目前，中国已探明的钾盐资源主要分布在青海柴达木盆地的11个现代盐湖中，其氯化钾总储量为7.06×10⁸t，占全国已探明储量的65%；其次是新疆罗布泊的罗北凹地盐湖，初步圈定氯化钾储量2.5×10⁸t，占全国已探明氯化钾储量的23%；第三是西藏35个特种（钾锂硼）盐湖，氯化钾总储量和资源量为0.47×10⁸t（郑绵平等，2006）。

思茅盆地位于中国西南部，盆地内的勐野井钾盐矿是目前中国发现的唯一的古代氯化物型固体钾盐矿床。已探明岩盐分布面积为3.5 km²，其中，钾盐的分布面积为2.8 km²，钾矿层平均w（KCl）为8.81%，KCl储量为1676.04×10⁴t（郑绵平等，2014）。

思茅盆地受原、古、中、新特提斯演化和印度-亚洲大陆碰撞复合造山的影响，成矿规律复杂，找矿难度大（邓军等，2010）。近年来，为了进一步查明盆地内钾盐资源的成矿潜力，除了地表地质调查工作以外，还投入了多种地球物理探测技术手段。其中，三维地震和重力勘探方法适应盆地内复杂的构造条件以及岩盐特殊的物理化学性质，实际应用效果较好，可为今后钾盐找矿工作提供借鉴。

思茅盆地位于印支地块北部（Metcalfe, 2013），大地构造上属于三江造山带（潘桂棠等，2002），盆地东、西边界分别为金沙江-哀牢山断裂带和澜沧江断裂带（吴南平等，2003）。

思茅盆地可划分出4个隆起和4个坳陷，共计8个二级构造单元，沉积岩层主要为中-新生界（谭富文，2002；尹福光等，2006）。盆地内已发现的盐岩主要出现在下白垩统勐野井组，平面上自西向东可分为景谷含盐带、整董-勐腊含盐带和江城含盐带（杨尖絮等，2013）。盐岩的围岩主体是泥砾岩，缺失正常蒸发沉积序列相应规模的碳酸盐岩和硫酸盐岩，盐岩中也经常出现泥砾（Lou et al., 2021; 2022）。钾盐矿床出现在盆地东南部江城含盐带的勐野井地区，矿层产自于勐野井组上段（苗忠英等，2019）。

特提斯的构造演化对思茅盆地沉积盖层的岩性、岩相影响强烈。泥盆纪—晚三叠世，古特提斯从形成发展到萎缩消亡，盆地内的沉积盖层主要为海相碎屑岩和灰岩（谭富文等，1999；牟传龙等，2005）。自侏罗纪至今，盆地内以发育陆相红层为特征，主要岩性为河流或湖相砂岩、页岩、砾岩和煤层（尹福光等，2006）。盆地西缘中侏罗统内出现含腕足类和海相双壳类化石的灰岩，反映了中特提斯的一次海侵（曲一华等，1998）。陆相下白垩统勐野井组内见海相石盐和钾石盐且形成了矿床，反映了中特提斯闭合过程中封闭的海水在极端干旱气候条件下侧向迁移析盐（苗忠英等，2017）或以中特提斯海水为物源的古盐岩在特提斯闭合过程中发生了底辟（郑绵平等，2014；苗忠英等，2023）。

新生代以来，受印度板块与欧亚板块碰撞的影响，印支地块相对于现代磁场发生了顺时针方向的旋转，走向从近东西向顺时针旋转成现今的北西-南东向（尹济云等，1999；Tong et al., 2013），陆块内部发生了走滑和逆冲推覆构造，断裂系统发育(Tapponnier et al., 1990)。

用人工方法制造地震波，在地面使用精密仪器把来自各个地层界面的反射波引起地面震动的信息记录下来，根据地震波自产生到反射后被仪器接收的双程旅行时间，再结合地震波在不同岩层中的传播速度就可得到地层分界面的埋藏深度，进而可勾勒出地下岩层的几何结构（陆基孟等，2009）。

