西藏昌都地区盐泉水化学特征与找钾研究 秦西伟 马海州 张西营 樊启顺 程怀德 李永寿 苗卫良 海擎宇 石海岩

西藏昌都地区发育有大量的膏盐、白云石及菱镁矿,研究其区域成钾潜力意义重大。在对昌都盆地蒸发岩矿点实地考察过程中,共采集了12个盐泉水样及2个泉水样。通过常微量元素及水化学特征系数研究,查明研究区盐泉水水化学类型为氯化物型和硫酸钠亚型,属于岩盐溶滤成因,溶滤了大量的石盐和少量的碳酸盐岩及硫酸盐岩,纳西盐井盐泉水同时还受深部循环水的影响。昌都地区盐泉水样中Na+、Cl-含量及矿化度由北向南逐渐降低,Br、Li、B含量较低,整体上呈现以贡觉为中心,向北、向南逐渐增高的变化趋势。研究区盐泉水具有内陆盐湖性质,北部含盐地层更具海相成因特征,盆地由北至南从海相沉积环境逐渐过度为内陆海沉积环境,受陆表水影响越大。研究表明,类乌齐含盐地层经历了最强烈的浓缩蒸发及盐岩溶滤作用,其浓缩阶段晚于纳西及贡觉含盐带,其成钾潜力同样也优于纳西及贡觉含盐带,可作为钾盐矿异常点。贡觉和纳西含盐地层在不同程度上受到了陆表水的影响。综合对比前人研究成果,发现囊谦—昌都—兰坪盆地自北向南,成钾潜力逐渐变优。     

云南镇沅地区盐泉水成因与找钾研究

云南思茅盆地是我国重要的含盐盆地,其南部分布着我国目前发现的唯一具有工业开采价值的勐野井固体钾盐矿床。镇沅地区位于思茅盆地整董含盐带,广泛发育白垩纪蒸发岩、碎屑沉积物及盐泉水。本文通过元素及同位素(δ2H,δ18O,δ37Cl)地球化学指标,系统分析了镇沅含盐带盐泉水水源、溶质来源、热储温度及循环演化模式,探讨了区域成钾潜力。氢氧同位素特征显示,盐泉水源于周边山脉(哀牢山和无量山)雨水和 /或冰雪融水的补给;元素特征显示,盐泉水溶质主要源于卤化物矿物(岩盐)溶滤,部分源于硫酸盐矿物(石膏、硬石膏)及含 Ca碳酸盐矿物(霰石、方解石、白云石)溶滤;稳定氯同位素特征显示,岩盐溶滤是盐泉水的主要 Cl源,大气降水补给及水—岩(火山岩、泥岩和砂岩)相互作用是盐泉水的次要 Cl源;盐泉水热储温度估测范围为 44.3～72.4℃,循环深度估测范围为 914～1 884 m。水化学特征系数显示,盐泉水为岩盐溶滤成因水,含盐地层封闭性较好,变质程度较高。直接及间接找钾指标均显示镇沅地区郭河村及大河边村是找钾异常集中区,可能具有找钾远景。     

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。     

柴达木盆地南翼山油田卤水水化学及氢氧同位素地球化学特征

南翼山油田卤水是钾钙硼等元素的富集区,具有较高的开采利用价值。开发利用油田卤水,需要对其演化过程有较深入的研究。采用地层岩性与水化学特征及氢氧同位素地球化学特征相结合的方法,对南翼山油田卤水的形成与演化过程进行探讨,得到初步结论:南翼山油田卤水水化学类型主要为氯化钙型,具有高矿化度、高钙、低镁和低硫酸根的特点。油田卤水起源于大气降水,下渗过程中溶滤第三系岩盐沉积物,经过一系列水岩相互作用,并与深部地热水、岩浆水混合,最终形成现在的水体。     

