青藏高原典型盐湖硼矿床成矿条件对比与矿床模式研究

选取青藏高原扎仓茶卡和大柴旦典型盐湖硼酸盐矿床,分别从区域地质背景、气候条件、区域水文地球化学以及硼地球化学特征等方面开展了研究。研究结果表明,扎仓茶卡和大柴旦盐湖固体硼酸盐矿床的形成受控于硼自身内在地球化学特性以及外在控制条件,特别是构造运动、第四纪以来的干旱气候条件以及丰富的物源等控制因素,青藏高原盐湖硼酸盐矿床的形成是内外条件耦合的结果。基于扎仓茶卡和大柴旦盐湖硼酸盐矿床的成矿条件和成矿模式的研究,确立青藏高原高寒干旱盐湖区盐湖硼酸盐矿床成矿模式为高山—深盆—浅水成矿模式。     

青藏高原典型盐湖硼矿床成矿条件对比与矿床模式研究

选取青藏高原扎仓茶卡和大柴旦典型盐湖硼酸盐矿床,分别从区域地质背景、气候条件、区域水文地球化学、同位素地球化学以及硼地球化学特征等方面开展研究。结果表明,扎仓茶卡和大柴旦盐湖固体硼酸盐矿床的形成受控于硼自身内在地球化学特性以及外在控制条件,特别是构造运动、第四纪以来的干旱气候条件以及丰富的物源等控制因素,青藏高原盐湖硼酸盐矿床的形成是内外条件耦合的结果。基于扎仓茶卡和大柴旦盐湖硼酸盐矿床的成矿条件和成矿模式的研究,确立青藏高原高寒干旱盐湖区盐湖硼酸盐矿床成矿模式为高山—深盆—浅水成矿模式。     

柴达木盆地盐湖硼矿资源的形成和分布特征

柴达木盆地盐湖富含硼矿资源,有沉积型和矿化水两种类型。盐湖卤水硼矿在方向性变化上呈北高南低的态势。固体硼酸盐矿床的成矿时间为晚更新世到全新世,并以全新世为主。固体硼矿主要分布在盆地北缘的大、小柴旦盐湖,马海干盐湖也有零星分布,卤水硼矿床的形成受控于丰富的硼物质来源、闭流汇水盆地和干旱的气候条件;稳定的物理化学环境、低温条件、稀释掺杂作用、生物作用、盐湖水体化学类型及其它相关成盐机制则对固体硼酸盐沉积矿床的形成起着重要的作用。     

沉积硼酸盐矿物硼同位素组成特征及控制因素研究

硼资源主要来自沉积硼酸盐矿床,其硼同位素组成携带着丰富的成矿及蚀变信息。通过室内模拟实验及统计全球沉积硼酸盐矿物δ¹¹B值,分析发现硼酸盐矿物δ¹¹B值主要受硼源、硼酸盐结构、pH值、后期蚀变及瑞利过程影响。不同试剂合成及不同盐湖产出的硼酸盐矿物δ¹¹B值存在显著差异,说明硼源是决定δ¹¹B值的第一要素。同一矿床及全球沉积硼酸盐矿物间δ¹¹B值均表现出钠硼酸盐(硼砂、三方硼砂、贫水硼砂)＞钠—钙硼酸盐(钠硼解石、硼钠钙石)＞镁硼酸盐(多水硼镁石、柱硼镁石、库水硼镁石)＞钙硼酸盐(硬硼钙石、板硼石、白硼钙石、三斜硼钙石)＞钙—镁硼酸盐(砷硼镁钙石、水方硼石),这与硼酸盐矿物中BO₃/BO₄比值及卤水pH值有关。原始沉积硼酸盐后期埋藏过程经历的蚀变反应会改变δ¹¹B值:(1)次生硼酸盐矿物δ¹¹B值比原生硼酸盐矿物低2‰～4‰,这是由于脱水反应中¹¹B倾向进入流体相;(2)次生硼酸盐矿物δ¹¹B值比原生硼酸盐矿物高0‰～1‰,这是因为瑞利过程中¹⁰B优先进入固相造成后期沉积硼酸盐矿物δ¹¹B值升高0.3‰～2.5‰;(3)后期流体作用会显著改变δ¹¹B值,主要表现在硅—锶硼酸盐矿物δ¹¹B值与原生硼酸盐矿物具有显著差异。     

