柴達木盆地新近系背斜構(gòu)造中的深層鹵水含有較為豐富的Li、B、K等有益元素。采用地質(zhì)與地球物理相結(jié) 合的手段研究區(qū)內(nèi)背斜構(gòu)造空間展布特征和鹽類沉積特點，對于評價該類地區(qū)深層鹵水鋰資源潛力具有重要意義。從國內(nèi)外鋰資源分布現(xiàn)狀、鋰礦床類型及成礦地質(zhì)模型選取堿石山、鄂博梁背斜構(gòu)造有利成礦區(qū)，利用地震、廣域電磁法等地球物理方法技術(shù)，在識別背斜構(gòu)造形態(tài)、分析水層分布、總結(jié)構(gòu)造裂隙發(fā)育特征的基礎(chǔ)上，推斷背斜構(gòu)造深部鹵水礦層產(chǎn)出層位、賦存特征、品位和厚度等，綜合研究鉆孔孔位布設(shè)，為開展該區(qū)鋰資源潛力評價提供依據(jù)。鉆探驗證結(jié)果表明：地震方法對于地層分層及構(gòu)造識別有較好的效果，但因含鹵水地層與不含鹵水地層的速度差異較小，地震方法難以識別；廣域電磁法具有較強的橫向探測能力，且對于含鹵水結(jié)構(gòu)體的低電阻率特性反映靈敏。
柴達木盆地鹽湖鹵水型鋰礦 屬柴達木盆地 Li-B-K-Na-Mg-鹽 類-石膏-石油天然氣成礦區(qū)IV 級成礦亞帶。在阿爾金斷裂、昆 北斷裂、賽南斷裂影響下，柴達 木盆地沿斷裂邊界快速下陷，邊 沉積邊下陷形成坳陷沉積區(qū)。地 層表現(xiàn)為深水湖相、淺水湖相沉 積。在氣候逐漸干燥炎熱的條件 下，湖水蒸發(fā)濃縮，礦化度不斷 升高，位于沉降中心的獅子溝、 油泉子及南翼山一帶濃縮為高礦 化度的富鉀鋰鹵水。到更新世晚期，由于新構(gòu)造運動，盆地產(chǎn)生差異性沉降，發(fā)育淺層褶皺斷裂，在坳陷中形成背斜構(gòu)造，控制了區(qū)內(nèi)含鉀鋰鹵 水的分布。其成礦地質(zhì)模型如圖2所示。
柴達木盆地背斜構(gòu)造區(qū)鹵水型鋰礦以南翼山鋰礦床(圖1中藍色虛線)為代表，屬構(gòu)造裂隙孔隙型鹵水鉀 鋰鹽礦。成礦時代為古近紀-新近紀，含礦鹵水最早形成于古近紀早期。該礦床位于柴達木盆地西北部坳陷，主 體屬柴達木盆地地層分區(qū)。礦區(qū)構(gòu)造復(fù)雜，具多樣性特點，主特征是對沉積洼地區(qū)有明顯的隆拗控制。斷裂方向 以NWW、NE 向為主(主要為逆斷層),其次為NEE 向。構(gòu)造活動形成的沉積地層中的斷裂裂隙和地層孔隙， 是導致古湖水運移和賦存的空間和場所，也是鹽類鉀礦床的主要控礦條件。
圖2柴達木盆地鹽湖鹵水型鋰礦簡化成礦地質(zhì)模型
綜合分析堿石山、鄂博梁、船型丘-那北、紅三早旱IⅢ-IV號4個背斜構(gòu)造區(qū)測井資料所反映的柴達木盆地西 部主要地層深側(cè)向視電阻率特征(表1),地層的沉積厚度從盆地邊緣(如鄂博梁)到中心(如堿石山)整體在 逐漸增大，每套地層的綜合解釋出水層數(shù)與厚度在不同的構(gòu)造區(qū)變化較大，鹵水賦存的油砂山組儲層發(fā)育；沉積 地層的視電阻率整體偏低，最大為260Ω ·m, 且地層由新到老，視電阻率呈從小到大的變化趨勢，視電阻率高值 對應(yīng)砂質(zhì)巖 、鈣質(zhì)泥巖或干層 ，低值對應(yīng)泥巖層或水層 。
表1主要地層深側(cè)向視電阻率特征
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堿石山地區(qū)地震剖面連續(xù)性較強的反射顯示地層層位整體較為穩(wěn) 定。剖面主要反映一背斜構(gòu)造[圖3(a)], 背斜兩側(cè)地層產(chǎn)狀較陡，并發(fā) 育多處陡產(chǎn)狀的斷裂構(gòu)造，左側(cè)地層推斷的斷裂整體向北傾，而右側(cè)斷 裂傾向則相反。根據(jù)地震反射原理，能夠形成連續(xù)反射的地質(zhì)界面主要 是地層界面和不整合界面。地層界面是殘留的沉積作用面，即代表等時 界面，其地震響應(yīng)為年代地層界面的反射；不整合界面代表地質(zhì)歷史中 的侵蝕面或無沉積作用面，是劃分層序的主要依據(jù)，其地震響應(yīng)也具有 年代地層學意義。因此，能夠在地震剖面上識別層序的邊界，結(jié)合區(qū)內(nèi) 鉆孔資料，對地震剖面劃分地層結(jié)果見圖3(a) 。從 圖 3(a) 可以看出， 地震剖面無法識別出含鹵水地層。