地层界面产生反射波的必要条件是界面两侧介质的波阻抗存在差异，而且差异越大，反射波的振幅越强（陆基孟等，2009；王宏语，2016）。反射波振幅与入射波振幅的比值被称为反射系数，理论上，反射系数大于0.06，即能产生可被识别的地震反射能量，进而可以利用反射地震相关技术识别地层单元（Salisbury et al., 2000）。

盐岩具有密度恒定和波速稳定的物理性质，且密度和波速基本不随深度变化（孙思敏等，2007）。对塔里木、渤海湾、呵叻、加蓬等含盆地盐岩物性数据的统计分析表明（表1），盐岩的密度主体为1.82~2.20 g/cm³，地震波速度主体为4000~4500 m/s，相应的波阻抗为7280~9900 g/cm³·m/s。

碎屑岩的密度和波速与埋藏深度、岩性、孔隙流体性质相关。例如，塔里木盆地石炭系泥岩的密度为2.20 g/cm³，波速为4640 m/s（王士敏等，2004），相应的波阻抗为10 208 g/cm³·m/s；加蓬盆地下白垩统泥岩的密度为2.20~2.90 g/cm³，波速为2900~3500 m/s（黄兴文等，2015），相应的波阻抗为6380~10 150 g/cm³·m/s；砂岩的密度为2.10~2.80 g/cm³，波速为2000~4000 m/s（王宏语，2016），相应的波阻抗为4200~11 200 g/cm³·m/s。因此，盐岩与碎屑岩之间存在较大的波阻抗差，造成两者界面之间地震波的反射系数较高，进而在地震剖面上可以形成清晰的反射（何亚伟等，2003）。

重力勘探主要是以研究对象（矿产资源和地质构造）与围岩存在密度差异为基础前提，通过测量由这些地质体的密度不均匀所引起的重力差异，并从获取的重力数据中去除有可能影响研究对象的各种干扰因素，以重力场理论为指导，通过对异常的处理、反演、解释，来推断测区的地质构造或矿产分布情况等，是地球物理勘探的一个重要分支（曾华霖，2005）。思茅盆地内的盐体与早白垩世及更早的碎屑岩之间存在明显的密度差异（表2），为使用重力方法勘探盐体提供了很好的应用前提（陈挺等，2020）。

通过建立盐系地层构造地质模型，对由盐体引起的重力异常进行模型正演分析，以此可推断盐体在平面的分布位置并估算其埋藏深度。根据思茅盆地内盐体和碎屑岩的密度特征，我们构建了不同埋藏深度、不同地层形态、盐体不同赋存位置的地质模型正演其重力场响应，以便分析重力在盐体探测中实际应用的效果（图2a~h）。从思茅盆地内地质模型及其重力响应图（图2a~h）可以看出，理论上，同一区域内水平岩层不含盐或夹等厚的水平盐层均不会引起重力异常（图2a、b）；当水平岩层中发育透镜状盐体时可引起明显的重力负异常，且盐体埋深越浅引起异常的幅值越强（图2c、d）；当地层存在褶皱时，重力异常明显是地层起伏情况的反映（图2e），此时向斜内若发育盐体则会造成盐体与向斜引起的重力异常叠加，异常更加明显（图2f），若背斜位置发育盐体，则会造成盐体与背斜引起的重力异常相互抵消，表现在高重力异常背景中的局部重力负异常（图2f）；当盐体的发育位置较深时，无论是向斜还是背斜位置处发育岩盐均不能引起明显的重力异常（图2g、h）。

思茅盆地盐岩的密度主体为2.10~2.26 g/cm³（王宝禄，1989；宋旭锋等，2014），波速平均为4329 m/s（测井资料），相应的波阻抗为9090.9~9783.5 g/cm³·m/s；碎屑岩的密度主体为2.40~2.67 g/cm³（王宝禄，1989；宋旭锋等，2014），500 m以深波速平均为4520 m/s（测井资料），相应的波阻抗为10 848~12 068.4 g/cm³·m/s。盐岩与碎屑岩之间的反射系数为0.05~0.14，因此，具备应用人工地震勘探盐体的客观地质条件。

