基于水文地球化学模拟的昆特依盐湖杂卤石成矿流体来源初步研究

柴达木盆地昆特依盐湖赋存大量杂卤石。研究结果显示,苏干湖湖水模拟蒸发析出的盐类矿物与研究区实际情况相符,但杂卤石析出量很少;油田卤水模拟析盐结果中没有发现杂卤石,且析出盐类矿物与实际情况差异很大。典型钻孔杂卤石饱和指数(SI)分析表明,卤水相对杂卤石而言是不饱和的。综合分析揭示,地表水应该是昆特依盐湖成盐物质的主要来源,而深部油田卤水对于杂卤石的形成具有重要作用,杂卤石的沉积是不同流体混合作用的结果。     

基于水文地球化学模拟的昆特依盐湖杂卤石成矿流体来源初步研究

摘 要: 柴达木盆地昆特依盐湖赋存大量杂卤石。研究结果显示,苏干湖湖水模拟蒸发析出的盐类矿物与研究区实际情况相符,但杂卤石析出量很少;油田卤水模拟析盐结果中没有发现杂卤石,且析出盐类矿物与实际情况差异很大。典型钻孔杂卤石饱和指数（SI）分析表明,卤水相对杂卤石而言是不饱和的。综合分析揭示,地表水应该是昆特依盐湖成盐物质的主要来源,而深部油田卤水对于杂卤石的形成具有重要作用,杂卤石的沉积是不同流体混合作用的结果。     

柴达木盆地西部大浪滩梁中矿区软钾镁矾沉积的矿物组合特征

柴达木盆地西部大浪滩梁中矿区是一个以液体钾矿为主、固液并存的大型钾镁盐矿田。通过对梁中矿区大浪滩凹地钾镁盐矿点实地考察,以兴元钾肥厂开挖的固体钾盐(软钾镁矾、钾石盐和杂卤石等矿物)剖面为研究载体,采集73件固体盐样。通过XRD矿物组成分析,发现梁中凹地盐类呈石盐+泻利盐—石盐+泻利盐+软钾镁矾—石盐+泻利盐+钾石盐—石盐+钾石盐+光卤石—石盐+水氯镁石矿物组合变化。其中,在Ⅱ阶段(5.3².6 m)沉积了层状的固体钾盐矿物(包含软钾镁矾、钾石盐和光卤石)。地层中沉积的软钾镁矾,结晶良好。通过对比分析认为,软钾镁矾的形成条件:1)外来水体的混入,溶滤了地表盐滩中可溶性钾;2)(全新世)相对较高的温度条件,芒硝等矿物的溶解,会使湖表卤水中硫酸盐含量明显增加,卤水组成点易落在25℃介稳相图的白钠镁矾相区,有利于软钾镁矾结晶析出;3)干旱的气候条件。     

柴达木盆地昆特依盐湖大盐滩矿区杂卤石沉积特征及成因浅论

昆特依盐湖是柴达木西北部一个次级断陷盆地,大盐滩矿区即位于其中。大盐滩矿区赋存有丰富的卤水钾盐矿床,同时也沉积了储量可观的固体钾盐矿,杂卤石是主要的固体钾盐矿物。大盐滩杂卤石主要分布于矿区中南部,面积约302 km2。杂卤石主要产出于石盐粒晶间及淤泥或粘土层中,呈薄层状分布,埋深12~65 m,钻孔岩芯化学分析结果揭示,K2SO4品位在2.43%~8.78%之间,平均3.95%。对不同赋存状态的杂卤石成因进行了初步探讨,推测杂卤石成因的两种可能性:1在盐湖沉积期间,当石膏和石盐沉淀后,浓卤水和硬石膏反应而生成杂卤石,并交代了硬石膏或结晶在石盐孔洞中。2在构造较为剧烈的升降期,由于钾易被粘土物质吸附,当进一步浓缩的卤水与粘土作用便以杂卤石的形式沉积下来,此类杂卤石原生沉积的特征明显。大盐滩固体钾盐资源成矿潜力大,查明其成因和分布规律可为开发大盐滩固体钾盐提供理论支持。     

