淮安盐盆岩盐矿地质特征及其成因研究

张善进，刘兆成，江 辉

（1.淮安市地矿建设工程公司，江苏 淮安 223001；2.淮安市地质矿产勘查院，江苏 淮安 223001）

江苏盆地盐矿资源丰富，是中国主要盐矿产地之一，主要包括淮安、淮阴、金坛和丰县四大岩盐矿床，远景储量估计为2.71×1011t[1]。其中，淮安市盐矿是中国特大盐矿之一，主要包括淮安盐盆和洪泽盐盆[2]。本研究以淮安盐盆杨槐块段岩盐矿为例，对淮安盐盆区域地质背景、矿区特征、矿床特征、矿石质量及其成因进行研究，为后续岩盐矿的开发利用提供理论支撑。

1 区域地质概况

苏北盆地北临鲁苏隆起，西接郯庐断裂，南邻通扬隆起，向东伸入黄海，属于苏北—南黄海盆地西部的陆上部分。盆地总体走向北东，西窄东宽，西缘宽110 km，东缘宽 220 km，面积约3.5×104km2，呈“两坳两隆”的格局，从北至南分别为滨海隆起、盐阜坳陷、建湖隆起和东台坳陷，淮安盐盆属盐阜坳陷的次一级构造单位淮阴凹陷的西南部。区内断裂构造发育，主要为燕山晚期和喜山期具多期性、方向性和继承性的正断层，北东向和近东西向断裂控制着苏北盆地的构造格局。区内元古界至新生界均有分布，其中，上白垩统、古近系、新近纪内陆盆地沉积最为发育，局部产有丰富的盐类矿床。

2 矿区地质特征

淮安盐盆杨槐块段位于淮阴凹陷的西南部，区内含盐段地层发育，矿床构造简单，走向北东，倾向南东，矿层厚度大，矿石质量较好[3]。

2.1 地层

区内地层自上而下为第四系东台组（Qd）、新近系盐城组（Ny）、上白垩统浦口组（K2p）。其中，浦口组可划分为 3段，区内仅钻至中段。

（1）东台组：厚110.00～190.00 m，下部为褐色含砾黏土层，上部为灰黄、土黄色粉砂质黏土。

（2）盐城组：厚265.00～375.00 m，底部为砾岩，下部为灰黄色中细粒砂岩，中部为紫红色泥岩夹粉细砂岩，上部为灰黄色夹灰白色粉砂岩与中粗砂岩互层。

（3）浦口组：厚度大于2 500.00 m，区内可划分为3段，但钻探仅揭露至中段，且未穿。上段：厚670.00～1 281.35 m，下部为灰褐色泥岩夹粉砂质泥岩，局部夹钙芒硝条带；上部为紫红色泥岩、粉砂岩及粉砂质泥岩夹硬石膏团块。中段：厚763.91～1 117.41 m（未钻穿），烟灰色岩盐、钙芒硝岩、泥岩呈韵律层产出，是块段内主要含矿层位。

2.2 构造

矿区未遭受大的断裂破坏和复杂构造变动影响，构造简单，地层走向北东，倾向南东，倾角一般为7°～10°，局部倾角变化较大，近乎垂直，疑似构造运动引起的岩层弯曲褶皱现象。

2.3 岩浆岩

岩浆活动以火山喷发作用为主，喷出的凝灰晶屑、玻屑等落入盐盆，与砂质、泥质、岩盐、膏质等同时沉积成岩，形成了凝灰岩、凝灰粉砂岩、含凝灰质细砂岩。

2.4 含盐系地层

区内含盐系地层为白垩纪浦口组中段，主要由碎屑岩、硫酸岩及石盐岩组成；表现为正常沉积岩和石盐类相间产出的沉积层序；显示在成盐期，水体溶液反复出现淡化→咸化→淡化作用的过程。一个完整的韵律从下至上为淡化层（泥岩、粉砂岩）→下相对咸化层（硬石膏岩、钙芒硝岩）→咸化层（石盐岩）→上相对咸化层（钙芒硝岩、硬石膏岩），矿区韵律频繁，但大部分发育不完整。

3 矿床特征

3.1 矿体特征

矿区表现为一单斜构造，矿层走向北东，倾向南东，倾角为7°～10°，矿层累计平均厚度为320.59 m，NaCl平均品位58.69%。岩盐矿体总体趋势由西向东逐渐变深，含盐系矿体沉积由西南向东北逐渐变厚，可划分为10个工业矿层（见表1）。岩性以烟灰色、灰白色为主，少量肉红色、蓝色；以中粗晶结构为主，少量中细晶结构，层状-团块状构造；晶体以立方体晶形为主；主要由石盐及泥质组成，次为钙芒硝及石膏；矿体大部分呈层状产出，厚度较稳定，属均匀矿体。