大柴旦盐湖地表卤水底部沉积中硼酸盐的发现

１９５７年中国科学院盐湖科学调查队在大柴旦盐湖地表卤水区内进行钻探。结果表明，在地表下３．６─５．１米处有一层由碳酸盐、硫酸盐、硼酸盐和淤泥形成的坚硬胶结层。该层岩芯样经系统的全化学分析、Ｘ─射线粉末衍射和结晶光学测定。确定该湖底硼酸盐是柱硼镁石（ＭｇＯ·Ｂ２Ｏ３·３Ｈ２Ｏ），这是除硼土之外，最早在该湖区发现的第一个天然硼酸盐矿物。     

东台吉乃尔盐湖卤水的相化学研究（Ⅱ）—冬夏季卤水蒸发实验

为了研究东台吉乃尔盐湖卤水蒸发时的相化学，确定钾、镁和锂盐的结晶特性，在实验室内２５℃等温蒸发实验基础上和自然条件下进行了冬夏季日晒蒸发试验．东台吉乃尔盐湖卤水是由氯化钠饱和的多组分复杂体系构成的．卤水中存在的离子是Ｎａ＋、Ｋ＋、Ｍｇ２＋、Ｌｉ＋、Ｃａ２＋、Ｂ３＋、ＳＯ４２－和Ｃｌ－．试验数据与Ｎａ＋、Ｋ＋、Ｍｇ２＋Ｃｌ－、ＳＯ４２－ＫＨ２Ｏ五元体系介稳平衡数据进行了讨论和比较．Ａｕｔｅｎｒｉｅｔｈ相图被用来表示各数据间的关系和证明冬夏季蒸发时结晶行为的差别．     

MgO-B2O3-28%MgCl2-H2O溶液0℃结晶动力学和热力学非 平衡态溶解度现象

该论文为硕士学位论文 ,于 1 999年 5月在中国科学院青海盐湖研究所完成。硼及其化合物的应用越来越广泛 ,尤其是在精细化学品和功能材料方面日益受到重视。我国青藏高原丰富的盐湖硼资源为我们研究和开发利用这一资源提供了明确的课题 ,展现了广阔的前景。盐湖湖区硼酸盐沉积物主要是镁硼酸盐。在浓缩盐卤中 ,硼酸镁的动态极限溶解度可达 7.5 % Mg O· 2 B2 O3,甚至更高。这些浓缩盐卤可视为 Mg O- B2 O3- Mg Cl2 - H2 O的过饱和浓盐溶液 ,不同温度下、恒温静置过程中可析出不同的水合硼酸镁盐。在 Mg O- B2 O3- 2 8% Mg Cl2 - H2 …     

大柴旦盐湖夏季组成卤水的天然蒸发

在进行大柴旦盐湖夏季组成卤水的天然蒸发实验中确定，该卤水的蒸发结晶路线不是按照Ｎａ＾＋、Ｋ＾＋、Ｍｇ＾２＋／Ｃｌ＾－、ＳＯ４＾２－－－Ｈ２Ｏ体系２５℃平衡溶解度相图，而是按照该体系的介稳相图预示的亚稳过程进行。从天然蒸发过程中盐卤的浓缩倍数与浓缩卤水中硼富集倍数的一致性认为，盐卤在天然蒸发浓缩盐析过程中硼酸盐一般地并不以固体盐形式析出，而是赋存于浓缩卤水中。     

