鹽礦是怎樣形成的

題目:

鹽礦是怎樣形成的

解答:

我國幅員廣大,領土遼闊,地質情況複雜,地殼活動交錯出現,海進、海退頻繁,各個地質時代都有乾旱氣候帶分布,作爲成鹽盆地封閉要素的屏障廣泛存在,成鹽的地質條件良好,因此鹽礦資源豐富,分布面廣.
(一) 礦牀在時間上的分布
我國鹽礦牀的主要成鹽時代爲震旦紀、三疊紀、白堊紀和第三紀,其次是中奧陶世、早二疊世、侏羅紀和第四紀.
(1)震旦紀 海水侵入上揚子盆地,形成廣闊的淺海區,局部呈半封閉狀態,加之氣候乾旱,故在四川盆地西南部次一級構造——長寧凹陷燈影組中沉積了規模巨大的海相岩鹽礦牀.這是世界目前已知鹽礦牀形成最早的時代.
(2)奧陶紀 海侵廣泛,氣候乾旱,在華北「准地台」上形成若干次一級凹陷,其中在臨汾凹陷內的山西臨汾縣中奧陶統馬家溝組和陝西延長縣中奧陶統峯峯組中沉積了海相薄層岩鹽礦.
(3)石炭紀 在寧夏自治區中衛縣雲台山下石炭統賦存有一定層位的石鹽及次生石鹽;在新疆塔里木盆地南緣和西北緣分布有岩鹽礦牀和地下滷水.
(4)二疊紀 僅在新疆皮山賦存有早二疊世的地下滷水.
(5)三疊紀 早、中三疊世是我國主要成鹽時期之一.由於氣候乾旱,在上揚子盆地內許多封閉條件較好的次一級凹陷中,沉積了嘉陵江組和雷口坡組規模巨大的海相岩鹽礦牀;並且在多數凹陷內賦存有礦化度高,富含鉀、溴、碘、硼、鋰等元素的地下滷水礦牀.
西藏芒康縣、鹽井縣一帶的三疊紀甲丕拉組含鹽段廣泛出露鹽泉(當地用於熬鹽).
(6)侏羅紀 在滇西、滇南和西藏見有零星分布的早、中侏羅世鹽泉.在雲南安寧、富民、祿勸等縣發現中、上侏羅世的鈣芒硝-岩鹽礦牀.
(7)白堊紀 至第三紀氣候以乾燥爲主,是我國主要成鹽時期之一.經過燕山運動和喜馬拉雅運動,在我國形成了許多斷陷盆地,沉積了大量岩鹽礦牀,以陸相爲主,海相和海陸交替相占少數.
(8)第四紀 爲我國主要成鹽時期之一.在我國青海、內蒙古、新疆、西藏、寧夏、山西等省(區)形成爲數衆多的現代湖鹽礦牀;也有次生、變形岩鹽礦牀和濱海地下滷水礦牀形成.
(二) 礦牀在空間上的分布
我國鹽礦牀的分布,明顯受大地構造條件控制,其時空分布規律,印支運動是最突出的分界線.
(1)印支運動前 主要爲古地台鹽類沉積發育期,鹽類礦牀賦存於揚子地台和地台的海相碳酸鹽岩系中.鹽類沉積具有發育面積廣大、含礦層區域展布穩定、含鹽系旋迴少、剖面結構簡單等特點.
(2)印支運動後 中國大陸出現廣泛而強烈的裂陷活動,陸源碎屑岩-蒸發鹽岩極其發育,鹽類沉積分布廣泛,幾乎遍及所有省(區).鹽層面積小而厚度大,成鹽旋迴多,剖面結構複雜,物質成分多樣,礦牀類型多,除岩鹽外,還有石膏、芒硝、天然鹼和鉀鹽礦牀.根據李四光闡明的賀蘭山—六盤山—龍門山經向構造帶和崑崙山緯向構造帶對成鹽的控制作用,我國岩鹽礦牀可分爲東部區、西北區和西南區三個成鹽區.
(三) 成礦規律
(1)形成岩鹽礦牀有一定的大地構造條件.①多形成於大的造山運動之後,例如晉寧運動後沉積了震旦紀的長寧鹽礦,海西運動後在四川盆地形成了規模巨大的三疊紀鹽礦,燕山運動後沉積了廣泛分布於全國的白堊紀—第三紀岩鹽礦牀.②多形成於地殼相對穩定,並具有一定的活動性的拗陷(或盆地),例如位於巴顏喀拉地槽區東端的鹽源鹽礦(屬地槽型鹽礦);四川地台的震旦紀鹽礦,早、中三疊世鹽礦(屬地台型鹽礦)等.
