老挝甘蒙钾盐矿床钾镁盐矿层中裂隙水的地球化学特征及其成因探讨

老挝钾盐矿所属的呵叻盆地是世界上最大的钾盐矿集区之一,矿物组合主要为石盐、光卤石和次生钾石盐等,裂隙水分布于钾镁盐矿层中(深度150m左右)。裂隙水渗漏已严重影响了矿区生产安全,但关于该水体的来源及演化过程仍不明确。本文系统采集矿层中裂隙水及周围各种水体样品12件,并测试其水化学及氢氧(2 H、18 O)同位素组成。结果表明裂隙水矿化度较高(368.1g/L~430.7g/L),裂隙水与盐泉水水化学类型同为氯化物型,分析常微量离子含量特征及水化学特征系数,显示裂隙水受到钾镁盐溶滤掺杂的影响。裂隙水δD=-64.2‰~-55.2‰,δ~(18) O=-7.75‰~-7.1‰,其比值范围显著区别于石盐(δD=-144‰~-78‰,δ~(18) O=-1.1‰~4.2‰)和钾镁盐(δD=-54.75‰~-1.42‰,δ~(18) O=-7.09‰~0.95‰)沉积阶段原始卤水氢氧同位素组成,而位于全球大气降水线附近,表明裂隙水不具有原始残留卤水特征,而主要由大气降水溶滤蒸发岩矿物所形成。裂隙水成因的查明为该区地下水循环和钾盐矿床开发过程中地下水渗漏治理提供了一定依据。     

海陆相蒸发岩硫同位素值变化和地球化学应用

硫同位素作为一种稳定的同位素,几乎遍布各种自然环境,出现于地质上所能跨越的所有温度范围。自然界中,不同环境下δ~(34)S值的差别可达180‰。研究表明,蒸发沉积硫酸盐的δ~(34)S值可以代表相应水体的δ~(34)S值,通过研究蒸发岩中的δ34S值,结合其它指标,可判断沉积环境,示踪成矿物质来源,研究成矿作用过程,为重建古地理古环境提供依据。在前人研究基础上总结了硫同位素分馏的影响因素及其在地球化学方面的应用;分析了陆相盆地蒸发咸化过程中水体δ~(34)S值的变化特征;对比研究了部分海陆相盆地硫酸盐δ~(34)S值特征,并指出对陆相盆地,不同类型的水体中δ~(34)S值变化趋势仍需进一步研究。     

柴达木盆地盐湖K、B、Li资源的成矿地球化学系统

柴达木盆地是我国极为重要的K、B、Li盐类资源富集区,承担着建设世界级盐湖产业基地的重任,却存在成矿规律不明确、可采卤水资源找矿效果不显著的瓶颈,盐湖资源面临着严重的可持续发展问题。本文强调将柴达木盆地盐湖作为一个地球化学系统进行探讨,重点梳理了盐湖元素富集机制的核心问题,集成分析了盐湖同位素地球化学所面临的机遇与挑战,并总结提出柴达木盆地盐湖K、B、Li成矿地球化学系统,以服务于盐湖成矿规律研究和资源勘查评价。盐湖成矿地球化学系统是指在地质单元和时空区域的多维系统内,控制成盐元素活化—迁移—富集—保存的多种地球化学过程子系统的总和,是各类地质动力条件、构造成矿要素、气候水文过程及所形成的矿床系列组合的有机整体,并十分注重地球化学在其中的应用。盐湖成矿地球化学系统的提出,可以在一定程度上对研究对象、研究技术方法体系和研究视角进行有效限定,属于盐湖矿床研究的一种思维方法,并有望为盐湖成矿规律研究提供一种科学范式。     

柴达木盆地可鲁克湖沉积物表层花粉散布规律及其对区域植被的指示意义

可鲁克湖是柴达木盆地东部荒漠区重要的生态屏障,对全球气候变化响应十分敏感。利用沉积物化石花粉重建湖泊生态系统演变历史及其对全球气候变化响应过程和机制的分析是当前重要的研究方向,本研究系统采集了可鲁克湖沉积物表层样品开展花粉分析。研究结果显示,花粉组合以藜科、禾本科、蒿属、莎草科为主。花粉总浓度在湖泊沉积中心及偏西南区域显著偏高,其中藜科、莎草科、蒿属、白刺属、麻黄属、紫菀属花粉与总浓度变化特征较为一致,而禾本科花粉在湖泊东南部显著富集。湖泊沉积物中的藜科和蒿属花粉较好地指示了柴达木盆地东部灌木-矮灌木荒漠和荒漠草原整体植被特征,而禾本科和莎草科花粉主要指示湖岸周边隐域性沼泽和河滩草甸植被群落;白刺属花粉对湖泊北岸一级阶地上的白刺群落发育和湖面变化具有较好的指示意义,谷物类禾本科和十字花科花粉能较为灵敏地反映湖泊附近的农耕活动,桦木属和云杉属花粉则主要由风力和河流远距离输入。研究揭示了可鲁克湖水深、水动力条件、湖岸周围植被群落分布以及风力作用是影响花粉散布和沉积的重要影响因素,此项研究也为青藏高原湖泊沉积物花粉组合的精确解译提供了重要数据资料和分析依据。     

柴达木盆地湖泊快速扩张主要影响因素

柴达木盆地是中国盐湖集中分布区和资源化工产业基地,湖泊快速扩张明显影响着水资源利用、盐湖资源保护和湖区生态环境。文章收集柴达木盆地气象数据和前人研究的盆地内17个典型盐湖面积变化数据,结合报道的青藏高原温度和降水增幅率及冰川物质平衡观测数据,探究柴达木盆地湖泊快速扩张主要影响因素。结果表明：柴达木盆地温度和降水量数据呈现同步增加,但增幅不同且不同位增长的特征,该特征是导致不同空间位置湖泊扩张的影响因素;降水增幅引起的流域水量增补是盆地中东部湖泊快速扩张的主要原因;温度增幅明显引起的冰雪融水补给增加是盆地西部湖泊缓慢扩张的主要原因。     

盐湖沉积改造与地下卤水成因——以库车盆地和渤海湾盆地为例

2015年在新疆库车盆地发现富钾盐泉水,进一步为库车盆地地下钾盐找矿提供了线索。为探讨地下卤水成因,结合渤海湾盆地总结了受断裂活动控制发育的古盐湖底辟构造的盐湖沉积改造模式。控制盐体改造的断裂带及后期发育的断裂系为地下卤水的沟通和混合提供了空间和通道,从而影响地下卤水的矿化度和化学组分。氢氧同位素特征揭示,库车盆地富钾盐泉水的水体来源主要为当地大气降水,而钾的物质来源与古盐湖析盐后期浓缩卤水或地下固体钾盐的溶解有关；渤海湾盆地地层水则继承了古盐湖沉积卤水,后期经受水—岩反应、浅层水体掺杂等改造作用,最终形成矿化度分布具有极大差异性的地层水。沉积盐体的“古拗今隆”决定着钾盐的沉积、分异变形改造和保存,隆起盐体的次级拗陷及陡坡一侧是高矿化度卤水储存及钾盐矿物沉积的有利部位,值得关注和深入研究。     

柴达木盆地北缘水量增补对盐湖资源及生态环境的影响

柴达木盆地是我国盐湖资源集中分布区,受21世纪暖湿化气候和水量增补的影响,盆地多个盐湖呈现湖面扩张趋势,该过程开始影响盐湖资源离子含量和湖泊生态环境,也对湖区沿线公共基础设施造成一定影响。为了研究湖泊水量增补对盐湖资源及生态环境的影响,选取了柴北缘山前5个湖泊(苏干湖、德宗马海湖、巴仑马海湖、小柴旦湖和托素湖)作为研究对象,开展了2017~2021年湖泊扩张、典型盐湖矿化度和资源元素变化趋势以及对周边基础设施影响的研究。结果表明:1)资源型湖泊湖水淡化和资源品位下降;2)生态型湖泊周边植物群落发生变化(水生植物芦苇扩张、旱生植物白刺和梭梭衰退);3)淹没湖区房屋和旅游道路,危及周边的高速公路等公共基础设施。该研究结果不仅具有为柴达木盆地乃至青藏高原盐湖资源开采和生态环境治理提供科学依据的理论意义,而且具有为青海省基础设施保护和建设提供决策依据的现实意义。     

内蒙古哈达贺休盐湖卤水水化学特征及成因

内蒙古哈达贺休盐湖是由黑河尾闾湖演化形成的现代干盐湖。地质勘探发现其地下蕴藏有第四系上更新统砂砾层孔隙卤水,目前对其水化学特征及成因没有系统的研究报道。本文作者采集了哈达贺休盐湖24件卤水样品,并分析其常量和微量离子含量、矿化度(TDS)和pH值。结果显示,盐湖卤水水化学类型为硫酸钠亚型,pH值在6.72～7.77之间,属弱碱性卤水;TDS在59.71～172.02 g/L之间,平均值100.45 g/L,属中低矿化度;卤水常量离子中K⁺含量为0.66～3.16 g/L,平均1.60 g/L(接近和超过了综合利用的标准),K/TDS比值也高于马海、黑北凹地等深层卤水,并落在察尔汗和罗布泊晶间卤水数量级范围内。表明研究区卤水具有成钾而低矿化度的特征;微量离子中B₂O₃和Li⁺含量分别为40.09～278.21 mg/L和1.14～5.17 mg/L。K-Li-B三角当量图显示,盐湖卤水具有富K、B特征,具有综合开采钾和硼的潜在经济价值;卤水离子钠氯系数(0.79～6.15)和溴氯系数(0.11～1.8...     

青海囊谦盆地始新世石膏层沉积环境研究

囊谦盆地出露有晚始新世贡觉组石膏—红色泥岩沉积旋回,对研究古气候演化和沉积环境提供了良好的素材。以往的研究仅限于膏盐地层海陆相判定,而对其形成过程未有报道。采集囊谦盆地的盐泉水、贡觉组第三段的石膏和碎屑沉积物样品,并分析锶同位素比值和孢粉组合特征。结果表明,囊谦盆地盐泉水和石膏~(87)Sr/~(86)Sr比值分布在0.708 53～0.708 98之间,且位于陆源水的比值范围内;红色碎屑层孢粉组合主要以麻黄—白刺—栎粉为主,其中干旱成分占到45%,主要以麻黄粉(30%)和白刺粉(13%)为主,指示了干旱的气候环境;裸子植物杉粉在红色泥岩中的含量有所波动,最高含量达到36%,平均含量为9%,指示气候干湿交替变化。综合Sr同位素分析和孢粉分析认为,在全球中纬度干旱的大背景下,囊谦盆地石膏层形成于相对干旱和相对湿润的气候环境交替变化的陆相环境。     

青海察尔汗盐湖碳酸盐的硼同位素地球化学特征

盐湖蒸发岩的硼(B)同位素组成(δ~(11)B)对卤水古盐度变化具有一定的指示意义,但关于盐湖体系碳酸盐沉积的B同位素组成研究较少。本文对察尔汗盐湖百米钻(ISL1A)岩芯碳酸盐进行了B含量及B同位素组成的精确测定。结果表明,所测样品的B含量在10.88×10~(-6)~265.66×10~(-6)之间,δ~(11)B值的变化范围为-1.28‰~+9.94‰,B含量和δ~(11)B值呈现较明显的正相关关系。分析表明,随着盐湖卤水盐度的增大,卤水的B同位素组成也逐渐增大,这导致盐类沉积物的B同位素组成也相应增大。在天然盐湖中,不充分的沉积分异作用使得蒸发岩析出时依然可能存在碳酸盐沉积,碳酸盐的析出可能贯穿盐湖演化的各个阶段,因此可以尝试利用碳酸盐的B同位素组成分析盐湖在整个演化过程中卤水的盐度变化情况。ISL1A钻孔碳酸盐B同位素组成的变化较好地反映了察尔汗盐湖在41.8ka以来古卤水盐度的变化及其在析盐过程中经历的气候干湿波动。