尕斯库勒盐湖中CO_2-卤水-盐岩相互作用模拟研究

利用PHREEQC软件模拟CO2侵入后,尕斯库勒盐湖中CO2-卤水-岩盐之间的相互作用。CO2侵入卤水层后,卤水中元素的化学形态种类和大小发生变化,特别是碳酸盐型的络合物形态增多。CO2侵入后,除了碳酸盐、石盐和硫酸盐矿物达到饱和被析出外,其余矿物的不饱和程度加剧,卤水的TDS增大,pH值减小。卤水中U的含量在CO2侵入后发生沉淀而减小。研究成果对深入评估区域内盐水层CO2地质封存的环境风险和利用CO2分离提取盐湖卤水中的铀元素提供理论依据。     

柴达木盆地那棱格勒河冲积扇浅层地下水的脆弱性评价

那棱格勒河冲积扇含水层中赋存了巨大的地下淡水资源,除了维持流域生态用水之外,将用于为尾闾盐湖区提供生产和生活用水,其潜力十分巨大。地下水脆弱性评价是为了表征人类活动或自然作用下地下水水质对地表污染物的敏感性。本文在收集和整理了 42口水文地质钻孔数据的基础上,利用 DRASTIC模型对那棱格勒河流域 1级冲积扇潜水进行脆弱性评价。结果显示,那棱格勒河 I级冲积扇脆弱性指数大小范围为 110～170,按脆弱性指数大小 110～ 140、140～150、150～160、160～170分别分为极低—低敏感区、中等敏感区、高敏感区和极度敏感区 4个区域,所占的面积比分别为 2.13%、4.35%、17.81%和 75.72%,高敏感区和极度敏感区主要分布在冲积扇中部和整个冲积平原地带,沿着河流方向地下水的脆弱性越大。评价结果表明那棱格勒河冲积扇地下水的固有脆弱性较脆弱,即对地表污染物的敏感度高。研究结果将对那棱格勒河冲积扇地下水资源的保护和开发利用提供科学依据。     

阿拉尔河悬浮物对铀的吸附影响研究

为了解阿拉尔河悬浮物对铀的吸附特性,通过静态吸附实验,研究了吸附时间、pH值、温度和铀初始浓度等因素对模拟含铀水中U(VI)去除率的影响,并从热力学和动力学方面对吸附过程进行了分析。结果表明,在T=25℃,溶液初始pH=7,接触时间为16 h时,悬浮物对铀的平衡吸附率最佳,为95.48%。随着铀初始浓度的增加,吸附量增加,但吸附率随之下降,升高温度有利于铀的吸附。铀在悬浮物上的吸附过程符合Langmuir等温吸附方程,说明悬浮物对铀为单分子层吸附,且化学吸附占主导地位。吸附动力学过程可用准二级吸附动力学模型描述,表明吸附主要受动力学控制,由两个以上步骤共同控制。FTIR和EDS分析结果表明,吸附过程中铀主要与悬浮物表面活性基团螯合并以表面络合吸附为主。吸附前后的能谱对比分析表明,吸附过程中存在离子交换行为。因此,悬浮物对铀的吸附机理是以表面络合吸附和离子交换为主、物理吸附为辅的混合吸附过程。     

利用PHREEQC模拟CO2对盐湖卤水中U的影响

选择U含量高的尕斯库勒盐湖卤水样为初始条件,利用PHREEQC软件模拟CO2侵入卤水后对卤水中U的影响。结果表明,CO2侵入卤水后,卤水中U的形态发生明显变化,新增了碳酸盐型的络合物,占总U(6)的12%;U的价态在CO2侵入卤水前后无明显变化,以U(+6价)为主,占总U含量的99%以上;卤水的p H值减小,导致卤水中U可能发生沉淀作用而浓度减小,CO2侵入前后分别为7.24E-07 mol·L-1和5.03E-07mol·L-1。研究对深入评估盐水层CO2地质封存的环境风险提供理论依据。     

