昆特依大盐滩矿床储卤层水文地质特征的分析

昆特依大盐滩矿床的卤水主要以晶间、层间卤水的方式赋存,其水文地质条件制约着其开采模式,查明矿床储卤层的水文地质条件可为钾资源开发提供有利技术依据。     

我国深层地下卤水钾、锂资源及其开发前景

我国已探明的钾、锂资源大多赋存于盐湖卤水矿床中,但经过多年生产地表盐湖资源消耗严重,海相地层寻找钾、锂的工作还未取得突破,深层地下卤水则可成为解决我国锂钾资源需求的后续储备。我国深层地下卤水主要分布在柴西、四川、湖北、江西等地,资源丰富,其中富含高品位的钾、锂、硼等元素,具有很好的经济利用价值,但是目前工作程度还不够,并由于开采技术、成本等问题,还未实现工业开采。文章对我国重点区块深层地下卤水的水化学特征、分布规律等进行了总结,结合已有的深层卤水资源量评价等数据,提出了下一步重点研究的建议区块,可为后续我国深层卤水钾、锂资源评价、综合提取工艺研究等提供科技支撑。     

四川盆地海相三叠系液态钾盐──富钾含钾气田卤水及其类型和意义

四川盆地海相三叠系富钾含钾气田卤水分布广、品质优、资源富。气田卤水除普遍富合K+组分,构成液态钾盐资源外,Br-、I-、B3+、Li+、Sr2+等有用组分也超过或达到工业品位,为优质化工原料水。富钾含钾气田卤水有沉积变质型和钾盐溶滤叠加型两类。卤水具重要的资源意义和固液态钾盐找矿的指示意义。     

盐湖地下卤水的开采技术及其展望

我国是农业大国,钾肥的需求量巨大,目前钾肥供应主要来源于柴达木盆地。由于目前的技术限制,钾资源的开发还局限于浅部,无法满足我国钾肥的需求,大部分钾肥还依赖于进口。总结和对比井采技术、渠采技术和CO2地质封存与深部卤水联合注采技术(CO2-EWR)表明,对浅层地下卤水的开采,井采技术和渠采技术适用,但两种技术使采卤泵、采卤管道和输卤渠容易堵塞;并且井采技术投资较大,渠采技术可能导致地下水循环受阻,因而会出现大面积的疏干区。CO2-EWR适合开采深部卤水,虽然该技术的一次性投入较大,但该技术一方面将CO2存储在深部卤水层中,另一方面将卤水驱替出含水层,是一种新型的碳捕集、利用与封存的技术(CCUS)。随着浅层卤水资源的耗竭,开展深部卤水资源的开采利用势在必行,CO2-EWR技术应用会越来越广泛。     

察尔汗盐湖首采区卤水溶解光卤石实验的初步研究

本实验的目的是为了查明察尔汗盐湖首采区卤水开来过程中固体钾矿层溶解的可能性。我们采用该区外围钻孔晶间卤水（Ⅰ１０，Ⅰ１３，Ⅱ２，Ⅴ１０，Ⅴ１２，Ⅴ１６，Ⅸ１孔）进行了溶解光卤石实验，从结果可看出其卤水中钾含量明显增加，从５．７５—１５．６０ｇ／Ｌ增至２４．１５—３０．００ｇ／Ｌ。这说明了在卤水开采过程中下伏固体钾矿层可以被溶解，进一步增加该区晶间卤水中的ＫＣｌ储量。在我们实际观测过程中曾发现某些地带晶间卤水钾含量极度增高，应是此因素所引起的。     