山东大汶口盆地蒸发岩特征及成钾规律

大汶口盆地是目前苏、鲁、豫、皖诸省早第三纪唯一发现钾盐矿的盆地．研究其特征和成钾规律，对下一步的找钾工作具有一定的指导意义，该盆地具有同断陷同沉积的性质．盐类物质来源丰富，具多源性．杂卤石的分布很有规律，可作为找钾的标志矿物．钾盐赋存在完整韵律的中上部．     

罗布泊罗北凹地科钾1井盐类矿物组合及找钾研究

LDK01井盐类矿物组合中新发现深部（242—660m）碎屑岩层中含少量石盐、钾石盐、光卤石、泻利盐等盐矿物组合,研究它们的成因,有助于指导塔里木和罗布泊深部找钾。     

拉果错盐田中三方硼砂的发现及成因

拉果错盐湖位于西藏自治区阿里地区改则县麻米乡境内,盐湖水化学类型为硫酸钠亚型,氯化锂资源储量232×10⁴t,是西藏重要锂盐湖之一。前人对拉果错盐湖的研究集中在锂元素来源、成矿规律,不同温度下盐类矿物析出序列等,对盐湖中含硼盐类矿物并未开展相关研究。对拉果错盐田中采集的5件样品进行X射线衍射实验和扫描电镜分析,发现盐田中盐类矿物组合为三方硼砂、石盐、钾石盐、钾芒硝、无水芒硝、硫酸锂钾。三方硼砂呈他形—半自形的短柱状集合体,长约36 μm,宽约30 μm,含量在5.94%~84.51%,为硼砂脱水的次生成因,属硫酸盐型盐湖中首次发现。     

察尔汗盐湖含钾盐储层介质渗流 -溶解过程中物性参数变化特征研究

察尔汗盐湖低品位固体钾盐资源丰富,是我国钾盐工业可持续发展的重要后备资源。充分了解储卤层中钾盐矿物的溶解机理有助于提高资源开采的效率。本研究以察尔汗盐湖浅部储卤层中含有不同钾盐矿物的3种典型钻孔岩芯为研究对象,通过室内渗流溶解实验,开展储卤层中固体矿物的溶解效率、孔隙度以及渗透性变化特征模拟研究。室内渗流-溶解实验结果表明,3种储卤层中的钾盐矿物溶出率皆近100%,其中主要含光卤石的岩芯样品溶解速度最快,含钾石盐岩芯次之,含杂卤石岩芯最慢。实验过程中,溶解反应后的储卤层固相骨架皆未塌陷,表明饱和NaCl卤水起到了很好的保护作用。由于石盐析出和不溶矿物的运移堵塞,3种岩芯的孔隙度皆降低,其中含光卤石岩芯孔隙度降低了26%,含钾石盐岩芯孔隙度降低了20%,含杂卤石岩芯孔隙度降低了32%。受控于盐类矿物溶解、石盐的析出和不溶矿物的运移堵塞,各储卤层岩芯渗透性降低幅度为40%～70%,降幅显著。     

察尔汗盐湖矿物组合特征及其成因指示

察尔汗盐湖赋存有硫酸镁亚型和氯化物型两种水化学类型,沉积了中国最大的液体钾镁盐矿床。为解释察尔汗盐湖卤水矿床成因,拟在别勒滩、达布逊、察尔汗和霍布逊区段选择4个剖面,剖面深度在0~7 m之间,属于全新统上含盐组的上部盐层,每隔10cm进行采样,运用XRD半定量方法分析矿物组合特征。结果表明,整个湖区矿物组合由石盐、石膏、水氯镁石和碳酸盐组成,其平均含量分别为70%、4.7%、3.4%和1%;显示其矿物组合特征简单,盐层主要沉积石盐而贫石膏和碳酸盐矿物。同时,研究发现各区段石膏(硫酸盐矿物)平均含量自西向东明显下降,含镁矿物平均含量自西南向东北明显下降。结合察尔汗盐湖区卤水化学组成和水化学类型的分带,基本符合盐湖北部和东北部卤水富Ca~(2+),贫Mg~(2+)和SO_4~(2-)的沉积事实,进一步说明盐湖北部和东北部卤水和盐类沉积受具有氯化物型盐泉水的补给影响,为察尔汗盐湖混合掺杂成因提供了一定的矿物学证据。     

