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．     

湖北江汉盆地潜江凹陷深层地下卤水水文地球化学研究

潜江凹陷是我国东部的一较大型油盐沉积盆地．凹陷内的Ｑ组（渐新统）含盐系地层是一套内陆盐湖相沉积，其中不仅蕴藏着丰富的石油和固体盐类，而且卤水资源也十分丰富．卤水为高矿化度、高ＳＯ含量、低Ｃａ（２＋）、Ｍｇ（２＋）含量的硫酸盐型陆相古盐湖沉积卤水．卤水的ｐＨ值平均为５．６６，总矿化度平均为２８３．２５克／升．水盐体系主要为Ｎａ，Ｋ／／Ｃｌ，ＳＯ４－Ｈ２Ｏ，古卤水水化学类型为Ｎａ２ＳＯ４亚型．卤水中含近２８种化学成分，ＳＯ的平均含量达９６６５．８毫克／升，Ｃａ（２＋）和Ｍｇ（２＋）的平均含量才分别为８９９．４毫克／升和１７３．８毫克／升．Ｋ、Ｂ、Ｌｉ、Ｂｒ、Ｉ等的含量较大，Ｋ、Ｂ、Ｌｉ的含量随Ｃｌ浓度的增加而增加，Ｂｒ、Ｉ的含量随矿化度的增加而增加，随ＳＯ浓度的增加而减少．卤水中绝大多数离子的含量在沉积盆地浓缩中心区大，在理深较大的第四、五、六水层高．     

电解质水溶液的结构

本文叙述了盐湖中主要离子Ｌｉ＋、Ｎａ＋、Ｋ＋、Ｍｇ２＋、Ｃａ２＋、Ｃｌ－、ＳＯ＿４￣２－、ＮＯ＿３和纯水的结构，介绍了主要研究方法Ｘ射线衍射．分析了溶液结构研究历史和现状，对溶液结构研究的未来进行了展望．     

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．     

软钾镁矾溶解动力学Ⅱ：MgCl2对其溶解转化影响的研究

研究了不同浓度ＭｇＣｌ２（１．９９８、３．８６７、５．７３５％）溶液，在不同温度（２５、５５℃）下，对软钾镁矾在Ｋ＋，Ｍｇ２＋／ＳＯ_４￣２－，Ｃｌ－Ｈ２Ｏ四元体系中溶解转化过程的影响，采用龙格－库塔微分数值法拟合其溶解过程和结晶过程动力学方程。结果表明在一定浓度ＭｇＣｌ２溶液中软钾镁矾是不相称溶解，Ｋ２ＳＯ４先于ＭｇＳＯ４溶解进入溶液中，ＭｇＣｌ２溶液浓度越大，温度越高，溶解速度越快，Ｋ２ＳＯ４结晶速度也越快．溶解受扩散和表面反应控制，Ｋ２ＳＯ４结晶受扩散控制．     

盐湖形成过程中银的迁移形式及富集条件

本文研究了盐湖形成过程中银的迁移形式及富集条件．在热液中银主要以Ａｇ（ＨＳ）￣－＿２·Ａｇ（ＮＨ３）·ＡｇＣｌ络合物形式迁移；在表生条件下银主要以Ａｇ（Ｓ２Ｏ３）络合物形式迁移．它们在盐湖中被演化为ＡｇＣｌ络合物，由于湖水大量蒸发、盐类大量结晶析出，导致盐湖卤水中银的富集．     

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。     

三元体系MgSO4—CH3CONHCONH2—H2O及Mg（NO3）—CH3CONHCONH2—H2O的研究

本文研究了三元体系ＭｇＳｏ４－ＣＨ３ＣＯＮＨＣＯＮＨ２－Ｈ２Ｏ（Ｉ）和Ｍｇ（ＮＯ３）２－ＣＨ３ＣＯＮＨＣＯＮＨ２－Ｈ２Ｏ（Ⅱ）在３０℃的相平衡，测定了饱和溶液溶解及其折光指数，绘制了相应了溶度力和折光指数一组成关系图。两个体系为简单截饱型。溶度曲线及折光指数曲线均由两支组成，分别与ＭｇＳＯ４．７Ｈ２Ｏ（Ｉ）或Ｍｇ（ＮＯ２）２．６Ｈ２Ｏ和ＣＨ２ＣＯＮＨＣＯＮＨ２相对应。共饱点的组成分别为（Ｉ）中Ｍｇ     

