青海海西W地區(qū)鹵水鉀鹽礦的地球物理測井響應(yīng)特征

楊生鵬　刁俊魏　周鈺邦　牛尊毅

摘 要：為加快柴達(dá)木盆地深層鹵水礦勘查評(píng)價(jià)和開發(fā)利用的研究進(jìn)度，提供海西W地區(qū)地層物性參數(shù)和大致了解確定該區(qū)石鹽層的埋深、厚度及結(jié)構(gòu)。對(duì)青海海西W地區(qū)以鉀為主的固液相鹽類礦產(chǎn)開展了地球物理測井工作，本次測井工作選擇多參數(shù)組合測井方法探測，通過對(duì)各鉆孔測井資料的綜合分析，并結(jié)合地質(zhì)鉆探資料加以對(duì)測井識(shí)別的巖性分層對(duì)比驗(yàn)證，獲得了該區(qū)測井識(shí)別石鹽層的測井響應(yīng)特征。結(jié)果表明，W區(qū)石鹽層均表現(xiàn)為低自然伽瑪和高視電阻率的測井反映。這為更加快速有效識(shí)別本區(qū)石鹽層段的劃分和后期地質(zhì)勘探開發(fā)提供了有力依據(jù)。

關(guān)鍵詞：勘查；測井；特征

中圖分類號(hào)：P62 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2019）04-0069-02

Abstract： Abstract： in order to quicken the research progress of exploration， evaluation， exploitation and utilization of deep brine deposits in Qaidam Basin， the physical parameters of strata in Haixi W area are provided， and the burial depth， thickness and structure of rock and salt beds in this area are roughly understood and determined. Geophysical logging work has been carried out for the solid liquid phase salt minerals in Haixi W area of Qinghai Province. This logging work selects the multi-parameter combination logging method to detect， through the comprehensive analysis of the logging data of each borehole. Combined with the geological drilling data， the lithologic stratification identified by logging is verified， and the logging response characteristics of identifying halite formations in this area are obtained. The results show that the low gamma ray and high apparent resistivity are well logging reflections in the rock salt beds in the W area. This provides a powerful basis for more rapid and effective identification of the division of rock and salt layers and later geological exploration and development in this area.

Keywords： exploration； logging； characteristics

引言

鹵水鉀鹽礦作為我國重要戰(zhàn)略性資源，有著十分重要的意義。2014年11月我國深層鹵水找鉀工作取得重大突破，在柴達(dá)木盆地首次發(fā)現(xiàn)儲(chǔ)量巨大的新型鉀鹽資源——“大厚度的深層孔隙鹵水”，使柴達(dá)木盆地繼在成為全國鉀鹽整裝勘查區(qū)以后，又正在成為全國新的重點(diǎn)鉀鹽資源勘查區(qū)。同年李洪普等人指出柴達(dá)木盆地西部深層鹵水鉀鹽礦作為液體礦的一種，分為構(gòu)造裂隙孔隙鹵水鉀鹽礦床、化學(xué)鹽類晶間鹵水鉀鹽礦床和砂礫石層孔隙鹵水鉀鹽礦床，且目前技術(shù)條件下對(duì)化學(xué)鹽類晶間鹵水鉀鹽礦床的開采難度大。到2018年，李文學(xué)等人采用爆破法及大氣聯(lián)通法在羅北凹地鉀鹽礦區(qū)不同水文地質(zhì)區(qū)域?qū)ι畈砍袎汉畬舆M(jìn)行大規(guī)模抽水試驗(yàn)研究，確定了不同水文地質(zhì)區(qū)域深部承壓鹵水合理且經(jīng)濟(jì)的開采方法，實(shí)現(xiàn)了羅北凹地鉀鹽礦深部含鉀承壓鹵水資源的大規(guī)模有效采出，將很難利用的深部富鉀承壓水變成可利用資源，提高了羅北凹地液體鉀鹽礦的深部承壓鹵水資源的利用率。但現(xiàn)今為止，通過地質(zhì)鉆探和地球物理測井方式結(jié)合進(jìn)行相關(guān)鹵水鉀鹽礦的研究文獻(xiàn)相對(duì)較少。因此本文試圖通過對(duì)青海海西W地區(qū)以鉀為主的固液相鹽類礦產(chǎn)預(yù)查工作中的各個(gè)鉆孔地球物理測井資料的對(duì)比研究，并結(jié)合地質(zhì)鉆探資料，尋找出識(shí)別該區(qū)主要礦層石鹽層的特定的測井響應(yīng)特征，為該區(qū)鹵水鉀鹽礦埋深、厚度及結(jié)構(gòu)的確定提供合理有效的直接證據(jù)。

1 地質(zhì)與地球物理特征

預(yù)查區(qū)位于柴達(dá)木盆地西部，海拔相對(duì)較高，相對(duì)高差100～300m。區(qū)內(nèi)地表水系極不發(fā)育，除北部及西南部山前沖洪積平原發(fā)育少量沖溝，除雨季外再無其他地表水。

1.1 地質(zhì)概況

區(qū)內(nèi)出露地層主要有第四紀(jì)及新近紀(jì)地層。第四紀(jì)地層在礦區(qū)內(nèi)廣泛分布，地表出露有全新統(tǒng)（Q4）、上更新統(tǒng)（Q3），隱伏下更新統(tǒng)（Q1+2）。新近紀(jì)地層主要在工作區(qū)南部和東北部尖頂山，主要發(fā)育獅子溝組（N2s）和油砂山組（N1y）。