四川盆地下中三叠统异常水点水化学特征及探盐找钾预测研究

四川盆地下中三叠统盐卤分布广泛,是四川探盐找钾的重要时代。通过区域地质背景条件分析,其盐类保存、水动力条件和水化学特征在不同水文地质区表现不一,反映在储层的水型也极不一致,按水中阴、阳离子优势组分异常水点分为SO4-Ca、SO4-Na和Cl-Na3种类型。利用异常水点离子的比例系数在海水浓缩曲线图上的落点位置,判别水点成因类型,从而发现盆地东北部宣汉、盆地西部平落和盆地东部万县向斜周边背斜水点具含钾溶滤水特征,值得重视和进一步开展找钾探索。     

民勤盆地地下水地球化学演化模拟

根据稳定同位素分析,民勤盆地地下水在第四系总体补给环境较现代凉。在200m以下的深层地下水为晚更新世补给的古封存水,表现为还原环境。60m—120m左右的浅层水为古地下水与现代降水的混合水,但古地下水占的成分较多,部分水样为氧化环境。民勤盆地地下水地球化学特征主要形成于山区,在沿途运移过程强烈的蒸发浓缩作用占据主导地位,形成了浅层高矿化盐碱水,深层地下水活跃的阳离子交换作用形成高钠浓度水。通过利用PHREEEQC法对民勤盆地地下水化学进行质量平衡模拟,表明民勤盆地地下水水化学沿水流路径以HCO3^-、SO4^2-、Cl^-、Ca^2 、Na^ 升高为主要特征,方解石、白云石的饱和指数随水流路径有减少趋势,而石膏、芒硝和岩盐的饱和指数有增加的趋势：沿水流途径白云石、CO2、石膏、岩盐和芒硝溶解量逐渐增加是常量离子浓度升高的物质来源。     

昌都—兰坪思茅盆地含盐系地层地球化学特征及物源属性探讨

碎屑岩的地球化学特征对应于特定的源区和构造环境,本文利用主微量元素对昌都盆地的早白垩纪景星组地层进行了地球化学分析,并与兰坪思茅盆地的早白垩纪地层进行了物源对比研究。岩相学研究显示景星组沉积岩的成分成熟度较低,其物源以火山岩为主。昌都地区景星组的主量元素地球化学分析显示其源区为石英质沉积岩源区和长英质火成岩源区。相比兰坪思茅地区早白垩纪地层,景星组地层物源的输入比较单一。景星组地层的CIA在59～78之间,平均为67,明显低于扒沙河组地层,表明兰坪思茅盆地的早白垩纪地层的风化强度明显高于昌都盆地。主微量构造环境判别图解显示昌都—兰坪思茅盆地早白垩纪地层的物源构造环境主要为被动大陆边缘与活动大陆边缘,同时具有大陆岛弧的特征。     

腾格里沙漠西南缘地下水水化学形成特征及演化

以邓马营湖区为核心,对腾格里沙漠西南缘地下水数据进行水文地球化学特征分析,并运用PHREEQC2.0软件反向模拟沿运移路径地下水的补给机理及演化过程。结果显示:受水文地质条件制约,从山前洪积扇地下水的补给区深入腾格里沙漠过渡带再到邓马营湖区中深层地下水,水化学类型从HCO3-—Ca2+—Mg2+型过渡为Cl-—SO24-—Na+—Mg2+型再过渡到HCO3-—SO42-—Na+型。其影响因素基本包括:溶滤与蒸发浓缩作用、阳离子交换吸附作用、以及微弱的混合作用和地下水补给水源水化学成分控制。矿物饱和指数以及反向水文化学地球化学模拟的结果显示,由西南向东北沿水流方向各物质溶解沉淀情况复杂,除斜长石与方解石外,岩盐、石膏、白云石等浓缩沉淀显著,表明蒸发浓缩作用控制强烈。     