托素湖湖水蒸发过程中析盐及其pH值的变化规律研究

盐湖卤水蒸发是提取盐湖资源的主要途径之一,当前盐湖卤水的蒸发实验主要集中在矿化程度较高的盐湖和咸水湖中,蒸出矿物以硫酸盐和氯化物为主。为了获得湖水蒸发过程中从低矿化度到高矿化度全阶段的析盐和pH值变化规律,本文用托素湖微咸水在恒温室内开展28±2℃蒸发实验。托素湖为硫酸镁亚型微咸水湖(矿化度27.8 g/L),整个蒸发过程中pH值由8.92持续降低到6.108;矿物析出顺序为三水菱镁矿-文石-石盐-六水泻盐-白钠镁矾-五水泻盐-四水泻盐,共有七组盐类析出。卤水pH值的变化主要受矿物相变化控制,在碳酸盐析出过程中pH由8.529迅速降低到7.205,而后以析出矿物石盐为主的石盐-硫酸盐析出阶段pH降低到6.887,之后在白钠镁为主硫酸盐-石盐阶段pH缓慢降低到6.29。同时分析了石膏、芒硝、泻利盐等矿物未析出的原因。通过托素湖湖水蒸发实验,可以更全面的认识硫酸镁亚型盐湖演化全过程中的矿物沉积规律及物理化学性质变化。     

马海盐湖区卤水和盐类矿物的氯同位素特征及意义

采用以Ｃｓ２Ｃｌ＋为发射离子的高精度正热电离质谱方法，对柴达木盆地马海盐湖区卤水和共存的盐类沉积、河水、钻孔盐类沉积中的氯同位素组成进行了精确的测定．该地区盐湖卤水氯同位素组成表明，在相同的蒸发沉积环境地质条件下，地表卤水δ３７Ｃｌ变化范围为－１．５５‰到０．５３‰。盐类沉积垂直剖面的δ３７Ｃｌ值变化范围在０．００‰。到１．０５‰。在此基础上，初步研究了利用卤水及盐类矿物氯同位素组成变化追踪盐湖补给水来源及盐湖古气候变化．     

基于矿物组成分析的昆特依盐湖杂卤石成因解析——以大盐滩矿区ZK3608孔为例

昆特依盐湖杂卤石储量丰富,是研究陆相成因杂卤石的良好载体。对研究区ZK3608钻孔剖面进行矿物学分析,尝试从矿物组成及组合变化的角度揭示杂卤石的形成过程和机制。XRD结果表明,剖面中主要盐类矿物为石盐、石膏和杂卤石,此外还检测到六水泻盐、芒硝、无水芒硝、钾石盐、钾芒硝、菱镁矿等矿物。矿物组合及其剖面变化特征揭示,盐层中的杂卤石以原生沉积为主,碎屑层中多数杂卤石可能为交代成因。沉积环境分析表明,盐类沉积为干冷的偏酸性氧化环境,碎屑沉积为相对温湿的偏碱性还原环境。     

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     

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。     

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。     

托素湖湖水蒸发过程中析盐及其pH值的变化规律研究

盐湖卤水蒸发是提取盐湖有益成分的主要途径之一,当前盐湖卤水的蒸发实验主要集中在矿化程度较高的盐湖和咸水湖中,蒸出矿物以硫酸盐和氯化物为主.为了获得湖水蒸发过程中从低矿化度到高矿化度全阶段的析盐和pH值变化规律,用托素湖微咸水在恒温室内开展28±2℃蒸发实验.托素湖为硫酸镁亚型微咸水湖(矿化度27.8 g/L),整个蒸发...     