盐湖地下卤水的开采技术及其展望

我国是农业大国,钾肥的需求量巨大,目前钾肥供应主要来源于柴达木盆地。由于目前的技术限制,钾资源的开发还局限于浅部,无法满足我国钾肥的需求,大部分钾肥还依赖于进口。总结和对比井采技术、渠采技术和CO2地质封存与深部卤水联合注采技术(CO2-EWR)表明,对浅层地下卤水的开采,井采技术和渠采技术适用,但两种技术使采卤泵、采卤管道和输卤渠容易堵塞;并且井采技术投资较大,渠采技术可能导致地下水循环受阻,因而会出现大面积的疏干区。CO2-EWR适合开采深部卤水,虽然该技术的一次性投入较大,但该技术一方面将CO2存储在深部卤水层中,另一方面将卤水驱替出含水层,是一种新型的碳捕集、利用与封存的技术(CCUS)。随着浅层卤水资源的耗竭,开展深部卤水资源的开采利用势在必行,CO2-EWR技术应用会越来越广泛。     

云南兰坪—思茅盆地勐野井钾盐矿床盐构造特征及成因机制

云南兰坪—思茅盆地南部勐野井钾盐矿床沉积了巨厚的钾石盐,岩盐层整体呈现盐构造特征,且发育较强,多期褶皱频出,与上覆碎屑岩之间呈不整合或假整合接触。在喜马拉雅运动造成的强烈挤压和差异负载作用及盆地升降过程中的重力滑移作用下,岩盐形成较为复杂的盐构造体系。研究表明勐野井钾盐矿床盐构造受多重作用影响,重力滑移作用是盐构造初始动力来源,之后在差异负载作用及浮力作用下,盐构造发育相对缓慢,强烈的区域挤压作用是盐构造快速发育的重要原因,并促进差异负载、重力滑移作用和浮力作用进一步发展,形成较为复杂的盐构造体系。盐构造的研究对于探寻钾盐矿体的成因、运动规律和成矿作用具有重要意义。     

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。     

柴达木盆地尕斯库勒盐湖区成盐物质的来源与水力迁移作用

水动力条件是盐湖成盐成矿的必要条件之一.利用研究区各类水体的理化参数(pH、氧化还原电位、电导率和总溶解性固体)、水化学特征、元素比值等参数识别尕斯库勒盐湖成盐元素的来源及水力迁移作用.结果表明:尕斯库勒盐湖成盐元素主要来源于蚀源区岩石风化,其中冰川融水、硅酸盐风化、碳酸盐风化和蒸发盐风化分别占0.04%、0.15%、63.89%和35.92%,在祁漫塔格山前一带,受到深部补给作用.高山区到平原区,水动力条件总体上逐渐降低;而在垂向上随着深度的增大含水层Ⅰ~Ⅱ之间水动力条件逐渐减弱,含水层Ⅲ~Ⅴ之间水动力条件变充足.河流与溢出带水体之间存在局部水流系统,与平原区含水层之间存在区域水流系统.水动力条件和水力联系对元素的迁移和富集具有明显的相关性,二者控制着元素的迁移速度以及元素在空间上的富集规律并影响着水化学类型.     

Fe0 对U(VI)的地球化学屏障

通过静态吸附和动态实验研究了U(VI)在黏性土壤中加入Fe0与未加Fe0的吸附量和迁移速度。静态结果表明:加入
Fe0 使黏性土壤的吸附量、最大吸附量都大于未加Fe0 的黏性土壤;通过180d的土柱动态迁移实验,U(VI)在加入Fe0 的土柱中
迁移了3cm;而在未加Fe0 的土柱中迁移了5cm。因此,加入Fe0 使U(VI)在核废料处置场天然屏障中的迁移速度降低,因而也
减缓了铀污染源进入地下水的风险,使地球化学屏障更安全。      

盐湖水文地质研究进展

盐湖水文地质学是揭示盐湖成因演化、资源开发利用及保护中不可缺少的一门学科。本文利用水文地质学的内容归纳国内外盐湖水文地质学的研究进展,并对我国盐湖水文地质研究提出扼要的展望。