盐湖卤水的蒸发结晶过程

本文从实验和理论相结合的角度上，总结了三十多年我国数十个盐湖等温蒸发和天然蒸发研究结果和研究经验，概括了三种类型盐湖卤水蒸发结晶的规律性，推荐了卤水蒸发结晶的相化学基础数据．对氯化物型卤水，由于介稳程度小，可采用Ｚｄａｎｏｖｓｋｉｉ推荐的四元体系Ｎａ＋、Ｋ＋、Ｍｇ（２＋）∥Ｃｌ－—Ｈ２Ｏ平衡相图进行太阳池工艺计算；对于硫酸盐型卤水，宜用金作美五元体系Ｎａ＋、Ｋ＋、Ｍｇ（２＋）∥Ｃｌ－、ＳＯ，－Ｈ２Ｏ介稳相图，而不是Ｖａｎ’ｔＨｏｆｆ平衡相图；对于后期，锂盐高度浓缩，宜用我们的四元体系Ｌｉ＋、Ｍｇ（２＋）∥Ｃｌ－、ＳＯ－Ｈ２Ｏ介稳相因；对于碳酸盐型盐湖卤水，可用我们的五元体系Ｎａ＋、Ｋ＋∥Ｃｌ－、ＣＯ、ＳＯ－Ｈ２Ｏ介稳相图作为相化学基础，而不是Ｔｅｅｐｌｅ平衡相图．从相平衡热力学角度上，实现了对卤水蒸发结晶过程的理论描述、计算和预测．其中对一里坪、达布逊、东台吉乃尔、西台吉乃尔等盐湖卤水的研究结果尚属首次报道．     

青藏高原的盐湖

前言 青藏高原棋布着世界最高海拔的盐湖,构成高原自然景观的重要特色之一。就其分布之广、数量之多、发育之好,皆占我国首位,成为我国盐湖资源的重要宝库。目前,在青藏高原123个盐湖中(图2),已见到40多种盐类矿物,其中天青石(S_rSO_4)、芒硝、硼酸盐、钾盐等,具有工业价值。在盐湖卤水,尤其是晶间卤水中,富含钾、镁、锂、硼、铷、铯、     

自青藏高原盐湖卤水获得钠硼解石的研究

钠硼解石是一种常见的硼酸盐,主要分布在南美和我国青藏高原盐湖中,以及土耳其西阿纳托里亚（ＷｅｓｔＡｎａｔｏｌｉａ）硼矿和美国西部Ｋｒａｍ ｅｒ硼矿中。它是青海盐湖硼矿的主要矿石类型。由于自然界未发现在水体中析出的钠硼解石,因而,其成因仍是不清楚的。从放置３ 年、８ 年和１４ 年的小柴旦湖矿坑水、湖表卤水和扎仓茶卡湖表卤水获得了钠硼解石,从而查明钠硼解石是在稳定平衡条件下的低浓度、弱碱－ 碱性、富硼的硫酸钠亚型水体中形成的。这对于阐明钠硼解石矿床的成因及其人工控制再生均有重要的意义     

内蒙呼盟地区盐湖资源及其特征

呼伦贝尔盟盐湖众多，主要集中分布于新巴尔虎旗附近、乌尔逊河沿岸和呼伦湖以南三个成盐区．呼盟地区盐湖盐类矿物主要有芒硝、泡碱、石膏和石盐．在矿物组成上，东部和西部有较大差异，东部为芒硝、泡碱和石盐，无石膏沉积，西部则是芒硝、石膏和石盐，无泡碱沉积．盐湖卤水主要由Ｋ＋、Ｎａ＋、Ｃａ_（２＋）、Ｍｇ_（２＋）、Ｃｌ－、ＳＯ_（２－）、ＣＯ_３（２－）和ＨＣＯ_３－组成，并含有一定量的溴、硼、碘等微量元素．呼盟地区盐湖矿物以芒硝为主，天然碱、石膏次之，石盐较少．盐湖矿床以小型为主，埋藏较浅，易于开采，矿层组份简单，易于加工利用．     

含硼水溶液热力学性质研究进展

我国青海盐湖卤水以富含硼、锂而闻名于世。含硼水溶液热力学性质及相平衡的研究具有重要的理论和现实意义。从含硼水溶液热化学、热力学性质及模型等方面综述了已完成的硼酸盐水溶液的研究工作,并指出了含硼溶液热力学研究存在的问题和发展的方向。     

