合肥断陷盆地北缘古近、新近系含膏、成盐岩系的划分与控制

合肥断陷盆地北缘古近、新近系含膏、成盐岩系的划分与控制

1合肥断裂盆地合肥沉降盆地位于台南东部。东部-吕断裂带附近与鲁东地盾相邻。西部和西北部以寿县-英田-芦溪断裂和茂县-温山断裂为边界，与鲁西台龙相连。南部以金牛市-龙门断裂和佛子岭褶皱带为边界，周围高度增加，中间塌陷。这是一个由深层断裂控制的沉降盆地（图1）。在合肥断裂盆地中间，有一条东西的肥中断裂贯穿，将整个盆地分为肥南、肥北两个次一级断陷盆地。在肥北断陷盆地中又发育了更次一级的隆起和小的断陷盆地。其各级构造单元划分，详见表1所示：2远-康断陷盆地，至西中央层面，本文所论述的合肥断陷盆地北缘古近、新近系定远组含膏、岩盐建造沉积特征及分布规律，系指定远-永康断陷盆地，即自东向西有定远严桥，定远东兴，定远永康等地。第三系定远组含膏、含岩盐系沉积特征，定远-永康断陷盆地，以中部定远东兴盐矿为沉积中心，其厚度达867.07～812.69m2.1晚白垩世张桥组—下段：成膏、成盐的准备阶段（期）：本文对下段（又称成膏、成盐的育孕期）：由于定远组与下伏白垩纪张桥组为整含接触关系晚白垩世张桥组—定远组下段岩性：下部以棕褐色、砖红色厚层中、粗粒砂岩，砾岩，上部褐色粉砂层，粉砂质泥岩，含膏泥，粉砂岩。含膏品位一般都在10%以下，没有工业价值。岩相：自下而上为河床相，河漫滩，滨河床浅滩，滨湖相，低级的硫酸盐湖相，湖泊相。2.2层序（深黑色）本文对中段（又称成膏、成盐的鼎盛阶段期）根据本段岩性、岩相，成矿情况可分为，中下段中1段：为深灰色-灰黑色厚层泥岩，深黑色灰黑色泥质石膏，以石膏-硬石膏为主（厚9.76～38.73m）称下石膏段，之上为含膏、含钙芒硝泥岩，以芒硝为主（厚0～7.49m）称下芒硝段，因此，中1统称硫酸盐岩沉积阶段。中段中部（即中中段上部盐矿层直接顶为一套深黑色含膏、含钙芒硝泥岩，以钙芒硝为主，（厚0～20.94m）称上芒硝段。上芒硝段之上又沉积了一套深黑色，深灰色与含膏泥岩（CaSO4）称为上膏段。顶部发育了一层厚层状深灰—青灰色泥岩，含膏成分越来越少，该层一般厚度30～50m,层位稳定，全区均可对比（图2），称之上标志层（K2）。古近、新近系定远组中段的沉积环境，均为硫酸盐湖及卤化盐湖相沉积，展示出一套由碎屑岩→含钙碎屑岩→硫酸盐类→硫酸盐及其复盐→氯化物盐→硫酸盐→及硫酸盐复盐→碎屑岩。沉积过程显示：由淡水湖泊→硫酸盐湖→浓缩氯化盐自析沉积→硫酸湖过程，同时也可以说明定远盐矿在成盐过程中及在岩盐沉积之后，其与外围的硫酸盐湖湖水与盐湖沟通，但外围硫酸盐湖水进入量不大，所以卤水被冲淡，在盐矿层之上又沉积了溶解度较低盐类，这样在东兴盐矿就形成了两种或两种以上韵素组成的韵律。如上述：石膏→硬石膏→钙芒硝→石盐→钙芒硝→硬石膏组成的韵律。由于受喜马拉雅前期（晚始新世）运动影响，使整个定远盐盆地，或者讲使整个合肥断陷盆地北缘在定远组中期以后开始上升，从此开始，盆地结束了成盐过程。2.3区域构造及沉积特征定远组上段：岩性颜色由灰转红，粒级由细变粗，全段厚72.12～207.37m，从岩性分析，表明本段由原来低能搬运的湖泊相，逐渐转变为高能搬运，即广义的冲积相，沉积环境由原来的还原环境，转向氧化环境，标志着本区盆地成盐过程结束、消亡。