卤水提钾 多国“各显神通”

中国盐湖自然资源丰富,其中主要是盐类沉积资源和卤水资源。有规模巨大的石盐、芒硝、天然碱等普通盐类,也有发展国民经济所急需的钾盐、镁盐、硝酸盐和硼盐、锂盐以及可供综合开发利用的铷、铯、铀、钍等贵重金属资源。尤其是青藏高原的硼、锂和青海、新疆的钾、镁等,以储量大、品位高而举世闻名。盐湖卤水提锂已有20年左右的发展历史,具有工艺简单、能耗低、成本低等显著优势。国外利用盐湖卤水进行锂盐开发利用的有美国的西尔斯湖、银峰地下卤水、阿根廷的翁布雷穆尔托盐沼和智利阿塔卡玛盐湖等。锂储量大但尚未生产的有美国的大盐湖、前苏联的卡拉博加斯海湾、以色列和约旦的“死海”及玻利维亚的乌尤尼盐沼等。中国是一个锂资源大国,已探明的锂资源工业储量仅次于玻利维亚,约占世界的盐湖锂资源的1/3。中国锂资源主要赋存于盐湖卤水中,卤水锂占79%,仅青海和西藏盐湖卤水锂的远景储量就与世界其他国家已探明的总储量相当。     

青海盐湖：中国最大的无机盐资源宝库

盐湖资源是在独特的自然地理条件下形成的,世界上主要的盐湖一般分布在极端干旱的区域,如柴达木盆地、阿塔卡玛盆地等。中国的盐湖主要分布在青海、新疆、西藏和内蒙古等省区,面积大于1平方公里的盐湖有731个,在这些盐湖中,钾、锂、硼、镁和钠的液、固盐类矿产储量十分巨大。在中国盐湖中,青海的盐湖以数量多、资源富、类型全而著称于世,更以储量丰富、矿种齐全、分布集中、开采方便的特点成为开发条件较为优越的盐湖。青海有大大小小的盐湖100多个,即便是其中一个大湖的盐,也够全世界使用数十年乃至上百年,因而盐湖资源是青海第一大资源,位居全国第一。     

青藏高原盐湖类沉积及盐湖矿物

上新世盐类沉积仅分布于柴达木盆地两部、昆仑山和唐古拉山北坡;晚更新世-全新世盐类沉积广布于羌塘和柴达木盆地。盐湖沉积只有蒸发岩和碎屑沉积物互层特点, 系干湿交替的内陆气候和动荡浅水环境下的湖相沉积。迄今已发现62种盐类矿物, 其析出具有阶段性特征, 青藏更新世-全新世盐湖自析阶段的起始时间分别为¹⁴C 24000和9000a B.P., 钾盐和硼酸盐各有两种典型的矿物共生组合。丰富的盐湖矿物资源是该区走向繁荣的物质基础之一。     

中国5大盐湖区概况

中国盐湖众多,具有丰富的盐湖矿产资源和盐湖生物资源,主要分布于西部干旱、半干旱地区,13个省、区有盐湖和地下卤水分布,有2亿人口居住在盐湖区。中国盐湖的分布区主要有以下5个：     

柴达木盆地西北缘昆特依凹陷的双层钾盐成矿模式特征及成因

柴达木盆地是我国和世界重要的钾盐产地,目前对地表浅层盐湖钾盐研究颇多,但对深部碎屑孔隙钾盐研究较少.本文以昆特依凹陷为例,总结柴达木盆地钾盐成矿的时空变化规律,通过对该区地质、水文、古环境及卤水储层特征等分析建立“双层钾盐”成矿模式:上层为赋存在Q p2-h盐湖相化学盐类晶体裂隙间的晶间卤水,下层是Q p1冲洪积相砂砾孔隙卤水.采用聚类分析、特征系数、介稳相图、piper三线图及氢氧同位素等数理、地球化学手段分析上、下层卤水离子含量,探讨“双层钾盐”模式成因和上、下层卤水的内在联系.研究认为,昆特依凹陷内“双层钾盐”赋存卤水均为陆相沉积环境中的盐岩溶滤水,其中上层晶间卤水更多表现为盐岩溶解,但也不乏溶滤作用,下层砂砾孔隙卤水则着重表现为石盐的溶解;上层晶间卤水表现出下层砂砾孔隙卤水深度演化的特征,下层砂砾孔隙卤水具有对深部古盐岩层及上层晶间层的继承性;昆特依凹陷周边的新近纪背斜构造区油田水在成因上也与“双层钾盐”卤水密切相关.     