在思茅盆地钾盐找矿实践中，三维地震勘探技术首次被应用在勐野井钾盐矿区，部署满覆盖面积为20 km²（图3）。通过开展施工参数试验，优化三维采集参数，形成了一套适合该区钾盐矿勘探的适中面元+较宽方位+较高覆盖+较长排列的技术经济一体化三维地震采集技术（表3）。

勐野井钾盐矿区为典型的山地地貌，地形起伏剧烈，地表激发岩性的成岩性较差，造成原始地震资料信噪比较低，无法准确识别盐岩层的反射信息（图4），须选取针对性的处理流程和参数（表4）。

为提高深层钾盐矿体的成像精度，还需要重点做好以下2项技术工作。

（1）基于钾盐低频响应的叠前去噪技术

工区三维地震原始资料不仅信噪比低，而且低频面波发育，与钾盐矿体的低频反射响应频带相近。为了提高对钾盐矿体的识别精度，在资料处理过程中除了采用常规处理方法之外，还需探索针对性的处理方法保护钾盐矿体的低频有效反射信息不受伤害（张军华等，2016；马昭军等，2021）。

针对单炮上发育的低频面波，采用自适应面波衰减技术，主要是利用时频分析方法，检测出面波在时间和空间上的分布特征，再根据面波固有特征对确定的面波进行二次分析，以确定面波能量的频率分布特征，并根据这种特征对其进行压制。该方法充分考虑了面波低频、低速、强能量等固有的特征，对其分析和压制也仅限于其发育的时间和空间范围，不会损害来自盐体及地层界面的反射信息，去噪结果具有很强的保真、保幅性，从而使盐体的低频信息得到有效保留（图5）。

（2）基于钾盐成矿模式的高精度成像技术

研究区构造复杂，常规的流程和方法进行精确地震成像得到的结果难以满足钾盐勘探的需要。为此，在地震数据处理过程中根据已知钾盐矿体的地质及地球物理特征，笔者应用了以钾盐成矿模式为导向的叠前偏移成像技术。该技术以塑性界面地震波反射特点为切入点，通过数据处理与地质解释结合及多次迭代分析，把钾盐地质体速度特征作为重点，建立了准确的速度模型，选择了合理的偏移参数，从而提高了该区地震成像品质和钾盐矿阻抗界面的能量收敛程度（图6a、b）。

研究区钾盐矿体的地震响应特征为：①盐体顶界面为强振幅的反射；②盐体顶面构造高点部位连续性较差，而处于较低部位连续性较好；③盐体内部表现为低频、强振幅、弱连续的杂乱反射。

为了准确识别盐体，在精细构造解释的基础上，通过对深部盐体的地震属性分析（图7a~f）发现：瞬时频率（图7b）、瞬时相位（图7c）、相干体（图7e）、方差体（图7f）等用于识别小构造的地震属性不适用识别本区盐体，而瞬时振幅在识别盐体的应用中效果较好（图7d）。此外，通过不同地震属性对盐体敏感性分析（图8a、b）发现道积分和Prg*CIP也能精确地刻画盐体与围岩的界面，可以有效地追踪盐体的分布范围（张勇刚等，2022）。

通过上述技术手段，笔者预测在思茅盆地勐野井矿区外围深部存在丘状盐岩（图9a），其平面投影呈北西-南东向的椭圆形（图9b），长轴的长度为3.9 km，短轴的长度为1.1 km，面积为4.28 km²，顶面深度为1700~2800 m。

据此，笔者在盐丘北西端部署探井（编号MK-3），预测盐体顶面埋藏深度为2200~2400 m。钻探工程在井深2397 m处开始钻遇富钾盐岩（Miao et al., 2022），至终孔累计钻获盐岩厚度149 m，其平均w（KCl）为1.16%、最高13.4%，实现了研究区钾盐找矿新的突破，也实现了地震勘探与钾盐找矿的首次成功结合。

思茅盆地盐岩与碎屑岩之间存在0.29~0.51 g/cm³的密度差（王宝禄，1989；宋旭锋等，2014），具备应用重力勘探钾盐的前提条件。2000年以来陆续在景谷、江城、整董、勐腊含盐带部署了1∶5万重力勘探钾盐的工作（图1）。

