罗布泊盐湖承压卤水开采新技术及可采性研究

罗布泊罗北凹地承压卤水主要储集于钙芒硝层,钾含量高(>0.5％),是该区重要的后备钾盐资源之一.本文利用大气联通法及辅助孔注入卤水法,对罗布泊罗北凹地钾矿区富水性较差的3～11采卤井进行了改造.五次大规模、长时间段的抽水试验结果表明,上述技术手段改善了深部承压卤层的储集结构,有效增强了含水层水力联系,提高了含水层单位涌水量,增率达22.7％.由此证实大气联通法及辅助孔注水法,可以有效提高罗北凹地钾矿区承压卤水采卤率.同时,辅助孔与采卤井的距离以及辅助孔注水量对采卤率有较大影响.该成果可为矿区承压卤水大规模开采利用提供借鉴和指导.     

新疆罗布泊盐湖深部钾盐找矿新进展

罗布泊是世界最大干盐湖之一,罗布泊超大型钾盐矿床从1995年发现至今,经历了找钾远景预测、勘查、系统科学研究、扩大找矿及开发利用快速推进的过程,浅部(200m以浅)钾盐资源量已基本查明,但没有一个穿透第四系的较深地质科学钻井。通过区域气候条件、盐类矿物分布、碎屑岩层储卤等方面与柴达木盆地西部的对比分析以及罗布泊地堑式断陷带储卤的发现,提出罗布泊深部具有钾盐成矿远景。在罗布泊罗北凹地西北部实施盐湖深部钾盐找矿第一深井(LDK01井),首次发现钾芒硝、钾锶矾、红钾铁盐等盐类矿物;在深部地层碎屑岩层中发现钾盐矿物钾石盐、光卤石等,地层中KCl含量高达2.86%,揭示地层深部存在低品位固体钾矿,确定为一种新类型钾矿,即碎屑岩型钾矿,为罗布泊深部钾盐找矿拓展了方向和空间;深层碎屑岩地层储集卤水,卤水KCl平均品位1.50%,揭示出罗布泊盐湖深部存在富钾卤水。重力探测发现罗布泊盆地西部发育次级凹地,初步确定凹地中心第四系沉积厚度大于1200m。结合地质分析,预测库鲁克塔格山前断陷盆地和罗北盆地为进一步寻找深部隐伏钾盐矿床的重要靶区。综合遥感、物探、物性特征等资料及研究成果,估算罗北凹地深部钾盐预测资源量为1.60×108t,并提出罗北凹地西部及附近区域的深部地层中还蕴藏有丰富的钾盐资源,罗布泊深部找钾潜力巨大。该成果对深化认识罗布泊盐湖的形成演化及满足钾肥生产企业大规模开发均具有重要意义。     

罗布泊富钾卤水矿床地球化学空间分布特征

罗布泊是我国最重要的成盐成钾盆地之一,富钾卤水资源丰富。在14年的工业开采过程中,不同矿层卤水的地球化学特征持续处于变化中。为了加强对不同矿区富钾卤水的地球化学空间分布特征的认识,合理开发利用卤水资源,本文应用克里金插值法,对2017年采集的89个常观孔卤水样品进行了空间分析,绘制了K~+、Cl~-、Na~+、Mg~(2+)、Li~+、B~(3+)、SO_4~(2-)等值线图,并对其空间分布特征进行了综合分析,结果显示:K~+、Cl~-、Mg~(2+)、Li~+、B~(3+)等离子具有较为一致的分布趋势,其高值区主要分布在罗北凹地及腾龙矿区北部,低值区主要分布于罗北凹地北部及矿区西南部,而SO_4~(2-)分布趋势则相反;由于受周缘地区淡水补给的影响,矿区西南部、北部及东南部出现淡化现象,但是淡水只影响到W_1、W_2层,W_3层未见明显淡化现象;2017年罗布泊矿区K~+平均含量为8.83g/L,除受淡水影响区域外,矿区内大部分地区样品KCl品位均高于1%的工业单独开采品位,与开采前KCl品位相比,目前罗北凹地W_1储层KCl平均品位约下降了9.7%左右。     

罗布泊罗北凹地固体盐类矿物学研究进展

罗布泊罗北四地继1995年10月发现潜卤水中蕴藏大、中型钾盐矿床以后,又在1996年11月经中深钻探揭示出其承压层有近50米厚的纯含水层,钾盐远景资源量超过大型规模,因此,引起了钾盐界及社会广泛关注、罗北凹地钾矿床赋存卤水中,固体盐类矿物中钾矿物含量很低,不具备工业意义,但固体盐类矿物的研究对于了解卤水形成演变,赋存状态及古气候变化等具有重要意义。在此,对该区盐类矿物的初步研究作一简单介绍,以供有关人员参考指正。     