西藏拉果错盐田中三方硼砂的发现及成因

拉果错盐湖位于西藏阿里地区改则县麻米乡境内,盐湖水体类型为硫酸钠亚型地表卤水,氯化锂资源储量232万吨,是西藏重要锂盐湖之一。前人对拉果错盐湖的研究集中在锂元素来源、成矿规律,不同温度下盐类矿物析出序列等,对盐湖中含硼盐类矿物并未相关研究。本次工作对拉果错盐田中采集的5件样品进行X射线衍射实验和扫描电镜分析,发现盐田中盐类矿物组合为三方硼砂、石盐、钾石盐、钾芒硝、无水芒硝、硫酸锂钾。三方硼砂呈他形-半自形的短柱状集合体,长约36μm,宽约30μm,含量在5.94%-84.51%。三方硼砂为首次在硫酸盐型盐湖卤水盐类结晶矿物中被发现,由先析出的硼砂脱水形成,属次生三方硼砂。     

大柴旦盐湖化学沉积特征及其控制因素

大柴旦盐湖岩性地层层序依据湖底沉积剖面DCD-2和DCD03自上而下可划分为蒸发盐类盐层与灰黑色淤泥层混合层(Ⅰ层)、灰白色柱硼镁石矿层(Ⅱ层)和土黄色泥质沉积层(Ⅲ层)。湖底化学沉积以石膏为主,并见有石盐和碳酸盐等盐类矿物,这些蒸发盐类矿物几乎贯穿整个化学沉积过程,碎屑矿物夹杂其中,化学沉积分异很不充分。在柱硼镁石矿层形成前的较长时期内,大柴旦盐湖是以碎屑沉积为主的非盐湖相沉积环境,此后快速进入硫酸盐型盐湖阶段和湖底柱硼镁石矿层形成阶段。个别层位见有大柴旦盐湖这种独特化学沉积序列,与其它陆相和海相蒸发沉积序列有明显的差异,这可能主要受该地区的构造环境、物源背景以及气候变化等因素的控制。新构造运动、气候的持续干旱化、湖底柱硼镁石矿层形成前后截然不同的湖区气温、水量平衡和水化学条件(包括化学动力学因素)以及盐湖硼酸盐矿物形成的内外耦合条件,促使全球分布有限的柱硼镁石矿层在大柴旦湖底形成。构造运动、气候干湿变化以及不同水体(包括入湖淡水、盐湖卤水和周边出露泉水)的掺杂兑卤作用的耦合机制控制了大柴旦盐湖如此特殊的化学沉积序列。     

可可西里盐湖及其沉积特征初步研究

通过对可可西里地区盐湖的沉积学、地球化学和遥感学的研究,发现该地区盐湖的水化学类型多数为硫酸镁亚型,个别为氯化物型,而没有碳酸盐型盐湖。盐湖水化学特征为矿化度高,pH值中性到偏弱酸性,密度在1.10 g/L左右;B-Li微量元素具有共生元素对属性,Sr-Ba、As-Hg等具反生元素对属性。盐湖中的锂、硼等物质很可能来自于与火山和断裂构造有关的地下热泉。沉积的盐类矿物主要为石盐、芒硝、无水芒硝,另有少量的水钙芒硝、白钠镁矾、方解石、石膏、菱镁矿等盐类矿物。依据现有数据和沉积剖面推测,可可西里最早的盐类沉积很可能达到60 ka左右。     

泥河湾盆地马圈沟剖面早更新世矿物变化特征及其古环境意义

在野外考察采样的基础上,对泥河湾盆地马圈沟剖面更新世河湖相沉积序列进行了XRD矿物组分和磁性矿物分析。研究发现,剖面沉积矿物主要由碎屑矿物和碳酸盐矿物组成,碎屑矿物主要为石英、钠长石、白云母和斜绿泥石,其平均含量分别为38.77%、17.16%、29.63%和4.11%,是剖面沉积矿物组成主体,且各矿物之间基本没有相关性;相对于碎屑矿物,碳酸盐矿物在整个剖面中含量较低,主要为方解石和白云石,其平均含量分别为4.72%、3.59%,文石在剖面中零星出现。对剖面典型样品进行热磁分析,确定了沉积物中磁性矿物的种类以及加热过程中的变化和产物,并对其来源进行了探讨。同时发现,含绿泥石较高的灰绿色粉砂样品加热后磁化率的升幅比灰黄色样品高,而绿泥石的相对含量与该地区化学风化密切相关,进一步说明κ-T曲线的变化特征可以用来反应盆地化学风化作用强度的变化,具有重要的古环境意义。     

