地下卤水的富集

以沉积盆地———四川盆地(图5.3)为例，地下卤水并非遍布于整个盆地，而是储集于某些层位，并在某些部位富集。地下卤水的储集和富集并没有固定的模式，但是其影响因素可以大致归纳为岩性和构造两类。

图5.2 美国路易斯安那州Welsh盐锥附近地下卤水的含盐量变化(单位:g/L)(据Hanor，1994)

图5.3 四川盆地背斜构造和主要背斜储卤构造(据Zhou等，1997)

5.2.2.1 岩性对地下卤水富集的影响

沉积地层的空隙是地下卤水的储集和富集的场所，不同岩性的地层通过所具有的孔隙、裂隙和溶穴的差异来影响卤水的储集和富集。地下卤水的富集程度大体上可以用储卤层的空隙度和渗透率来描述。显然，储卤层的空隙度和渗透率越大，对地下卤水的富集越有利。

在碎屑岩中影响地下卤水富集的主要因素是岩层孔隙的大小和多少。一般来说，碎屑岩的碎屑粒径越大、分选越好、胶结物含量越少，则碎屑岩的孔隙性和渗透性越好。例如，华北盆地新近系砂岩的孔隙度和渗透率随直径大于0.1mm的碎屑颗粒的百分含量的增加而明显增大，随钙质胶结物含量的增大而明显减小。碎屑岩如果发育有裂隙，也有利于地下卤水的储集和富集。

在碳酸盐岩中，影响地下卤水富集的除了原生和次生孔隙外，更重要的是次生的裂隙和溶穴。例如，四川盆地自贡市邓关储卤构造的下三叠统嘉陵江组石灰岩中孔隙以次生溶孔(针孔)为主，兼有原生粒间、晶间孔隙，其孔径为0.012～1.822mm，当具有次生裂隙后，孔隙度、渗透率增大2～3倍，使储卤层的储集性能大大提高。在构造应力影响相同的情况下，碳酸盐岩裂隙的发育程度主要取决于岩性特征，纯质石灰岩、白云岩等具有弹脆性的岩石容易产生裂隙，而泥灰岩等具有塑性的岩石不利于裂隙产生。

由于不同岩性的地层因其空隙发育的差异，使岩层的孔隙度和渗透率发生变化，从而导致地下卤水在不同岩性的储卤层中的富集程度有所不同，例如，四川盆地三叠系由交互叠置的砂岩、页岩、石灰岩、泥质石灰岩组成，正是由于岩性对地下卤水富集的影响，体现在垂向上呈现出储卤层和隔水层平行叠置的特点。

5.2.2.2 地质构造对地下卤水富集的控制

地质构造对储卤层的空隙性和渗透性起到重要的改造作用，储卤层不同构造部位的卤水富集程度差异很大，地质构造成为地下卤水富集的主要控制因素，使地下卤水在平面上的分布呈现出明显的差异。

(1)背斜构造对地下卤水富集的控制

背斜构造通常是地下卤水相对富集的部位，构成背斜储卤构造。背斜一般是在水平挤压应力作用下形成的，按褶皱的强弱可以分为丘状、箱状、膝状和梳状背斜等。丘状、箱状和膝状背斜受力较弱，褶皱适度，核部隆起不高，有较大的闭合面积和较为发育的裂隙，故地下卤水的富集程度虽不十分突出，但开采井流量却较稳定，例如四川盆地的遂宁、武胜、盐亭等地区的背斜储卤构造。梳状背斜受挤压力较强，褶皱强度大，在其轴部裂隙发育，并常有叠瓦状断裂构造，地下卤水富集程度好，例如四川盆地泸州和隆昌之间的一些背斜储卤构造。

在同一背斜构造中，在轴部及倾没端等部位，由于应力集中，形成横张裂隙和二次纵张裂隙，使裂隙的隙宽和密度增大，从而使储卤介质的空隙度和渗透率增大，提高了地下卤水的富集程度。另外，在不对称的背斜中，产状陡急的一翼常因受力不均，引起岩层挤压破碎，形成卤水富集的良好储存空间和运移通道，可以出现卤水富集带。

(2)断裂构造对地下卤水富集的控制

断裂构造对地下卤水富集的控制作用较背斜构造更加明显。这是由于断裂在一定宽度和深度范围内产生断裂带，使岩层中形成了隙宽和密度均很大的裂隙带，在该带中裂隙储卤介质的空隙度和渗透率均大为提高，从而使地下卤水的富集程度也相应提高。例如，在四川盆地自贡市自流井背斜储卤构造(图5.4)中，在背斜的西南部发育有黄葛坡断裂带，其断距60～70m，延伸长度约12km。在该储卤构造上的70%的卤水开采井大体上呈线状集中分布在此断裂带上，其产量占整个储卤构造总产量的74%。应该指出，在一些断裂构造中地下卤水的富集带并不一定与断裂构造线完全吻合，而是位于断裂构造线一侧偏离断裂构造线的一定距离处。特别是逆冲断裂构造中，地下卤水富集带往往在断裂构造上升盘一侧的一定距离内。

图5.4 四川盆地自贡市自流井背斜储卤构造与断裂带(据林耀庭，1999)

(3)复合地质构造对地下卤水富集的控制

地质构造的复合使单个地质构造形成的裂隙相互叠加，使储卤介质的空隙度和渗透率也相应增加，从而提高地下卤水的富集程度。按地质构造的复合形式可以分为同类地质构造复合和非同类地质构造的复合(李慈君等，1992)。在四川盆地南部，走向近东西的褶皱和走向近南北的褶皱相互交叉和影响，造成串珠状连续排列的穹隆构造，在穹隆构造中裂隙发育，成为地下卤水富集的良好场所。不同走向的两组断裂构造的交汇处，裂隙异常发育，常常是地下卤水富集的部位。不同时期形成的断裂交汇，会在原有裂隙的基础上派生出新的裂隙，为地下卤水的富集创造条件。非同类地质构造的复合比较容易判断，多为背斜构造和断裂构造的复合。断裂构造规模小者可以不超过背斜构造的规模，断裂构造规模大者可以超过背斜构造的范围，延伸到背斜闭合圈以外。在背斜构造上发育的断裂带，通常是地下卤水富集的重要地带(图5.5)。

图5.5 四川盆地西部隐伏背斜储卤构造与断裂带示意图(据林耀庭等，2002)