锂同位素测速法在察尔汗水动态中的应用

采用锂同位素示踪技术,对察尔汗首采区采卤过程中晶间卤水的流向、流速和流量进行了测定。研究的初步结果表明,锂同位素示踪技术在地下水动态的研究中具有较好的应用前景。     

察尔汗盐湖首采区晶间卤水石盐饱和度的研究

利用Ａｇ—ＡｇＣｌ电极和钠离子选择电极组成无液界电池的电势法,测定２５℃时察尔汗盐湖首采区晶间卤水中石盐的平均活度和饱和度：应用Ｐｉｔｚｅｒ方程,计算卤水中石盐的平均活度和饱和度。结果表明,察尔汗首采区晶间卤水中的石盐均已接近或达到饱和;石盐饱和度的实验测定值与Ｐｉｔｚｅｒ方程的理论计算值在总体趋势上吻合得较好。     

察尔汁盐湖抽卤过程中晶间卤水氚含量变化趋势的研究

本文将氚的测定方法应用于察尔汗盐湖抽卤过程中晶间卤水氖含量变化趋势的研究，以多次的测试数据研究和探讨了大气降水、周边水、地下水对察尔汗盐湖晶间卤水的影响，特别是开渠后湖水对晶间卤水的影响，从水平和垂直两个面讨论察尔汗首采区晶间卤水氚含量的变化规律。     

锂同位素地球化学研究进展

锂的两个稳定同位素(6Li和7Li)相对质量差较大,因此锂同位素分馏比较显著。由于分析测量技术的改进和完善,锂同位素地球化学近年来有了长足的发展。研究表明,温度是控制锂同位素分馏的一个重要因素。此外,锂在不同矿物中配位结构和化学键强度的差异也会影响共存相之间的锂同位素分馏。由于锂同位素存在较大的分馏和不同地质体中截然不同的δ7Li值,锂同位素地质应用范围十分广泛。目前,锂同位素在地表风化、海底热液和洋壳蚀变、板块俯冲、示踪卤水来源和演化等方面的研究中成效显著,并且开始应用到矿床学中。     

察尔汗盐湖抽卤过程中晶间卤水氚含量变化趋势的研究

本文将氚的测定方法应用于察尔汗盐湖抽卤过程中晶间卤水中氚含量变化趋势的研究，根据多次的测试数据研究和探讨了大气降水、周边水、地下水对察尔汗盐湖晶间卤水的影响，特别是开渠后湖水对晶间卤水的影响，从水平和垂直两个方面讨论察尔首采区晶间卤水中氚含量的变化规律。     

哈达贺休盐湖卤水氢氧同位素特征及成因分析

内蒙古哈达贺休盐湖蕴藏着较为丰富的地下卤水资源,但对其成因和演化机制尚缺乏充分的认识。采用稳定同位素方法,研究了哈达贺休盐湖地下卤水及其周边水体的氢氧同位素组成特征,并对卤水的成因进行了分析。结果表明:哈达贺休盐湖地下卤水的δD和δ~(18)O值平均值分别为-0.53 ‰和4.01 ‰,黑河河水的δD和δ~(18)O值平均值分别为-36.73 ‰和-5.51 ‰,居延海湖水的δD和δ1~8O值平均值分别为1.26 ‰和2.73 ‰,当地大气降水的δD和δ1~8O值平均值分别为-5.30 ‰和-1.20 ‰。研究区水体的蒸发趋势线方程为δD=5.32δ1~8O-20.08,该蒸发线偏离全球大气降水线。黑河河水的氘盈余值(d)最大,湖水和地下卤水d的最小,而且湖水和卤水的d值与TDS呈负相关关系。偏正的δD和δ~(18)O值以及较小的d值表明研究区卤水经历了强烈的蒸发,同时还存在与含氧类矿物的同位素交换反应。卤水和居延海湖水氢氧同位素值分布比较集中,并且接近,二者都由黑河河水演化而来。     

苯并15-冠-5—离子液体体系多级逆流萃取分离锂同位素研究

锂的两种天然同位素(~6Li和~7Li)在能源、环境和国防安全等领域具有重要应用价值。以氯化锂溶液为原料,选用苯并15-冠-5和咪唑类离子液体体系对其进行了模拟逆流萃取实验,考察了多级逆流萃取过程中锂的萃取率和锂同位素分离系数的变化规律。同时,对锂同位素富集浓度和富集行为进了研究探讨。结果表明,经10级逆流萃取后,锂的萃取率和同位素分离系数有了明显提高,~6Li富集在有机相,丰度提高了0.299 6%。     

锂元素及其同位素对南翼山油田卤水形成演化的指示意义

南翼山油田卤水以高钙富锂等元素为特征,是柴达木盆地研究程度较高的油田卤水之一。本文根据南翼山构造区及其周边地区油田卤水、盐湖卤水、河水和潜水等不同水体的水化学及岩层的地球化学和矿物特征,研究了湖水的蒸发浓缩对Li+的富集作用,探讨了水岩反应对油田卤水Li+含量和δ7Li的影响。结果表明,埋藏之前的蒸发浓缩是Li+含量和总固溶物增大的主要原因;水岩反应对Li+含量和δ7Li有影响,但不会引起明显变化。南翼山油田卤水主要来源于古盐湖卤水,演化过程中曾受到水岩反应的影响。     

超声波测定盐湖卤水的密度

叙述了超声波在与盐湖卤水组成相关的 Mg Cl2 溶液、Na Cl溶液、Mg Cl2 和 Na Cl的混合溶液中的声时与溶液浓度、溶液温度等之间的关系 ,测定了察尔汗不同蒸发阶段的盐湖卤水密度、声时和温度值 ,并针对察尔汗盐湖卤水组成 ,将获得的实验值采用拟合及插值的方法编制成计算机程序储存在单片机中 ,从而实现了察尔汗盐湖卤水蒸发过程中密度的自动监测     

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。     

湖水同位素平衡研究中分馏系数和富集系数计算形式的组合选择

湖泊自生碳酸盐δ18O(δ18Oc)是研究湖泊水体同位素平衡和气候变化的重要环境同位素指标。由于δ18Oc与湖水δ18O(δ18Ow)密切相关,前人建立了δ18Ow的计算公式,这方面的研究对于δ18Oc环境意义的正确判读十分重要。δ18Ow计算公式中的平衡分馏系数α和平衡富集系数ε各有几种计算形式,当两个参数同时出现时,其计算形式须正确组合:当α>1时,ε=α-1或ε=1-1/α;当α<1时,ε=1-α或ε=1/α-1。其中"α>1,ε=α-1"组合最常用。     

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．     

柴达木盆地那棱格勒河流域表层沉积物微量元素组成及其对流域内锂的物源制约意义

柴达木盆地那棱格勒河流域是我国目前最大的盐湖型锂矿区和工业设施最为完备的卤水锂工业基地,长期以来关于其尾闾盐湖区锂的物源问题备受关注。尽管目前的众多研究已经对流域内地表水体及尾闾区盐湖中锂的物源有了较为一致的看法,但盆地周缘围岩风化过程在其中起到的作用仍缺乏系统性认识。基于部分保守性微量元素在物源示踪研究中的重要作用,本文通过对流域内河流表层沉积物中的REEY、Li、Sc、Co、Nb、Ta、Th等微量元素开展其地球化学行为方面的分析,讨论了沉积物的物源属性特征及其中锂的来源特征,为深入认识盐湖区游离态锂资源的物源提供了新的证据。结果表明,那棱格勒河流域与毗邻的东、西对比区河流沉积物有着相似的化学风化背景和基岩类型,源岩具有显著的长英质岩和基性岩的二元混合特征,且基性源岩所占比重更大;而沉积物中的锂除尾闾盐湖区明显受到富锂孔隙水体夹带的影响外,其它地区锂的来源特征与沉积物的物源特征相同,表明地表迁移过程对介质中锂的通量影响较弱,沉积物中的锂更多的是以赋存在相关矿物结构中的形式存在;研究区来自源岩风化作用提供的游离态锂的量较为有限,尾闾盐湖中的锂资源主要以昆仑山深大断裂带涌出的热泉水的长年补给为主。     

柴达木盆地盐湖锂矿床成矿过程及分布规律

柴达木盆地盐湖蕴藏230×10~4t锂,集中分布在别勒滩、东西台等4个盐湖,占我国卤水锂资源总量~80%,战略资源地位不言而喻。近年来提锂技术及工程化研究倍受重视,而对盐湖锂矿成因和分布规律的了解凸显不足,锂矿资源流失严重与之不无关联。研究查明,昆仑山高温热泉群含锂泉水长期注入洪—那河,流入终端盐湖,蒸发富集成矿;锂的年输入通量748.8 t,结合区内盐湖锂矿总储量保守估算,成矿期始于14 ka BP之后;洪—那河早期主要流向别勒滩,在山前冲积扇向北推进、扇前河改道北流后,方才形成含锂河水当前分配格局。据此,破解了别勒滩锂矿在研究区储量最大的原由。还查明了锂矿床仅存在于别勒滩,而在达布逊等3个区段不能成矿的原因。阐明了锂的来源与新生代火山喷发岩、深部岩浆房、昆仑大断裂活动有关,以及含锂热水持续远程输送至盐湖成矿的地貌和水文气候动因。企业应当根据锂的分布规律和矿床特征,迅速转变钾肥生产模式。     

水汽来源和环境因子对典型亚热带季风区降水稳定同位素的影响——以湖口地区为例

基于亚热带季风区湖口降水稳定同位素进行高频监测,利用HYSPLIT模型、潜在源贡献因子算法和质量浓度权重轨迹等方法对湖口区降水水汽来源进行分析,研究结果表明：① 湖口地区大气降水同位素组成呈夏季低、春冬季高变化趋势,湖口地区大气降水线斜率（8.19）和截距（12.5）与全球大气水线较为接近,说明整体上该研究区气候环境相对湿润。② 湖口降水同位素组成与降水量、湿度和温度均成显著负相关关系,这表明其具有显著的降水量效应、湿度效应和反温度效应。③ 湖口地区水汽来源主要受东南沿海内陆地区、南海和孟加拉湾源区水汽影响显著,其造成降水同位素值也明显偏小,尤其在夏季和秋季。④ 湖口地区降水同位素组成变化还受锋面天气系统（准静止锋和冷锋）和台风影响,台风降水的水汽来源主要来自中国南海和东海地区,此水汽往内陆输送过程中不断形成降水,此过程中降水重同位素（¹⁸O和²H）不断被冲刷造成其值逐渐变小;受准静止锋面系统影响降水δ¹⁸O值为极小值,这与锋面系统中冷、暖气团相遇造成强烈空气对流活动密切相关;而在冷锋面系统影响下,湖口地区降水δ¹⁸O值和d-excess较大,这与中国南方内陆局地再循环水汽补充有关,该研究结果将为鄱阳湖流域大气环流和水循环过程研究提供科学依据和数据支撑。     

热电离质谱法测定锂同位素的研究进展

锂的两种稳定同位素6Li和7Li存在很大的相对质量差,质量分馏效应十分明显,因此要精确地测定锂同位素比值十分困难。近年来,随着质谱测定方法的发展,锂同位素的测定取得了长足进展。目前,使用热电离质谱仪(TIMS)和多接受电感耦合等离子质谱仪(MC-ICP-MS)测定锂同位素比值的较多。TIMS相比于MC-ICP-MS,其测定精度较高。主要对使用热电离质谱仪(TIMS)测定锂同位素进行了详细的介绍,主要包括带材料和带结构、涂样形式以及电离温度这3方面的研究进展,并指出了此方法存在的一些问题。     

东台沟实验流域降水氧同位素特征与水汽来源

运用环境同位素技术研究水循环中水分子组成发生的微观变化,是兴起于20世纪中期研究宏观、微观水文过程机理的新技术。研究流域降水同位素时间和空间变化规律以及与降水要素的相关关系,对于研究流域水资源属性具有重要的理论与实践意义。本文以北京市怀柔区汤河口镇东台沟实验流域为研究对象,研究了该流域2003年7月至10月降水氧同位素含量及降水的时空变化,分析了降水δ¹⁸O与降水量、高程及空气湿度的关系,评估了雨量、高程及空气湿度等因子对降水过程的影响及作用,阐明了其间实验流域降水δ¹⁸O的时空分布规律,并得出实验流域在实验期间降水的主要水汽来源为由东南向西北方向。     

印度河上游Bagrot山谷降水稳定同位素变化及与水汽来源的关系

利用2015年8月至2016年7月在印度河上游流域Bagrot山谷降水稳定同位素（δ18O和δD）观测结果以及当地气象资料，利用同位素示踪及统计分析方法，并结合HYSPLIT模型，对研究区降水稳定同位素变化特征、大气水线以及水汽来源进行了分析。结果表明，观测期间Bagrot山谷降水稳定同位素的季节变化明显，δ18O与δD秋冬季偏低，春夏季偏高，且与气温变化一致，存在显著的温度效应，而降水量效应不明显。而且发现，研究区局地大气水线截距和斜率均低于全球的，反映了降水过程中云下二次蒸发作用较为强烈，特别是，不同的降水形态导致该研究区局地大气水线的斜率和截距不同。当液态降水（降雨）发生时，由于在较为干旱的气候环境下，雨滴在降落的过程中受到二次蒸发相对较强，使得局地大气水线的斜率和截距偏低；而当固态降水（降雪）发生时，由于温度较低，受再循环水汽和二次蒸发的影响较小，导致局地大气水线的斜率和截距均偏高。Bagrot山谷及其周边地区，从南到北局地大气水线的斜率相差不大，而其截距总体上随着纬度升高而降低，可能与云下二次蒸发导致稳定同位素发生的不平衡分馏逐渐强烈有关。通过Bagrot山谷站点降水稳定同位素观测结果并结合HYSPLIT模型的后向追踪，研究还发现，研究区全年主要受西风环流以及局地环流的影响。但与研究区以北的临近站点（慕士塔格、和田等）相比有所不同，由于Bagrot山谷位置更靠南，其仍然偶尔受到来自南方的海洋性水汽影响。这一研究结果可能对该地区树轮稳定同位素记录的解译具有一定的指示意义。     

Simulations of an isotopic fractionation by freezing in an open system

This paper presents a model of isotopic fractionation by freezing under near equilibrium conditions in an open system and uses the model to predict the fractionation curve and slope gradient of δ 18 O versus δD. The simulation results show that 1) the fractionation curve and slope gradient are determined by the ratio of freezing rate to input rate, 2) the isotopic value in the initial stage of freezing is determined by the isotopic value of initial water; 3) in the latter half of freezing in an open system, the isotopic value converges to a certain value determined by that of input water. These results suggest that the shape of the fractionation curve is the method to distinguish whether freezing occurred in a closed or open system. This analysis is applied to an isotopic curve observed in basal ice of Hamna Glacier, Sya drainage, East Antarctica. The isotopic curve indicates formation by regelation in an open system with a ratio of freezing/input rates of about 10/4.