江西吉泰盆地梅岗富锂卤水矿地质特征及成因

2018-01-30罗辉平

世界有色金属 2018年20期

罗辉平，朱俊，李波

（1.江西省地质矿产勘查开发局赣西地质调查大队，江西南昌 330002；2.江西省地矿资源勘查开发有限公司，江西南昌 330002）

1 区域地质背景

吉泰盆地大地构造位于华南褶皱系之井冈山—陈山隆褶断束与大湖山—芙蓉山隆断束的交合部位，武功山—玉华山逆冲推覆隆起南缘，吉安-泰和凹陷。吉泰盆地是以古生界为基底，经燕山期的多期构造运动成生、发展演化而成的。在燕山期，本区地壳运动进入了一个新的活动阶段，构造运动频繁强烈。三叠系由于赣江断陷带的引张，在安塘—固江一带形成小型断陷盆地；侏罗系区内隆起带继续上升，赣江断陷带的引张作用逐步加强，三叠系形成的小型盆地逐步向外扩张，受基底北东向隆起制约，只能往东扩张，至吉水一带。区域北东向遂川—万安大断裂从盆地东南缘通过，为一上陡下缓、倾向北西的铲状断裂，控制了盆地沉积，形成总体为一向南东倾斜的箕状盆地，其构造形态为北东至南西向构造形式的单斜，地层倾向南东，倾角10°～15°。

2 梅岗矿区地质特征

梅岗富锂卤水矿床位于吉泰盆的北东部，矿区出露的地层为白垩系周田组，岩性主要为泥岩，少量的砂砾岩和粉砂岩，周田组根据岩性特征可分为7个岩性段，其中周田组第三段富锂饱和卤水直接赋矿层位。周田组第三层全层根据盐类矿物及岩性组成分为下、中、上三个岩性段：下部为紫红色钙质泥岩与浅灰色泥灰岩夹泥砾岩互层，浅灰色泥岩中夹薄层状或团块状石膏、硬石膏，顶部泥岩中含少许纤维状次生石膏，本层应为成盐前期淡水—咸化初期湖泊相沉积产物；中部含盐、卤水、膏泥岩层，岩性主要为浅灰色泥岩夹盐、卤水，膏泥岩夹紫红色泥岩薄层，本层中饱和卤水层厚5.83m，卤水膏泥岩层厚23.32m，为主要成盐期沉积产物；上部为紫红色钙质泥岩与浅灰色薄层泥岩、泥灰岩互层，局部夹泥砾岩，含石膏、硬石膏，厚度为25m，是盐湖淡水湖泊相沉积。周田组第三层沉积过程是淡—咸—淡的演化发展过程，形成一个成盐旋回。

2.1 富锂卤水矿层厚度

卤水类矿床为液体矿床，卤水为无色透明液体，口味极咸，水温23 ℃。卤水厚度资料是通过水文地质工作的水文测定，钻进中冲洗液中氯离子含量测定，物探测井曲线判层推定，岩心顶底板观察等综合方法来确定卤水近似值厚度。梅岗矿区卤水矿层厚度为1.12m～12.10m，平均厚度为5.83m，卤水锂矿层含矿层总体呈倾向南东或南，倾角9° ～22°。

2.2 矿物成分及其含量

梅岗卤水矿为一含高盐份富锂型矿床，其矿物成分主要为氯化钠(NaCl)，含量高达278146～308362毫克/升，合重量百分比24.54%～26.11%，是工业品位的2.6倍。氯化锂(LiCl)含量为611～1136毫克/升，合重量百分比0.052%～0.091%，达到工业指标的3.8倍。

2.3 化学组份及其含量

梅岗卤水矿属于弱酸性高矿化度气体的氯化钠型水。矿化度高达300～330克/升，pH值4.6～7.15，几乎达到极限盐类饱和状态，矿化度高于海水8.57～9.43倍。

3 富锂卤水矿床成因

3.1 卤水锂矿的埋藏条件

卤水是赋存于泥砾岩、泥灰岩夹薄盐层的空隙及裂隙中，卤水层顶底板为隔水层，浅部亦充填胶结不通水，使卤水封密条件甚好。由于气体及地层压力的作用，使卤水具有承压性质，钻孔揭穿该卤水层，卤水涌出地表，水位高出孔口数米。

3.2 水文地质特征

梅岗富锂卤水矿床地处吉泰盆地中心部位，盆地边缘断裂发育，岩层产状平缓，以裂隙水为主的富水性弱。深层承压盐卤水的含水层岩性为一套厚层状紫红色砂砾岩、粉砂岩及泥岩和泥砾岩，以泥岩为主，其余呈夹层状产出，盐卤水赋存于含钙泥砾岩中。含水层平均厚度5.83m，单井涌水量184吨/日。白垩系周田组含卤水地层中分别夹有2～3泥砾岩。泥砾岩一般胶结致密坚硬，其中各具有一层泥砾岩胶结疏松，裂隙发育，含有卤水。

3.3 矿床成因

梅岗富锂卤水矿成因类型属陆源碎屑—化学岩型盐类沉积卤水矿床，成矿时代为白垩纪晚世。这类矿床形成于陆相沉积盆地，此类矿床的最大特点是由陆相沉积环境的多变性致使成盐期间在蒸发作用下可溶性组分化学成分化学沉淀的同时或相间，存在着机械沉积作用，使得含盐系剖面物质组成和结构甚为复杂，在矿区中出现淡—咸相间的两个旋回及多韵律的沉积特点。

关于卤水矿床的成因有多种观点，通过钻孔揭穿卤水层时的水位高度判断出卤水并不是运动的，没有补给来源，也没有排泄地点，垂直蒸发也没有，本文认为是封闭情况良好的原生水。