四川宣达盐盆富钾富矿卤水地球化学特征及资源意义研究

宣达盐盆富钾富矿卤水产于四川盆地东北部黄金口背斜群南段付家山构造近高点,以深层卤水形式赋存于3260m左右的下三叠统嘉陵江组五段和中统雷口坡组一段(T1j5-T2L1)盐系的碳酸盐岩储层中。卤水与海水蒸发系列相比,K+含量异常高,达25 96g L,超过海水钾盐沉积阶段,也超过综合利用和单独开采品位,为国内外罕见的液态钾矿资源。且富含I-,B3+,Li+,Rb+,Sr2+等多种有用组分,品质优异,构成优质化工原料水,为一种综合性富钾富矿液态矿藏,经济价值极高。卤水为沉积变质水和固态钾盐溶滤水的复合成因。开发利用将可为农业提供优质钾肥,缓解我国钾盐资源不足,并可提供多种短缺的化工产品,对固态钾盐找矿具有重要现实意义。     

四川盆地三叠系地下卤水储层特征及其富集的控制作用

四川盆地三叠系地下卤水分布广泛,品质优良,是我国开采利用最早,工业价值最高的卤水资源。研究表明,地下卤水储层为低孔隙低渗透致密岩石,不利于卤水的运聚,而后期构造形成的断裂和裂缝控制了卤水的富集作用。     

四川盆地西部富钾卤水水文地球化学特征及其成因意义探讨

四川盆地西部宫钾卤水以深层卤水形式赋存于地下４０００余ｍ的中三叠统雷口坡组四段（Ｔ２ｌ４）盐系的碳酸盐岩储层中。富钾卤水与海水不同浓缩阶段相比，其中含Ｋ＋含量异常高，构成液态钾矿资源；Ｂｒ－、Ｉ－、Ｂ（３＋）、Ｌｉ＋等稀有组分也远超过综合利用工业品位，为优质化工原料水。富钾卤水为沉积变质和钾盐溶滤的复合成因，具有固夜态找钾的指示意义。本文为四川盆地固液态找钾提供了有价值的线索。     

油泉子钾矿床晶间卤水（KCl）自然蒸发试验研究

油泉子矿床是一个以卤水钾镁盐矿为主的小型综合性盐类矿床,盐湖卤水水化学类型主要为氯化物型,从KCl等组分含量来看,属高钾高钠低镁的卤水。在柴达木盆地与油泉子条件相类似的盐类矿床中,氯化物型卤水钾的选矿工艺已十分成熟,但对于不同矿区不同组分含量的卤水,其结晶路线各不相同,为此,对油泉子矿床氯化物型卤水进行自然蒸发试验,确定盐类结晶析出顺序和钾矿物的最佳分离点,取得钾矿物的产率和钾石盐中KCl含量等基础数据,并对该类型卤水工业利用性能作出评价。     

地下卤水水文地质研究进展

基于水文地质学的研究内容和研究方法揭示地下卤水的成因演化规律、地下卤水与其它圈层的相互作用,以及在地下卤水开采过程中的水盐均衡和环境地质问题是合理可持续开发利用地下卤水资源的前提和要点。从地下卤水的成因、地下卤水的循环、地下卤水的开采和地下卤水的保护四个方面较为全面地归纳了国内外的研究进展,并简略提出了针对我国地下卤水研究的展望。     

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K、B、Li资源的成矿地球化学系统

柴达木盆地是我国极为重要的K、B、Li盐类资源富集区,承担着建设世界级盐湖产业基地的重任,却存在成矿规律不明确、可采卤水资源找矿效果不显著的瓶颈,盐湖资源面临着严重的可持续发展问题。本文强调将柴达木盆地盐湖作为一个地球化学系统进行探讨,重点梳理了盐湖元素富集机制的核心问题,集成分析了盐湖同位素地球化学所面临的机遇与挑战,并总结提出柴达木盆地盐湖K、B、Li成矿地球化学系统,以服务于盐湖成矿规律研究和资源勘查评价。盐湖成矿地球化学系统是指在地质单元和时空区域的多维系统内,控制成盐元素活化—迁移—富集—保存的多种地球化学过程子系统的总和,是各类地质动力条件、构造成矿要素、气候水文过程及所形成的矿床系列组合的有机整体,并十分注重地球化学在其中的应用。盐湖成矿地球化学系统的提出,可以在一定程度上对研究对象、研究技术方法体系和研究视角进行有效限定,属于盐湖矿床研究的一种思维方法,并有望为盐湖成矿规律研究提供一种科学范式。     