本次預(yù)查工作施工的鉆孔鉆獲的巖芯顯示該區(qū)所涉及勘查深度范圍內(nèi)的地層主要有粘土層、粗砂、芒硝及礦層石鹽巖組成。

1.2 地球物理特征

自然伽瑪測井是以測定鉆孔地質(zhì)剖面中各種巖層的自然放射性強(qiáng)度為基礎(chǔ)的一種方法，不同的巖層，其放射性物質(zhì)含量就不同，在自然伽瑪參數(shù)上就有不同的反映。一般而言，巖石的天然放射性有以下變化規(guī)律：隨泥質(zhì)含量的增加而增加；隨有機(jī)物含量增加而增加；隨著鉀鹽和某些放射性礦物的增加，區(qū)內(nèi)粘土層自然伽瑪呈現(xiàn)高值反映，粗砂及石鹽層自然伽瑪為低值反映；電阻率測井的地質(zhì)效果是由不同的巖石和礦物的導(dǎo)電性具有不同程度的差異所決定的，區(qū)內(nèi)第四紀(jì)地層膠結(jié)較差，地層水礦化度較高，整體呈明顯低阻異常反映；新近紀(jì)地層膠結(jié)較好，巖層電阻率相對(duì)較高，但受高礦化度泥漿影響，其電阻率值與第四紀(jì)地層差異不明顯；而石巖巖具有較差的導(dǎo)電能力，故相對(duì)于其他圍巖表現(xiàn)為電阻率幅值高的測井曲線形態(tài)特征。另外自然伽瑪能譜測井能有效識(shí)別蒸發(fā)巖中的鉀鹽巖，但對(duì)于不含高放射性的石鹽巖來說，U、Th、K礦物含量均較低，而對(duì)于鉀鹽巖而言，鉀礦物含量較高。所有區(qū)內(nèi)自然伽瑪能譜測井能有效識(shí)別鉀鹽巖等。

鑒于自然伽瑪及視電阻率兩種參數(shù)對(duì)不同巖層有較明顯的物性差異，且石鹽巖層相對(duì)于其他圍巖表現(xiàn)為自然伽瑪?shù)椭?、視電阻率相?duì)較高值的特定測井曲線組合形態(tài)特征，能夠較準(zhǔn)確地判斷巖層粒級(jí)，故本次測井解釋中主要應(yīng)用這兩種參數(shù)方法。

2 實(shí)例研究

區(qū)內(nèi)鉆孔所見石鹽層成透明至半透明狀，導(dǎo)電性較弱，與芒硝共伴生。鉆孔所見石鹽層在測井參數(shù)中的反映為較高視電阻率（相對(duì)頂?shù)讎鷰r）、低-極低天然放射性。井徑參數(shù)曲線在石鹽層一般較規(guī)則，且大于鉆頭直徑。其自然伽瑪曲線幅值在0.05～0.55pA/kg之間，一般在0.1～0.2pA/kg范圍內(nèi)變化；視電阻率較高，曲線幅值變化范圍為15～32Ω.m，物性參數(shù)幅值統(tǒng)計(jì)見表1。物性反映特征見圖1，可見明顯低自然伽瑪高視電阻率異常。

圖2是Y號(hào)鉆孔在90米至105米段的測井解釋成果與鉆探編錄成果的對(duì)比，100米附近所見石鹽層與測井成果基本吻合，僅100.35至100.55米處鉆探所見的0.2米厚的石鹽層測井曲線沒有顯示，這是由于本次所用數(shù)據(jù)采樣間隔為0.05米，測井能識(shí)別的巖層最小厚度應(yīng)大于0.3米，故在本層沒有反映。

3 結(jié)論

通過對(duì)該預(yù)查區(qū)內(nèi)施工鉆孔測井資料的綜合對(duì)比研究得出了該區(qū)主要礦層石鹽巖層相對(duì)于其他圍巖呈現(xiàn)低自然伽馬、高電阻率的測井響應(yīng)特征，石鹽巖層處的自然電位曲線呈現(xiàn)相對(duì)負(fù)異常反映。這為以后鹵水鉀鹽礦的勘探開發(fā)奠定了基礎(chǔ)。同時(shí)在測井解釋過程中參考了鉆探地質(zhì)編錄成果，兩者間有較好的驗(yàn)證關(guān)系，通過測井解釋成果發(fā)現(xiàn)的粘土層位、石鹽層位與地質(zhì)編錄劃分的層位誤差很小，進(jìn)一步驗(yàn)證了利用該測井響應(yīng)特征去識(shí)別鉀鹽礦目的層厚度及縱向分布范圍的可行性。也說明此次地球物理測井所選用參數(shù)方法在鉀鹽礦勘查中是較為可靠的。

參考文獻(xiàn)：

[1]康維海.柴達(dá)木盆地正在成為全國新的重點(diǎn)鉀鹽資源勘查區(qū)[J].青海國土經(jīng)略，2014（06）：55-57.

[2]李洪普，鄭綿平.柴達(dá)木盆地西部深層鹵水鉀鹽礦成礦地質(zhì)特征[J].礦床地質(zhì)，2014，33（S1）：935-936.

[3]李文學(xué)，張凡凱，王江，等.羅北凹地液體鉀鹽礦深部承壓鹵水特征及其開采方法試驗(yàn)研究[J].地質(zhì)學(xué)報(bào)，2018，92（08）：1605-1616.