(2)鹽類礦牀的形成有時具有環狀水平分帶現象.溶解度小的鹽類物質先沉積,分布面積較大,溶解度大的鹽類物質依次後沉積,分布面積較小;自盆地邊緣向中心依次爲:石灰岩、白雲岩、白雲質灰岩(或雜色碎屑岩系)、硬石膏、石膏(或鈣芒硝等)、石鹽(有時還有鉀鎂鹽);石鹽和鉀鎂鹽沉積在盆地中心.例如四川川中鹽礦、山東大汶口鹽礦和東營鹽礦等.
(3)石鹽與其他鹽類礦物密切共生,有時富含稀散元素,常具有綜合利用價值.
(4)湖鹽礦牀的形成,具有明顯的韻律性:從碎屑岩沉積開始,經粘土-淤泥沉積,終止於蒸發鹽類沉積,構成一個完整的沉積旋迴.其中單旋迴沉積湖鹽礦牀如內蒙古吉蘭泰鹽湖,多旋迴沉積湖鹽礦牀如青海察爾汗鹽湖和山西運城鹽湖等.
(5)我國湖鹽礦牀多形成於第四紀晚期,並可分爲三個成鹽期:第一成鹽期發生在中更新世—晚更新世,在山西運城湖盆出現鈉鎂硫酸鹽沉積,爲我國鹽湖最早的成鹽期.第二成鹽期發生在晚更新世末—全新世初期,形成許多大型成鹽盆地,如柴達木盆地、羌塘盆地、查干諾爾盆地、吐魯番盆地等.第三成鹽期發生在全新世,爲我國鹽湖成鹽作用最強烈、最普遍的時期,成鹽作用至今仍在進行,如吉蘭泰鹽湖、馬爾蓋茶卡鹽湖.
(6)乾旱-半乾旱的氣候條件是一個重要因素.我國湖鹽礦牀廣泛分布於內蒙古、新疆、青海、西藏等省(區),這一帶年降水量不足400 mm,年蒸發量卻高達2 500~3 000 mm,冬季嚴寒,夏季乾熱,風沙多,日照時間長,爲典型的大陸性乾旱氣候區.
二、 礦牀類型
石鹽爲鹽類的重要組成部分.鹽類礦牀類型基本反映了石鹽的礦牀類型.根據礦牀形成的地質時代,鹽類礦牀分爲古代鹽類礦牀和現代鹽類礦牀兩大類.根據礦牀成因特點及賦存狀態,石鹽礦牀可分爲岩鹽礦牀、地下滷水礦牀和現代鹽湖礦牀三類.
(一) 岩鹽礦牀類型
(1) 岩鹽礦牀成因類型 屬古代鹽類礦牀,爲第四紀以前形成的固體礦牀.根據岩鹽礦牀形成時的沉積環境和物質來源等因素,通常分爲海相沉積岩鹽礦牀(簡稱海相鹽礦)和陸相沉積岩鹽礦牀(簡稱陸相鹽礦)兩個成因類型.
1)海相沉積岩鹽礦牀.此類礦牀的鹽類物質主要來源於海水,在封閉或半封閉的海灣及(氵舄)湖盆地中經過長時期的蒸發沉積而成.其含鹽岩系除濱海(氵舄) 湖相沉積爲砂泥岩建造外,主要爲碳酸鹽建造.海相鹽礦具有規模大、埋藏一般較深、NaCl含量高、組分單一、單礦層厚度大、成礦面積大、儲量豐富等特點.含礦面積可達數十萬平方公里,鹽層厚度可達數千米,儲量規模可達數千億噸.代表性礦牀如四川境內的震旦紀和三疊紀鹽礦、山西臨汾和陝西延長的中奧陶世鹽礦,及新疆塔里木盆地的白堊紀—第三紀的鹽礦等.我國海相鹽礦的儲量約占全國鹽礦總儲量的85%以上.
2)陸相沉積岩鹽礦牀(亦稱內陸湖相沉積岩鹽礦牀).此類礦牀爲鹽類物質被地表水或地下水攜帶,並聚集於內陸盆地後,經過長時期的蒸發沉積而成;其含鹽岩系均爲砂泥岩建造.陸相鹽礦埋藏較淺,礦牀規模和分布面積一般要比海相鹽礦小,NaCl品位比海相鹽礦低一些,具有礦層層數多、單層厚度小、共生組分多、相變大等特點.我國陸相鹽礦主要形成於侏羅紀以後,集中分布在雲南、湖北、湖南、河南、江西等省,代表性礦牀如湖北雲應鹽礦等.
