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本文作者：周慶作者單位：中國石化江漢油田分公司地質(zhì)工程設計監(jiān)督中心

江陵凹陷西部深層鹵水主要分布在該區(qū)的新溝嘴組新下Ⅱ、Ⅲ油組，少數(shù)井在沙市組也鉆遇過富鉀鹵水，該區(qū)富鉀鹵水藏一般在井深3300m～4000m，在鉆遇鉀鹵水層時，鉆井均有不同程度的顯示。結(jié)合在本區(qū)所鉆探的鉆井資料、測錄井資料，對江陵凹陷西部深層富鉀鹵水形成條件進行淺析。希望能給以后的鹵水資源的勘探開發(fā)提供依據(jù)。

1新溝嘴組巖性組合特征

該區(qū)的新溝嘴組地層以深灰色、紫紅色泥巖夾泥膏巖和砂巖為主，與下伏沙市組、上覆荊沙組均為整合接觸。新溝嘴組下段從上至下又可細分為大膏層、I油組、Ⅱ油組、泥隔層、Ⅲ油組，地層厚度500m～650m，最大厚度（位于江陵凹陷的梅槐橋向斜）達700m，主要以三角洲相沉積為主。上段（Ex上）厚200m～400m，在洼陷帶厚度加大，為一套棕色、紫紅色泥巖夾?。泻駥臃凵皫r、含膏泥巖、泥膏巖，局部見玄武巖。

新溝嘴組下段三個油組及泥隔層和大膏層地層特征如下：1）Ⅲ油組：為一套紅色為主，紅灰間互的泥巖夾砂巖及少量含膏泥巖，局部地區(qū)存在暗色泥巖發(fā)育段，在江陵凹陷梅槐橋洼陷有膏鹽巖發(fā)育，地層厚100m～120m。2）泥隔層：江陵凹陷泥隔層厚度在40m～55m，主要以灰－深灰色泥巖間夾紅色泥為主，自然伽馬曲線中平，電阻率較低。3）Ⅱ油組：灰－深灰色泥巖夾砂巖、含膏泥巖、膏鹽巖，上部以紅灰間互為主，砂巖較發(fā)育，下部以灰色泥巖為主，砂巖不發(fā)育，在江陵凹陷的梅槐橋、虎渡河洼陷有鹽巖發(fā)育，厚150m～300m。Ⅱ油組下部為新溝嘴組最主要的烴源層系，Ⅱ油組上部儲層發(fā)育，尤其在江陵凹陷儲層更為發(fā)育。4）Ⅰ油組：以紅色泥巖及砂巖，含膏泥巖為主夾泥膏巖，局部地區(qū)底部為紅灰間互，厚度為120m～150m左右，下部砂巖較發(fā)育，是主要的儲集層段。5）大膏層：新下段頂部灰色泥膏巖及白色泥膏層，厚度在5m～30m，盆地內(nèi)分布穩(wěn)定，可追蹤對比。測井曲線上表現(xiàn)為極低自然伽瑪、極高電阻率，為新下段良好的區(qū)域蓋層。6）新上段：巖性以紅色泥巖和砂巖為主，夾有膏質(zhì)泥巖或砂巖，4米電阻曲線呈不規(guī)則的齒狀，自然伽馬曲線表現(xiàn)為鋸齒狀曲線，其值多為130API～180API。

2沉積環(huán)境分析

涴市地區(qū)新溝嘴組氣候由干旱轉(zhuǎn)變?yōu)榘敫珊祷虬霛駶櫍蟾刍蜻h安物源增多，尤其新下段沉積時期以三角洲相沉積和灘壩相為主，縱向上Ⅱ組砂巖厚度最大，Ⅰ油組次之，Ⅲ油組最小，如L25井：

Ⅰ油組砂巖厚度43．8m，Ⅱ油組70m，Ⅲ油組40．6m，其中Ⅰ油組砂層主要分布在其底部，Ⅱ油組和Ⅲ油組分布在頂部。整體特征南崗地區(qū)以灘壩相沉積為主。

Ⅲ油組底部以淺湖相沉積為主，砂體不發(fā)育。頂部為三角洲前緣亞相沉積為主，砂體較發(fā)育，滲透性砂體厚度最大達36．8m，一般在8m～28m，砂體厚度由東北向西南減薄，巖性為為一套紅色、灰色為主，紅灰間互的泥巖夾砂巖及少量含膏泥巖、粉砂巖，局部地區(qū)存在暗色泥巖發(fā)育段，4米電阻曲線呈塊狀高值夾谷狀低值，其值2Ωm～24Ωm。自然伽馬曲線呈不規(guī)則鋸齒狀夾指狀低值，其值為58API～180API。

Ⅱ油組以三角洲前緣亞相沉積為主，砂體最發(fā)育，滲透性砂體厚度最大達48．2m，一般在20m～40m，分布較廣，砂體厚度由東北向西南減薄，巖性為灰－深灰色泥巖夾砂巖、含膏泥巖、白云巖，局部見灰黑色玄武巖（如范家臺），上部以紅灰間互為主，油層主要發(fā)育于中上部，4m電阻曲線上部呈波狀，其值為6．0Ωm～23Ωm；下部基值抬高，呈不規(guī)則齒狀，自然伽馬曲線上部起伏較大為塊狀高低值間互，其值為54Ωm180API，下部為較緊密的梳狀，其值為58API～180API。