柴达木盆地西部第三系油田卤水资源可利用性分析

通过对柴达木盆地油气钻孔资料的整理分析发现,对第三系地层中进行油气勘探时,经常伴有自井中喷出矿化度较高的卤水———油田水。通过对柴达木盆地构造演化分析,早期残留的古湖水经干旱蒸发条件,发生浓缩,将导致有用物质组分的富集;在此基础上,2002年对柴达木盆地西部第三系地层分布区的油井新取了水样,证实该卤水中含有较高的钾硼锂碘组分。通过盐田蒸发试验,可以得到质量较好的钾石盐、硼钾混盐、含锂碘的母液。     

盐相关盆地油气地质特征及其勘探认识——以红海盆地为例

全球已发现的工业油气田中与盐系地层有关的约为58%,总结盐相关盆地油气地质特征及其勘探经验,为含盐盆地的油气发现具有非常重要的意义。通过对红海盆地的岩盐发育和分布规律研究、盆地生储盖特征分析及红海盆地实际勘探经验总结,认为含盐盆地具有以下特征:含盐盆地盐系地层发育,岩盐因构造变形可形成多种类型的盐构造,油气勘探应以寻找各种盐构造油气藏为主;含盐盆地盐下易形成高温高压,盐下储层主要为碳酸盐岩和砂岩,这种异常高压对储集层的储集性能是有利的,盐下应以储层类型和圈闭识别为主要勘探目标;含盐盆地地质情况复杂,勘探工程难度大,需加强钻井工程研究;含盐盆地盐下地震成像普遍较差,加强盐下地震处理技术研究,辨别盐下"假构造",是盐盆勘探取得突破的关键。     

兰坪—思茅盆地与楚雄盆地古新统含盐系地球化学特征对比

云南兰坪—思茅盆地和楚雄盆地都是含盐盆地,沉积了广泛的古近纪古新统含盐地层。通过对所采样品的地化指标及前人研究成果的分析,认为兰坪—思茅盆地内古新统含盐系成盐阶段的卤水浓缩度呈由北向南逐渐升高的趋势,其总体浓缩阶段高于楚雄盆地,成盐成钾条件优于后者。前者的物质来源可能以古海水为主,后者则显示其成盐环境可能为内陆湖盆。     

柴达木盆地西部狮子沟背斜构造区深部卤水水化学特征及演化分析

近年来的调查工作发现,柴达木盆地西部的一些背斜构造区油田卤水具有储量大、品位高的特点,表现出良好的开发和利用前景。在狮子沟背斜构造区深部有含卤层甚至盐岩层的发现。以狮子沟背斜构造区深层卤水为研究对象,采样测试其离子含量,进而分析卤水的离子比例系数,对其水化学特征、物质来源、演化过程进行分析,研究认为深部卤水主要是盐岩溶解作用形成的,其中不乏有沉积卤水的加入;其演化主要受控于蒸发和溶解的双重作用,同时白云岩化、酸性斜长石的溶解以及中酸性热液的淋滤作用也可能对该区卤水有某种程度的影响。     

青藏高原盐湖Li地球化学

青藏高原是我国富 L i盐湖的主要分布区域 ,这些富 L i盐湖主要分布在柴达木盆地中部和西藏的中、西部地区。北部柴达木盆地盐湖 L i的储量大、Mg/ L i比值高、卤水 L i含量较高 ,南部西藏盐湖 L i的储量较大、Mg/L i比值低 ,L i含量很高。青藏高原富 L i盐湖主要分布在氯化物型—硫酸盐型过渡区内 ,其 L i含量在 12 0～ 2 6 0 m g/L之间 ;西藏富 L i盐湖主要分布在碳酸盐型—硫酸盐型过渡区内 ,其 L i含量在 2 5 0～ 6 6 0 m g/ L之间。在西藏各类盐湖中碳酸盐型盐湖含 L i较低 ,这很可能与其参加到早期沉淀的碳酸盐矿物晶格中有关。盐湖卤水中 L i的空间分布与其水源补给方向和蒸发环境紧密相关。Mg/ L i比值研究表明 ,盐湖中 Mg和 L i的含量成反比关系 ,即高 Mg环境不利于 L i的富集     

