柴达木黑北凹地早更新世新型砂砾层卤水水化学特征与成因

柴达木黑北凹地深部砂砾石层内的承压水是近期在柴达木西部新发现的规模巨大的孔隙卤水,水位埋深8~24 m,接近地表;富水性中等偏强;矿化度较高,KCl含量达到可开发利用的要求,井采时不易结盐,可作为后续开发钾盐的备选区域.离子统计分析结果显示,TDS、Cl-、Na+、Cs+、B₂O₃、Ca2+、Mg2+、Sr+、NO₃-、Rb+在卤水中的浓度变化幅度小,分布较均匀;SO₄2-的变化幅度大,分布极不均匀;Br-、I-、Li+、K+变化幅度和均匀程度介于二者之间;Na+、Cl-、Ca2+、Sr2+、TDS呈正态负偏高峰态,K+、SO₄2-、Li+呈非正态正偏高峰态.成分聚类分析图中,K+、SO₄2-、Li+首先聚为一亚类,Cl-、TDS、Na+聚为一亚类.从离子含量变化曲线图中可以看到,该孔隙卤水从东至西,Na+、Cl-含量和变化趋势相同,且它们与TDS、B₂O₃的变化趋势相同.K+、SO₄2-、Mg2+三种组分含量较一致,变化趋势相同,且同时与Li+的变化趋势相同.孔隙卤水钠氯系数C_Na/C_Cl值为0.85~0.96,溴氯系数为0.01~0.34,与盐岩溶滤卤水接近.在Na+、K+、Mg2+//Cl--H₂O四元体系和Na+、K+、Mg2+//Cl-、SO₄2--H₂O五元体系25 ℃介稳相图中反映出2种析盐规律,一种为硫酸镁亚型,另一种是氯化物型.其形成可能与化学沉积层中高矿化度晶间卤水与砂砾石层中原始孔隙(淡)水相互作用有关.      

开采条件下马海盐湖地下卤水水化学演化特征

为了解开采过程中卤水水化学动态特征及其演化规律,选择柴达木盆地马海盐湖开采前、开采初期和开采中后期地下卤水样品,通过统计分析、相关性分析、离子比例分析及卤水水化学类型分析等方法研究开采过程中马海盐湖地下卤水水化学动态特征,分析卤水演化规律。结果表明,开采过程中K+,Ca2+,Mg2+,SO24-含量变化稍大,是随着环境因素而变化的敏感因子;卤水中Na+与储卤介质中吸附的Mg2+存在离子交换作用,且存在白云石的溶解和方解石的沉淀;开采过程中卤水水化学类型并未发生改变,卤水水化学类型主要为硫酸镁亚型。     

西藏扎北盐湖秋季卤水(硫酸钠亚型)5℃等温蒸发实验研究

西藏扎北盐湖硫酸钠亚型卤水中富含元素Li、B、K和微量元素Rb、Cs等.为了更好地了解卤水在自然条件下的蒸发结晶规律,需对相应卤水进行低温室内等温蒸发实验研究.本文对该盐湖卤水进行了5℃等温蒸发试验,并利用Na+、K+、Mg2+//Cl-、SO42--H2O五元水盐体系0℃相图,构筑了从干基立体图Na2SO4角顶的放射...     

西昆仑新发现盐湖型卤水硼锂矿床

苦水湖硼锂矿是西昆仑新发现的盐湖型卤水硼锂矿床。通过填图及钻探验证,矿区有4层卤水矿层,由上至下分别为地表卤水、QⅠ潜藏卤水层、CⅡ承压卤水层、CⅡ承压卤水层,卤水富含Na,Mg,K,Li,B,Br等多种元素,综合利用价值高。初步估算硼、锂资源量规模达大型,表明在昆仑山地区山间盆地寻找盐湖型矿床潜力巨大。     