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。     

大柴旦低品位硼矿的富集研究

在对大柴旦盐湖湖底低品位硼矿的组成、伴生矿物种类、含量等因素进行分析的基础上,依据各矿物物理性质的差异,通过正交试验法,确定采用旋流方法分离低品位硼矿中的石膏和碳酸盐,分别得到以碳酸盐为主要杂质的低品位硼矿和以硫酸盐为主要杂质的低品位硼矿,然后进行分别加工,有效降低大柴旦盐湖低品位硼矿加工过程分解剂的消耗,为大柴旦盐湖低品位硼矿的加工利用提供了一条新的途径。     

Surficial deposits on salt diapirs (Zagros Mountains and Persian Gulf Platform, Iran): Characterization, evolution, erosion and the influence on landscape morphology

The surfaces of salt diapirs in the Zagros Mountains are mostly covered by surficial deposits, which significantly affect erosion rates, salt karst evolution, land use and the density of the vegetation cover. Eleven salt diapirs were selected for the study of surficial deposits in order to cover variability in the geology, morphology and climate in a majority of the diapirs in the Zagros Mountains and Persian Gulf Platform. The chemical and mineralogical compositions of 80 selected samples were studied mainly by X-ray powder diffraction and X-ray fluorescence. Changes in salinity along selected vertical profiles were studied together with the halite and gypsum distribution. The subaerial residuum formed from minerals and rock detritus released from the dissolved rock salt is by far the most abundant material on the diapirs. Fluvial sediments derived from this type of residuum are the second most common deposits found, while submarine residuum and marine sediments have only local importance. The mineralogical/chemical composition of surficial deposits varies amongst the three end members: evaporite minerals (gypsum/anhydrite and minor halite), carbonates (dolomite and calcite) and silicates-oxides (mainly quartz, phyllosilicates, and hematite). Based on infiltration tests on different types of surficial deposits, most of the rainwater will infiltrate, while overland flow predominates on rock salt exposures. Recharge concentration and thick accumulations of fine sediment support relatively rich vegetation cover in some places and even enable local agricultural activity. The source material, diapir relief, climatic conditions and vegetation cover were found to be the main factors affecting the development and erosion of surficial deposits. A difference was found in residuum type and landscape morphology between the relatively humid NW part of the studied area and the arid Persian Gulf coast: In the NW, the medium and thick residuum seems to be stable under current climatic conditions. Large sinkholes and blind valleys with sinking streams are common. On other diapirs, the original thick residuum is undergoing erosion and the new morphology is currently represented by salt exposures and badland-like landscapes or by fields of small sinkholes developed in the thin residuum. Models for evolution of the subaerial residuum and the diapir landscape/morphology are described in this paper. While the thick residuum with vegetation has very low erosion rates, the salt exposures and thin residuum are eroded rapidly. During wet periods (e.g. early Holocene), the diapirs rose and salt glaciers expanded as the influx of salt mass was much faster compared to erosion. After the onset of an arid climate, c. 6 ka BP, the rising of the some diapir surfaces decreased or even reversed due to acceleration of erosion thanks to vegetation degradation and changes in the residuum type and thickness.     

中国盐湖沉积年代学研究进展

盐湖沉积记录了区域气候和水文变化,是重要的古气候研究对象。年代学是盐湖古气候研究最重要的一项内容,是后续工作的基础。盐湖沉积最常用的定年方法有14C定年、铀系定年、光释光(OSL)定年、古地磁定年。受各种定年方法自身局限性以及盐湖沉积特殊性的制约,存在不同方法测出的年龄差异较大的现象。准确测定盐湖沉积的年代还较为困难,一定程度限制了盐湖古气候研究的发展。最新研究表明,由于盐湖沉积有机质含量低,易受现代碳的污染,14C测年中存在复杂的碳库效应,其14C年代老于30 cal ka BP时,测出的年龄可能被低估,需谨慎对待。未来需要加强铀系定年和光释光定年等方法在盐湖沉积中的基础研究,并开发新的更好的测年方法,提高盐湖沉积测年的准确度,为深入开展盐湖古气候变化及成盐成矿规律研究提供坚实基础。