罗布泊地区罗北凹地潜卤水钾矿床成因与开发前景

罗北凹地潜卤水钾矿床位于新疆罗布伯地区北部，是一个大型的综合性盐类矿床，以潜卤水钾矿为主，伴生有液体NaCl、MgCl2和固体石盐、钙芒硝。罗布伯盐湖周边基岩山区富钾花岗岩和火山岩、塔里木盆地古盐矿床和罗布伯北部中更新统化学沉积物形成的台地等为罗北凹地潜卤水矿床提供了丰富的物源物质条件，而半封闭的构造成环境和干旱气候条件是其形成的有利条件。与世界著名盐湖比较，罗北凹地潜卤水钾矿的K^ 含量、储量及其化学成分具有独特优势，而钾肥是中国的紧缺产品，需求量不断增加，因此，罗北凹地潜卤水钾矿床具有较好的开发前景。     

罗布泊盐湖地下含钾卤水动态特征及其影响因素研究

在对矿区内的地下水进行全面监测的基础上,利用罗北凹地钾盐矿区近十年来地下水水文观测资料,结合钾盐矿区水文地质条件,分析罗北凹地钾盐年矿区地下水水位变化的动态特征及成因,对区内多年的地下水动态特征进行了综合分析研究,研究显示了罗北凹地钾盐矿区地下水位动态变化主要受人工开采、气象、水文等因素的影响。     

本刊编辑部启事

1995至1996年,在地质矿产部定向基金、国家计委、国家科委(305项目)的支持下,中国地质科学院、新疆地矿局第三地质大队及地质矿产部遥感中心对罗北凹地进行钾盐找矿与研究,发现了特大型钾盐矿床。1 矿床特征 最新地质资料表明罗北凹地为一新生代断陷盆地。浅部潜卤水矿层面积达1300km~2,最大厚度24.98m,最小3.8m。下伏数层承压卤水矿层,钻探控制最大深度为210.5,,其中已揭穿的承压卤水层累计厚84.2m。     

罗布泊盐湖罗北凹地杂卤石沉积、分布特征及成因分析

采用岩石薄片鉴定、X射线衍射分析、扫描电镜以及元素地球化学等分析测试手段,对罗布泊盐湖罗北凹地杂卤石的沉积和分布特征进行了研究。结果显示,罗北凹地杂卤石主要发育于含盐系中上部,或以质地较纯的层状杂卤石岩产出,或与钙芒硝/石盐/白钠镁矾共同产出。杂卤石有交代和原生两种成因类型：前者是罗北凹地杂卤石产出的主要类型,是罗布泊硫酸盐型盐湖自身蒸发析出产物,在盐湖演化中后期交代钙芒硝或者石膏形成;后者可能为富钙卤水补给富钾镁盐湖形成。罗北凹地杂卤石的分布具有在南北方向上南厚北薄、在东西方向上中间厚两侧薄的特点,对应的KCl含量也同样具有南高北低、中间高两侧低的特点,它们的分布特征明显受控于区域构造活动,构造导致的沉降区有利于杂卤石聚集成矿。本区杂卤石矿埋藏浅、规模较大,可作为后备钾盐资源。     

罗布泊盐湖富钾卤水成因再探讨——碎屑层卤水蒸发实验分析

罗布泊盐湖钙芒硝岩孔隙中蕴藏有超大型规模的卤水钾矿,富钾卤水成因一直备受关注。罗北凹地从统一的罗布泊大湖区中分隔出来后,成盐过程中其湖水仍以南部大湖的补给为主,罗北凹地卤水化学演化与"大耳朵"湖水密切相关。"大耳朵"湖区含石膏碎屑层普遍储藏有卤水,应该是罗北凹地盐湖的"源卤水",钾离子(ρ(K~+)为3.12 g/L左右)已初步富集,平均矿化度为198.83 g/L。为了查明该卤水的化学演化趋势及析盐序列,笔者于2009年、2010年两次采集了大量卤水样品,分别进行室内等温蒸发和自然蒸发实验。蒸发实验结果表明:随着卤水浓缩首先析出(硬)石膏,随后析出大量石盐,最后出现少量钾石盐和光卤石,与EQL/EVP卤水蒸发模型模拟结果相似。将碎屑层卤水蒸发过程中化学组成变化与罗北凹地卤水进行对比,结果显示罗布泊古湖水蒸发至石膏沉积之后,在罗北凹地水化学组成明显发生变化,没有大量石盐沉积,而以钙芒硝沉积为主。推测应是受到深部"富钙水"的持续补给,而"大耳朵"湖起到"预备盆地"的作用,罗布泊古湖水经"大耳朵"湖蒸发浓缩后,钾离子得到初步富集,在流入罗北凹地后与深部"富钙"水混合,强烈蒸发浓缩,大量钙芒硝矿物析出,最后形成富钾卤水。     

罗布泊盐湖区固体钾盐沉积特征、分布及成因探讨

文章对罗布泊盐湖区杂卤石、光卤石、钾盐镁矾等不同类型固体钾盐矿物特征、分布及成因进行了分析总结。杂卤石主要产于罗北凹地内部沉降区,以交代成因类型为主,代表了以硫酸盐型卤水为主体的罗布泊盐湖残余卤水钾镁富集到一定程度与石膏、钙芒硝发生水-盐反应的产物。光卤石沉积主要产于断陷带（近）地表,为深部氯化物型卤水经断裂向上运移至地表、与浅部卤水掺杂经蒸发浓缩而成。钾盐镁矾主要产于南小团地区,其形成可能与凹陷基底反转、罗北凹地高浓度卤水回灌有关。罗布泊盐湖区不同类型的固体钾盐沉积是构造-物源-气候3种成钾要素在特定时间窗下耦合的产物：在干旱气候条件下,构造活动一方面导致盆地地貌分异形成更加封闭的成钾次级凹地,为钾盐沉积提供可容纳空间;另一方面活化断裂为深部流体补给盐湖提供通道,为钾盐沉积提供不同类型的物质来源,改变盐湖卤水化学组成最终形成不同类型钾盐矿物。     

岩土工程半解析半数值方法若干进展

总结了笔者等近年来有关岩土工程半数值半解析方法方面的研究进展,重点介绍了有限层方法、析解法、等积变换法、广义剪切位移法、广义荷载传递函数法等5个方面,充分显示了半数值半解析方法良好的应用前景。     

滑(边)坡稳定性计算分析中的滑坡推力计算方法

滑坡推力计算一直是边坡稳定性分析、防护加固设计及滑坡治理抗滑工程设计中的核心问题。根据抗滑支挡工程结构与被加固滑坡体的力学关系,滑坡推力计算方法可概括为分离法、虚力法及结构与岩土数值耦合法。不同的计算方法得到的滑坡推力值有差异。用以上3种方法对拟设桩结构物的内力进行计算,对比分析发现,分离法及虚力法最终均需对桩侧滑坡推力分布形式进行假定,假定分布形式不同所得内力不同;数值耦合法可直接得到桩侧应力分布形式,且考虑了桩与岩土的偶合效应,计算结果较为合理,有必要进一步分析研究与推广应用。     

伸展构造拉张量计算方法的适用性分析及在琼东南盆地的应用

文章将三种以面积平衡为原理的几何学方法应用在物理模拟拉张实验中，对比三种方法的结果与模型设计参数间的 误差，讨论了三种方法的优缺点和适用范围。其中层长守恒方法需要假设在构造变形过程中层长保持不变，通过曲线拉直 可以恢复构造各阶段拉张量和拉张总量。利用面积守恒可以计算拉张构造中滑脱层深度，面积深度法允许构造变形过程中 层长和层厚的变化，多个构造前沉积地层的面积深度拟合直线可以反映构造整体拉张量和滑脱层深度。面积守恒法在已知 构造滑脱层位置的基础上，通过同构造沉积地层可以计算出拉张活动不同阶段拉张量变化和拉张总量。结合琼东南长昌凹 陷剖面特征，面积守恒法是计算其拉张量变化最准确又有效的方法，面积守恒法应用结果确定过长昌凹陷剖面在岭头组、 崖城组和陵水组沉积阶段的拉张量分别为13.8 km、15 km和21.4 km，拉张总量为50.2 km，拉张率为42.7%。三种方法在物 理模拟实验和琼东南盆地中的应用结果表明，在伸张构造中由于剪切变形作用，基于面积守恒的方法优于层长守恒的方 法。面积深度法利用构造前沉积地层的几何形态来预测构造整体拉张量和滑脱层深度，面积守恒法可以利用同构造沉积地 层和已知的滑脱层位置来预测拉张构造整体的拉张量和不同阶段的拉张量变化。     

地应力主要测试和估算方法回顾与展望

随着人类对深部矿产资源和能源材料的需求量持续增长,深部开采问题必将成为工程界所面临的重大问题,而地应力参数的准确确定是有效解决该重大问题的基础工作之一。文章总结了目前在能源和资源开采中使用较为广泛的26种地应力测试方法,并对这些方法的基本力学原理、发展史作了简要介绍。这26种方法按照数据源途径可以分为5大类,分别为基于岩芯的方法、基于钻孔的方法、地质学方法、地球物理学方法以及基于地下空间的方法。这些方法依据满足工作需要的角度又可以分为主动法和现象分析法,对于社会基础设施建设、深部能源和资源开发,主动法的适用范围更广。不同的方法所反应的应力信息是不同的,相对而言建立在大体量岩体上的方法对于分析区域应力场更为可靠。最后文章对未来的应力测量与估算的发展远景进行了展望。     

伸展构造拉张量计算方法的适用性分析及在琼东南盆地的应用

文章将三种以面积平衡为原理的几何学方法应用在物理模拟拉张实验中,对比三种方法的结果与模型设计参数间的 误差,讨论了三种方法的优缺点和适用范围。其中层长守恒方法需要假设在构造变形过程中层长保持不变,通过曲线拉直 可以恢复构造各阶段拉张量和拉张总量。利用面积守恒可以计算拉张构造中滑脱层深度,面积深度法允许构造变形过程中 层长和层厚的变化,多个构造前沉积地层的面积深度拟合直线可以反映构造整体拉张量和滑脱层深度。面积守恒法在已知 构造滑脱层位置的基础上,通过同构造沉积地层可以计算出拉张活动不同阶段拉张量变化和拉张总量。结合琼东南长昌凹 陷剖面特征,面积守恒法是计算其拉张量变化最准确又有效的方法,面积守恒法应用结果确定过长昌凹陷剖面在岭头组、 崖城组和陵水组沉积阶段的拉张量分别为13.8 km、15 km和21.4 km,拉张总量为50.2 km,拉张率为42.7%。三种方法在物 理模拟实验和琼东南盆地中的应用结果表明,在伸张构造中由于剪切变形作用,基于面积守恒的方法优于层长守恒的方 法。面积深度法利用构造前沉积地层的几何形态来预测构造整体拉张量和滑脱层深度,面积守恒法可以利用同构造沉积地 层和已知的滑脱层位置来预测拉张构造整体的拉张量和不同阶段的拉张量变化。     

水文学确定性和不确定性方法的耦合初探

水文现象具有确定性和不确定性,常用确定性方法和不确定性方法分析。这两种方法在水文学中广泛应用并愈来愈密切耦合。对这种耦合的背景、实质和途径等进行了初步分析。给出了水文学确定性方法和不确定性方法耦合的内涵;分析了耦合的客观背景,指出确定性和不确定性辩证的统一、不确定性和确定性在一定条件下相互转化是耦合的哲学基础;总结了耦合的三大主要途径:(1)简单混合。对某一个水文问题的解决分成两个部份,一个部份用确定性方法,另一个部份用不确定性法;(2)一般嵌入。指在某种分析法的总体框架下,局部或某些部分嵌入另一种分析法以达到提高分析可靠性之目的;(3)复杂的渗入。指两种方法相互渗透,充分发挥各自特色促使耦合效应独突。     

数字测井技术在黔北桐梓地区煤田勘探中的应用

黔北是贵州又一聚煤区,在煤系地区综合利用数字测井技术,测量3种以上有效的物性参数,即研究视电阻率、伽马-伽马、自然伽马等参数特征,对煤层、常见岩石、标志层、地质界线等作出定性解释,取异常曲线上的特征点,确定煤层的深度、厚度和结构,对钻探工程打薄或打丢的煤层(线)进行更正。除用于找煤外,还用于判定地质构造、计量放射性物质辐射剂量等多种应用。     

饱和水流溶质运移问题数值解法综述

本文总结了饱和水流中溶质运移方程求解的各种数值方法，分析各种方法的本质特征以及各自的优缺点，并指出了求解对流—弥散方程的各种数值方法的研究进展和值得重视的问题。研究结果表明，自适应欧拉—拉格朗日法(EM)是溶质运移问题中，求解对流—弥散方程是比较有发展潜力的方法之一。以MMOC法为基础在陡峰值高价插值和其它区域低价插值相结合的ELM法，将是未来发展的趋势。而寻求非规则网格上高精度的空间单元插值模式，已开始成为求解对流问题数值方法研究的重点和关键问题。     

物探方法在区域地质调查中的应用

物探方法是利用地下岩土体的物理性质差异,使用仪器测试地下介质的物性数据,利用计算技术,反演推断出地下不同岩土体分布的一种无损快速的探测方法。不同的岩土体具有不同的密度、导电性、磁性等物理性质,根据不同的物理性质、采用不同仪器设备和方法进行测试,可以解决不同的地质问题。本文论述了高密度电法、重力、磁法在区域地质调查中解决基岩埋深、地下水情况、隐伏断裂位置及特征、矿产分布等地质问题的情况,选择适当的物探方法可以取得良好的地质效果。     

包头市地下水质量评价

地下水质量评价为保护和开发地下水资源,防止和控制地下水污染,保障人民身体健康提供科学依据。结合相关地下水调查资料采用单指标评价、内梅罗指数和模糊综合评价三种方法,对包头市地下水水质分别进行评价,通过对评价结果综合分析认为:模糊综合评价结果更符合区域地下水总体特征,包头市潜水Ⅳ类、Ⅴ类占到取样点总数的36%,质量整体较差;承压水Ⅰ—Ⅲ类遍及包头市全区,质量整体较好。