博兴凹陷沙四段岩盐矿沉积特征分析

断层 ， 继 承 性 明 显。断 层 倾 角 上 部 较 陡， 向 下 变 缓， 倾向凹陷内部 。 陈南 、 滨南 、 高青断层属于此类 。 二级断裂 ： 为次级断陷盆地的边界构造界线 ， 形 成早 、 落差大 ， 同样 也 控 制 了 沙 河 街 组 的 地 层 分 布。 主要呈 Ｎ 以高角度阶梯状正断 Ｅ 方向 展 布 和 延 伸 ， 层为主 ， 盆地南缘断裂 倾 向 以 ＮＷ 为 主 ， 北缘以 Ｓ Ｅ 为主 。 北侧断 距 大 ， 形 成 不 对 称 的 地 堑 式 凹 陷。它 具有南西收敛 ， 北东撒开的展布特征 ， 与东营凹陷具 有一致性 。 同 时 也 控 制 了 沙 四 段 时 期 成 盐 盆 底 形
［ １］ ） 。 １
图 １ 东营盆地沙河街四段岩相分布图
灰岩 、 白云岩相 ； １— 断裂 ； ２— 泥岩 、 ３— 杂卤石相 ； ４— 含石膏泥 岩、 石膏相 ； ５— 粗碎屑岩相 ； ６— 岩盐相 ； ７— 海侵方向 ； ８— 陆源 供给方向 ； ９— 钻孔
层自下而上分别由 古 近 纪 济 阳 群 、 新近纪黄骅群及 第四纪平原组组成 。 １． １． １ 古近纪济阳群 （ ） 孔店组由棕红 、 灰色 、 棕色 ３ 套碎屑岩组成 ， １ 与下伏中生界角度 不 整 合 接 触 ， 上覆沙河街组平行 不整合接触 。 （ ） 沙河街组以灰色泥岩为主 ， 粉砂岩 、 细砂岩 、 ２ 油页岩和碳酸盐岩的细碎屑沉积地层是重要的含石 岩盐地层 。 自上而下分 ４ 段 ： 四段以含油页岩和 油、 含石膏的灰色泥 岩 为 主 ， 夹 粉 砂 岩、 砂 砾 岩 等， 洼地 内局部地区赋存岩 盐 矿 层 ； 三段为一套灰色泥岩夹
作者简介 ： 朱猛 （ ， 男， 辽宁锦州人 ， 工程师 ， 主要从事地质勘查工作 ； ： １ ９ ７ ８—） Ｅ ｍ ａ ｉ ｌ ｚ ｈ ｕ ｍ ｅ ｎ ２ ８＠１ ６ ３． ｃ ｏ ｍ。 ｇ
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第２ ９ 卷第 ３ 期 地 质 与 矿 产 ２ ０ １ ３年３月
＋ 中图分类号 ： Ｐ ５ ７ ８． ３ ２ 文献标识码 ： Ａ
０ 引言
岩盐 是 一 种 深 埋 地 下 的 固 态 盐 类 矿 产 ， 是高收 低 能 耗、 无 污 染、 节 能 环 保 的 新 兴 产 业 项 目。根 益、 据石油部门多年来 取 得 的 重 力 、 地震及油井钻探地 质资料 ， 结合科研部门的地质资料 ， 对盆地进行综合 分析 ， 对油井资料进行 “ 二次开发 ” ， 对地下岩盐赋矿 地层 — 沙四段进行了重新认识 。 博兴凹陷位于华北陆块 （ 、 华北拗陷 （ 、 济 Ⅰ） Ⅱ） 阳拗陷区 （ 、 东营潜断陷（ 西 南 边 缘。 地 表 广 Ⅲ） Ⅳ） 泛分布第四纪平原 组 和 黄 河 组 砂 质 粘 土 ； 隐伏地层 沙河街组 、 东 自下而上分别为古近纪济阳群孔店组 、 营组 ； 新近纪黄骅群馆陶组 、 明化镇组 ， 总厚度 ８０ ０ ０ 余米 。 近年来 ， 国内原盐产量发生较大变化 ， 尽快查 明博兴凹陷内沙四 段 岩 盐 赋 存 地 质 特 征 及 规 律 ， 不 仅对寻找类似凹 陷 内 的 岩 盐 具 有 一 定 的 指 导 作 用 ， 对当地 经 济 发 展 也 具 有 十 分 重 要 的 促 进 作 用 （ 图
第２ ９ 卷第 ３ 期 山
东 国 土 资 源 ２ ０ １ ３年３月

博兴凹陷沙四段岩盐矿沉积特征分析
朱猛１， 侯庆林１， 李雷２， 李宗成１
（ 山东省第五地质矿产勘查院 ， 山东 泰安 ２ 莱芜市国土资源局 ， 山东 莱芜 ２ ） １． ７ １ ０ ０ ０； ２． ７ １ ０ ０ ０
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高的盆地中心地带沉积了盐岩矿层 。 沙四 段 岩 相 分 布 具 有 不 对 称 性 特 点 ， 受盆地形 盆 地 南 缘 坡 度 缓， 淡 水 供 给， 态和陆源物供给 控 制 ， 碎屑物质供给缓慢 ， 岩相自边缘至中心发育完全 ， 盆 断陷 地北缘有陈南断裂 构 造 带 与 陈 家 庄 凸 起 连 接 ， 碎屑物质 供 应 急 速 ， 缺 失 灰 绿 色 泥 岩、 灰岩 落差大 ， 白云岩相 ， 粗碎屑岩相 ， 直接过渡为咸化条件沉积的 灰绿色泥岩 ， 含石膏泥岩相 。 滨县以南北镇地区 ， 由 形 成 泥 岩、 灰 岩、 白云岩相直 于盆地水下凸起 影 响 ， 接过渡为硬石膏 岩 相 。 盆 地 西 北 、 西部为碎屑岩相 与流钟 、 里则镇洼陷相连 。 ２． １． ３ 成盐时期的物质供应 东营潜断陷沙 四 段 时 期 为 一 个 半 封 闭 的 海 湾 泻湖盆地 ， 四周被古隆起或凸起环绕 ， 东部有通道与 在潜断陷四周堆积粗碎屑沉积 ， 无疑与 古渤海相连 ， 古陆有关 ， 由潜断陷边部往里逐渐被湖相泥岩 ， 到潜 断陷中心变为化学沉积代替 。 在盐层顶底板取样中 皆发现了大量的有 孔 虫 海 相 化 石 ， 盐层中发现较多 的天 青 石 ， 少 量 海 绿 石， 锶 钡 比 值 高， 达到（ ３ ０ ０～ ） 粘土矿物的硼含量高达６ 证 ４ ０ ０ ×１ ０６ ， ０ ０×１ ０６ ， 明东营潜断陷沙四 段 盐 岩 层 为 海 相 成 因 ， 盐类物质 是海水供给起了主要作用 。 潜断陷南部毗连鲁西隆 起， 广泛分布有奥陶纪马家沟组 、 寒武纪馒头组含膏 岩相 ， 古盐再溶供给潜断陷 ， 也是东营盐类的物质来
摘要 ： 博兴凹陷位于东营潜断陷西南边缘 ， 是一个形成于中 — 新生代的断陷盆 地 ， 沉积了巨厚的新生代地层。根据 收集的历年博兴凹陷内的重力 、 地震及石油录井资料证实 ， 区内大面积发 育 泥 岩 灰 岩 白 云 岩 相 地 层 ， 其东北部分 布小范围的含膏泥岩石膏相和岩盐相地层 。 岩盐矿 赋 存 于 区 内 沙 河 街 组 四 段 下 部 。 通 过 初 步 分 析 认 为 博 兴 凹 陷 它属于东营潜断陷盆地的一部分 。 不是一个独立的含盐盆地 ， 关键词 ： 岩盐 ； 沉积特征 ； 蒸发岩系 ； 沙四段 ； 博兴凹陷
１ 区域地质背景
１． １ 地层 博兴 凹 陷 和 利 津 凹 陷 、 牛庄凹陷同属于东营潜 断陷 ， 分别由纯化 草 桥 鼻 状 构 造 带 和 中 央 隆 起 分 割 图 ２） 。博兴凹陷沉积地 成 ３ 个次一级的构造洼 陷 （
修订日期 ： 编辑 ： 曹丽丽 ２ ０ １ ２ ０ ６ １ ４； ２ ０ １ ２ ０ ９ １ ２； 收稿日期 ：
］ ２ 火山碎屑岩 、 沉火山碎屑岩等 ［ 。 岩类有火山熔岩 、