表1 主要矿层数据一览表

3.2 矿石特征

3.2.1 矿石组成

区内矿物组分主要为可溶性的盐类矿物岩盐、钙芒硝，难溶性的硬石膏，不溶性的泥质、粉砂质等碎屑物。

（1）岩盐（NaCl）：主要为石盐，呈灰白色、灰色、灰褐色，透明至半透明，玻璃光泽，自形晶以立方体结构为主，在石盐晶体之间常有泥砂质、钙芒硝、硬石膏充填而使石盐呈灰色，块段内石盐多呈中厚层状及团块状，也有少量呈薄层状与泥砂质和钙芒硝混生。

（2）钙芒硝[CaNa2(SO4)2]：灰至灰白色，以细粒、自形菱板状为主，少数呈板状、短柱状、玻璃光泽，稍溶于水，常富集呈团块状、放射状、菊花状结合体形成钙芒硝岩。

（3）硬石膏（CaSO4）：灰至灰白色，微细结构，条带状构造，常以薄层状、似层状夹于岩盐、泥岩、泥质粉砂岩岩层中。

3.2.2 结构构造

区内矿石类型主要为岩盐，由自形至半自形粒状、立方体状晶体紧密结合而成，细至巨晶结构，以中至粗晶结构为主，二组解理明显，后期交代呈镶嵌结构，次生盐呈纤维状或菱柱状晶体。

岩盐多呈中厚层状、厚层状及块状构造，少数呈薄层状、条带状。次生盐一般随裂隙的形态而产生相应的形状。伴生组分多以斑点状、团块状、条带状出现。

3.2.3 化学成分

矿石中离子成分主要为Na+、Ca2+、Cl-、SO42-、HCO3-，其次为K+、Mg2+，组成的化合物为NaCl、Na2SO4、NaCO3、CaSO4、KCl、CaCl、MgSO4等，其中，NaCl、Na2SO4是矿石中的主要有益成分，Ca·Na2SO4是矿石主要伴生有益成分，CaSO4也是主要伴生成分，但因水溶开采中难溶于水，不具备工业利用价值。

岩盐矿石中NaCl的质量分数一般在51.70%～71.94%；伴生有益元素Br-、I-、B2O3均未达综合评价指标要求；伴生水溶性有害组分：Ba2+、Pb2+、F-含量超标，As3+与Fe(CH6)未超标。针对局部矿层超标的有害组分，在生产加工时应采取化学沉淀法、离子交换法等相应措施处理。

3.3 矿石类型

根据岩盐矿的成因，可将矿石类型分为：（1）原生石盐矿石。大部分矿层均为原生沉积，具有原生沉积构造，可见明显的沉积韵律，呈浅灰色，以薄层（条带）状构造、块状构造为主，质地不纯，常含泥质、粉砂及钙芒硝。（2）次生石盐矿石。颜色为浅肉红色、桔红色，极少无色透明，呈纤维束状或粗晶体块状，大多沿矿层顶底板裂隙分布，少数沿原生石盐裂隙分布，不见层位，分布杂乱，无规律、对比困难。 （3）改造盐。多呈灰色、浅肉红色，团块（角砾）状构造，改造后石盐矿石都可见到原生的沉积构造，在团块（角砾）中可见薄层（条带）状或残留的钙芒硝条带。

3.4 围岩与夹石

矿层顶底板围岩呈层状产出，产状与矿层的产状一致，倾向南东，倾角为7°～10°，围岩厚度一般在2.61～36.83 m，岩性为灰色、深灰色、棕灰色及咖啡色泥岩、泥质粉砂岩、粉砂质泥岩、粉砂岩、钙芒硝岩、含钙芒硝泥岩等。泥岩、粉砂岩中常含钙芒硝、硬石膏条带或团块，围岩与矿体（层）界限清楚。

3.5 伴生矿产

在岩盐矿层中，伴生的可利用有用组分为Na2SO4，主要赋存在钙芒硝中。在岩盐矿水采过程中，钙芒硝中的Na2SO4部分溶解于盐卤，钙芒硝常在盐矿层的顶底板或淡化亚段中构成钙芒硝薄层中，但更多地和岩盐矿石伴生，常呈条带状、团块段或斑点状产出。

4 矿床成因

本矿床是受古地貌条件、古气候条件等因素控制的断陷内陆湖相蒸发沉积型岩盐矿床，主要矿物组分为岩盐、钙芒硝、石膏等。块段东北方向为盐盆沉积中心部位，具备沉积厚度巨大、品位较高但埋藏较深等特点。

5 结语

淮安盐盆岩盐矿主要分布于上白垩统浦口组中段，可划分为10个工业矿层，累计平均厚度为320.59 m，NaCl平均品位58.69%，矿体沉积由西南向东北逐渐变厚，由西向东逐渐变深。岩盐矿多呈层状-团块状产出，厚度较稳定，属均匀矿体，主要为可溶性的盐类矿物岩盐、钙芒硝，难溶性的硬石膏，不溶性的泥、粉砂质等碎屑物，为典型的断陷内陆湖相蒸发沉积型岩盐矿床。