刘璎等（2019）对江城重力工区的研究表明：区域场负异常可能为该区低密度勐野井组或者其他岩层增厚的反映，正异常指示存在更老的地层；剩余场负异常可能由浅部断裂构造或低密度地质体所诱发；三维重力反演显示在勐野井矿区的深部，低密度地质体的范围和规模较大，预示着深部可能存在更大范围的盐体。尽管江城地区部署的重力和三维地震调查工作都对勐野井钾盐矿深部存在盐体作出了预测，并通过钻探工程验证了预测的可信性，但是在对深部盐体分布范围和埋藏深度的约束方面三维地震具有更高的精度。

宋旭锋等（2023）对勐腊含盐带勐伴重力工区的研究表明：局部重力异常与构造、盐体分布和成岩后地层抬升出露相关，盐岩层的厚度与重力负异常强度呈线性正相关；根据重力资料反演的盐盆基底是一个近似的密度界面，仅能粗略地反映盐盆基底的形态。

尽管重力负异常对已知的浅部盐体有明显的响应，但是在新的调查区很难与断层引起的负异常区分，从而造成较强的多解性。例如，江城重力工作区的北部存在1处明显的剩余重力负异常（图10），但是据此部署的深达1539 m的探井却并未钻遇到盐体或含盐地层。经刘璎等（2019）重新解释，认为这一负异常是由断层引起的，与勐野井钾盐矿负异常的地质驱动因素是不同的。

总之，在勘探实践中，重力测量对已有资料约束的浅部盐体响应明显，可以用于约束盐体的分布范围（王宝禄，1989），配合电法勘探可更准确地预测新区含盐情况，是钾盐勘探初期可以选用的经济、高效的技术手段。此外，通过与区域地质资料相结合，重力资料解释出的断裂系统还是认识研究区深部地质结构的重要参考资料，可为判识盐-源通道提供技术支撑（刘璎等，2019）。

每一种观测方法得到的地球物理场都只是对复杂地质情况的一个侧面的反映，数据地质含义的多解性是地球物理勘探固有的特征（王勤等，2004）。重力勘探方法从密度差异研究地壳内部乃至上地幔的结构及物质的分布（Telford et al., 1990）。然而，重力勘探中很难区分埋藏深度较浅的新近系、第四系、盐体等密度相近的地质体，需结合电法勘探约束盐体；对于埋藏深度较大的盐体的约束能力也较弱。由于钾盐矿体特殊的物理化学性质，即使针对浅层找矿勘探，布置的钻孔也不宜选在重力负异常或剩余重力负异常的极值区，而应布置在极值区附近的梯度带上，从而提高钾盐见矿概率（王少华，2012）。

地震勘探方法以介质之间存在波阻抗差异为主要理论基础，通过对反射剖面同相轴、地震波振幅和频率等分析，在沉积矿产勘探中是精度和分辨率最高的地球物理方法（Telford et al., 1990）。但盐体内对地震波有较强的散射和吸收作用，导致地震波能量到达盐体底部时很弱，盐体内部常表现为杂乱或空白反射（王世艳，2008；黄兴文等，2015；马智等，2016）。不过，由于存在较大的波阻抗差异，盐体与外围碎屑岩之间的反射界面往往比较清楚（孙思敏等，2007），因此，可以较准确地预测地层中存在的盐体。

（1）三维地震和重力勘探是思茅盆地内钾盐找矿实践中应用效果很好的2种物探技术手段。其中，三维地震属性中的瞬时振幅、道积分、Prg*CIP在识别盐体边界方面的应用效果很好，可在浅层高价值矿体开发阶段约束矿体边界或探测深部矿体方面深入应用。重力勘探在面上筛查浅层成矿有利目标区方面是经济、有效、高效的方法。

（2）单独使用三维地震勘探不能准确预测异常反射的含盐性及含钾性，也存在断层、山体等引起的异常反射产生“盐丘假象”的干扰。受地层形态变化、断层干扰、非目标地质体与盐体密度接近等因素的影响，单独使用重力方法往往不能识别出地下深处的隐伏盐体。

（3）无论使用三维地震还是重力勘探盐体，都需结合工作区基础地质条件、区域成矿规律，遵循从已知到未知的原则，进行针对性的处理和解释。

参考文献