砂岩 ， 含石油 ； 二段为灰绿色 、 紫红色泥岩夹砂岩 、 砂 砾岩 ， 含 石 油； 一 段 为 灰 色、 灰 绿 色 泥 岩 夹 油 页 岩。 与上覆东营组整合接触 。 （ ） 东营组为 一 套 三 分 明 显 的 灰 绿 、 灰 白、 棕红 ３ 色砂岩 、 泥岩 、 细砂 （ 砾） 岩地层 ， 交互沉积 ， 与上覆地 层馆陶组不整合接触 。 １． １． ２ 新近纪黄骅群 （ ） 馆陶组为 灰 白 色 砾 状 砂 岩 、 细 砂 岩， 灰绿色 １ 细砂岩和棕红色泥岩的间互沉积 。 与上覆地层明化 镇组呈整合接触 。 ） 明化镇组 由 土 黄 、 棕 红 色 泥 岩、 砂质泥岩与 （ ２ 灰白色砂岩组成 。 与上覆地层第四纪平原组呈不整 合接触 。 １． １． ３ 第四纪平原组 棕黄色粉砂质粘土为主 ， 夹各种不等粒砂层 ， 为 河漫滩相 、 河床相海相沉积综合体 。 １． ２ 构造 东营 潜 断 陷 是 在 基 底 扭 错 ， 断块运动背景下沉 积而成 。 盆地基底北部陷落 ， 南部抬起 ， 沉积了北厚 南薄的新 生 代 地 层 。 北 部 以 ＥＷ 向 断 裂 带 和 陈 家 庄凸起为边界 ， 南部盖层变薄超覆于鲁西隆起之上 ， 形成了类似 “ 箕状 ” 的结构特征 。 东营潜断陷以断裂为主要应变形式 ， 活动强烈 ， 它控制了古近纪沉 积 地 层 的 厚 度 变 化 ， 是划分次级 构造单元的主 要 依 据 。 经 统 计 ， 查有证据的断层有 按 其 形 成 时 代、 规 模 和 性 质 不 同， 划分 ３ １ ０ 条之多 ， 为４级。 一级断裂 ： 为潜断陷 、 断隆的分阶断层 。 形成时 代为沙四段时期前 或 更 早 ， 控制了沙河街组地层分 布范围 。 断层落差大 ， 延伸长 ， 多为基底断裂或同生
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山东省地质 综 合 研 究 队 ， 山 东 省 东 营 凹 陷 盐 矿 地 质 特 征， １ ９ ７ ５年。
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第２ ９ 卷第 ３ 期 山 东 国 土 资 源 ２ ０ １ ３年３月
陷内新近纪馆陶组 主 要 以 河 流 相 沉 积 为 主 ； 古近系 主要发育冲积扇 、 辫状河三角洲 、 滨浅湖滩坝等几种 沙四段主要以滨浅 主要沉积相类 型 。 其 中 沙 一 段 、 湖滩坝相发育为主
４６］ 。 源之一 ［
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２ 岩盐矿床地质特征
２． １ 矿床成因 ２． １． １ 古构造古地理环境 东营潜断陷是中生代以来快速沉积发展起来的 断陷盆地 ， 在古近 纪 沙 四 段 时 期 形 成 了 咸 化 泻 湖 环 境， 由于燕山运动使其周围古凸起环绕 ， 分别为北部 陈家庄凸起 ， 北东青坨子凸起 ， 西部滨县 、 青城凸起 ， 南部鲁西隆起斜坡连接 ， 西部有流钟 、 里则镇洼陷和 花沟西向斜相连 ， 东部与 （ 广利南洼陷 ） 古渤海沟通 ， 构成东营盆 地 ， 具 有 半 封 闭 特 点， 由于海水不断补 给， 加之沙 四 段 时 期 气 候 干 燥 ， 具备了成盐地质前 提。 