青藏高原盐湖卤水中溴的分布特征及来源初探

溴是完备工业体系的关键必备元素。盐湖卤水是溴的重要来源。青藏高原盐湖众多,富含钾、锂、硼等资源元素,开发潜力巨大。然而,目前针对青藏高原盐湖溴浓度、分布特征及其物源的研究仍然薄弱。本次研究采集了26个青藏高原盐湖表卤水样品并分析其溴浓度,进一步总结其他64个已报道盐湖数据,系统分析了青藏高原盐湖溴浓度分布特征,并进一步探讨了溴的可能物源。结果表明:青藏高原盐湖表卤水溴分布在0.5～246.8 mg/L之间,平均为41.1 mg/L,其中,碳酸盐型盐湖卤水平均溴浓度最高(47.0 mg/L),且集中分布在高原南部,而氯化物型盐湖平均溴浓度最低(30.1mg/L),盐湖溴浓度呈现自南向北降低的趋势;青藏高原盐湖中溴有多种来源,高原南部富溴盐湖溴的来源可能主要与热泉补给有关,而柴达木盆地盐湖高溴来源可能主要与深部地层水(如油田水、背斜构造裂隙孔隙水、砂砾孔隙卤水、气田水等)补给有关。     

中国盐湖科研的重大进展与未来展望 访中国地质科学院盐湖中心主任,中国工程院院士郑绵平

中国盐湖的科学技术取得了哪些进展？未来中国盐湖学研究的方向是什么？带着这些问题,本刊记者在近日召开的第12届国际盐湖会议上采访了中国地质科学院盐湖中心主任、中国工程院院士郑绵平。     

青海察尔汗盐湖——柴达木盆地的瑰宝

<正>察尔汗盐湖位于柴达木盆地中东部新生代沉积区,地理位置横跨青海省格尔木市与都兰县,自东向西可分为霍布逊、察尔汗、达布逊和别勒滩四个连续的区段,是我国最大的盐湖,也是重要的钾盐产地。察尔汗盐湖海拔2670米,范围大致包括东经94°～96°,北纬36°～38°,东西长约170千米,南北宽20千米～40千米,面积约5800平方千米。     

新疆现代盐湖盐类矿物及有关成盐机制

新疆是我国现代盐湖主要分布区之一,蒸发岩矿物类型较全,现已发现有32种矿物,其中有近年新发现的数种矿物以及新类型盐湖——硝酸盐盐湖;对石膏晶形标型性进行了探讨;有关成盐机制概括为四个方面,将生物成盐纳入成盐理论。     

中微量元素化肥与非金属矿产

正无机化肥制取原料多数来自非金属矿产,如磷肥多用磷块岩、钾肥多用可溶性钾盐岩中光卤石或钾石盐。中微量元素化肥原料应该采用何种非金属矿产?目前,多数矿产生产矿物肥实践中还没有制定成熟地质、矿物肥科学规范。半个多世纪以来,大量元素氮、磷、钾化肥长期使用,已使土壤生态或人类生存环境负面影响突显。此外,     

刚果盆地钾盐矿床地震反射波特征与沉积规律

中国是钾盐资源缺乏的国家,国内需求主要依靠进口,寻求和开发国外钾盐资源是保证国内需求的重要途径,刚果钾盐资源勘探是中国在国外勘探和开发项目之一,位于刚果成盐盆地的中部.刚果盆地是世界上典型的裂谷型盆地之一,其钾盐资源丰富,钾盐矿床形成于白垩世,属典型的海相蒸发沉积矿床,经过沉积、沉积淋滤改造和埋藏—变质改造作用形成了具有大规模的矿(层)床.对该区钾盐矿床的勘探采用地质调查、物探和钻探相结合的方法进行,其中物探以地震反射波勘探为主,其解释成果对指导钻探布孔和找矿发挥了极其重要作用.对地震资料采用国内外先进的叠前深度偏移处理技术,使深层地震信号频率低、能量弱、信噪比低及子波畸变大等问题得到了有效改善,妥善解决了深层速度分析和偏移成像问题.本次勘探重点是对中部盐类沉积层位即新近系、白垩系沉积层进行划分,圈出其顶底界面和矿层平面位置与厚度.通过钻孔验证发现了厚度大的钾盐矿(层),最后经综合分析研究各种资料将盐系地层划分为四个矿带并圈定了钾盐矿30层,确定为特大型矿床.对本矿床的成功发现,有必要进行探讨和总结.     