末次冰盛期时吉兰泰盐湖的湖泊状态与古气候特征

通过现代季风边缘区的吉兰泰盐湖钻孔JLT11-A孔沉积岩芯的矿物分析,结合地层盘星藻的含量探讨末次冰盛期(LGM)时湖泊的状态和古气候特征。结果显示:在LGM时吉兰泰湖泊沉积矿物主要是石英、长石为主的碎屑岩沉积,含量在85%左右,显示出陆源碎屑矿物的高输入状态,可能指示区域寒冷干旱的环境;其次是以方解石为主的碳酸盐的沉积,含量约为10%;氯化物为主的石盐类矿物一般不足5%,但持续存在,指示湖泊仍然有较高的盐度,因此地层中的淡水藻类盘星藻可能是由河流输入。由于陆源碎屑矿物输入强烈,矿物组合可能难以直接指示吉兰泰盐湖湖水状态。区域的干冷的气候与大多数的古气候记录一致,而与新疆西部的冷湿的环境不同。对比邻近区域的古气候研究结果发现,本区域在LGM时段夏季降水相对于冰消期偏多,而相对于MIS3阶段晚期偏少,整体夏季风减弱。吉兰泰盐湖末次冰盛期到末次冰消期以来矿物组合的变化表明,湖泊环境可能受到夏季太阳辐射、全球与区域温度变化以及夏季风强弱变化的影响。     

南设得兰群岛西海域S_(11)岩芯沉积物中碎屑矿物及沉积作用的探讨

本文对南设得兰群岛西海域S_(11)钻孔岩芯中的重、轻矿物作了描述,按矿物在垂直方向上的变化和优势矿物种确定矿物组合类型,并将晚更新世到全新世的341cm沉积地层划分为四层:1.上火山碎屑矿物沉积层,2.中火山碎屑矿物沉积层,3.火成碎屑矿物沉积层(深海砂层),4.下火山碎屑矿物沉积层。本文还讨论了物质来源和深海砂层的可能成因。     

昌都—兰坪—呵叻成盐带白垩纪成盐成钾过程

以昌都—兰坪—思茅盆地及呵叻盆地含盐带盐类沉积为研究对象,在分析总结前人研究成果的基础上,通过系统的大地构造学、矿床学、地球化学等研究方法,总结和研究了该区含钾蒸发岩矿床的矿床特征,提出了新的成矿模式。研究表明,兰坪—思茅盆地和呵叻盆地的含钾蒸发岩矿床为"海源陆相"成因,即在陆相环境下与海水的变异有关。该矿床缺失正常海水蒸发浓缩而形成的硫酸盐沉积,同时,矿床中少量菱镁矿等自生矿物的出现无法用正常海水蒸发理论解释。矿床中少量溢晶石等矿物的出现预示着该矿床富钙。兰坪—思茅盆地内广泛发育了白垩纪蒸发岩系(勐野井组或云龙组),江城地区甚至沉积了小型钾盐矿床。同位素和微量元素的研究表明,该区蒸发岩矿床为海相成因,Rb和Br的含量变化指示海水从北部兰坪侵入到呵叻。昌都及兰坪地区的白垩纪石膏硫、锶同位素研究表明,该区大套的硫酸盐沉积为海相成因,物源研究成果揭示思茅盆地的物源可能来自东羌塘地区,预示着昌都地区的硫酸盐沉积跟兰坪—思茅盆地的蒸发岩沉积具有同源性。通过上述研究,提出了多级盆地海水迁移变质成盐成钾模式。     

