柴达木盆地西部油田卤水的硫同位素地球化学特征

柴达木盆地西部赋存于古近系-新近系、第四系地层的9件卤水样品的稳定硫同位素比值和水化学组成分析发现,油田卤水相对于地表浅层卤水富Ca2+,贫Mg2+、SO2-4,具CaCl2型卤水特征.结合δ34S值和SO2-4含量,表明浅层卤水的硫同位素比值与盐湖水化学类型和硫酸根离子含量有关.硫酸盐型的盐湖中,卤水的硫同位素比值与硫酸根离子含量呈正比;氯化物型的盐湖中,浅层卤水的硫同位素比值较低,且低于硫酸盐型的盐湖卤水.对深部油田卤水而言,有明显偏正的硫同位素比值,说明受到有烃类参加的高温还原作用或者微生物(细菌)还原作用的影响,富集硫同位素.正是由于硫酸盐的还原作用,卤水的化学演化过程中改变了卤水的水化学性质,沉积了大量的氯化物型卤水,为液体钾盐矿床的形成奠定了基础.     

保定市一亩泉漏斗区地下水水化学特征演变及驱动机制解析

本文在对比分析一亩泉漏斗区地下水开采前—开采中—压采全过程地下水水化学特征基础上,综合利用数理统计分析、离子比例分析、水文地球化学模拟技术,揭示了漏斗区地下水水化学特征演化规律,解析了水化学特征演变驱动机制。结果表明,研究区地下水水化学特征演化表现出阶段性,在开采初期至压采初期,水化学类型、TDS、总硬度保持稳定,水化学类型以HCO-3—Ca2+·Mg2+型为主;在漏斗恢复期地下水水化学类型种类增多,TDS和总硬度显著增大,表现出向盐化和硬化方向演化趋势;1960~2010年研究区地下水水化学成分主要受脱白云石化作用、阳离子交换作用控制,呈自然演化规律;2010年以后,在漏斗恢复背景下,包气带中水岩相互作用过程加剧,地下水水化学演变受溶滤作用和离子交换作用控制,人类活动对地下水水化学特征的影响逐渐显现。研究结果可为漏斗区地下水保护与修复提供科学依据。     

腾格里沙漠地区盐湖卤水水化学特征

盐湖卤水作为盐湖资源的重要组成部分,赋存有多种有益元素。我国钾盐资源主要赋存于西部盐湖卤水中。腾格里沙漠地区盐湖众多,普遍赋存有卤水,并以晶间卤水为主,通过对盐湖卤水的分布、化学组成及矿化特征的研究,认为本区多数盐湖含有高矿化度卤水,水化学类型以硫酸盐型为主,卤水化学特征主要受卤水演化程度以及物源条件和浓缩分异作用的控制。区内盐湖卤水K+含量较高,并有随矿化度增加而升高的趋势。     

保定市一亩泉漏斗区地下水水化学特征演变及驱动机制解析

笔者等在对比分析一亩泉漏斗区地下水开采前—开采中—压采全过程地下水水化学特征基础上,综合利用数理统计分析、离子比例分析、水文地球化学模拟技术,揭示了漏斗区地下水水化学特征演化规律,解析了水化学特征演变驱动机制。结果表明,研究区地下水水化学特征演化表现出阶段性,在开采初期至压采初期,水化学类型、TDS、总硬度保持稳定,水化学类型以HCO^-₃—Ca²⁺·Mg²⁺型为主;在漏斗恢复期地下水水化学类型种类增多,TDS和总硬度显著增大,表现出向盐化和硬化方向演化趋势;1960～2010年研究区地下水水化学成分主要受脱白云石化作用、阳离子交换作用控制,呈自然演化规律;2010年以后,在漏斗恢复背景下,包气带中水岩相互作用过程加剧,地下水水化学演变受溶滤作用和离子交换作用控制,人类活动对地下水水化学特征的影响逐渐显现。研究结果可为漏斗区地下水保护与修复提供科学依据。     

西台吉乃尔盐湖矿区地下卤水水位动态变化特征分析

以西台吉乃尔盐湖矿区为例,在对研究区内的水文地质条件以及对矿区内的地下卤水进行全面监测的基础上,对西台吉乃尔盐湖的地下水动态特征进行分析研究。研究表明:矿区内的地下卤水开发利用程度较高,开采是影响地下卤水动态的主要因素,由于开采规模不断扩大,开采区内地下卤水位平均埋深逐渐下降趋势,随着开采时间的延长和开采量的增加,西部地下卤水有逐步向湖区补给的趋势。     