青藏高原盐湖资源的开发利用

本文首先介绍了青藏高原盐湖的基本概况,分布特征;重点叙述了该区盐湖自然资源的类型、盐类沉积矿物组合,卤水的水化学成分,盐湖资源的规模和开发利用现状;提出了今后开发利用盐湖资源的方向和途径。     

腾格里沙漠盐湖氯同位素地球化学特征

δ~(37)Cl值可以用来指示盐湖演化过程中卤水的蒸发浓缩程度、可能的补给来源和控制因素,本文对腾格里沙漠地区12个代表性盐湖卤水样品开展了氯同位素组成研究.结果表明,研究区内沙漠盐湖卤水的δ~(37)Cl值变化范围为-0.10‰~1.36‰,平均值为0.55‰;其中,硫酸钠亚型卤水的δ~(37)Cl值范围为-0.10‰~1.36‰(平均值为0.56‰),硫酸镁亚型卤水的δ~(37)Cl值范围为0.14‰~0.82‰(平均值为0.48‰).对比柴达木盆地现代盐湖分析数据,发现区内沙漠盐湖的δ~(37)Cl平均值明显大于柴达木盆地盐湖的δ~(37)Cl平均值,并且,硫酸钠亚型卤水δ~(37)Cl最高,硫酸镁亚型卤水次之,氯化物型卤水最小.基于不同盐湖地下水咸化程度以及盐湖卤水中δ~(37)Cl值与Br/Cl系数关系的研究,揭示了研究区东部和东北部盐湖可能受到第三系地层咸水的补给,而其他盐湖主要受蒸发浓缩作用影响.δ~(37)Cl值分布特征则显示,腾格里沙漠地区部分盐湖在形成过程中可能受到区域构造活动诱发的第三系深部水补给及水-岩作用等多重因素的影响.     

青藏高原盐湖资源的开发利用

本文首先介绍了青藏高原盐湖的基本概况,分布特征;重点叙述了该区盐湖自然资源的类型、盐类沉积矿物组合,卤水的水化学成分,盐湖资源的规模和开发利用现状;提出了今后开发利用盐湖资源的方向和途径。     

生死罗布泊

罗布泊位于塔克拉玛干大沙漠边缘,几乎寸草不生,夏季气温可达七十度、湿度近乎为零,地貌地形复杂,无路,无地图,无参照物,被认为是中国历史上自然条件最恶劣、最贫困的地区,有"死亡之海"之称。自然条件如此恶劣的地方,中国地质工作者历尽艰难,生死置之度外,找到了当时几乎全部依靠进口的稀缺资源钾盐。     

13.8ka以来内蒙古吉兰泰盐湖的演化过程

通过系统分析吉兰泰盐湖JLT-2010孔蒸发盐类矿物、碳酸盐矿物、碎屑岩矿物等,结合AMS14C测年获得的年代序列,研究该湖13.8 ka以来的演化过程.结果表明:吉兰泰盐湖13.8-11.7 cal ka BP期间水体较淡;11.7-10.2 cal ka BP期间湖泊开始萎缩、咸化,进入咸水湖阶段;10.2-5.5 cal ka BP期间湖泊进入硫酸盐沉积阶段,其中9.0-8.2 cal ka BP经历了一个明显的淡化过程;5.5 cal ka BP以来,湖泊成盐作用进一步加强,由前期的硫酸盐沉积转变为氯化物沉积,其中3.7-2.0 cal ka BP达到全面氯化物沉积阶段,2.0-1.7 cal ka BP又经历了一个短暂而明显的淡化过程;目前,该盐湖已进入干盐湖发展阶段.总体而言,吉兰泰盐湖蒸发盐类矿物主要是在全新世增温的背景条件下逐步萎缩形成的,由于区域性干旱气候的持续影响,吉兰泰盐湖逐步萎缩、咸化,进而析盐.     