综上述可见，合肥断陷盆地北缘第三系定远组三个岩性段所代表的沉积环境是一个由淡→浓缩→淡的演变过程，基本上为一完整的一级大的沉积旋回。即淡水湖→低级硫酸盐湖→硫酸盐湖→盐岩湖→硫酸盐湖→淡水湖泊相→河流相的沉积结构。当然在硫酸盐湖→盐岩湖的发展过程中每个层组可见无数个极小的韵素组成的韵律旋回，表现为粘土与各种盐层的互层。东兴盐矿外围（即东部严桥湾李，西部永康八里张）古近、新近系定远组盐湖的发展、演变过程较东兴盐湖盆地发展过程较简单，它们的发展、演变也可划分为准备阶段、成盐的强烈阶段、消亡阶段三大部分（图2），但其盐湖发展、演变过程中，由韵素组成韵律旋回较东兴盐矿盆地简单。一般表现为：碎屑岩湖→硫酸盐湖及其复盐→碎屑岩。没有形成岩盐类矿物沉积。但在定远盐矿外围个别地点，也出现极少数钻孔如ZK405、ZK805、ZK1605孔中也见到：碎屑岩→石膏、硬石膏→硫酸盐复盐→盐岩→硫酸盐及硫酸盐复盐→石膏、硬石膏两种或两种以上的韵素组成的韵律。这些个别地点个别孔，都紧邻盐矿体边缘，但盐岩层沉积厚度一般都很薄，单层厚度一般都在1～2～3m之间，它们均与粘土互层，产生这种现象，说明东兴盐矿，在成盐强烈阶段，由于季节性的降水，使东兴盐盆地的卤水上涨，东兴盐盆地个别地点与外围有沟通缺口，卤水通过缺口向外溢出，当枯水期时，盐矿卤水向外溢出停止。所以东兴盐矿外围成盐、成膏盆地沉积韵素组成仅个别地点为碎屑岩→硫酸盐及其复盐→卤化物盐→硫酸盐→碎屑盐。但整个外围为以硫酸盐为主的硫酸盐沉积（图3）。3定远—成矿规律上述可见，定远东兴盐矿床，在垂直方向上具有明显的垂直分带现象。水平上也显示有类似“牛眼式相带”分布特征。即由成盐盆地边缘往中心依次石膏、硬石膏，钙芒硝带、盐岩带。合肥断陷盆地位居于秦岭—大别山和南岭之间，定远—永康盐盆地南北边界断裂与区域性构造一致。即盐盆地南北边界断裂主要是近东西向或北西西—南东东向断裂（图3）。成盐盆地的演化发展，明显受东西断裂控制。而这种断裂，可能与成盐期（即古新世—始新世）是准同期活动，盐岩矿体总的形状为近东西向展布的扁豆体（图3）。在盐类矿床四周（即所讲的外围），均为硫酸盐及硫酸盐复盐所包围，定远盐岩矿床水平分布,也并非如教科书上所讲的在水平方向上呈“牛眼式相带”分布特征。造成定远盐矿床这种形态可能与成盐期北西西—南东东准同期断裂的控制有关。从整个定远-永康盆地看，也显示近东西向延伸的特点（图3）。4盆地形成环境合肥断陷盆地北缘从东部定远严桥，向西至中部定远东兴到西部定远永康断陷盆地古近、新近定远组含膏、含盐建造，与我国东部地区盐类矿床时空分布特征基本上是一致的，即成盐的强烈时期，应是从始新世—渐新世为本区成膏，成盐的高潮期。矿床数量多，盐层厚度大。矿床发育以石膏、硬石膏、钙芒硝-岩盐矿床，以及石膏，硬石膏，钙芒硝为主。盆地未达到钾盐沉积阶段；含盐盆地的形成、演化和发展，与我国东部即秦岭-大别山之间的一些大型断陷盆地的南北边界断裂主要为东、西断裂以及强烈成盐、成膏期，与近东西向同生断裂准同时发生，沉降影响着盆地的岩相带分布，浓缩中心往往偏于沉降幅度最大的一侧的一致性。定远严桥-东兴-永康断陷盆地为内陆盐湖环境以周缘风化物质为主要补给来源，形成的古卤水化学类型，以硫酸