老挝万象平原钾盐矿床控矿构造研究

老挝万象平原钾盐矿床控矿构造研究 第 34 卷 第 1 期 Vol.34 No.1 化 工 矿 产 地 质 2012 年 03 月 GEOLOGY OF CHEMICAL MINERALS Mar.2012 勘探方法 老挝万象平原重力异常及其地质体特征 *王少华 中化地质矿山总局泰安地质勘查院,山东泰安,271000 提 要 老挝万象平原盐类矿层赋存于古近纪古新统塔贡组中,含钾矿物以光卤石为主,少量钾石 盐。老挝万象平原全区重力为负值,重力场总趋势为西高东,北,低。重力负异常及重力低是由于 新生界厚度大、特别是岩盐厚度大,且白垩系基底埋藏深引起。重力高区域与上述相反,是由于古 近纪岩盐厚度小、埋藏浅引起,重力高与重力低之间的梯度带多数是由于岩盐及钾盐层埋深及厚度 在重力高到重力低之间埋深迅速变浅,厚度快速增大引起。在万象平原东利用重力异常进行钾盐勘 查布置钻孔时,应选择重力负异常区及剩余重力异常图上的重力低或以重力低为主的区域,首批钻 孔应布在重力负异常及剩余重力异常图上的重力低的中心附近的梯度带上。即布置在靠近盐背斜中 心附近的斜坡上。 中图分类号,P619.211,P631.14 文献标识码,A 文章编号,1006–5296(2012)01–0039–08 关键词 钾盐矿床 重力异常 重力低 梯度带 卤石为主的钾盐矿层，厚 0,237.88m;第二层盐 老挝万象平原位于老挝人民民主共和国万象2厚 0,179.86m;第三层盐厚 0,197.37m。第一 市中东部及万象省的南部，面积约 5452km，属 呵叻盆地的一部分，主体在泰国。自 1974 年湄公 层盐分布广，且厚度大，几乎分布于整个盆地中，河流域发展委员会在万象平原开展地质普查，首 而且卤水浓度最高，沉积了钾盐矿层——光卤石。先发现了钾盐矿的存在后，经越南及中国有关部 向上岩盐厚度减小，分布面积也在缩小。塔贡组门多年地质勘查，发现该区岩盐及钾盐矿分布面 底部发育一层 1 至数米厚的硬石膏岩，与下伏白 积广，厚度大，资源储量巨大。 垩纪班塔拉组砂岩平行不整合接触。另外，在塔 贡组中上段岩盐中亦夹有 2,3 层硬石膏，但不稳 定。塔贡组泥岩中往往不同程度的含有石盐及光 万象平原盐类矿产地质概况1 卤石。石盐一般为条带状、团块状、脉状及薄层 万象平原地势平坦，大部分地区为第四系所 状;光卤石呈脉状、团块状及条带状。 复盖，部分地段出露古近纪古新—始新统班塔博 组，盆地的西部及北部边界一带出露古近纪古新 万象平原重力异常特征2统塔贡组及下白垩统班塔拉组。盐类矿床主要为 钾盐及岩盐，夹数层厚度不大的硬石膏。 2001,2003 年，云南省地矿勘查工程总公司在 万象平原盐类矿床赋存于古近纪古新统塔贡 【1】 万象平原进行了 1?10 万重力测量，2008 年，中组中。塔贡组主要由泥岩、粉砂岩及石盐岩组成。 国水电矿业(老挝)钾盐有限公司委托陕西省第二 从下至上由三个沉积旋回(段)组成，每个旋回 物探大队在该区的班根及班海矿区进行了1?5 万重 从下到上由石盐岩-泥岩(粉砂岩)组成，夹少量 【2】力测量，获取了宝贵的地球物理资料。 硬石膏。即塔贡组由下至上有三层岩盐:第一层 2.1 重力异常特征 厚 25.25,624.33m，该石盐岩层中上部发育以光 2.1.1 万象平原区域重力异常特征 根据云南 * 作者简介:王少华(1960,)，男，地质矿产调查专业，高级工程师 收稿日期:2011-10-06;改回日期:2012-01-01 省地矿勘查工程总公司 1?10 万重力测量资料 多个规模较大的重力低及强度大、变化快，以南(见图 1)，全区重力为负值，重力场总趋势为: 北向为主的重力高、低异常。区域重力异常特征 西部高，东部、北部低，由西向东、向北逐渐降 反映了万象平原基底埋深情况:西部基底埋深浅， 低。总体以北西走向的 EW-SN-NW-NE 向变化的 且变化小;而东部埋藏深度大且变化大。