石盐矿床成因及成盐条件

出处：按学科分类—工业技术 中国轻工业出版社《制盐工业手册》第565页（4219字）

(一)石盐矿床成因

石盐矿床成因主要分为陆相成因和海相成因，包括沙洲说(1855～1970年)、沙漠盆地说(1894～1924年)、分离盆地说(1915～1955年)、回流说(1947～1965年)、深水蒸发岩沉积说(1855～1969年)、盐沼和“萨布哈”说⁽¹⁾(1955～1971年)、干化深盆说(1972年)等。

1．沙洲说(沙坝说) 最初由德国学者G·毕肖夫于1855年提出，奥克谢尼乌斯在1877年首先加以解释和应用，其后经许多学者不断修改、补充，使之日臻完善。

沙洲说认为，处于半封闭的泻湖、海湾盆地与大洋之间有沙洲(或生物礁、构造)隔开，中间仅有狭窄通道使海水得以经常流入。这种泻湖、海湾盆地，可以是一个，也可以有若干个次一级的小盆地。在干旱气候条件下，当泻湖中的水分被蒸发浓缩，其含盐量不断增高，当其达到饱和时，盐类矿物开始按溶解度的大小顺序依次沉积，形成各种盐类矿床。

但是，这个理论不能很好地说明厚大的、分布广泛的盐类沉积，以及盐类物质从多组分盐溶中沉淀的复杂的物理化学作用，同时还忽视了盐类沉积的地质构造条件。

沙洲说阐述的盐类矿床，均属海相成因。如欧洲、北美等地的大型盐矿，我国四川省震旦纪的长宁盐矿、三迭纪的威西盐矿、川中盐矿等。

2．沙漠盆地说 沙漠盆地说认为巨大的盐类矿床只有在成为闭流盆地的大陆才能形成。在这些地区，含有分散状盐类的岩石因风化和淋滤作用，其盐类物质被地下水和地表水流带入闭流盆地，在炎热的沙漠性干旱气候条件下蒸发浓缩，沉积为巨厚的盐类矿床。

沙漠盆地说可以很好地解释一些古代与沙漠成因的红层相伴生的盐类矿床，如我国分布的白垩纪和第三纪的陆相石盐矿床，美国东北部志留纪含盐组的成因，前苏联外贝加尔的苏打矿床的形成等。

3．盐沼和“萨布哈”说 根据对阿拉伯海湾至波斯湾之间一些海滩上盐的沉积的研究结果，认为：在离海岸有相当距离、地形相对稍高的海滩上，海水涨潮时可以漫入，落潮时留下一些，经长期蒸发、沉积成盐。我国柴达木盆地达布逊湖现代光卤石的沉积，一些学者认为就是“萨布哈”理论的例证。

4．干化深盆地说 认为巨大的盐类矿床可在巨型深盆地中沉积。由于盆地与大洋水有时隔绝，处于封闭状态，通过干涸(干化)作用，盐类矿物依次沉积：碳酸盐及硫酸盐沿着盆地边缘的大陆架和大陆斜坡逐步沉积下来；卤水因相对密度大而流入底部低于海平面数千米的深海盆地，形成巨厚的石盐和钾盐。有的学者还提出“浅水深盆干涸说”，认为：成盐盆地底部低于海平面几千米，在与大洋隔绝以后，因蒸发而干涸，以后海水通过周期性的溢流或渗漏，供给盐类物质，并在浅水条件下蒸发沉积。由于盆地很深，因而可形成巨厚的盐类沉积。

上述各种成盐理论，都只是反映了盐矿成因的一个方面，争论尚在继续。我们只能根据具体的地质事实和自然地理环境，加以选择应用。

(二)成盐条件

成盐条件包括物质来源、气候条件、封闭条件、大地构造条件和保矿条件等。

1．盐类物质来源 形成盐类矿床的物质源于海水，叫海相沉积盐类矿床；物质主要来源于大陆，叫陆相沉积盐类矿床。

海水中的盐类含量平均约为3．5%；但在较封闭的海盆，含盐度明显增高，如红海含盐度为4．2%，地中海含盐度为3．7%，近东部地区被干燥带和沙漠包围处增至3．9%；而在河流入海口，由于淡水注入，含盐度则明显降低，如长江口附近含盐度为1%，波罗的海的芬兰湾为0．35%。

大陆水携带流入内陆盆地的盐类物质有5个主要来源：

(1)风化盐 内陆汇流盆地内的结晶岩，特别是火成岩和变质岩，经风化剥蚀后，其所含原生硅酸盐矿物中的K、Na、Ca、Mg等元素分解为易溶的盐类，随水流入洼地。

(2)再溶盐 早期形成的盐矿受地壳运动影响而出露地表或上升到侵蚀面高度，以及较老地层中的原生盐类物质受到风化侵蚀作用，经地表水或地下水溶解，带入内陆盆地。

古盐矿体的再造作用，被认为是厚层状陆相石盐矿床形成的主要方式。如：北美密执安扇形盐盆中厚达1219米的泥盆纪陆相石盐矿床，就是盐盆边缘裸露的志留纪萨利纳石盐矿床被溶滤后再沉积的结果。