盐湖沉积改造与地下卤水成因——以库车和渤海湾盆地为例

2015年在新疆库车盆地发现高钾盐泉水，进一步为库车盆地地下钾盐找矿提供了线索。为探讨地下卤水成因，结合渤海湾盆地总结了受断裂活动控制发育的古盐湖底辟构造的盐湖沉积改造模式。控制盐体改造的断裂带及后期发育的断裂系为地下卤水的沟通和混合提供了空间和通道，从而影响地下卤水的矿化度和化学组分。氢氧同位素特征揭示：库车盆地高钾盐泉水的水体来源主要为当地大气降水，而钾的物质来源与古盐湖析盐后期浓缩卤水或地下固体钾盐的溶解有关；渤海湾盆地地层水则继承了古盐湖沉积卤水，后期接受水岩反应、浅层水体掺杂等改造作用，最终形成矿化度分布具有极大差异性的地层水。沉积盐体的“古凹今隆”决定着钾盐的沉积、分异变形改造和保存，隆起盐体的次级凹陷及陡坡一侧是高矿化度卤水储存及钾盐矿物沉积的有利部位，值得关注和深入研究。     

大柴旦盐湖DCD03剖面的矿物学记录及其环境指示意义

报道了大柴旦盐湖DC1303沉积剖面硼矿层及其下伏沉积地层的矿物学、有机质烧失量（LOI）等环境指标的研究结果,首次探讨硼矿层下伏灰黄色粉砂质粘土层沉积以来大柴旦湖水水化学演变及其与区域气候变化的关联。根据剖面的岩性、矿物组合和有机质烧失量（LOI）将研究剖面划分为3个沉积单元：I．灰黄色粉砂质粘土层（623～423cm）、II．灰黑色淤泥夹结核层（423—407cm）、III．柱硼铁石矿层（407—395em）。研究结果表明,在湖底硼矿层形成之前的较长时期内,大柴旦湖是碎屑沉积为主的非盐湖相沉积环境,直到单元I顶层20cm沉积物中才开始出现少量石膏。此后快速进入硫酸盐型盐湖沉积阶段（II）和湖底柱硼镁石矿层形成阶段（Ⅲ）。有机烧失量在I1、I2和I3单元中呈阶段性增加预示区域气温稳步上升,由此导致山区降水量增加和湖区蒸发量增强。湖泊环境变化是区域水文气候条件改变的结果。     

钾肥生产中副产尾盐梯级利用试验研究

柴达木盆地是我国重要的钾肥基地,年产氯化钾超过700×10~4t,副产尾盐超过1 000×10~4t,尾盐的主要组分是氯化钠,并夹带少量的氯化钾。通过精制试验研究,进一步回收氯化钾,氯化钠则作为纯碱原料,实现了尾盐的梯级综合利用,对促进盐湖循环经济发展具有重要意义。试验表明,采用二段洗涤工艺,结合喷淋和搅拌两种洗涤方式处理钾肥生产浮选尾盐,浮选尾盐经二段洗涤所得产品中氯化钠含量达到92.54%,符合纯碱所需原盐指标要求;母液中的氯化钾富集到一定程度后,回收可作为钾肥生产原料。     