Ⅰ油組底部以三角洲前緣亞相沉積為主，砂體較發(fā)育，滲透性砂體厚度最大達29．2m，一般在8m～24m，砂巖主要集中在本區(qū)中北部，延伸較近，砂體厚度由東北向西南逐漸尖滅，頂部以淺湖相為主，砂體不發(fā)育，巖性以紅色泥巖、砂巖及含膏泥巖為主，夾泥膏巖，局部地區(qū)底部為紅灰間互，油層主要發(fā)育于中下部，頂部發(fā)育有凹陷內(nèi)可追蹤對比的大膏層，4米電阻曲線呈不規(guī)則的齒狀，其值為7．2Ωm～18Ωm，自然伽馬曲線呈現(xiàn)起伏幅度大的、較緊密梳狀及砂巖引起的指狀低值。其值為36API～180API。

3富鉀鹵水水化學特征

該區(qū)新溝嘴組目前有8口井單獨分析k＋含量，新下段Ⅱ油組，鉀離子含量在3645mg／L～9625mg／L，按照行標均達到富鉀鹵水的級別。新下段Ⅲ油組，膏鹽巖十分發(fā)育，鉀離子含量達到9000mg／L以上，Ⅱ油組相對膏鹽巖不發(fā)育層段，鉀離子含量在4000mg／L左右，說明富鉀鹵水分布與膏鹽巖發(fā)育程度具有較好的相關(guān)性，部分地區(qū)鉀離子含量達與深層水有關(guān)，L9井水化學分析銣含量73．6mg／L，銫含量26．5mg／L，鍶含量400mg／L，稀有元素含量高，據(jù)資料分析該區(qū)富鉀鹵水主要來自地下深層水或原地沉積高濃縮水。

4富鉀鹵水的分異作用

在地球深部高溫高壓還原富氫環(huán)境，鉀主要呈氫化物遷移，避免了鉀與硅、鋁生成鉀長石等難溶硅鋁酸鹽對鉀遷移的抑制。當鉀氫化物遷移至地殼淺部，即與水作用形成K＋繼續(xù)遷移，經(jīng)蒸發(fā)濃縮，分異富集，沉積成鉀礦床。鹽鹵主要成分的分異有結(jié)晶分異、遷移分異、溫差分異等。鹵水蒸發(fā)過程中，最先晶出沉積于下部的是方解石、白云石等碳酸鹽；次為石膏、無水石膏晶出淀積于碳酸鹽上；再次是石鹽晶出淀積于石膏、無水石膏上，這是因為地下溫度一般大于40℃，鹽類的溶解度KCl大于NaCl，且大部分SO4－2已被Ca2＋耗去，不會有K2SO4析出；最后鉀石鹽、光鹵石淀積于石鹽上，還有少量石鹽繼續(xù)晶出。如原鹵中SO42－濃度低，Ca2＋濃度高，鉀鹽層中將有溢晶石（CaMg2Cl6•12H2O）產(chǎn)出。鉀質(zhì)鹵液如源于深部強還原性熱液，其鹽類礦物的分異淀積受環(huán)境的氧化還原性（Eh值）的影響，如碳酸鹽的晶出與CH4、CO等氧化成CO2有關(guān)，硫酸鹽的淀積與S、S2－、HS－、H2S氧化成SO42－有關(guān)。在鹽類分異淀積過程中，CH4、SiH4、H2、H2S、CO、CO2等氣體成為包裹體固定在鹽類礦物中和儲于鹽粒微細裂隙內(nèi)。此外熱液礦物也會沉淀析出。

5成藏配套關(guān)系

該區(qū)從沉積充填和構(gòu)造演化匹配關(guān)系上分析，涴市地區(qū)富鉀鹵水豐富，成因多種多樣，可來源于地下深部鹵水、淋濾滲透火山巖地層水或原地高濃縮沉積水。儲集層也具有多樣性，新下段Ⅱ油組砂巖儲集層、強烈斷裂形成交織裂隙儲集體。新下段頂部地層主要以淺湖相沉積為主，發(fā)育巨厚泥巖蓋層，具有較好的封堵性。由于荊沙組沉積時期強烈的構(gòu)造運動、鹽隆作用和火山作用，形成不同圈閉類型，具有較好的成藏配套條件。

6該區(qū)鹵水層壓力

根據(jù)該區(qū)實鉆的GJ1、S4井、ES9井、L9井、S15井井資料分析，認為該區(qū)的深層鹵水層為高壓鹵水層（見表1）。7結(jié)論該區(qū)富鉀鹵水形成的基本條件：1）巨大豐富的鉀鹽物質(zhì)來源，這是形成富鉀鹵水的物質(zhì)基礎(chǔ)和首要條件。2）有利的地質(zhì)構(gòu)造和地理地形條件，有封閉、半封閉的大盆地，其基底有次級凹陷，為持續(xù)聚鹽、儲鹽提供空間，為鹽類分異富集，形成厚度大、品位高、雜質(zhì)少的富鉀鹵水層創(chuàng)造必要條件。3）干旱的古氣候條件，是成鹽富集的必備條件。4）有效的蓋層，是深層富鉀鹵水成藏的必要條件。5）具有獨立的壓力系統(tǒng)，是深層富鉀鹵水成藏的必要條件。6）構(gòu)造斷裂與富鉀鹵水的形成分布也存在密切關(guān)系。