羅輝平,朱 俊,李 波
(1.江西省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局贛西地質(zhì)調(diào)查大隊,江西 南昌 330002;2.江西省地礦資源勘查開發(fā)有限公司,江西 南昌 330002)
吉泰盆地大地構(gòu)造位于華南褶皺系之井岡山—陳山隆褶斷束與大湖山—芙蓉山隆斷束的交合部位,武功山—玉華山逆沖推覆隆起南緣,吉安-泰和凹陷。吉泰盆地是以古生界為基底,經(jīng)燕山期的多期構(gòu)造運動成生、發(fā)展演化而成的。在燕山期,本區(qū)地殼運動進入了一個新的活動階段,構(gòu)造運動頻繁強烈。三疊系由于贛江斷陷帶的引張,在安塘—固江一帶形成小型斷陷盆地;侏羅系區(qū)內(nèi)隆起帶繼續(xù)上升,贛江斷陷帶的引張作用逐步加強,三疊系形成的小型盆地逐步向外擴張,受基底北東向隆起制約,只能往東擴張,至吉水一帶。區(qū)域北東向遂川—萬安大斷裂從盆地東南緣通過,為一上陡下緩、傾向北西的鏟狀斷裂,控制了盆地沉積,形成總體為一向南東傾斜的箕狀盆地,其構(gòu)造形態(tài)為北東至南西向構(gòu)造形式的單斜,地層傾向南東,傾角10°~15°。
梅崗富鋰鹵水礦床位于吉泰盆的北東部,礦區(qū)出露的地層為白堊系周田組,巖性主要為泥巖,少量的砂礫巖和粉砂巖,周田組根據(jù)巖性特征可分為7個巖性段,其中周田組第三段富鋰飽和鹵水直接賦礦層位。周田組第三層全層根據(jù)鹽類礦物及巖性組成分為下、中、上三個巖性段:下部為紫紅色鈣質(zhì)泥巖與淺灰色泥灰?guī)r夾泥礫巖互層,淺灰色泥巖中夾薄層狀或團塊狀石膏、硬石膏,頂部泥巖中含少許纖維狀次生石膏,本層應(yīng)為成鹽前期淡水—咸化初期湖泊相沉積產(chǎn)物;中部含鹽、鹵水、膏泥巖層,巖性主要為淺灰色泥巖夾鹽、鹵水,膏泥巖夾紫紅色泥巖薄層,本層中飽和鹵水層厚5.83m,鹵水膏泥巖層厚23.32m,為主要成鹽期沉積產(chǎn)物;上部為紫紅色鈣質(zhì)泥巖與淺灰色薄層泥巖、泥灰?guī)r互層,局部夾泥礫巖,含石膏、硬石膏,厚度為25m,是鹽湖淡水湖泊相沉積。周田組第三層沉積過程是淡—咸—淡的演化發(fā)展過程,形成一個成鹽旋回。
鹵水類礦床為液體礦床,鹵水為無色透明液體,口味極咸,水溫23 ℃。鹵水厚度資料是通過水文地質(zhì)工作的水文測定,鉆進中沖洗液中氯離子含量測定,物探測井曲線判層推定,巖心頂?shù)装逵^察等綜合方法來確定鹵水近似值厚度。梅崗礦區(qū)鹵水礦層厚度為1.12m~12.10m,平均厚度為5.83m, 鹵水鋰礦層含礦層總體呈傾向南東或南,傾角9° ~22°。
梅崗鹵水礦為一含高鹽份富鋰型礦床,其礦物成分主要為氯化鈉(NaCl),含量高達278146~308362毫克/升,合重量百分比24.54%~26.11%,是工業(yè)品位的2.6倍。氯化鋰(LiCl)含量為611~1136毫克/升,合重量百分比0.052%~0.091%,達到工業(yè)指標(biāo)的3.8倍。
梅崗鹵水礦屬于弱酸性高礦化度氣體的氯化鈉型水。礦化度高達300~330克/升,pH值4.6~7.15,幾乎達到極限鹽類飽和狀態(tài),礦化度高于海水8.57~9.43倍。
鹵水是賦存于泥礫巖、泥灰?guī)r夾薄鹽層的空隙及裂隙中,鹵水層頂?shù)装鍨楦羲畬?,淺部亦充填膠結(jié)不通水,使鹵水封密條件甚好。由于氣體及地層壓力的作用,使鹵水具有承壓性質(zhì),鉆孔揭穿該鹵水層,鹵水涌出地表,水位高出孔口數(shù)米。
梅崗富鋰鹵水礦床地處吉泰盆地中心部位,盆地邊緣斷裂發(fā)育,巖層產(chǎn)狀平緩,以裂隙水為主的富水性弱。深層承壓鹽鹵水的含水層巖性為一套厚層狀紫紅色砂礫巖、粉砂巖及泥巖和泥礫巖,以泥巖為主,其余呈夾層狀產(chǎn)出,鹽鹵水賦存于含鈣泥礫巖中。含水層平均厚度5.83m,單井涌水量184噸/日。白堊系周田組含鹵水地層中分別夾有2~3泥礫巖。泥礫巖一般膠結(jié)致密堅硬,其中各具有一層泥礫巖膠結(jié)疏松,裂隙發(fā)育,含有鹵水。
梅崗富鋰鹵水礦成因類型屬陸源碎屑—化學(xué)巖型鹽類沉積鹵水礦床,成礦時代為白堊紀(jì)晚世。這類礦床形成于陸相沉積盆地,此類礦床的最大特點是由陸相沉積環(huán)境的多變性致使成鹽期間在蒸發(fā)作用下可溶性組分化學(xué)成分化學(xué)沉淀的同時或相間,存在著機械沉積作用,使得含鹽系剖面物質(zhì)組成和結(jié)構(gòu)甚為復(fù)雜,在礦區(qū)中出現(xiàn)淡—咸相間的兩個旋回及多韻律的沉積特點。
關(guān)于鹵水礦床的成因有多種觀點,通過鉆孔揭穿鹵水層時的水位高度判斷出鹵水并不是運動的,沒有補給來源,也沒有排泄地點,垂直蒸發(fā)也沒有,本文認(rèn)為是封閉情況良好的原生水。
(1)江西吉泰盆地為裂谷盆地,在白堊紀(jì)—古近紀(jì)時期,發(fā)育了大量的蒸發(fā)巖,并形成了富含鉀、鋰、銣、銫、溴、碘、硼元素的鹵水,這些高價值元素的含量多達到工業(yè)利用品位或綜合利用品位,資源潛力巨大。
(2)區(qū)內(nèi)大面積出露白堊系周田組地層,地層巖性以泥巖、泥頁巖為主,對鹵水鋰礦有密閉作用,為礦床成因提供良好的儲礦空間。因此,以梅崗富鋰鹵水礦為切入點,開展吉泰盆地面上鹵水鋰礦礦產(chǎn)調(diào)查與研究,以“三位一體”找礦理論為指導(dǎo),分析礦床成因及控礦因素,定會有重大突破。