钾盐资源全球分布和我国找钾实践及方法探究

世界各国大型古代海相固体钾盐矿床多数是在石油、盐岩矿、盐泉卤水等资源的勘查过程中被发现的。国内几十年的找钾实践证实,我国缺乏大型海相固体钾盐矿床,近年来在新生代陆相沉积盆地中寻找大型固体钾盐矿床的努力也没有取得明显进展。我国已探明的钾盐储量主要分布在青海柴达木盆地和新疆罗布泊的11个盐湖及其晶间卤水中,约占资源总量的90%以上;以固体钾矿赋存的资源量少且品位不高,仅占己知总量的2.6%。从1958年察尔汗盐滩生产出第一批953吨钾肥填补我国钾肥生产的空白,到年产150万吨KCl的卤水钾盐开发规模的形成;从1995年在罗布泊发现大型卤水钾矿,到2008年预期生产120万吨K2SO4,显示了我国干旱区盐湖卤水钾盐资源的重要位置。有专家建议,今后的工作应在深入研究成盐盆地基底构造和岩相古地理的基础上,进一步划分可能成钾的次级盆地并进行重点勘探和研究。借鉴世界各国找钾经验,将地质观察分析、地球物理探测、地球化学与水化学等方法综合运用,我国的探盐找钾工作有可能取得突破性进展。     

岱海近400年以来的环境变化:高分辨率XRF岩芯扫描结果的研究

岱海是东亚夏季风边缘地带的闭流型半咸水湖泊,其汇水流域降水量的变化易于引发湖泊水位和水化学变动。选用DH11-1岩芯进行1 mm分辨率XRF元素扫描分析,并对测试结果进行多元数理统计分析,旨在查明这些元素与外源碎屑、自生碳酸盐沉积以及岱海水位、水化学变化的关联。结果显示,Si、Al、Ti、K、Fe、Rb等元素相关性好,并呈现相似的变化趋势,其含量变化与主要河流带入的碎屑物的多寡有关;Ca元素主要反映沉积物中自生碳酸盐即文石和方解石矿物含量的增减。研究发现,在人类活动严重影响之前,岱海在过去~400年期间的环境特征总体可划分为4个阶段,各阶段的水位、水化学特征及水量平衡有所不同,总体受汇水盆地降水量变化的控制。此外,沉积物中Cu、Zn、Cr可能与人类活动影响有关。     

西藏盐湖矿产资源遥感定量预测方法研究

西藏自治区地域广大,湖泊众多,盐湖矿产资源十分丰富,但调查研究程度较低,资源潜力不明,家底不清。以遥感信息为基础,采用多因素综合评判模型法进行盐湖矿产定量预测,初步摸清现阶段西藏盐湖矿产资源家底,为地方政府和有关部门进行盐湖矿产资源勘查开发提供了重要参考依据。该预测方法具有较强探索性,和已知查明资源量进行比较,预测结果基本可靠,是西部高海拔地区盐湖矿产资源快速评价的有效方法。     

封面图片:察尔汗盐湖

采用扩展的过量吉布斯自由能模型,分别计算了1∶1、1∶2、2∶1、2∶2型四类盐的不同浓度下水溶液的冰点。对于1∶1型和1∶2型以及低浓度下的其它类型盐,计算结果与文献实验值吻合良好。同时比较了凝固点降低公式计算结果,证明过量吉布斯自由能模型在较宽浓度范围内计算冰点的结果更好。     

大柴旦盐湖硼矿床与国内外硼矿床的对比研究

大柴旦盐湖因蕴藏固体和液体硼矿资源成为柴达木盆地诸多盐湖中最早被关注和开发的盐湖之一;不仅如此,还沉积有全球少有分布的湖底特色柱硼镁石矿床。基于大柴旦盐湖硼矿床的地质特征和硼同位素地球化学特征,与国内外不同硼矿床开展对比研究,旨在探讨主控硼矿床形成的影响因素及其异同点。研究发现,大柴旦盐湖硼矿床与国内外硼矿床的形成均受控于新构造运动、封闭—半封闭的低洼汇水盆地以及极度干旱的气候条件等因素,所有硼矿床均与火山岩或含电气石花岗岩有密切关联,成矿物质特别是硼元素主要来源于火山岩或含电气石花岗岩,经热泉水、温泉水和大气降水的水岩作用后迁移富集。主控因子化学组分或盐湖水化学特性的不同致使硼矿物的种类和矿物共生组合特征等方面表现出一定的差异性。