另外在 弧形重力梯级带将盆地分为两大异常区——即西 东部异常区的西部班根—通芒一带，为一北西— 部重力高异常区和东部复杂重力异常区。西部重 南东向的规模较大的重力负异常。 力异常变化小，为相对的重力高;而东部则发育 图 1 老挝万象平原布格重力异常图 Fig.1 Bouguer gravity anomaly figure of Vientiane plain of Laos 2.1.2 班根矿区重力异常特征 根据陕西省第2.1.3 班海矿区重力异常特征全区重力场值二物探大队班根矿区 1?5 万重力异常图(图 2)， 均为负值。最大重力值位于工区东(东南)部(图-52该区布格 重力异常 全区为负 值，异常 为 m/s，最小重力值位于测区中 3)，约为-57.5×10-5-52-52-52-52-41.5×10,-61.5×10m/s，幅度变化 20×10m/s， 北部，为-77.5×10m/s，相差约 15×10m/s。 重力场总趋势为:西部高、东部低，由西向东， 重力场总体走向为南北向，由重力梯级带、 由北向南逐渐降低。 宽缓重力高及低异常组成。在工区中部两条狭长 西部重力场的表现形式主要是重力梯级带，梯 重力梯级带挟持下形成了一条平行于梯级带走向 级带宽约 10km，其重力等值线走向近于南北向， 的条带状负异常，使得全区重力高、低异常相间 东部重力场值变化平缓，但存在局部重力高、低异 排列，近南北走向。 常。东部重力等值线走向总体为北西，北部为近南 2.2 剩余重力异常特征 北，南部的重力场呈开口向东南方向的弧形。 2.2.1 班海矿区剩余重力异常 陕西省第二物 探在东北的边界上出现走向北西向的梯度带， 大队《老挝万象平原钾镁盐矿 1?5 万重力勘查 为盆地的边界断裂所引起。 》，班海矿区剩余重力异常在矿区中部形成由 4 个重力低组成两个近南北向的重力低带，两个 图 4)，呈串珠状展布。西带由 G13 和 G14 两个 低异常带在北部相连，向南分开。其中东带较长， 重力低组成，走向北北东向。在重力低周围为四 由两个重力低(G11、G12)组成，其中 G12 由 个重力高区(G16、G17、G18 和 G19)(图 4)。 三个重力低(G12-1、G12-2、G12-3)组成(见 图 2 班根矿区重力异常图 Fig.2 Gravity anomaly figure of Ban Keun ore district 在重力低中，农哈潮重力低(G11)位于农 S—NW 的狭窄异常带。剩余重力异常显示有,个 哈湖一带，其东西两侧均为平行近南北走向的重 闭合中心，即分成三个独立的剩余重力异常。在 力梯级带。其形态为椭圆形，长轴近南北向，剩 班纳香勒附近施工的 ZK5 井揭示该处 130.56m 以 -522下到终孔 750.33m(未穿)全为石盐岩。说明此 余重力值最低达-5.0×10m/s，面积大于 4.1km。 盐岩层厚度至少在 620m 以上。 根据钻探资料，本区为盐背斜，盐背斜位于重力 高的中心部位。盐背斜由塔贡组下层盐组成，钻 2.1.2 班根矿区剩余重力异常 根据陕西省第 二孔见到超过 470m 的岩盐层(ZKH-2，未穿)。由 物探大队《老挝万象平原钾镁盐矿 1?5 万重力 于钾盐矿层位于该盐层的顶部，因此，位于盐背 勘查报告》，班根矿区剩余重力异常由 8 个重力低 斜顶部的钾盐矿层上升遭受破坏而缺失。该孔未 及 2 个重力高组成(见图 5)。 见钾盐。而在附近的 ZK6A 施工在了该重力低的 班农蓬南重力低(G4):异常位于班农蓬北边部，而见到了钾盐矿层。 —班农蓬南一线，北西走向。形成局部重力低异 班纳香勒重力低(G12)表现为在班纳香勒 -52 常。有两个圈闭中心，强度分别为-3.60×10m/s处有一独立重力圈闭，往南同向弯曲，方向从正 -52和-3.8×10m/s，南部异常强度较大。 桑勒，布格重力异常呈不规 则的圈闭，走向南北，长约 3.5km，宽约 1.5km，剩余重 力异常主体呈南北向分布的 2似椭圆状，面积 3.6km，极 -52值-2.8×10m/s。 