸发岩组成(图1)。目前，沙空那空盆地已发现他曲、乌隆、廊开、哇伦等多处钾盐矿床，是亚洲重要的蒸发沉积型钾盐矿成盐盆地，本次研究的哇伦矿区便位于该盆地的中心地带(图1)。

20世纪70年代，泰国政府在哇伦县城附近发现钾盐矿。哇伦矿区范围的圈定参照了以往钾盐找矿成果。在哇伦矿区找矿之初，勘探线设计及相关钻孔的布设主要参考了前人的研究成果，即《泰国呵叻高原钾盐矿床沉积特征及成因探讨》一文中的钾矿层的厚度等值线图，根据该图布设的钻孔未能见矿，在详细分析已有资料后，提出了利用地质成果与重力成果相结合的找矿方向[5-10]，根据这一找矿思路，在该矿区实现了找矿的突破。

1—马哈沙拉堪组石盐、光卤石、钾石盐、硬石膏、泥岩、粉砂岩和少量砂岩；2—班纳尤组砂岩、粉砂岩；3—普潘组砂岩、砾状砂岩、砂砾岩和黏土岩；4—普拉维汉组砂岩、砂砾岩、钙泥质粉砂岩、页岩和细砂岩；5—普坎东组砂岩、粉砂岩、泥岩和砾岩；6—侏罗系(未分)；7—古生代地层；8—哇伦矿区位置

1 地质概况

沙空那空盆地广泛分布一套称之为呵叻群(三叠-白垩纪)的中生代沉积地层，地表低洼处被第四纪黏土、砂土、砾石和红土层覆盖。含矿岩系为晚白垩世马哈沙拉堪组含盐建造，由一套蒸发盐类(石盐、钾石盐、光卤石、溢晶石和水氯镁石)和紫红色碎屑岩系(黏土岩、粉砂岩、细砂岩)构成，沉积厚度377～700余米。膏盐层和碎屑岩层组成3个明显的蒸发岩沉积旋回(即3个韵律段)，沉积旋回之间呈整合接触，自下而上将该组划分为3个盐段，与3个沉积旋回相对应，其中钾盐层赋存于下盐段岩盐层中上部，各膏盐层之间均为紫红—浅灰绿色黏土岩所隔，盐类沉积基底为白垩纪呵葛组石英粉砂岩[1-4，11-17](图2)。哇伦矿区位于盆地中部，钾盐成矿条件良好。

图2 沙空那空盆地地层综合柱状图

2 哇伦矿区钾盐前期勘查情况

本次工作之前，矿区内已有2个见矿钻孔，分别为K48和K55，其中K48位于哇伦县城城区的西部，K55位于K48 NE70°方向4.8km处。两个钻孔均见有钾盐矿层，其中K48孔上部见有光卤石矿层，下部有钾石盐矿层，见矿深度为407.14m，光卤石矿层厚71.07m，钾石盐厚19.22m，矿层总厚度90.29m；K55孔见有光卤石矿层，见矿深度为393.35m，矿层厚76.08m。自K55至K48孔有钾盐层埋深加大，厚度变厚的趋势，结合前人的钾盐层等厚图[1](图3)，推测K48附近应为沉积中心，钾盐找矿前景良好。

根据矿区及周边见矿钻孔钾盐矿厚度所做的钾盐矿厚度等值线图，推断钾盐矿体厚度最大的部位呈NE向展布(图3)，本次工作之初采用平行勘探线法垂直于矿体厚度变化最大方向布设勘探线，方位为340°，布置少量深部钻探，对矿体进行初步控制，这是勘查之初的找矿思路。

ZK001是本次工作最早施工的钻孔，该钻孔位于已知钻孔K48孔西南4.2km(图3)，钻孔终孔深度520.75m，进入马哈沙拉堪组下盐段石盐层129.19m，未见钾盐矿。由图3ZK001所在位置可以看出，本孔仍处于钾盐层最厚大部位，由此推测，该孔见矿几率较大，而ZK001孔在该处却未见钾盐矿，勘查至此，该区钾盐找矿工作遇到了困难。

1—见岩盐、光卤石、钾石盐钻孔及编号；2—见岩盐、光卤石钻孔及编号；3—见岩盐钻孔及编号；4—哇伦矿区范围；5—厚度等值线(m)；6—见岩盐层边界线；7—国界线；8—推测钾盐分布范围

针对上述困难，对已知所有资料进行了重新分析，特别是对曲懿华相关成果进行了重新梳理，总结得出，图3是根据沙空那空盆地内几十个钻孔见矿成果绘制，而沙空那空盆地面积几万平方千米，仅靠几十个钻孔，对哇伦矿区(180km2)小范围内控制程度严重不足，由此可知，利用该资料指导钻孔布设不适合。