(3)囚盐 内陆盆地周围的海相沉积岩中封存的古海水，其成分基本与现代海水一致，所含盐类物质叫做“囚盐”。沉积岩风化后，囚盐释放，被流水带入盆地。

(4)火山盐 火山喷气或火山热液把地球内部的盐分带到地面，形成盐类矿床。例如：埃塞俄比亚达洛耳第四纪钾盐矿床，盐层中伴有火山物质；长江中下游火山岩系中的石膏矿床等。

(5)深层卤水 地下深处的卤水沿构造裂隙或断裂上升补给盐湖。死海就是一个例子。

2．促进蒸发的气候条件 盐类矿床是含盐盆地中的水体经强烈蒸发形成的。显然，气候干旱，蒸发量大于盆地内水体的补给量，是成盐的基本条件之一。在近代，地球表面干旱气候带约占10．5%，其中，大陆地区约占26．3%，分布于赤道南纬10°到北纬55°范围内；而现代盐湖矿床则呈带状集中分布在南纬10°～15°和北纬40°～45°之间。古地磁学和岩相古地理学的研究表明，在地质历史中，地轴位置不断改变，各地质时期的干燥气候区随之变迁。总的看来，成盐带的位置随着地质时代的更新有连续向南迁移的趋势。这种成矿带的分布与古赤道的变更相一致，故最近有人提出以古纬度指导探寻盐类矿床的见解。

3．控制卤水浓集的封闭条件 盆地处于封闭、半封闭状态，才有利于盐类物质的集中。现代和古代盐类的分布情况表明，盐类沉积只发生在盐类物质充足的内陆闭流盆地，或与海洋有水力联系的海岸及其附近海水循环受到限制的封闭或半封闭盆地，如：泻湖、盐盘、潜流湖和残留海等。

一般说来，海相成盐盆地在早期往往是半封闭的。这种封闭，有的系沙洲(或生物礁)将其与大海相隔，更多的是由构造运动而形成深浅不同的沿海多级盆地。

内陆成盐盆地则是完全封闭的，但在同一大盆地中往往有若干次一级的小盆地，如江汉盆地。这些次一级盆地的分隔，大多是由于地壳运动产生局部隆起和拗陷，或由大量碎屑物沉积而成。这些被分隔的次一级盆地，有的起“预备盆地”的作用，有的则是“石盐盆地”，甚至是“钾盐盆地”。

4．大地构造条件 对盐类矿床的形成，特别是巨厚盐矿的形成，大地构造条件极为重要。大地构造的性质，不仅表现为构造活动的特点，也表现在沉积建造的特点上。总的说来，地壳运动旋回的末期，常常形成了隆起和拗陷；拗陷提供了盐类沉积的场所，隆起促进了干旱气候的出现。同时，地壳运动末期也是海退时期，常伴随有振荡运动，这对成盐都很有利。因此，盐矿常产于海退式的沉积建造中。

5．盐矿的保存条件 盐类沉积结束后，盆地水体淡化，其上堆积碳酸盐(石灰岩、白云岩等)或碎屑岩(砂泥岩等)，将盐层覆盖，隔绝与地表水、地下水的联系，已形成的盐矿才能保存下来。

①：袁见齐教授提出“盐脉““盐盘”是石盐矿床在强烈的构造运动影响下发生塑性变形后形成的，与“盐丘”构造不同，其外形和内部都十分复杂。

注：①石盐钙芒硝矿体延展面积分级——大型：矿体长＞10km，面积＞100km²；中型：矿体长4～10km，面积10～100km²；小型：矿体长＜4km，面积＜10km²。

②矿体厚度稳定程度分级

稳定：厚度变化系数＜30%

较稳定：厚度变化系数30～60%

不稳定：厚度变化系数60～80%

极不稳定：厚度变化系数＞80%

③矿石品位均匀程度分级

均匀：品位变化系数＜20%

较均匀：品位变化系数20～50%

不均匀：品位变化系数50～80%

极不均匀：品位变化系数＞80%

注①粘度单位原应为Pa·s，但在野外钻井作业时，为实用和方便计，通常根据毛细管粘度计的原理，即液体的粘度与一定体积的液体流过毛细管所需时间成正比的关系，习惯用时间(s)进行计算，量测方法及设备详见P155图3－2－55，以下同。

图3－2－55 野外标准泥浆粘度计