川西凹陷钙芒硝矿地球物理特征分析

2019年9月第39卷第3期四川地质学报Vol.39 No.3 Sep., 2019

川西凹陷钙芒硝矿地球物理特征分析

谢小国1，2,3,陶俊利1,2,3,安艳东12,3,高精理1,2,3,高利剑1,2,3,罗 兵1,2,3（1.四川省华地建设工程有限责任公司，成都610081； 2.四川省地质矿产勘查开发局成都水文地质工程地质中心，成都

610081； 3.四川省环境保护地下水污染防治工程技术中心，成都610081）

摘要：川西凹陷白垩系灌口组复式沉积多层品位高的钙芒硝矿，为更好地识别钙芒硝矿赋存层位，通过开 展视电阻率、自然伽马测井，以及高密度电阻率法勘探，建立起含钙芒硝矿的地球物理特征。含钙芒硝矿电阻 率相对于非含矿地层表现为明显的高电阻率，低自然伽马，高密度电阻率剖面表现为明显的高阻特征。因此分 析川西凹陷钙芒硝矿地球物理特征，有助于提高对该区钙芒硝矿勘查、采空区调查的认识。

关键词：钙芒硝矿；测井；高密度电阻率；新津

中图分类号：P631 文献标识码：A

文章编号：1006-0995 （ 2019 ） 03-0473-03

DOI ： 10.3969/j.issn.l006-0995.2019.03.025作为一种重要的盐类矿物，钙芒硝矿主要为单盐组分硫酸钙（CaSO 4）和单盐组分硫酸钠（Na 2SO4） 组成的CaSO 4 •Na2SO4复盐类矿物，通过对钙芒硝矿开发利用，可提取出工业用途广泛的硫酸钠叭 川 西凹陷蕴藏丰富的钙芒硝矿，分布包括双流、彭山、眉山、新津、洪雅等地，为中新生代陆相碎屑岩型 复式钙芒硝矿床,赋存于白垩系灌口组红层中，一般可划分为上、下两个含矿带,含矿带厚度为90~120m, 纯矿段厚度为20〜50m,工业品位较高，一般为25%~45%,因此具有巨大的开发利用价值耳。

物探方法在矿产勘查中发挥了重要的作用。四川地矿局二O 七地质队物探组在四川川西凹陷牧马山 向斜中，根据井中钙芒硝矿的自然伽马计算了 Na 2SO 4的工业品位叫 王永等在内蒙统计分析了芒硝矿的 自然伽马测井响应特征％王定英等在河南南阳利用测井方法确定了芒硝层的测井响应特征，芒硝矿电 阻率较高、声波时差较小、密度较低、自然伽马为低值问。然而针对钙芒硝矿找矿的物探方法应用较少， 特别是川西凹陷钙芒硝矿的地球物理特征鲜有研究。本文以川西凹陷新津县境内的金华钙芒硝矿、和昌 钙芒硝矿物探资料为例，分析该区钙芒硝矿的地球物理特征，以期为钙芒硝矿勘查、采空区调查等提供 一定支撑。

1地质概况

新津县金华钙芒硝矿、和昌钙芒硝矿位于上扬子准

地台四川台凹川西凹陷成都断凹西南部眉山一普兴场凹

陷内，出露地层主要为白垩系上统灌口组、第三系、第

四系，其中白垩系上统第二段为钙芒硝矿层段，属干旱

湖泊相沉积环境，岩相由砂质碎屑岩向含钙质粘土碎屑、

硫酸盐、粘土质粉砂质碎屑变化，含盐矿物由碳酸盐向

硫酸盐变化。由于气候及地壳升降变化，矿层与堆积粘

土物质交互沉积，从而形成复式沉积的钙芒硝矿床SB ］。

据矿区地质资料，钙芒硝矿结晶为自形-半自形结构，致

密层状一散点状构造，自上而下划分为上、下两个含矿 带，赋存30余层倾角小于10。的钙芒硝矿，平均厚度

220m,中部由平均104m 厚的泥质粉砂岩隔开。上矿带

为矿区的主要含矿带，由第4〜11结晶钙芒硝矿及3 ~ 10层夹石组成。钙芒硝矿成复式产出，夹层由紫图1工区钙芒硝矿岩性

上图：钙芒硝矿岩心 下图：矿体“结霜”收稿日期：2018-09-25

资助项目：成都市规划和自然局“成都市城市地下空间资源地质调查”项目

作者简介：谢小国（ 1992-）,男，四川成都人，工程师，工程硕士，从事物探与地质工程工作

川西凹陷钙芒硝矿地球物理特征分析

红色粘土岩、粉砂质粘土岩、泥质粉砂岩组层。其中，上矿带下矿组4~6层，单层厚度0.85^2.80m, 品位 34.51% 〜41.61%；上矿组 7 ~ 11 层，单层厚度 0.83 ~ 6.73m,品位 22.95% ~ 36.93%。

