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一、 矿床时空分布及成矿规律
中国芒硝矿的产出时代，既有现代盐湖矿床，也有古代的芒硝和钙芒硝矿床；产出的岩相既有陆相碎屑岩系的，也有海相碳酸岩系的；产出的物态既有液相的，也有固相的，还有固、液并存的。
芒硝类矿床和中、新生代的石油、天然气和煤矿一样，都和盆地有关。而盆地主要有4种类型：大陆边缘盆地，大陆裂谷盆地，山前或山间盆地以及大陆内部拗陷盆地。其中，中国东部一系列盆地皆属于大陆裂谷盆地。该类盆地发育了红色含盐建造。江苏淮安晚白垩世的钙芒硝-岩盐矿床，江西、安徽、湖北、湖南等地的第三纪芒硝矿床即分布于此类盆地中。属于山前或山间盆地的有新疆吐鲁番—哈密盆地、云南滇中安宁盆地、禄劝禄丰盆地、青海柴达木盆地等。在这些盆地中，分布有晚侏罗世、晚白垩世、新第三纪、第四纪钙芒硝矿床或芒硝矿床。属于大陆内部拗陷盆地的有四川盆地、鄂尔多斯盆地、汾渭地堑，以及内蒙古、甘肃一带的小型断陷型盆地群。在川中盆地分布有晚白垩世新津钙芒硝矿床、眉山大洪山钙芒硝矿床等；在汾渭地堑中部分布有运城盐湖以及作为沙下湖矿床产出的早、中更新世芒硝-白钠镁矾矿床；在内蒙古、甘肃分布有第四纪芒硝矿床。
中国第四纪芒硝矿床的分布除与构造运动有关外，还和气候和纬度关系密切，多分布于北纬30°～49°之间的现代盐湖区，此盐湖区属北半球盐湖带之一部分，广布着数以千计的现代盐湖。掩埋型芒硝矿床与卤水型芒硝矿床或分布于一起，或相距不远。前者之芒硝层产于地下，距地表一般数米至百余米，而后者常产出于地表或产于距地表仅数米之地下。
二、 矿 床 类 型
中国芒硝类矿床根据其形成的地质时代、沉积环境、主要有用矿物组合等不同特点，分为现代内陆盐湖芒硝矿床和古代内陆盐湖芒硝矿床2种类型。
(一) 现代内陆盐湖芒硝矿床
此类芒硝矿床形成于第四纪，多分布在秦岭以北的新疆、青海、宁夏、甘肃、山西、内蒙古、黑龙江及西藏等广大的高原或沙漠干旱气候区内的盐湖中。
现代盐湖芒硝矿床按其产出状态可分为液相和固相两类。
液相包括盐湖表层卤水和晶间卤水。表层卤水是盐湖中随外界条件变化而变化的不稳定盐体。在不同的年代和季节里，卤水的量和浓度以及化学成分都会有较显著的变化。它与补给水流经区域、湖岸的岩土以及湖地的淤泥、生物化学等因素密切相关。大部分盐湖表层卤水深度数厘米到数十厘米，仅少数深度超过1 m。晶间卤水封存于晶体或颗粒间的孔隙和气孔中，并可浸透到湖底盐层的淤泥层中。其含量可从10%至20%～30%。化学成分和浓度相对稳定。
固体相芒硝矿床由于成矿时的卤水类型不同，因而在不同的盐湖形成不同的矿物组合。盐类矿物的沉积常有较明显的分异现象，在垂直方向上，自上而下常为石膏—芒硝—岩盐，石膏—芒硝，天然碱—芒硝或单一芒硝沉积。
现代盐湖芒硝矿床规模一般都较大，由于盐湖本身面积变化较大，因此矿床的规模相差也很大，面积可从零点几到几百平方公里，大、中、小型都有；但埋藏较浅，仅几十厘米到几米，有的则裸露地表。矿床地质构造简单，矿体多为层状、似层状，产状水平，仅局部受古湖底影响，矿体略倾向于湖心，倾角3°～5°。此外，尚有部分矿体呈鸡窝状或透镜状产出，此类矿床规模一般都较小。芒硝矿层由单层或多层构成，矿层总厚度一般为数米至几十米或更大，最大厚度可达百米以上，单层厚几厘米至数米。
现代盐湖芒硝矿床的另一特点是，除部分沙下湖和干盐湖芒硝矿床为固相矿床外，其余大部分为固、液相并存矿床。
(二) 古代内陆盐湖钙芒硝矿床
该类矿床形成于白垩纪和第三纪，大部分分布在四川、云南、湖北、湖南、安徽、山东以及新疆、甘肃等省(区)，含盐盆地受燕山运动后期形成的断陷或拗陷内陆盆地所控制。含盐厚度较大，并多次成盐。有石膏—钙芒硝—岩盐或石膏—钙芒硝所组成盐韵律反复出现。矿体受构造影响，形状、产状变化较大，常呈层状、似层状或透镜状产出，矿体埋藏较深，除个别矿区埋藏较浅外，一般都在数十米至数百米。
此类矿床规模一般都较大，多为大中型，面积由几十平方公里至数百平方公里。
三、 典 型 矿 区
(一) 山西运城盐湖芒硝矿区
山西运城盐湖位于黄河流域，运城盆地的东南部，是中国东部第四纪盐湖带最南端的一个盐湖，属现代内陆盐湖芒硝矿床。盐湖呈北东—南西向带状延伸，长约23 km，宽约4 km，面积约90 km2。运城盐湖芒硝矿床既有湖水矿床，也有浅部芒硝矿床，还有深埋地下100多m的掩埋型芒硝矿床。该盐湖相传舜时即已利用，有数千年的开采历史，是中国开采芒硝矿最久远的重要矿床之一。
盆地中第四纪含盐系有两个成矿时代， 一是下部中更新世， 二是上部上更新世—全新世。 其下部中更新世芒硝矿层分布于东北部的界村； 上更新世—全新世生成的芒硝矿层分布于东滩—西滩。矿床由界村、东滩、 西滩、 硝板、湖表卤水等5个矿体组成(图4.6.2)。
图 4.6.2山西运城盐湖地质略图
界村矿体：顶板埋深60～80 m。呈近东西向延伸，长4.1 km，宽1.2 km。面积5 km2。矿体呈似层状，产状平缓，倾角0.6°～1.2°。厚度0.89～9.24 m，平均4.58 m。组成矿体的主要矿石有3种类型，即晶质芒硝矿石、白钠镁矾矿石和泥质钙芒硝矿石。其中晶质芒硝矿体厚2～2.59 m，主要矿物组分为芒硝，次为石膏、钙芒硝、白钠镁矾。化学成分中Na2SO4平均含量41.5%；白钠镁矾矿石多为薄层状或不规则团块状夹于芒硝层中，矿石中Na2SO4平均含量39.24%；泥质钙芒硝矿石厚度1.28～2.33 m，主要成分为亚粘土，钙芒硝呈菱形板状或细粒状散布于细粘土中，矿石中Na2SO4平均含量21.69%。
东滩矿体：主要位于鸭子池西堤到大李村北。矿体顶板埋深0～35 m，呈北东—南西向延伸，长7 km，宽约1 km。矿体自下而上有6个矿层。第一矿层分布于东滩的西部，以白钠镁矾为主，部分含芒硝较多；第二矿层为晶质石盐层；第三矿层为白钠镁矾和含白钠镁矾的芒硝；第四矿层为晶质石盐层；第五矿层为白钠镁矾；第六矿层为晶质芒硝。此外，该矿体中尚有泥质钙芒硝矿层，矿石Na2SO4平均含量为15.64%。
西滩矿体：分布于西滩湖底淤泥层之下，埋深0.3～0.5 m。呈东西向，长约5 km，宽1.2 km。矿体一般厚约2 m。有3种矿石类型：一是晶质芒硝，Na2SO4平均含量36.56%；二是白钠镁矾矿石，Na2SO4平均含量37.72%；三是泥质钙芒硝矿石，Na2SO4平均含量15.36%。
硝板矿体：硝板系由历代治畦晒盐所遗弃的芒硝、白钠镁矾组成的人工堆积体。集中分布于盐湖北岸、东岸及东南岸一带的现代盐田生产区和荒废的古盐田之下。硝板厚0.3～5.76 m，一般1～3 m。矿体下部以芒硝为主，杂有白钠镁矾，上部则以一般镁矾为主。硝板的平均化学成分为Na2SO4 39.77%，MgSO4 22.25%，NaCl 3.95%。
湖表卤水矿：这是湖区液相矿体中最具工业意义的矿体。由于受大气降水、周边地下径流和浅层承压水的补给，湖水浓度变化较大，一般为2°～16°Be，含NaCl 0.6%～3.0%，Na2SO4 1.5%～10%，MgSO4 0.4%～2.0%。此外，含Br 30～60 mg/L,I 0.1～1.0 mg/L。
(二) 新疆哈密七角井东盐池石盐芒硝矿区
该矿区位于七角井盆地西部，湖盆面积40km2。矿床属现代内陆盐湖石盐芒硝矿床，盐湖系一基本结束盐湖发展过程的内陆干盐湖。
区内出露的地层有晚古生代上泥盆统、上石炭统、下二叠统以及新生代的第三纪和第四纪地层。尤其以第四系分布最广，是七角井盆地的主要沉积物。含矿层属第四系全新统湖相沉积物，覆盖于上更新统湖积?冲洪积物之上。
七角井东盐池是一个以石盐、芒硝、无水芒硝沉积为主，并在其间充填晶间卤水的复盐矿床(图4.6.3)。
图 4.6.3新疆七角井东盐湖地质略图
1.浅部芒硝矿层
矿体位于全新统上段地层顶部，并出露于地表，按其矿物成分分为3层：
上石盐层：位于湖盆中心低洼地带，直接出露地表，厚度由湖心向边缘变薄，最大厚度3.4 m。此层按其矿石结构、岩性特征又可细分为蜂窝盐及石盐壳层、细粒—粗粒石盐层和巨粒石盐层3层。其中，蜂窝盐及石盐壳层，分布面积23.4 km2，平均厚度0.31 m，矿石中NaCl的平均含量76.93%，Na2SO4平均含量6.98%，主要矿物为石盐，少量无水芒硝、粘土、砂等。细粒—粗粒石盐层，分布面积13.84 km2，平均厚度0.87 m。主要组分NaCl 平均含量80.77%，Na2SO4为3.89%，矿物组成与石盐壳层相同。巨粒石盐层分布于矿区中部及南部，面积2.69 km2，平均厚度0.72 m。主要组分NaCl 的平均含量为69.23%，Na2SO4 6.57%。总的来说，石盐层分布范围由小变大，矿物晶粒自下而上由粗变细，无水芒硝分布于石盐晶间，总体上分布较均匀，但底部无水芒硝急剧增多，过渡为下部的无水芒硝矿层。
无水芒硝矿层：位于石盐层之下，顶板埋深1～2.5 m，呈似层状与小透镜体状，矿物成分以无水芒硝为主，含少量石盐、芒硝、粘土和石膏，各种矿物成分含量在不同地点变化较大，特别是石盐、芒硝含量有分别向上和向下变高的特点。该层分布面积3.66 km2，厚度大部分小于1 m，平均厚度0.25 m。无水芒硝常呈自形—半自形的斜方双锥晶体，石盐和芒硝多嵌于无水芒硝晶间。全矿层主要组分的平均含量为NaCl 11.04%，Na2SO4 81.65%。
芒硝矿层：位于上部盐层底部，矿层呈似层状、透镜状。顶板埋深一般在0.3～3 m之间。与下伏深部的芒硝矿层垂直距离14 m左右。本层芒硝厚度1～3 m，最厚4.27 m，平均1.6 m。主要矿物成分为芒硝，其次为无水芒硝和石盐，少量石膏和钙芒硝。矿石中Na2SO4的平均含量81.65%。
2.深部芒硝矿层
位于全新统下段地层顶部，矿层顶板埋深18.5 m。分布面积11.70 km2，平均厚度1.55 m，最大可达5.21 m。主要矿物成分为芒硝、石膏，未发现无水芒硝，且石盐含量较少，矿石Na2SO4平均含量78.59%。
3.晶间卤水
晶间卤水是矿区的主要矿产之一，有上、下两层。
表层晶间卤水：赋存于表层矿的石盐与芒硝(无水芒硝)矿层的孔隙之中，含水层厚度一般为1～4 m，最大达5.49 m，平均厚度3.11 m。含水层孔隙度以石盐层较大，为39.08%，芒硝层较小为23.6%。卤水平均化学成分为NaCl 25.04 g/L，Na2SO4 99.50 g/L。在矿区中、西部及东部NaCl 含量为102.99～274.44g/L，Na2SO4含量为64.27～130.5 g/L，而西部及北部边缘仅有Na2SO4 达工业品位，含量为157.51～186.94g/L，在南中部及东中部仅NaCl达工业品位，含量283.24～305.66 g/L。
下部晶间卤水：赋存于深部芒硝矿层的孔隙及裂缝中，含水层厚度为0.87～1.65 m，孔隙度为23.11%，比表层晶间卤水含水层为小。卤水中NaCl 含量为55.88～239.11 g/L，平均值为146.30 g/L；Na2SO4 46.38～68.47 g/L，平均值为60.19 g/L。
(三) 四川新津金华钙芒硝矿区
四川新津金华矿区位于新津县东南、成都西南，直距36 km。矿床类型为古代(晚白垩世)内陆盐湖盆地沉积矿床。区内出露地层主要为白垩系海棠井组及金刚山组，第四系不整合于白垩系之上。矿层赋存于上白垩统海棠井组中上部，产状平缓，为隐伏矿床，埋深100～200 m。矿体呈层状产出，分上下两个矿带，共有11层，累计矿层厚度为25～30 m。
下矿带一般含矿3层，总厚8～10 m。矿层间夹层为紫红色砂质或泥质白云岩，厚度小于1.2 m，矿层较稳定，分层对比明显。下矿带Na2SO4 平均品位为38%左右。上、下矿带间夹12～14 m紫红色泥质、砂质白云岩或白云质粘土岩，并含不稳定钙芒硝1～3层。上矿带矿层总厚17～20 m，最大夹层厚度3.31 m，一般为1 m左右。上矿带含钙芒硝8层，下部5层矿厚度较大，一般2～3 m，最大6.73 m，品位较高，最高含Na2SO4 达41.6%，平均33%；其上部3层矿厚度稍小，一般1～2 m，最大2.43 m，最小0.46 m，品位也稍低，最高含Na2SO4 34.27%，最低23.39%，平均27%。 钙芒硝矿石的主要组成矿物有： 钙芒硝、 硬石膏、 石膏、 白云石。 此外， 还有次生芒硝及少量方解石、石英和粘土矿物。
(四) 云南安宁岩盐-钙芒硝矿区
矿床位于昆明市西32 km的安宁盆地。其面积264 km2，含盐岩系分布范围80 km2，其中，盐层保存条件较好地段有60 km2，主要赋存于上侏罗统安宁组中下部，属古代内陆盐湖岩盐-钙芒硝矿床。
安宁组是一套以盐岩、钙芒硝岩为主体的细碎屑和泥质碳酸盐沉积层，含盐岩系自下而上分为3个盐组。下盐组含盐性较差，其中上部分有硬石膏及钙芒硝岩，该组可分为下膏段、下膏硝段和下硝段；中盐组以石盐岩为主，夹有钙芒硝岩；上盐组主要矿物成分为钙芒硝、芒硝、硬石膏和石膏，局部含薄层石盐，该组可分为上硝段、上膏硝段、顶硝(盐)段和上膏段。
矿床由岩盐矿层、钙芒硝-岩盐矿层和钙芒硝矿层所组成。
钙芒硝?岩盐矿层单层厚 1～3 m，最厚可达 16.32 m。 累计厚度最大 104.87 m。
钙芒硝矿层或呈厚的单层，或与岩盐层相间成层产出。钙芒硝矿在上、中、下岩组中分布情况是：上盐组累计厚19.71～106.51 m，Na2SO4 平均品位28.88%；中盐组累计厚68.02～113.99 m，Na2SO4 含量25.98%；下盐组累计厚度11.78～29.53 m，Na2SO4 平均含量21.65%。Na2SO4 平均品位28.88%；中盐组累计厚68.02～113.99 m，Na2SO4 含量25.98%；下盐组累计厚度11.78～29.53 m，Na2SO4 平均含量21.65%。 ，Na2SO4 平均品位28.88%；中盐组累计厚68.02～113.99 m，Na2SO4 含量25.98%；下盐组累计厚度11.78～29.53 m，Na2SO4 平均含量21.65%。Na2SO4 平均品位28.88%；中盐组累计厚68.02～113.99 m，Na2SO4 含量25.98%；下盐组累计厚度11.78～29.53 m，Na2SO4 平均含量21.65%。 | 