(2)據《鹽類礦牀地質勘探規範》(徵求意見稿),我國鹽類礦牀沉積類型劃分爲兩個含鹽建造、6個礦牀沉積類型、10個礦石組合分類(表4.8.3).
(3)岩鹽礦牀工業類型 按照礦牀的工業意義,地質勘探和生產工藝要求,並綜合考慮礦牀成因、礦石主要組分和構造變形等特徵,我國岩鹽礦牀初步劃分爲三個工業類型並含9個亞類(表4.8.4).
(二)地下滷水礦牀類型
古代與現代均可形成地下滷水礦牀.
1.地下滷水礦牀成因類型分爲三個亞類型
(1)沉積型滷水礦牀 沉積岩在成岩過程中封存於砂粒之間的或在成岩後進入孔隙和裂隙中的古海水,經過濃縮和變質作用,成爲礦化度較高的地下滷水(亦稱原生封存鹵(2)淋濾型滷水礦牀地下水在運動過程中溶解岩層中的鹽類物質或岩鹽礦牀,爾後聚集形成的地下滷水.
(3)沉積-淋濾混合型滷水礦牀由沉積型滷水和淋濾型滷水在地下運移過程中混合而成的地下滷水.
2.地下滷水礦牀工業類型可分爲古代地下滷水和現代地下滷水兩種
(1)孔隙型地下滷水礦牀 古代地下滷水指賦存於岩鹽礦體或含鹽組上覆地層(砂岩或砂礫岩)孔隙中的地下滷水.此類滷水以承壓水或自流水爲主,動態穩定,埋藏較深;含鹵層呈層狀或似層狀,層位穩定—較穩定,富水性弱—中等;礦化度中等,水化學成分以NaCl爲主.例如湖北潛江地下滷水礦牀等.現代地下滷水指賦存於潮灘沉積物(粉砂層)中及河口濱海相沉積物(粉細砂、中粗砂和砂礫層)中的第四紀濱海地下滷水,埋藏較淺.含鹵層呈似層狀、透鏡狀,層位較穩定—不穩定.礦化度較高,水化學成分以NaCl爲主,富含Mg2+,SO24-,含K+,Br-較高,例如山東萊州灣濱海地下滷水.
(2)裂隙型地下滷水礦牀 指賦存於含鹽岩系或岩鹽礦體圍岩裂隙中的地下滷水.埋藏較深,含鹵層呈層狀或似層狀,具有層間封存和沿構造破碎帶富集、延展的特點.以承壓水或自流水爲主,動態較穩定.礦化度較高,水化學成分以NaCl爲主.例如四川資中縣雙河場和自貢鄧關構造等黑鹵型滷水礦牀.
(3)孔隙裂隙綜合型地下滷水礦牀 指賦存於含鹽岩系弱風化淋濾帶的溶蝕孔隙和裂隙中的地下滷水.此類滷水埋藏較淺,含鹵層呈似層狀或透鏡狀.以潛水爲主,富水性弱—中等.礦化度一般較低,水化學成分與下部固體鹽礦基本一致.例如四川丹稜縣柏木橋硝鹵礦牀.
(三) 現代湖鹽礦牀類型
礦牀的成礦時代均爲第四紀.按礦牀的賦存狀態,可分爲3個類型:
(1)固相湖鹽礦牀 指完全乾涸沒有滷水的干鹽湖和以固體鈉鹽沉積爲主要開採對象的湖鹽礦牀.前者如青海察爾汗斯拉圖湖;後者如內蒙古吉蘭泰鹽湖等.
(2)液相湖鹽礦牀(亦稱滷水鹽湖礦牀) 指沒有鈉鹽沉積或只有不能單獨開採的少量鈉鹽沉積的滷水湖.例如新疆艾比湖,青海柴達木盆地昆特依鹽湖等.
(3)固液相併存的混合相湖鹽礦牀 此類礦牀的開採特點是固、液兼采.例如內蒙古額仁淖爾鹽湖、新疆七角井鹽湖.

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