经分析认为，图3只适用于大范围、大尺度的钾盐成矿研究，不适用于指导小范围的找矿实践。

3 布格重力异常的分析与验证

该矿区厚大的岩盐层与围岩存在明显的密度差异(表1)，这是重力测量的物性前提，密度的差异可以引起地表布格重力异常的变化，从而可以根据重力场的变化分析基底构造和隐伏岩盐层厚度的变化特征。

表1 矿区及周边主要岩(矿)石密度统计

由表1可知，石盐岩及钾盐岩为矿区的相对低密度体，与围岩存在较大密度差，所以在石盐岩及钾盐岩相对富集或厚大的区域，即产生相对重力低异常[18]。

该矿区布格重力异常整体呈NW340°方向展布(图4)，异常为马鞍状异常圈闭形态，异常幅值全为负值，异常值在-70m/s2～-30m/s2之间，变化幅值40m/s2。梯度带主要位于马鞍状异常带的北东和南西两侧，均呈NW向波状弯曲展布。已知见矿孔K48,K55就位于北东侧的负异常梯度带上。该区布格重力异常呈大面积负值分布且负值极小值较低，表明该区岩盐厚度较大，且白垩系基底埋藏较深所致。

通过分析对比本区域已有钻孔岩心可知，区域内盐层的变形不明显，各盐层埋深及厚度特征受后期构造运动的改造较轻微，基本反映了沉积时初始状态。所以在该矿区能引起马鞍状布格重力异常的地质情况，推断为区内基底呈NW向隆起所致，隆起区即为相对重力高异常区域；在隆起的北东和南西两侧存在着两个次级凹陷，次级凹陷区为由相对重力高向相对重力低的过渡带，即梯度带区域。推断本矿区钾盐矿的分布明显受这两个次级凹陷的控制[19-20]。ZK001孔未见矿的原因，推断应该是在基底隆起区域，受基底地形起伏影响，上覆矿层产生差异载荷，钾石盐层较岩盐层更易产生塑性流动，致使钾盐矿层向次级凹陷方向塑性运移[21-24]，所以ZK001在基底隆起区域未能见到钾盐矿层。

为了验证物探推断结果，对ZK001和ZK903孔内各地层的深度进行了统计，由表2可知，ZK001孔内各地层埋深均较ZK903要浅，这一事实证实了物探推断的正确性，即ZK001孔地处基底隆起区的推断是可靠的。

1—见矿钻孔；2—未见矿钻孔；3—矿区范围；4—钾盐找矿靶区；5—剖面位置

表2 ZK001，ZK903孔地层深度对照表

为了验证上述推断，在南西侧次级凹陷布设了ZK903孔，该孔在512m处见到约60m厚的光卤石矿层(图5)。该孔的见矿以及K48,K55的成果表明上述的推断是正确的。

4 哇伦矿区钾盐找矿方向分析

该矿区在勘查之初由于对区内地质、成矿情况的误判，导致前期工作走了弯路。根据上述物探成果可知，下一步钾盐找矿的重点应该放在两个次级凹陷上，并尽量避开区内的隆起带。据此思路，结合已有地质资料，以布格重力异常等值线-45m/s2为界，在相对重力低区域内圈定了2处下一步找矿靶区(图4)，并根据两个次级凹陷的展布方向，重新调整勘探线方位为NE70°。

上述成果对本区下一步找矿工作指明了方向。

5 结论

(1)对该区勘查之初钾盐找矿所遇到的困难进行了介绍和分析，提出了前人的沙空那空盆地钾盐层等厚图使用具有局限性。该成果图只适合用于大范围、大尺度上做研究，不适用于指导小范围找矿。

(2)通过对该区内马鞍状布格重力异常特征的分析，对该区基底构造特征进行了推断，提出了隆起区不含钾盐矿的观点，并圈定了2个次级盆地，推断钾盐矿受控于次级盆地。对物探推断进行了钻孔验证，验证表明重力异常推断是正确的。

1—第四系；2—普特组中段；3—普特组下段；4—马哈沙拉堪组中盐段；5—马哈沙拉堪组上盐段泥岩；6—马哈沙拉堪组上盐段石盐；7—见矿钻孔；8—孔深；9—光卤石；10—钾石盐

(3)根据物探成果，圈定了2个找矿靶区，结合地质、物探成果资料，对下一步勘查工作进行了调整，为下一步找矿指明了方向。