為了推斷鋰礦的賦存位置，在堿石山背斜構(gòu)造地區(qū)進行了廣域電磁 法探測。廣域電磁二維反演成果圖[圖3(b)]解譯的地層總體呈現(xiàn)出第 四系(Q) 與獅子溝組(N2s) 地層基本水平分布、上新統(tǒng)上油砂山組(N2y) 及中新統(tǒng)下油砂山組(N1y) 地層顯示為微背斜構(gòu)造的產(chǎn)狀特征，這與 西北近鄰的99136地震剖面解釋基本一致。在剖面2500 m 以深，剖面 反映為一高阻層位，該層位厚度較大，反演電阻率也較大；以往測井物性資料顯示N1y 地層電阻率最大26.17Ω ·m, 最小1.0Ω ·m; 依據(jù)物性 成果，推測該高阻層為 N1y 地層。在1400～2200 m 深度段有一明 顯的低阻層，電阻率小于10Ω ·m; 依據(jù)物性統(tǒng)計結(jié)果，推測為N2y 地 層，為主要含鹵水層，該層位在南、北兩側(cè)未封閉。 N2y 地層上覆有 一中高電阻層，電阻率為十幾至50Ω ·m, 推測為N2s 地層；淺部低 阻層為Q 地層。另外，依據(jù)視電阻率異常橫向上的展布特征，推斷存 在3條均延伸至N1y 地層中的陡產(chǎn)狀斷裂，其中，南側(cè)兩條斷裂北傾， 北側(cè)斷裂南傾。 |
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鄂博梁背斜構(gòu)造區(qū)地震剖面[圖4(a)]表現(xiàn)為連續(xù)性較差的反射， 地層層位顯示不明顯。背斜北部整體呈一反 “S” 狀皺褶構(gòu)造。鄂博梁 Ⅱ、Ⅲ號油井，鄂 ZK01 水文地質(zhì)鉆孔調(diào)查結(jié)果顯示，在鄂博梁地區(qū)鉆遇漸新統(tǒng)上干柴溝組(N1g)、N1y、N2y 和 N2s 地層。地震剖面解釋淺部發(fā)育1條主斷裂和2條次級斷裂， 主斷裂分布于背斜構(gòu)造的核部偏北翼地區(qū)，向南緩傾，逆斷層，對背斜構(gòu)造的形成起控制作用，垂向上深部延伸 約5000 m, 進入N1g 地層，是深部鹵水向上運移的重要通道，但地震剖面無法識別出含鹵水地層。
廣域電磁法剖面[圖4(b)]整體從淺層到深部呈低、相對低、中低及高電阻的變化特征。深部高阻異常，頂 部埋深2400～3600m, 電阻率大于100Ω ·m; 根據(jù)以往測得的物性資料，推測為N1g 地層，該地層整體顯示 南部埋深大，北部埋深相對較淺。埋深800～2200m 明顯展布一“廠”字形的似弧狀相對低阻層，電阻率小于 10Ω ·m, 南部規(guī)模大于北部，結(jié)合以往地質(zhì)及物性資料推測為 N1y 地層，為主要的含鹵水礦層位，且朝SW 向 未封閉。其上部為一中低阻電性層，明顯呈南翼陡、北翼稍緩的弧形展布，弧頂近地表，埋深0～1200m, 電阻率10～20Ω ·m, 依據(jù)地質(zhì)資料及物性推測為 N2y 地層，亦為主要的賦鹵水層位。淺部分布一低阻層，形態(tài) 與下伏N2y 地層同向展布，電阻率小于10Q·m, 結(jié)合地質(zhì)及物性資料推斷為富含水的N2s 地層與 Q 地層。另 外，依據(jù)視電阻率異常橫向上的展布特征，推斷背斜構(gòu)造北翼存在兩條均南傾并延伸至N1g 地層的斷裂，其中， 南側(cè)斷裂規(guī)模大于北側(cè)的隱伏斷裂。 |
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地震方法對于地層分層及構(gòu)造識別有較好的效果，但因含鹵水地層與不含鹵水地層的速度差異較小，地震方 法難以識別；廣域電磁法對含鹵水層表現(xiàn)出明顯的低阻特征，是定位含礦層位的有效方法。
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