G3 重力高:位于班农蓬 南—班萨帕之间，布格重力 异常显示为一等值线向南东 方向弯曲，在负重力异常中 形成一局部重力高，剩余重 力异常呈似等轴状的圆形圈 -52 闭，异常值仅-2.8×10m/s。 3 引起重力异常的 地质体特征 万象平原钾盐矿床地质 勘查程度较高，全区达到预查 程度，多个地区达到详查以 上。在进行 1?5 万重力测量 的班根和班海矿区内部分地 段施工了不少钻孔。根据钻孔 资料，该区岩性主要为泥岩或 粉砂岩及石盐岩，发育数层厚 度仅几米的硬石膏岩。第四系 较薄，一般仅数 m。盆地基底 为白垩系砂岩。通过对各种不 同岩石的密度测试，第四纪松 3散层平均 1.87g,cm,粉砂岩 3及泥岩 2.12,2.27g,cm，岩 3 盐平均 2.05g,cm(钾盐层更 3小)，基底砂岩2.42,2.52g,cm。 图 3 班海矿区布格重力异常图 Fig.3 Bouguer gravity anomaly figure of Ban Hair ore district G5 重力低:位于班纳乔村南，异常处地表是 即在松散层、岩盐、泥岩或粉砂岩及基底白垩系 一水塘( 湖 )，异常呈 等轴状圆形 ，强度为 矿岩之间存在较大密度差。由于松散层很薄，对 -52-3.0×10m/s。 重力影响不大，因此，本区通过对钻孔揭露的地 G6 重力低:位于班农蓬北北西约 1.5km。该异 层岩石分析研究发现，重力负异常及重力低是由 2常呈不规则的似椭圆形状，长轴东西，面积 1.4km。 于新生界厚度大、白垩纪基底砂岩埋藏深引起， 班纳桑勒重力低(G7):位于工区北部班纳 特别是岩盐厚度巨大时形成的负异常更明显。 重力低，钻探证实:在班纳香勒附近施工的 ZK5 在 130.06 , 753.33m 仅有 52m 的泥岩夹层，其余均 为岩盐(顶部含 28.25m 的 钾盐矿层)，而且岩盐尚未 钻穿。重力解译该处盆地 基底埋深在 1000m 左右。 由于万象平原新生代盐盆 地底部无碎屑岩，仅为数 米的硬石膏岩，所以该处 岩盐厚度在 870m 左右; 在农哈湖一带施工的 ZKH-2 孔从 107,582.4m 为岩盐，且无夹层(钾盐 矿层缺失)，尚未钻穿。重 力解译该 处 岩盐厚度在 830m 左右;在农刀矿区的 ZK1 孔位于负异常的中心 附近，在 161.59,686.7m 为岩盐及钾盐矿层 (189.15 ,427.03m)，钾 盐矿层( 光 卤石)厚达 237m 左右，钾盐与岩盐厚 度达 615m。以上资料说 明，万象平原重力负异常 主要是由古近纪塔贡组岩 盐埋藏浅、且厚度巨大引 起的。 重力高区域与上述相 反。在班海矿区农哈湖西 南施工的 ZKH,1 孔位于 图 4 班海矿区剩余重力异常图G18 重力高区域，在施工到 Fig.4 Residual gravity anomaly figure of Ban Hair ore district 班根—通芒一带形成一个走向北西的规模较 408m 时尚未穿透岩层上部的泥岩，重力解译该 大、异常值较低的重力负异常区，在班根的剩余 处新生代盆地基底埋深 820m 左右，说明该处岩 重力异常图上也显示为以重力低为主，间夹数量 盐和塔贡组一段、二段泥岩之和小于 410m。在 少、规模小的重力高。钻探揭示该区岩盐厚度较 农刀矿区的 ZK0-3 孔位于重力高区域，岩盐埋深 大，且埋藏浅。班海矿区情况不同，在北部的班 527m。由于该区未作 1?5 万重力及地震工作， 纳香勒和南部的农哈湖一带出现两个规模较大的 所以盆地基底埋深不清。 图 5 班根矿区剩余重力异常图 Fig.5 Residual gravity anomaly figure of Ban Keun ore district 在重力高与重力低之间往往存在重力梯度度变化巨大，有的部位甚至消失。如前所述，岩带。