腾格里沙漠区盐湖物质成分研究

腾格里沙漠面积广阔 ,区内分布着数十个盐湖 ,盐湖面积大的为十余平方千米 ,小的仅为 0 .0 18km2 。盐湖卤水主要为湖表卤水 ,其矿化度较高 ,大部分盐湖卤水含盐量已达饱和 ,因而进入了自析盐阶段。盐湖卤水化学成分以 Na+ 、K+ 、Cl-、SO4 2 -、HCO3 -、CO3 2 -为主 ,占卤水总含盐量的 99% ,卤水中还有 B2 O3 、L i、I、Br等微量元素。盐湖盐类沉积有碳酸盐类、硫酸盐类和氯化物型盐类、主要盐类矿物为芒硝、钾芒硝、天然碱、泡碱、碳钾钠矾、石盐等。盐湖粘土矿物组合以蒙脱石的普遍存在为特征 ,含有少量的伊利石和水云母。     

察尔汗盐湖主要补给水体不同温度下水文地球化学模拟初步研究

察尔汗盐湖是世界上最典型的现代陆相盐湖之一,该盐湖的成盐流体演化过程迄今尚存在较大争议。利用EQL/EVP水文地球化学模拟软件,对察尔汗盐湖主要补给水系在不同温度条件下进行了蒸发析盐实验模拟。研究结果表明,察尔汗北部深部卤水蒸发析出的盐类矿物与察尔汗盐湖地层中盐类矿物差异性很大。但格尔木河水则具有较好的一致性,在一些盐类矿物含量（如杂卤石）上与察尔汗地区实际情况存在明显差异,不同温度下模拟析出的盐类矿物组成存在一定差别。研究揭示出深部卤水和格尔木河水均是察尔汗盐湖的补给源之一,格尔木河水是主要物源但也并非唯一来源,察尔汗盐湖是多源流体混合掺杂作用的结果。模拟演化结果显示,深部卤水和格尔木河水中硼和锂均随蒸发作用呈现逐步增加的趋势,未见矿物析出,二者在蒸发过程中一直赋存在溶液中。     

现代盐湖杂卤石矿无机盐溶浸剂作用下溶解差异性研究

以柴达木盆地昆特依盐湖大盐滩矿区杂卤石矿为原料开展杂卤石的溶浸试验,揭示不同无机盐溶浸剂作用下杂卤石的溶解作用并确定浸取钾的最佳溶浸剂和溶浸时间。实验结果表明:1)氯化物型溶浸剂效果优于硫酸盐型和碳酸盐型溶浸剂；2)MgCl₂是最优的溶浸剂,该溶浸剂在72h左右溶钾效果最好;数值模拟显示,MgCl₂溶浸剂溶K⁺速率具有阶段性,且具非线性的特征。这些实验结果将为矿区后期深入开展杂卤石溶浸研究及溶采提供重要参考依据。     

晚冰期以来河西走廊花海古湖泊演化过程及其对气候变化的响应

通过分析河西走廊花海古湖泊沉积物中的盐类矿物组成,结合年代序列,重建了花海晚冰期以来湖泊演化过程及其对气候变化的响应。结果表明：晚冰期及新仙女木时期,花海湖泊以芒硝沉积为主,属硫酸盐型湖泊,湖水的盐度较高且周期性波动频繁;全新世早期（10.47 cal ka BP以前）,湖泊以洪泛堆积和风成沉积为主,揭示了湖泊萎缩、甚至干涸;全新世早期至全新世中期（10.47～8.87 cal ka BP）盐类矿物以碳酸盐沉积为主,为碳酸盐型湖泊,湖水淡化,湖泊水位开始逐渐回升;全新世中期（8.87～5.50 cal ka BP）盐类矿物呈现一定的波动变化,其中,8.8 cal ka BP 时期盐类矿物以硫酸盐沉积为主,湖泊由碳酸盐型转化为硫酸盐型,湖水咸化,盐度升高;随后盐类矿物以碳酸盐沉积为主,湖泊由硫酸盐型转化为碳酸盐型,湖水盐度降低、湖泊扩张;全新世中晚期（5.50 cal ka BP以来）出现沉积间断,表明中晚全新世时期湖泊逐渐萎缩。在全新世期间,花海湖泊千年尺度演化过程揭示了该区域气候干湿状况受亚洲季风和西风共同控制的影响。