博茨瓦纳Sua盐湖地下卤水来源及成因

Sua盐湖是博茨瓦纳面积最大的盐湖之一,是南半球重要的天然碱资源.为进一步揭示该盐湖的成因,对盐湖区地下水、地表水以及晒盐场盐结晶进行了常规阴阳离子含量、D、18O和37Cl同位素组成及地下水14C年龄分析.水化学结果显示Sua盐湖的地下卤水具有富Na和K,贫Ca和Mg的特征.氢氧同位素关系和37Cl结果显示,附近河流地表水与Sua盐湖地下卤水具有密切的水力联系,而地下水对其补给作用较弱(37Cl差异为0.04‰～0.06‰).TDS-γNa/γCl关系揭示Sua盐湖地下卤水受到盐岩地层溶滤作用的影响(γNa/γCl≈1),而14C年龄(距今约2万年)表明古气候的波动变化是其重要影响因素.基于以上认识,运用PHREEQC软件对Sua盐湖地下卤水进行反向地球化学模拟,结果表明地表水的强烈蒸发浓缩以及附近地下水对盐岩地层的溶滤是控制Sua盐湖卤水形成的主要因素.     

柴达木盆地西部古近系和新近系油田卤水资源水化学特征及化学演化

在柴达木盆地西部一些背斜构造单元的古近系-新近系中,赋存储量巨大的油田卤水,有望成为第四系盐湖卤水的后续利用资源。通过对小梁山、南翼山、油泉子、开特米里克、油墩子、油砂山等典型构造区石油钻孔自喷的油田卤水以及地表盐湖卤水、晶间卤水取样分析,讨论了其水化学特征及资源分布,重点通过与海水、青海湖水蒸发曲线对比,分析了油田卤水的化学演化特征。结果表明,油田卤水中K、B、Li资源远超工业开采品位,Br、Sr等也达到工业开采品位,有优越的高品位综合开发利用前景;油田卤水资源元素富集规律表现为平面上以中部南翼山背斜最为富集,向北、向南相对降低,垂向上深部油田卤水比浅层晶间卤水、湖表卤水资源元素相对更为富集;油田卤水的化学演化主要受控于水岩反应、深部水的混合以及蒸发浓缩和盐岩的溶解作用,这些作用为卤水分异演化、富集成矿提供了良好的地球化学条件。     

典型草原露天煤矿区地下水环境演化机理研究

伊敏露天煤矿位于中国东北部呼伦贝尔草原上,多年来的矿业活动对区域地下水环境造成严重影响,同时也给原本脆弱的草原生态环境带来威胁。文章以伊敏煤矿区地下水为研究对象,对比煤矿开采前（1973年）后（2016年）地下水系统的变化特征,运用流场对比、数理统计、Piper三线图、库尔洛夫式等对矿区地下水流场和水化学场的时空演化规律进行研究,以揭示强烈人工干预下草原矿区地下水与环境的相互作用机制。结果表明:露天煤矿开采活动使矿区地下水原生的还原环境变为氧化环境,煤层中的黄铁矿(FeS 2)被氧化、产酸并引发后续一系列反应,其结果导致矿区地下水pH值降低,总硬度(TH)、SO 2- 4、Fe 2+、Fe 3+、Ca 2+、Mg 2+离子浓度升高;水化学类型由以HCO 3—Na ·Ca ·Mg型为主演化为以HCO 3 ·SO 4—Na ·Ca ·Mg型为主;煤矿开采强烈疏排地下水加速了区域地下水循环速度,使地下水向着淡化方向发展,TDS、COD、Na ++K +等均呈降低趋势。     

西藏扎布耶碳酸盐型盐湖卤水相化学研究

中国盐湖资源丰富,且水化学类型齐全。西藏扎布耶盐湖位于西藏高原腹地,该湖卤水水化学类型为碳酸盐型,已处于盐湖演化晚期,是一个固液共存的盐湖矿床,具有很好的工业开发价值。笔者分别在15℃、25℃下对该卤水进行了等温蒸发实验,研究了在此两个温度下卤水中各元素富集行为和盐类矿物析出规律。并通过讨论其与国内外碳酸盐型和硫酸盐型锂盐湖的卤水蒸发路径和矿物析出异同,指出扎布耶盐湖具有其独特的卤水蒸发析盐路径。在本实验中低温有利于卤水中锂的富集,而高温有利于硼的富集,碳酸锂和钾盐交叉析出,低温时钾的矿物主要为钾石盐,高温时主要为钾芒硝,高温有利于获得高品位的碳酸锂混盐。     