有的为断层引起，但更多的是由于岩盐及钾 盐埋藏浅、厚度大的地区为重力负异常中心和重 力低区域，岩盐及钾盐矿层薄且埋藏深的地区正 盐地层埋深及厚度在重力高到重力低之间发生急 好相反。因此利用重力异常布置钻孔进行钾盐勘 巨变化:即岩盐及钾盐层埋深迅速变浅，厚度快 查时应注意以下问题才能取得较好的找矿效果。 速增大。在迅速变化区域形成重力梯度带。 (1)在万象平原西部的班根-通芒等矿区，形 成 宽缓的重力负异常区内，剩余重力异常往往为 在钾盐勘察中利用重力异常布置4以重力低为主。该地区为理想的找钾区域，钾盐 钻孔矿层厚度较大，埋藏较浅，盐构造发育程度低， 矿层厚度及埋深变化较小。 (2)在万象平原东根据以往资料分析研究，万象平原盐类矿床 部，特别是东北部，重力异 厚度巨大。而且受成盐期后构造活动影响，形成常变化大，形成大的重力负异常中心(农刀、班 了多个盐背斜及盐向斜，使岩盐及钾盐矿层埋深 纳香勒及农哈湖、班海等)，在剩余重力异常图上 及厚度发生较大变化，使赋存状态和保存情况发 生了较大变化。因此在找矿中不但要考虑成矿条 为重力低与重力高相间出现，二者之间形成重力 【3】【4】件，更重的是要考虑其保存情况。图 6和图 梯度带。在该区域利用重力异常布置钻孔情况相 【1】 7分别为班海矿区和农刀矿区的剖面图，由于对比较复杂，首先钻应布置在重力低区域。该地 盐构造发育程度不同，其不同部位的钾盐层或厚 区重力低与重力高重力异常值差别越大，二者之一步发展，位于岩盐层顶部的钾盐层穿刺上部的间重力梯度带越密，说明盐构造发育程度高。钾 泥岩覆盖层，暴露于卤水中遭受破坏而缺失(图 盐矿层在重力低区域有两种情况:一是在盐背斜 6)。在重力高区域相反，该区域岩盐厚度大大减 薄，钾盐层厚度变得很小或缺失，而且由于埋深 发育程度较低的地区，钾盐矿层没有穿刺上部的 大，施工难度大。 泥岩覆盖层而保存完好，这时在盐背斜上最厚， 在附近的斜坡上也比较厚(图 7)。但当盐背斜进 图 6 班海矿区 hx1 线地震地质剖面图 Fig.6 Hvl line earthquake geological section map of Ban hair ore district 图 7 农刀矿区剖面图 Fig.7 Profiles of Nongda ore district 因此，在万象平原东部钾盐勘查，在根据重北逐渐降低。西部重力异常变化小，为相对的重力异常进行布置钻孔时，首先选择重力负异常及 力高;而东部，特别是东北部则发育多个规模较 剩余重力异常图上的重力低区域，首批钻孔不是 大的重力低及强度大、变化快，以南北向为主要 布置在剩余异常重力低的中心位置，而是布置在 的方向各异的重力高、低异常。 中心附近的梯度带上，即不是布在盐背斜的最中 (2)班根,通芒一带重力异常为走向北西, 心位置，而是在靠近中心的斜坡上。这样才能确 南东的规模较大的宽缓负异常区，班根剩余重力 异常也以幅度较小的重力低为主，反映了基底埋 保见矿，以后的钻孔根据该钻孔逐步展开。 藏较浅，盐类沉积厚度一般，且变化小。经钻探 验证，该区盐构造发育程度较低，岩盐及钾盐矿 结论5层厚度变化小，矿层较稳定，是理想的钾盐分布 区;班海-农刀矿区重力异常变化大，形成大的重 (1)万象平原全区重力异常为负值，重力场总 趋势为:西部高，东部、北部低，由西向东、向 力负异常中心(农刀、班纳香勒及农哈湖、班海缺失钾盐矿层。 (3)今后在万象平原利用重力异常进行钾盐 等)，在剩余重力异常图上为重力低与重力高相 勘查布置钻孔时，应选择重力负异常区及剩余重 间出现，二者之间形成重力梯度带。反映了该区 力异常图上的重力低或以重力低为主的区域，首 盐构造发育程度高，形成规模较大的盐背斜及盐 批钻孔不是布在重力低负异常及剩余重力异常图 向斜，基底埋藏变化大，岩盐及钾盐矿层厚度及 上的重力低的中心位置，而是布置在中心附近的 埋藏深度亦变化大:重力低部位岩盐及钾盐埋藏 梯度带上。