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。     

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。     

补水背景下大盐滩矿区潜卤水水化学特征

为探究补水背景下大盐滩矿区潜卤水水化学组分的变化规律,采用水化学分析测试方法,对2015年5月和7月分别就矿区33口长期观测孔内潜卤水中的Ca~(2+)、K~+、Na~+、Mg~(2+)、HCO_3~-、SO_4~(2-)、Cl~-的含量进行测定,分析矿区潜卤水中Ca~(2+)、K~+、Na~+、Mg~(2+)、SO_4~(2-)、Cl~-的变化趋势,并查明其分布特征。结果表明:补水背景下,大盐滩矿区潜水含水层中的潜卤水水化学组分在时间和空间上存在着明显的变化。在时间上,5~7月时间段内,K~+,Na~+、Mg~(2+)、SO_4~(2-)的浓度升高,且Na~+浓度变化幅度较大;Ca~(2+)、Cl~-浓度降低。在空间上,矿区中部和东南部,晶间潜卤水中的K~+、Mg~(2+)、SO_4~(2-)浓度较高;矿区北部晶间潜卤水中的K~+、Mg~(2+)、SO_4~(2-)的浓度则相对较低。补水可以适当地增大开采区域潜卤水中K~+的浓度,提升卤水的质量。     

囊谦盆地贡觉组含膏盐地层粘土矿物组合特征及气候环境意义

囊谦盆地晚始新世贡觉组厚层红色含膏盐粉砂质泥岩是研究青藏高原始新世古气候演化和含膏盐沉积环境的良好素材。采集囊谦盆地贡觉组约257 m含膏盐地层的碎屑沉积物,研究其粘土矿物成分和组合特征及气候与沉积环境变化。结果显示,粘土矿物主要以伊利石(52.1%)为主,其次为绿泥石(8.1%)和高岭石(3.5%)。根据岩性特征及粘土矿物组合变化,剖面自下而上可划分为3个阶段,分别指示了暖湿—低盐度、冷干—高盐度、较暖湿—低盐度的气候和沉积环境。贡觉组气候与沉积环境受到青藏高原地区干湿交替变化大背景的影响。     

西藏扎北盐湖夏季卤水自然蒸发实验研究

西藏扎北盐湖位于藏北高原腹地,其卤水类型属硫酸钠亚型,富含Li、K、B等元素。为综合利用该湖的液态矿产资源,于西藏当地对该盐湖富锂卤水进行自然蒸发实验。实验以Na+,Mg2+//Cl-,SO42--H2O四元体系15℃等温相图及K+,Mg2+//SO42--H2O三元体系15℃介稳相图为参考,绘制了扎北盐湖夏季卤水在秋季自然蒸发结晶路线图,研究了卤水在蒸发过程中液相的化学组成变化以及其蒸发析盐规律。结果表明,在蒸发过程早期(成卤率23.9%),锂浓度达1.2 g/L时,锂开始以Na3LiSO4.3H2O等复盐形式大量分散析出;硼在整个蒸发过程中以硼砂(Na2B4O7.10H2O)等形式分散析出难于富集;钾以钾镁矾(K2SO4.MgSO4.6H2O)和钾石盐(KCl)形式蒸发浓缩的后期大量析出。实验为扎北盐湖的盐田工程设计及制卤工艺操作提供了必要的基础数据,也可为我国西藏硫酸钠亚型盐湖卤水的综合利用提供一定参考。     

察尔汗盐湖西北部典型采区地下卤水赋存状态的地面核磁探测与数值模拟研究

察尔汗盐湖地下晶间卤水蕴藏了宝贵的盐湖矿产资源,如何确定地下卤水的赋存规律以制定科学合理的卤水开采和补给方案,正成为盐湖资源大规模可持续利用亟需解决的重要问题.以察尔汗盐湖西北部的典型采卤区作为研究区域,1)利用新型的地面核磁共振找水仪,通过在研究区布设两条十字交叉的测线,探测并反演解译测区地下60m深度内的卤水静态赋...