中国盐湖资源进入“大开发”阶段

经过长达半个多世纪的调研、摸索、技术储备和攻关,伴随经济持续发展和西部大开发战略的有力实施,盐湖,这个蕴藏着丰富资源和巨大价值的聚宝盆,正在迅速揭开神秘面纱,彻底展露她的无穷魅力,从以往的“小打小闹”进入到大规模开发的新阶段。7月14日至18日,第12届国际盐湖会议于河北廊坊召开,由国际盐湖学会和中国地质科学院主办,围绕“未来盐湖——全球可持续性研究与发展”的主题展开探讨。中国地质调查局局长钟自然、国际盐湖学会主席Aharon Oren、中国科学院院士李廷栋、中国工程院院士郑绵平等10位两院院士出席,与来自世界各国的200余位盐湖学领域的专家学者汇聚一堂,从地质学、盐湖学、生物学、盐类资源综合调查与开发、生态学及环境保护等多领域、多角度、多层面,研讨未来盐湖的全球可持续性研究的新进展、新方法和新理念,共同为盐湖未来的科学研究、资源综合利用及保护建言献策。     

柴达木盆地尕斯库勒盐湖地表水-地下水的转化与铀的补给通量

流域范围内地表水和地下水转化对盐湖成盐元素的运移和富集具有十分重要的意义.本文通过尕斯库勒盐湖盆地内流域水体的水化学和B同位素特征识别了地表水和地下水之间的定量转化关系,在此基础上估算了流域中铀的补给通量.结果表明,流域水体中离子的分异除了蒸发浓缩作用之外,还受重力分异及掺杂作用的影响;上游库拉木勒克萨伊河和阿特阿特坎河水体在出山口附近转入地下并在中游补给地表水和地下水,其补给率分别占48.8%和51.2%,年均补给量分别为1.08×108和1.13×108m3/a;在中游至尾闾盐湖段,阿拉尔河和侧向补给对盐湖卤水的补给率占55.2%,深部水体的补给占44.8%;至少从5.7 ka以来,上游水体对盐湖卤水中铀的补给通量为4.11×103t,在湖积平原黏土沉积带以及祁漫塔格山前局部还原带可能具有较大规模的铀矿.研究结果有助于建立盐湖盆地水循环模式、揭示卤水资源形成机制;同时为尕斯库勒盐湖盆地水资源的高效利用和寻找铀矿提供理论依据和技术支持.     

柴达本盆地沙下盐湖的卤水化学及矿物沉积特征——以察尔汗盐湖区北部外围地带为例

对柴达木盆地察尔汗盐湖区外围沙下盐湖的卤水及沉积进行了综合研究。沙下盐湖卤水化学组成与地表径流和开放性盐湖卤水之间存在明显的差异性,具有高Na⁺+Cl^-、低Mg²⁺+Ca²⁺+SO₄^2-、贫K⁺+CO₃^2-+HCO₃^-等特征。沙下盐湖析盐层位含有新生矿物并夹带碎屑矿物,其盐类矿物组合为:石盐+羟氯镁铝石+光卤石。25℃等温蒸发相图表明,其卤水演化方向往光卤石析出区迁移,在穿越上覆盖层通道中卤水发生的物理化学反应与独特的沉积特征,可以作为继续寻找沙下盐湖的指导。     

地下水补给型湖泊表层沉积物矿物组成及其形成机制——以巴丹吉林沙漠湖泊群为例

盐湖中的矿物沉积记录着丰富的环境气候变化信息,是古环境研究的重要对象.在无地表径流补给的盐湖中,其矿物组成及沉积特征与有地表径流补给的湖泊相比是否有一定的特殊性,是值得探讨的问题.采集巴丹吉林沙漠33个不同矿化度地下水补给型湖泊的表层沉积物和10个地表风积砂样品,通过X衍射的方法,分析样品的矿物组成.结果显示:湖泊表层沉积物主要为石英、长石、辉石、云母等碎屑矿物,部分湖泊含有少量的碳酸盐和氯化物盐类矿物.湖泊沉积物的矿物组成与湖水矿化度的关系较为密切,淡水湖仅分布碎屑矿物,微咸水湖含有碎屑矿物和碳酸盐类矿物,盐湖含有碎屑矿物、碳酸盐类矿物和氯化物.风积砂样品中主要为碎屑矿物,占总矿物含量的90%,对湖泊沉积物的矿物组成影响较大,但对湖泊沉积物中的盐类矿物没有贡献,表明湖泊表层沉积物中盐类矿物主要是自生作用形成的.虽然本地区湖泊边缘的沉积物中盐类矿物种类相对较少并且含量较低,但其盐类矿物组成与分布能够响应湖水矿化度的变化,其环境指示意义与有径流补给的盐湖相同,可以指示其湖水的盐度.因此,可以从巴丹吉林沙漠地下水补给型湖泊沉积的盐类矿物中提取相应的古环境信息,用于恢复古气候和古环境的研究.