即不是布在盐背斜的最中心位置，而 浅，厚度大(如农刀矿区等)，但有的地区岩盐 是在靠近中心的斜坡上。这样才能确保见矿，以 厚度大，埋藏浅，但钾盐层缺失(农哈湖);重 后的钻孔根据该钻孔逐步展开。 力高地区岩盐及钾盐矿层埋藏深、厚度小，局部 参 考文 献 1 吴军，周耀军，朱延浙，等. 老挝人民民主共和国万象平原钾盐矿勘查评价[R]. 云南地矿勘查工程总公司，2003 2 廖永卫，刘定和，李跃秋，等. 老挝万象平原钾镁盐矿 1?50000 重力勘查报告[R]. 陕西省第二物探大队，2008 3 王少华. 老挝万象万象平原钾盐矿床控矿构造研究[J]. 化工矿产地质，2011，33(1) 4 周国兴，杨秀勇，苏学潭，等. 老挝万象平原钾盐矿(塔贡矿段、班海矿段)二维地震普查勘探报告 [R]. 江苏煤碳地 质物测队，2007 GRAVITY ANOMALY AND GEOLOGIC BODY CHARACTERISTICS OF VIENTIANE PLAIN OF LAOS Wang Shaohua Tanan Geological Institute of China Chemical Geology and Mine Bureau， Taian,Shandong,271000,China Abstract The saline ledge were hosting in the paleocene series Paleogene period Tagong group, most K-bearing minerals are carnallites but few k-halite. The gravity value of Vientiane Plain of Laos is negative, the general trend of gravity field is higher at western area but lower at easter(northern) area. The gravity negative anomaly and gravity low are cause by the thicker Cenozoic erathern ledge especially the thicker halite ledge and Cretaceous basement embedding deeply. The gravity high area are opposite with it, which were caused by the thin Paleogene halite ledge and shallow embedding. The thickness varying caused the gradient. The area could be choosed while laying bores for potash exploration with gravity anomaly at the weastern Vientiane plain, where gravity low area and the area at gravity negative anomaly zone and residual gravity anomaly figure, so the first group of bores should laying at the gradient near the centre of gravity low at the gravity negative anomaly area and the residual gravity anomaly figure, that is on the slope near salt anticline center. Keywords: potash deposit，gravity anomaly，gravity low，gradient