博茨瓦纳马卡迪卡迪盐湖卤水特征及找钾前景分析

马卡迪卡迪盐湖区为一现代干盐湖,盐湖以湖相碎屑沉积为主,在东侧的苏阿干盐湖赋存有高矿化孔隙卤水,通过对盐湖卤水系统的采样分析及综合研究,卤水主要化学组分为Na+和Cl-,其次为CO3^-2、HCO3^-,SO4^-2、K^+,矿化度平均为257.96g/L,卤水水化学类型为碳酸盐型;卤水组分与矿化度呈明显的正相关,表明卤水还未达到饱和阶段;受湖区构造及补给来源的影响,卤水的富集区位于研究区的西北部,同时也是矿化度最高的地区;KCl的含量在0.39%~0.99%之间,平均在0.65%,已超过液体钾盐矿的最低工业品位,分布面积约690km2,具有一定找矿前景。     

砂介质孔隙卤水混合流动扩散系数的研究

前言 盐湖地下卤水一般皆处于近乎停滞状态,属蒸发一开采型地下水,在自然状态下由于重力分异,混合扩散,使其化学组成、密度、粘度等产生空间分布的不均一,加之周边自然条件的差异,更促使地下卤水形成不同的水化学相平衡体系。当开采地下卤水的有用组份时,必然引起不同水化学体系及密度不同的卤水之间的混合流动,称为异重流。对此种异重流体运动规律的研究,将要涉及流体动力学参数,如扩散系     

中国西北地区典型盐湖铀富集特征初探

根据对中国西北地区典型盐湖水文地质、铀矿地质和卤水地球化学性质的调查,初步探讨了不同水化学类型盐湖铀的富集规律,以及铀在盐湖固液相中的选择性富集特征。结果表明,盐湖补给区的铀源条件,盐湖卤水（晶间卤水）的盐度（矿化度）是决定盐湖富铀的主要因素,大多数碳酸盐型盐湖中铀在固液相中的分配比远大于硫酸盐型。两类盐湖卤水和补给水中,铀主要以碳酸铀酰形式存在。浅层晶间卤水和盐湖盐类沉积物中的铀含量往往较高。     

贺兰山西麓典型干旱区绿洲地下水水化学特征与演变规律

针对地下水资源过量开采而出现的绿洲水文生态问题,以贺兰山西麓具有典型特征的内蒙古腰坝绿洲为研究对象,分开采期、非开采期对地下水进行系统取样分析,综合运用描述性统计、相关性分析、离子比例系数和Piper三线图示法,全面系统地研究了地下水水化学的时空变异特征与演变规律。研究结果表明：①季节变化对潜水和承压水水化学类型空间变异性影响较小,潜水水文化学性质受外界因素干扰较大,承压水受外界因素干扰较少;②蒸发浓缩、阳离子交换和人为混合是控制研究区潜水水质演变的主要水文化学过程;③潜水子系统总溶解固体较高,水化学类型变化也较复杂,主要从HCO3·SO4.Cl-Na·Mg·Ca型向Cl·SO4·HCO3-Mg·Na、Cl·SO4-Na·Mg型演化。承压水水化学类型比较单一,主要以低矿化度的HCO3-Na·Mg·Ca型为主。     

西藏当雄错盐湖卤水冬季日晒蒸发实验研究

西藏当雄错盐湖位于藏北高原腹地西南侧,其水化学类型属典型的中度碳酸盐型,具有很好的工业开发前景和价值.自然蒸发是盐田日晒工艺的应用基础工作,本文基于室内卤水等温蒸发实验的相关结果,在当雄错湖区现场开展了盐湖卤水冬季日晒蒸发实验,通过考察碳酸盐型盐湖卤水在现场低温条件下自然蒸发过程中液相各元素的富集规律以及矿物的结晶析盐规律,分析了锂、硼、钾等元素的集散行为,并根据卤水蒸发过程中的元素富集、蒸失水量、盐类析出顺序、矿物组合以及物化性质的变化探索了盐类分离的控制条件.以Na+,K+/CO2-3,SO2-4,Cl--H2O五元体系(25℃)介稳相图为参考依据,绘制了当雄错盐湖卤水冬季日晒蒸发的结晶析盐路线.实验结果表明,当雄错盐湖卤水在冬季日晒蒸发过程中依次析出石盐、泡碱、天然碱、硼砂、钾石盐和扎布耶石,另有少量芒硝和泡碱等低温产物会提前析出或被母液夹带析出,利用冬季低温蒸发可制取富锂卤水,蒸发后期的母卤还可用于提取硼砂和钾石盐等矿物资源.实验结果为下一步开展盐田工程设计及制卤工艺操作提供了必要的基础数据,同时也为碳酸盐型盐湖卤水的综合利用和开发提供了理论支持.     

保定平原区地下水化学特征及演化

为揭示保定平原地下水水化学特征及演化规律,本文以保定平原为研究对象,对216组地下水样水化学特征进行了分析。综合运用Piper三线图、Gibbs图、相关离子分析等方法,研究了保定平原区深浅层地下水化学组成及水化学类型空间分布特征,识别了水化学形成机制与控制作用,在此基础上分析了水化学演化的成因。结果表明：沿地下水径流方向,浅层地下水与深层地下水主要离子含量呈现明显的递变规律,TDS、Na+、Mg2+、Cl-、SO2-4、HCO-3含量逐渐升高,K+、Ca2+逐渐降低,地下水优势阳离子Ca2+主导地位逐渐被Na+代替,优势阴离子HCO-3主导地位逐渐向Cl-过渡。地下水化学特征主要受水岩作用、阳离子交替吸附作用以及人类活动共同影响,水岩作用以碳酸盐岩和铝硅酸盐岩共同溶滤作用为主;浅层地下水受人类活动影响较大,影响离子主要为NO-3,集中分布于补给区,除了与农业活动相关外,主要与山前平原岩性颗粒粗,具有较强的渗透性有关。     

江汉盆地大型富锂卤水矿床成因与资源勘查进展:综述

古近纪时期,华南江汉盆地的潜江凹陷和江陵凹陷发育盐湖,沉积了巨厚的蒸发岩,并形成和储藏了富锂、钾、铷、铯、溴、碘等元素的卤水资源,这些元素含量达到工业品位或综合利用品位;富锂卤水属于深层地下卤水型锂矿资源,镁锂比值低,是非常优质的锂资源。本文总结了江汉盆地大地构造特征、火成岩及古气候背景,论述了古盐湖沉积岩相特征、富锂卤水水化学、分布及储层特征、卤水中锂的来源与富集机理、卤水型锂矿成矿模式以及富锂卤水勘查与开采技术进展,提出了卤水开发利用中存在的问题和解决途径。江汉盆地富锂卤水成因包括:古盐湖锂可能主要来自高温水岩反应产生的富锂热液流体的补给;在干旱的气候下,古湖水不断蒸发浓缩,导致卤水中锂浓缩富集;在盐湖演化末期,逐渐埋藏的盐类晶间富锂卤水被转移至裂隙、砂岩及玄武岩储层中储集;在较高的地热背景值下,埋藏卤水与储层岩石可能发生水岩反应,进一步促进了卤水中锂的富集。江汉盆地深层卤水初步勘查显示,氯化锂资源量已达到大型工业规模,展示了巨大的资源潜力。此外,卤水锂开采技术已基本形成,建议进一步加强富锂卤水的绿色开发技术研究,制定相关勘查开发规范。     

保定平原区地下水化学特征及演化

为揭示保定平原地下水水化学特征及演化规律,本文以保定平原为研究对象,对216组地下水样水化学特征进行了分析。综合运用Piper三线图、Gibbs图、相关离子分析等方法,研究了保定平原区深浅层地下水化学组成及水化学类型空间分布特征,识别了水化学形成机制与控制作用,在此基础上分析了水化学演化的成因。结果表明：沿地下水径流方向,浅层地下水与深层地下水主要离子含量呈现明显的递变规律,TDS、Na+、Mg2+、Cl-、SO2-4、HCO-3含量逐渐升高,K+、Ca2+逐渐降低,地下水优势阳离子Ca2+主导地位逐渐被Na+代替,优势阴离子HCO-3主导地位逐渐向Cl-过渡。地下水化学特征主要受水岩作用、阳离子交替吸附作用以及人类活动共同影响,水岩作用以碳酸盐岩和铝硅酸盐岩共同溶滤作用为主;浅层地下水受人类活动影响较大,影响离子主要为NO-3,集中分布于补给区,除了与农业活动相关外,主要与山前平原岩性颗粒粗,具有较强的渗透性有关。     

柴达木盆地西部卤水特征及成因探讨

柴达木盆地自中生代末-新生代初以来,四周山体不断抬升,形成"高山深盆"的沉积环境,为盆地带来了大量盐类物质,再加上新近纪干旱封闭的气候环境,使得其西部沉积了广阔而厚层的岩盐.在对柴达木盆地西部新近系、第四系地层出露盐矿点实地考察的过程中,采集、分析了18件卤水样品的水化学组成.结果表明,卤水矿化度高,油田卤水富B3 、Li 、Sr2 和Br-等有益组分,其前缘第四纪形成的盐湖也有大量K 资源分布.通过离子含量及水化学特征系数,查明了卤水的水化学类型主要为氯化物型和硫酸镁亚型,地表浅层卤水富Mg2 、SO24-贫Ca2 ,而油田卤水富Ca2 ,贫Mg2 、SO24-.反映了油田卤水具有深部CaCl2型水体的特征,这种富Ca2 的卤水可能与白云岩化作用使卤水中的Ca2 增加而Mg2 减少,以及硫酸盐的还原作用使SO24-减少有关;地表浅层卤水接近青海湖湖水蒸发线,说明盆地卤水主要是由大气降水汇聚蒸发形成.通过卤水氢氧同位素的分析,发现卤水明显偏离于大气降水线,发生了明显的"氧同位素正漂移"现象,且卤水演化趋势线和当地大气降水线的交点与周围山体前缘的盐泉水的氢氧同位素值相近,地表浅层卤水主要分布在大气降水线附近,而油田卤水集中分布在变质水的范围内.说明地表浅层卤水主要是由大气降水汇聚而形成的;而深部油田卤水推测基本上来源于冰雪融水或雨水补给,这些冰雪融水或雨水沿着断裂带下渗,在迁移的途中发生了变质作用和深部地热水体掺杂作用,形成了深部油田卤水.     

宿州市城区地下水化学特征及成因机制研究

为深入研究宿州市城区地下水化学特征及其控制因素,在调查采样的基础上,综合运用数理统计、相关性分析、Piper三线图、Gibbs图和离子比例系数等方法对水样测试结果进行分析研究。结果表明：① 浅层地下水优势阳离子为Ca2+,中深层地下水中Na+为优势阳离子,二者优势阴离子均为HCO3-。浅层地下水溶解性固体总量的质量浓度（TDS）均值为790. 65 mg/L,有3组为微咸水,其余均为淡水;中深层地下水TDS均值为585. 67 mg/L,均为淡水。② 浅层地下水化学类型复杂,以HCO3-—Ca2+·Mg2+、HCO3-—Na+·Ca2+·Mg2+型为主,其次为HCO3-—Na+·Mg2+型;中深层地下水化学类型相对简单,以HCO3-—Na+·Ca2+·Mg2+型为主。③地下水水化学特征受岩石溶滤作用、阳离子交替吸附作用和人类活动的共同影响,水化学成分多数来自于硅酸盐岩和碳酸盐岩矿物的溶解。浅层地下水受人类活动影响较大,而中深层地下水受其影响不明显。     

宿州市城区地下水化学特征及成因机制研究

为深入研究宿州市城区地下水化学特征及其控制因素,在调查采样的基础上,综合运用数理统计、相关性分析、Piper三线图、Gibbs图和离子比例系数等方法对水样测试结果进行分析研究。结果表明：① 浅层地下水优势阳离子为Ca2+,中深层地下水中Na+为优势阳离子,二者优势阴离子均为HCO3-。浅层地下水溶解性固体总量的质量浓度（TDS）均值为790. 65 mg/L,有3组为微咸水,其余均为淡水;中深层地下水TDS均值为585. 67 mg/L,均为淡水。② 浅层地下水化学类型复杂,以HCO3-—Ca2+·Mg2+、HCO3-—Na+·Ca2+·Mg2+型为主,其次为HCO3-—Na+·Mg2+型;中深层地下水化学类型相对简单,以HCO3-—Na+·Ca2+·Mg2+型为主。③地下水水化学特征受岩石溶滤作用、阳离子交替吸附作用和人类活动的共同影响,水化学成分多数来自于硅酸盐岩和碳酸盐岩矿物的溶解。浅层地下水受人类活动影响较大,而中深层地下水受其影响不明显。