金华钙芒硝矿ZK01号钻孔资料表明，该孔揭露地层包括紫红色粉质粘土、砂卵石土、强风化泥岩、 中风化泥岩夹砂岩、含钙芒硝矿泥岩夹砂岩。其中岩石表面的白色晶体易吸收空气中的水份，从而形成 纤维霜状晶体，这种“结霜”作用是钙芒硝矿物识别的一个重要特征。

2物性条件分析

工区第四系主要为黄色成都粘土及冰水堆积粘土夹卵石。粘土层和砂卵石土层由于其含水性高，导 电性良好，电阻率为相对低值。作为一种复盐矿物，钙芒硝是由NazSCU 和CaSO4所组成N&2SO4 . CaSO 4o 固体状态下，盐类属于导电性极差的矿物，当其浸泡于井液中，被水溶蚀分解，形成N&2SO4的水溶液, 从而导致井液矿化度升高，电阻率降低。但总体来看，含钙芒硝矿的岩石层相对于不含矿岩层电阻率为 高值。

湖相沉积过程中，粘土、泥岩由于其泥质成份高，富含有机质放射性物质较多，因此自然伽马值较高。纯钙芒硝天然放射性极低，因此在沉积过程中，随着结晶程度的增大，相同体积内钙芒硝矿含量越 多，其泥质成分越少，自然伽马值越低。

因此，钙芒硝矿与其它岩性 具有明显的电阻率、自然伽马差 异，这为钙芒硝矿地球物理勘探 提供了很好的物性基础。深地曆层测井解释岩性厚度（D ）度(m)深120.00自然伽玛（API ）0.00电阻率0・00(Q.m)1200.00

岩性描述及岩心照片钙芒硝矿品位0.00 50.003综合研究

3.1测井分析

ZK01号钻孔孔深92m,针

对该孔开展了视电阻率和自然伽 马测井，测井井深18~87m

（0~18m 为套管）。根据测井曲

线响应特征，套管以下地层大致

可划分为三层，分别为强风化泥

岩、中风化泥岩、含钙芒硝矿泥

岩。19.70〜29.75m 为强风化泥岩, 其自然伽马值高，一般为

52〜97API,平均为77API ；电阻 率为208~409Q«m ,平均为

318Q-m o 29.75~47.05m 为中风化

泥岩，自然伽马值较高，一般为

46-79API,平均为62API ；电阻 率为193〜351G ・m ,平均为

第10四系2070

80

9050灌 口组60

304019. 70 19. 7010.05 29.75

17. 30 47.0530.25 77.307.10 84.401.38 85. 78粘土夹卵石泥岩含钙芒硝泥岩第四系主要为黄色成都粘土及 冰水堆积粘土夹卵石。白垩系灌口组岩性为棕红色砂质夹泥 岩及薄层石膏、钙芒硝，岩层产状 120° Z3-5Q ,为谊缘湖相沉积。图2 ZK01号钻孔测井解释成果图图 例

258Q tii o 47.05〜87m 为含芒硝矿泥岩，其自然伽马6^93API,平均为40API;电阻率为140〜1022Q ・m, 平均为530Q.m o 测井曲线分析可知，在含芒硝矿段自然伽马值和电阻率变化较大，含矿段自然伽马值 低，平均为12API,电阻率高，平均为686Q*m o

47.05〜87m 含矿段地层自然伽马与视电阻率曲线呈复式交错变化，进一步反映了气候及地壳升降变 化导致盐类矿层与粘土物质交互沉积，从而形成了该区复式沉积的钙芒硝矿床。

资料表明，工区含芒硝矿层自然伽马与矿层品位呈良好的负相关关系⑷: