第二节 成盐盆地基本地质特征

现今已发现的固原岩盐矿床分布于固原市区西北部硝口—上店子一带，构造位置上处于六盘山盆地中南部。六盘山盆地是自古生代以来的多期多阶段构造演化作用叠加形成的叠合盆地，盆地北界位于天景山—香山一带，与贺兰山造山带相对应，东临鄂尔多斯盆地，西南为北祁连褶皱带，向南延伸与北秦岭相接，西北端延伸与河西走廊对应，整体呈北北西向延伸，北宽南窄，呈倒三角形。

一、地层

六盘山盆地地层自元古界至新生界均有出露，但出露和分布面积差异性较大，以中—新生界地层为主。盆地发育双重基底，分别为太古界与中元古界结晶基底和下古生界褶皱基底；共发育三套沉积盖层，分别为上古生界泥盆系—石炭系—二叠系，中生界三叠系上统—白垩系下统，新生界古近系—第四系。元古界蓟县系至中生界侏罗系主要分布于南华山、西华山、月亮山、香山南麓及小罗山等断块山体，白垩系下统构成盆地地层主体，分布广泛（表1-1，图1-1）。新生界除古新统缺失外，古近系和新近系均有沉积，且出露面积较大。

(一)中生界

1.三叠系

三叠系在盆地内普遍缺失中、下三叠统，仅有上三叠统窑山组（T3y）沉积，且分布广泛（图1-1）。在窑山、上流水、炭山及盘探三井一带以湖相沉积为主，岩性较细，为浅灰、灰白色粉，细砂岩、含砾砂岩与黑灰、灰黑色泥岩，粉砂质泥岩互层夹煤及沥青质泥岩。在炭山、石砚子为一套河流相沉积，岩性较粗，为灰白色含砾粗砂岩夹深灰色泥岩薄层。厚度214～800 m，与上覆中侏罗统延安组呈平行不整合接触，与下伏前寒武系或古生代地层呈角度不整合接触。

2.侏罗系

侏罗系在盆地内出露局限，下统普遍缺失，分布有中侏罗统延安组（J2y）、直罗组（J2zh）及安定组（J2a）（图1-1），为连续沉积地层。延安组岩性主要为黄褐、灰色砂岩，粉砂岩，夹灰、灰黄色泥岩，页岩及煤层，是以河流作用为主的湖泊三角洲相沉积环境，为盆地主要含煤地层；直罗组为一套灰黄色、浅褐红色块状粗砂岩—粉砂岩—泥岩（局部含石膏）沉积地层，属较温湿气候条件下的河湖相沉积；安定组总的特点是以砂泥岩互层为主，粒度较细，上部具碳酸盐岩沉积，颜色以紫红、砖红、蓝灰色为主，发育水平层理，属干旱气候条件下的河湖相沉积。安定组与上覆下白垩统呈角度不整合接触。

3.白垩系

白垩系在盆地内分布广泛，整体缺失上白垩统，下白垩统分布范围遍及同心、海原、固原、西吉、隆德、泾源等地，构成盆地地层主体（图1-1）。地层厚度大，出露层序完整且横向上露头连续，与下伏、上覆地层呈角度不整合接触。总体上自下而上沉积物粒度由粗变细，由纯碎屑岩过渡为泥质岩夹碳酸盐岩，顶部出现膏盐、岩盐沉积，组成一个完整的沉积旋回；沉积物色调由砖红、紫红转为蓝灰、灰绿色，顶部再次出现紫红色夹层，标志着沉积环境历经氧化—还原—氧化的演化历程；在岩相上，由山麓—河流相演变为湖泊相以至咸化湖相。六盘山群沉积特征整体表明属过渡型内陆红色建造，沉积中心处于和尚铺、硝口等地，最大厚度3040 m，向四周厚度减小，结合露头沉积特征将六盘山群各组地层岩性及其特征概述如下。

（1）三桥组（K1s）

三桥组主要出露于月亮山、和尚铺以及泾源等地，岩性单一，主要由紫红色砾岩、角砾岩、夹砂岩组成。砾石成分随地而异，多呈棱角状或次棱角状，排列紊乱，钙质胶结。层理不显，厚度变化较大，属山麓相堆积。与下伏地层呈角度不整合接触，与上覆和尚铺组呈整合接触。

（2）和尚铺组（K1h）

和尚铺组分布很广，以盆地南部和尚铺一带最为发育，系一套紫红色砂岩为主的河流—扇三角洲沉积。沉积中心位于和尚铺、李洼峡地区，岩性最细，为紫红色砂质泥岩、细砂岩夹蓝灰色泥岩、页岩、薄层泥灰岩，向四周颗粒变粗、厚度减薄。

在红羊—火石寨地区，本组主要为一套紫红色厚层长石砂岩夹含砾粗砂岩，上部出现砖红色薄层粉砂岩、砂质泥岩，属河流相沉积。

和尚铺组与下伏三桥组整合接触，与上覆李洼峡组为连续沉积。

（3）李洼峡组（K1l）

李洼峡组主要出露于原州区开城地区，向南经六盘山主峰米缸山直至隆德县黄草沟，沿山脊呈南北向展布。除此以外，在海原杨明堡、西吉火石寨、隆德山河镇以及泾源等地均有出露，为一套紫红、灰绿色相间的细碎屑岩夹碳酸盐建造，富含有机质。

本组在李洼峡—和尚铺一带沉积物最细，由灰绿、紫红色相间的砂质泥岩、泥岩、泥质砂岩、页岩及碳酸盐岩组成韵律层，底部偶夹砂岩或砂砾岩。其中碳酸盐岩多具鲕状结构，且沉积物韵律交替迅速，反映其属动荡不定的湖滨—浅湖相沉积。在蒿店一带，本组为蓝灰、灰白间灰绿色砂及泥岩夹页岩。自上述地区向四周沉积物迅速变粗，多呈河流—湖泊相交替沉积，且岩性、厚度变化较大。该组在和尚铺一带最厚可达 853 m，至红羊—火石寨地区厚度减至45～139 m。

（4）马东山组（K1m）

马东山组为六盘山群中分布最广的一个组，以马东山最发育，厚达1431 m。主要沿固原—泾源一线呈近南北向广泛分布，海原杨明堡—红套一带以及同心白土崾岘、固原石砚子等地也有零星出露，为一套湖相泥、页岩夹碳酸盐岩组合。

本组属六盘山群中沉积物最细、有机质含量最高、具有较好生油条件的一套岩性组合。岩性较为稳定，主要由蓝灰、灰绿、灰黄色薄—中层状钙质泥岩、页岩、泥灰岩互层夹鲕状灰岩、隐晶质灰岩、白云质灰岩及油页岩组成，厚度一般 150～600 m，水平微层理和波状层理发育，鲕状灰岩多具明显的波浪状构造，属深湖相静水沉积。海原杨明堡一带岩性变粗，砂岩增多，厚度减至34～149 m，呈现滨湖相的沉积特征。

（5）乃家河组（K1n）

本组分布范围与马东山组大体相同，主要出露于杨明堡、红套、马东山以及开城—泾源一带，在同心县康家湾、固原市石砚子、蒿店等地亦有零星分布。为一套蓝灰、灰绿色间紫红色泥岩，泥灰岩，灰岩，灰质白云岩夹石膏，钙芒硝及岩盐层。

乃家河组与马东山组在岩性上呈过渡关系，色调虽仍以蓝灰、灰绿色为主，但出现紫红色夹层，向上粒度变粗；不具波浪状层理，鲕状灰岩也较少，普遍含有石膏层；岩性变化较大，总体趋势显示横向上自东向西沉积物逐渐变粗，由湖泊相变为咸化湖相以至河湖相，纵向上由灰绿色层渐变为含紫红色层。

六盘山群三桥组—李洼峡组中皆夹有沉积型铀矿化层；和尚铺组—李洼峡组中常赋存有含铜砂岩透镜体；马东山组中有机质含量很高，是良好的生油层系，除含油页岩层外，目前已发现多处油气显示。

(二)新生界

1.古近系及新近系

除古新统缺失外，均有沉积，自下而上可分为始新统寺口子组（E2s）、渐新统清水营组（E3q）、中上新统甘肃群（NG）三部分，主要为一套干旱的内陆湖相沉积，气候主要为干燥的氧化环境，固原寺口子剖面出露最好，与上覆第四系及下伏六盘山群呈角度不整合接触（图1-1）。

寺口子组主要出露于六盘山两侧及海原—同心一带，岩性为砖红色砂岩夹少量砾岩，以河流—湖泊相沉积为主，局部为山麓相堆积。以寺口子地区发育最好。

清水营组在寺口子地区最为发育，是以湖相为主、河流相次之的红色泥岩夹多层优质石膏矿层及少量薄层砂岩的一套红色沉积，厚46～1008 m。其中，石膏矿层为本组标志性特征。

甘肃群出露范围最广，岩性为棕红色泥岩、土黄色泥岩、砂质泥岩夹砂岩、砾岩，构成下细上粗的反旋回沉积，属淡水湖泊相沉积，厚30～1111 m。

2.第四系

主要为组成峁、梁、塬的黄土地貌（马兰黄土），由灰黄色、土黄色粉砂质黄土组成，结构疏松，无层理，垂直节理发育（图1-1）。

二、岩浆岩

六盘山盆地仅见有加里东晚期（志留纪）中酸性侵入岩，主要分布于南华山及月亮山地区（图1-1），呈小岩珠、岩瘤状产出，单个岩体面积一般小于2 km2。岩石类型为花岗闪长岩，次为石英闪长岩、斜长花岗岩。

岩体呈岩株状侵入于海原群，平面形态为不规则圆形、椭圆形、透镜状。岩体外接触带具烘烤边、角岩化、片理化及蛇纹石化、透闪石化等接触变质。碳酸盐岩变为蛇纹石化大理岩、透闪石化大理岩。接触面较平直，局部呈不规则波状、港湾状，接触面外倾，倾角55°～65°。

岩体中普遍含有暗色闪长质、角闪辉长质包体，以前者占绝对优势。包体直径2～50 cm，个别可达数米，以椭球状、透镜状、气球状为主，个别呈不规则状，有时具棱角状边界。包体排列具有明显的定向性，扁平面与面理平行。岩体及围岩中见有花岗伟晶岩脉、花岗细晶岩脉、斜长花岗岩脉、二长花岗岩脉、石英闪长玢岩脉和石英闪长岩脉。

三、区域构造背景

六盘山盆地构造位置处于阿拉善地块、鄂尔多斯地块和中祁连板块的结合部位，是在元古代结晶基底和加里东褶皱基底之上发育起来的中、新生代小型盆地。盆地沉积盖层的发育既受北祁连褶皱带加里东运动期褶皱活动的影响，又受贺兰褶皱带活动的影响。

(一)断层发育特征

六盘山盆地发育有多条断裂，六盘山西麓大断裂为盆地西南边界，也是华北板块与柴达木—中祁连板块的分界线，本质上是北祁连缝合带的东延部分。根据断裂的延伸长度和对沉积的控制作用，可将盆地内部发育的多条断裂进行分级（表1-2）：一级断裂控制区域构造格架，规模大，共四条，分别为西南华山—六盘山断裂、清水河断裂、烟筒山—窑山断裂、青铜峡—固原断裂（图1-2）；二级断裂控制局部构造的展布，共三条，分别是兴仁堡断层、寺口子断层和桃山—石峡口断层。

1.一级断裂

（1）西南华山—六盘山断裂

该断裂是自晚古生代就已经形成的一条板块边界断裂。断裂性质始终为逆断层，中生代活动较弱，但其上盘的南、西华山仍然维持隆起状态，新生代为剧烈活动期，形成强烈的逆冲推覆体，同时断层分支，产生一新的逆断层，即寺口子断层，而且断层发生右旋，在平面上平移为两段，移动距离约3 km，平移方向为30°。断裂走向 NW310°～320°，呈向NE凸出的弧形展布，倾向SW，倾角55°～80°，向南延伸与清水河断层交汇。

（2）清水河断裂

该断裂是古生代末期形成的正断层新生代变为逆冲断层，侏罗纪—白垩纪变为同生正断层。该断裂由香山北麓沿清水河一线至固原附近与西华山—六盘山断裂复合。在香山北麓该断裂露头清晰，将寒武系、奥陶系及石炭系地层逆冲到古近系地层之上，盆地内表现为隐伏断裂具有右旋平移及西盘向东推覆的特点。

（3）烟筒山—窑山断裂

该断裂沿烟筒山、窑山东麓南北向展布，向南东至炭山附近与罗山—固原断裂复合，倾向SW，倾角60°。在烟筒山东麓可见泥盆系、石炭系逆冲到古近系之上，窑山一带下白垩统逆冲到古近系之上。

（4）青铜峡—固原断裂

该断裂为逆断层，走向 350°～360°，呈反“S”形展布，其中炭山—固原段为盆地东南边界，该段走向约 360°，形成于前古生代，为正断层，晚侏罗世，受到由SW向NE强烈的挤压作用，断裂性质发生转变，表现为向东逆冲。该断裂为龙首山—六盘山深大断裂的南段，是宁夏区内华北陆块与北祁连褶皱系的分界线。

2.二级断裂

（1）兴仁堡断层

该断层形成于晚古生代，正断层，走向 335°～350°，倾向东，倾角60°，断开层位An-J。喜马拉雅期活动强烈，为兴仁堡凹陷与梨花坪凸起分界。

（2）寺口子断层

该断层形成于新近纪，逆断层，为西南华山断裂一分支，走向从南向北由 NW向转为近SN向，凸向NE方向，倾角 70°，延伸长度约60 km，断开层位Pz-R，为固原凹陷西界。

（3）桃山—石峡口断层

该断层为清水河断层一分支，逆断层，走向 340°～350°，倾向西，倾角50°～60°，断开层位 Rt-R，形成于喜马拉雅期。发生右旋，被平移成两段，为桃山—石峡口断阶东界。

(二)褶皱发育特征

区域上褶皱构造较发育，既有在地壳较深层次的褶皱，亦有在地壳中，浅层次挤压、剪切变形作用下发育的褶皱。盆地内较大褶皱有杨明堡—杆杆梁向斜、东梁—墩墩梁背斜、怀沟淌—沙沟向斜、月亮山背斜、大红沟背斜、四大明山向斜、马东山背斜、老关湾向斜、喇嘛墩背斜等（图1-2）。

（三）构造单元划分

根据地层发育特征、区域构造背景、基底发育特征结合地震、重力场等地球物理资料，可将六盘山盆地划分为西部冲断体、中央坳陷和东部斜坡三个一级构造单元，其中中央坳陷和东部斜坡可进一步划分为五个凹陷、三个凸起和两个断阶共十个二级构造单元（表1-3，图1-3）。已发现的岩盐矿区分布于中央坳陷固原凹陷西部。

1.西部冲断体

西部冲断体自盆地西界六盘山西麓断裂始，向东至西南华山—六盘山断裂，其北部为月亮山推覆体，南部与六盘山相连（图1-3）。整体呈北西—北北西走向，遭受强烈构造变形，北北西向的褶皱、断裂极为发育。以逆冲推覆构造为主，见有元古界逆冲到古近系—新近系之上。边界断裂具左旋走滑特征，发育一系列局部反转的犁式断裂使得月亮山成为无根山地，沿断裂带见有中酸性岩浆侵入。西部冲断体对于盆地新生代以来的构造、沉积特征具有明显的控制作用。

2.中央坳陷

中央坳陷是盆地现今主要的勘探区域，已发现的油气资源和盐类矿产均产出于此。其西界为西南华山断裂，东界为石峡口—贺家口子东断层。中央坳陷发育褶皱基底，中—新生界沉积盖层较厚。

中央坳陷整体呈现东西分块、南北分带的构造格局，根据构造、沉积特征可进一步划分为兴仁堡凹陷、梨花坪凸起、贺家口子凹陷、海原凹陷、固原凹陷和沙沟断阶六个二级构造单元（图1-3），其中海原凹陷、固原凹陷构成坳陷的主体。桃山—石峡口—青铜峡—固原等多条断裂控制了几个主体凹陷沉积。

（1）海原凹陷

该凹陷位于中央坳陷中部，为喊叫水—兴仁堡一线以南，清水河以西，西华山—南华山一线以东第四系广布的地域。整体呈现出的构造特征为北西宽展、往东南收聚的三角形，为一东断西超的残留箕状凹陷，面积约2501 km2，南部与固原凹陷相接。最大褶皱基底埋深8000 m，海参一井揭示该凹陷发育巨厚的白垩系地层。

（2）固原凹陷

该凹陷位于中央坳陷南部、海原凹陷东南，是仅次于海原凹陷的第二深凹陷，面积1226 km2，地震解释基底埋深达7000 m，与盆地东部斜坡带相邻，西边界为寺口子断层和西南华山—六盘山断裂。凹陷中发育地层与海原凹陷基本相同，凹陷南端由于东西两条边界断裂逐渐靠近而使地层隆升，凹陷消失。固原凹陷是盆地早白垩世主要的沉积区域，岩盐矿区分布于凹陷西部。

（3）兴仁堡凹陷

该凹陷位于盆地西北端，形态近似为圆形，面积约880 km2，褶皱基底埋深最大达7500 m，凹陷内地层发育较齐全，向东以断层为界与梨花坪凸起相邻，盘探三井位于凹陷东部，该井揭示了1213 m三叠—侏罗系地层。

（4）贺家口子凹陷

该凹陷是侏罗—白垩纪形成的箕状断陷，凹陷面积约256 km2，重力反演基底埋深为5000 m，其西侧以喊叫水断层为界与梨花坪凸起相接，而东侧为正反转的贺家口子东断层。

（5）梨花坪凸起

该凸起位于中央坳陷北部，南为海原凹陷，北与香山等褶皱隆起带相连，东、西以断层为界，分别与贺家口子凹陷、兴仁堡凹陷相接，面积约985 km2，早古生代晚期加里东运动使其隆起，晚三叠—早白垩世间断式沉积。各期次构造运动使凸起抬升，沉积地层遭受多次剥蚀，凸起顶部地层缺失严重，盘浅十七井和盘浅十八井可见古近系、白垩系直接与寒武—奥陶系接触。

（6）沙沟断阶

该断阶位于固原凹陷西侧，面积约450 km2，其东西两侧边界为寺口子及西南华山断裂，由于断层的逆冲抬升，使其基底埋深相对较浅，为2000～4000 m，沙沟断阶局部白垩系已出露地表。

3.东部斜坡

位于六盘山盆地东部，在重力异常图上表现为向东抬升的斜坡，至窑山—炭山一带，侏罗系已出露地表。东部斜坡与中央坳陷的分界为石峡口—贺家口子东断裂，断裂两侧基底埋深差异明显。根据重力资料，东部斜坡可进一步划分为同心凹陷、桃山—石峡口断阶、窑山凸起和炭山—小关山凸起四个二级构造单元（图1-3）。

（1）同心凹陷

该凹陷位于清水河断裂东侧，面积1022 km2，最大基底埋深5000 m，重力显示为较小的低值区，电法资料显示为浅凹，地震显示由西向东地层逐渐抬升，厚度逐渐减薄。

（2）桃山—石峡口断阶

该断阶紧临贺家口子凹陷和海原凹陷，面积438 km2，在重力异常图上显示为一窄条形重力高值带，在地表表现为地层隆起，古近系广泛出露地表。该带位于石峡口、贺家口子断裂下盘，其形成与发育受两断裂控制，因而沉积的侏罗—白垩系地层较海原凹陷大为减薄。

（3）窑山凸起

该凸起面积1204 km2，是东部斜坡抬升最高部位，与同心凹陷之间为斜坡过渡关系，在重力异常图上表现为明显的重力高值带，最大基底埋深3500 m。

（4）炭山—小关山凸起

该凸起位于固原凹陷东部，面积1126 km2，重力资料显示为高值密集带，基底埋深与窑山凸起相当，仅2500～3000 m，凸起北部侏罗系已出露地表，南部见有下古生界地层逆冲至新生界之上。小关山东麓断裂沿炭山—固原东—三关口—沙南展布，呈北北西向纵贯该凸起带，沿断裂零星出露寒武—奥陶系地层，断层破碎带内岩石呈碎裂状。