盆地 内 沙 四 段 时 期 沉 积 地 层 发 育 ， 分布范围广 厚度变化 １ 上部 为灰色 、 灰绿色泥岩 泛， ０ ０～７ ０ ０ｍ， 夹油页 岩 、 灰 岩、 白 云 岩； 下 部 为 红 色、 灰 绿 色 泥 岩、 粉砂岩 、 含膏泥岩 、 硬石膏层 、 岩盐层 ， 为干旱气候条 件下形成的咸化泻湖沉积 ， 有盐类矿产沉积 。 ２． １． ２ 沙四段岩性岩相特征 由于 燕 山 运 动 使 地 壳 活 动 不 均 衡 ， 致使区内盆 地的升降幅度 、 速度具有一定的差异 ， 加之东营古潜 断陷盆地的不对称性 ， 因此对博兴凹陷的形成 、 发展 及空间展布具有重要意义 。 东营古潜断陷盆地岩性变化规律 ， 边缘为紫红 、 红色砾岩 含砾 砂 岩 相 ， 盆 地 内 部 变 成 红 色、 灰绿色 泥岩夹灰岩 、 白云岩 ， 灰绿色泥岩 ， 含石膏泥岩 、 硬石 膏层 ， 盆地中心变为化学沉积盐岩 、 硬石膏及灰绿色 泥岩等 。 沙四段时期地层厚度变化 ， 盆地具有南薄北厚 ， 西南薄北东厚的特点 。 沙四段岩相分布与国内外已 知岩盐盆地岩相分布具有一定的相似之处 。 自盆地 边缘向中心部位 ， 沉积岩相呈现规律性变化 ， 边部为 紫色 、 红色氧化环 境 下 沉 积 的 粗 碎 屑 岩 相 ， 红 色、 灰 绿色弱氧化环境 下 的 泥 岩 、 灰 岩、 白 云 岩 相， 灰绿色 泥岩 、 含石膏泥岩 相 至 硬 石 膏 相 盐 岩 咸 化 泻 湖 相 沉 表明盐湖沉积时 ， 积 。 岩相分布大致呈环带状分布 ， 自盆地边缘向中心 含 盐 浓 度 逐 渐 升 高 ， 在含盐浓度
１． ４ 博兴岩盐沉积地层特征 １． ４． １ 层序地层划分 济阳拗陷古近纪断陷盆地可明确地划分出 ４ 个 断陷幕与之对应 ， 因此博兴凹陷古近系划分了４个 二级层 序 ， 即 孔 店 组、 沙 四 段、 沙 三 段 沙 二 下、 沙二 上 东营 组 。 通 过 单 井 层 序 划 分 ， 结合骨架剖面对 比， 建立了地层 格 架 。 该 区 可 以 识 别 的 不 整 合 面 有 分别为孔店组与沙四段 之间 、 沙四段和沙三段 ４个， 之间 ， 沙三段和沙二段之间 ， 沙一段 东营组 （ 东营组 地层大部被剥蚀 ） 与馆陶组之间 。 １． ４． ２ 沉积相类型 根据岩心 、 测 井、 地 震 和 前 人 研 究 成 果， 博兴凹
图 ２ 构造区划图
１— 古近系缺失区范围 ； ２— 构造带分区界线 ； ３— 主要断裂
态， 物质沉积环境以及次级岩盐盆地 ， 为钾盐沉积奠 定了基础 。 三级断裂 ： 发育在凹陷次级构造单元内 ， 落差及 延伸一般较小 ， 对沙河街组地层沉积厚度略有影响 ， 活动时 代 为 沙 三 段 东 营 期 。 断 层 走 向 主 要 为 Ｎ Ｅ 向， 倾向 ＮＷ 或 Ｓ ， 局部 或 向 。 Ｅ ＮＷ ＮＮ Ｅ 总之 ， 断裂活动是东营潜断陷内构造特点 ， 断层 发育 ， 密如蛛网 ， 对盆地的形成和发育起到了主导作 用， 也对聚盐盆地形成有着重要的意义 ① 。 １． ３ 岩浆岩 主要 分 布 在 东 营 潜 断 陷 南 侧 的 齐 河 广 饶 断 裂 地表无出露 ， 研究程度较低 。 岩浆岩以中生代 带内 ， 燕山期裂隙式喷 发 为 主 ， 发 育 爆 发 溢 流 相 岩 石， 常 构成火山碎屑 熔 岩 喷 发 旋 回 。 由 于 岩 浆 作 用 方 式 和演化程度不同 ， 形 成 种 类 繁 多 的 岩 石 类 型， 其 中： 熔岩类有安山岩 、 粗安岩和玄武岩等 ； 火山碎屑 — 熔