盐湖硼酸盐沉积对于辽东硼矿床形成的指示意义

辽东古元古代变质硼矿床是我国最重要的硼矿资源,然而由于该区物质组成多样,构造演化复杂的特点,导致对于硼矿的物质来源、构造环境及成矿过程的认识存在很大差异。目前多数学者认为辽东硼矿床经历了早期的盐湖硼酸盐沉积阶段及晚期构造热事件引起的变质作用阶段。当前的研究认为古元古代辽东地区处于活动大陆边缘,且发育大量的钙碱性岩浆活动,这与第三纪以来的大型硼酸盐沉积矿床形成的构造环境及岩浆活动相似。结合现代盐湖体系下的硼酸盐沉淀物理化学条件讨论辽东地区古元古代沉积硼酸盐特征,根据硼同位素组成探讨物质来源及构造环境,发现辽东地区的硼矿床存在钠硼解石、硬硼钙石两种硼酸盐的沉积,硼同位素组成显示其硼源应来源于俯冲板块下蛇纹石及海相沉积物的脱水作用释放的硼,这种硼随钙碱性岩浆活动及热液活动在局限海盆中蒸发形成含水硼酸盐。     

试论西藏全新世古地理的演变

本文从冰后期以来湖泊的退缩、泥炭沼泽的发育、冰川与冻土的变化、生物的演替以及人类活动范围的扩大与缩小等方面论述西藏全新世古地理环境特征和演变过程,并结合C¹⁴的年龄数据,认为全新世时期西藏自然环境的演变可分为早全新世（10,000-7,500年）环境好转阶段、中全新世（7,500-3,000年）环境最宜阶段以及晚全新世（3,000年至现在）环境恶化阶段.而且全新世不同时期古地理环境具有明显的地域差异.现时西藏地区仍在继续上升,高原内部仍将继续向干冷的自然环境变化.     

盐湖硼氯同位素地球化学研究进展

对与盐湖硼、氯同位素地球化学研究有关的样品中硼、氯的提取、分离纯化 ,硼、氯同位素质谱测定方法以及盐湖卤水、粘土沉积物和蒸发硼酸盐矿物的硼同位素地球化学和盐湖卤水与盐类矿物的氯同位素地球化学研究进展进行了系统总结。所总结的内容代表了世界范围内此领域研究的最新进展 ,其中很大部分内容是中国科学院青海盐湖研究所 VG35 4课题组的研究成果 ,反映了中国科学院青海盐湖研究所在此研究领域的水平。     

Li,K/Cl,SO_4-H_2O体系相平衡的热力学

介绍了根据自己研究测定的Ｌｉ，Ｋ／Ｃｌ，ＳＯ４－Ｈ２Ｏ体系２５℃的渗透系数等热力学性质获得的Ｐｉｔｚｅｒ混合参数，并用自由能最小化方法计算了２５℃ Ｌｉ，Ｋ／Ｃｌ．ＳＯ４－Ｈ２Ｏ体系的相图。结合测定得到的该体系５０℃、７５℃的相图和复盐ＬｉＫＳＯ４转变温度的研究，整个体系相平衡和热力学的研究结果可用于盐湖卤水中锂盐的分离提取。     

青海湖湖水蒸发实验研究

青海湖位于青藏高原的东北部 ,是一个典型的大陆微咸水湖。其湖水盐度为 1 4 0 7g/L ,水化学类型为硫酸钠亚型 ,化学组成不同于海水。该湖水为CaCO3所饱和 ,正在析出文石。为了揭示其湖水演化的趋势、析盐顺序和各种盐类形成的条件 ,曾在湖的南岸采集了大量湖水进行了蒸发实验和冷冻—蒸发实验。蒸发实验的结果表明 :首先析出水菱镁矿 ,随着湖水继续浓缩进一步析出石盐、无水芒硝、白钠镁矾、软钾镁矾、泻利盐、钾石盐和光卤石。冷冻—蒸发实验的结果是 :首先析出水菱镁矿 ,然后是芒硝、三水菱镁矿、石盐、泻利盐、光卤石和水氯镁石。这些实验的最终母液在室内保存了 1— 2月 ,均析出了硼酸盐。上述实验的析盐顺序和结晶途径与海水明显不同 ,而与某些青藏高原盐湖和我国东部某些第三纪古湖盆相似 ,如柴达木盆地的大浪滩干盐湖和山东的大汶口盆地等。因此 ,这些实验结果对于阐明青海湖湖水的演化趋势、青藏高原盐湖的形成和演化、以及大陆湖盆钾盐和其它盐类矿产资源的形成都是非常重要的