山东潍坊沿海地下卤水矿地质特征及成矿规律

文章对第四纪滨海相地下卤水资源的赋存条件、空间分布等卤水地质特征和成矿规律进行了系统的分析和研究。研究表明,浅层地下卤水含水层为1层,赋存在第四系全新统,承压地下卤水含水层为4层,赋存于第四系更新统中;地下卤水来源于海水,系蒸发浓缩成卤,是一种复杂的水盐体系;其中含有Na 、Mg2 、Ca2 、K 、Li 、Rb 、Br-、Cl-、O2-、SO42-、BO2-、I-等离子,并组合形成多种可溶盐类;主要有益组分为NaCl、Br、MgCl2、MgSO4、CaSO4、KCl、I、LiCl、Rb2O、B2O3等;达到工业指标的矿种有5种,分别为NaCl、Br、MgCl2、MgSO4、CaSO4;估算的卤水总储量为59.92×108m3。     

湖北潜江凹陷古近系深层富钾卤水成因及演化

地下深层富钾卤水是非常重要的钾盐资源,目前很少从区域尺度系统研究沉积盆地中富钾卤水水化学特征及成因.对潜江凹陷深层富钾卤水进行了主、微量元素分析.研究区卤水矿化度为125.70～347.00 g/L,K含量为0.32～6.83 g/L;富集Li、B、I、Na、Cl,亏损Mg、Br,Ca、SO4有富集也有亏损.储层岩石矿...     

硫酸钠亚型富锂卤水25℃等温蒸发过程的计算机模拟

我国青藏高原上分布有许多盐湖,其中扎布耶等碳酸盐型盐湖、东台吉乃尔等硫酸镁亚型盐湖是著名的富锂盐湖,已成功开发生产出碳酸锂产品。青藏高原上还有许多硫酸钠亚型盐湖,其卤水锂浓度高,钾、镁、硼等有用成分丰富。针对这些盐湖资源,目前尚未进行开发利用研究。这些卤水的等温蒸发实验研究,是必不可少的关键工作之一。本文使用我们由Pitzer电解质溶液理论建立的Li+,Na+,K+,Mg2+/Cl-,SO24--H2O体系的热力学模型,对25℃下几种硫酸钠亚型富锂卤水等温蒸发过程进行了计算机模拟,预测蒸发过程中盐类矿物的析出顺序、卤水组成变化规律、钠、钾、镁、锂盐的饱和点,并在此基础上进行卤水蒸发过程物料平衡关系的理论计算等。本文对西藏3种硫酸钠亚型卤水和国外2种硫酸钠亚型卤水25℃等温蒸发过程进行了模拟。其析盐顺序的特点是:在第一个矿物石盐饱和析出后,接着析出的含钾矿物是钾芒硝,而不是钾镁矾类矿物。其后钾盐则会以钾岩盐形式析出。锂盐饱和后则主要以复盐Li2SO4.K2SO4形式析出。美国银峰卤水的模拟结果与实验蒸发过程完全一致,并给出其继续蒸发时的析盐状况。另4种硫酸钠亚型卤水的模拟结果不仅可以作为未来实验研究的基本参考和注意点,同样也可作为其盐田设计和工艺安排的基本理论依据。本文研究为该类型卤水资源综合开发利用工艺路线的确立提供理论参考。     

四川盆地中三叠统成都盐盆富钾卤水地球化学特征及其勘查开发前景研究

成都盐盆富钾卤水以深层卤水形式赋存于地下4600m左右的中三叠统雷口坡组第四段（T2l4）含盐系的碳酸盐岩储层中。富钾卤水与海水蒸发系列各浓缩阶段相比,K+、B3+含量异常高,分别达53.27g/L和4994mg/L,超过海水钾盐沉积阶段,也超过综合利用和单独开采工业品位,成为当今世界上罕见的液态钾硼资源。富钾卤水尚富含Br、T、Sr2+、Li+、Rb+等多种有用成分,品质优异,构成优质化工原料水,经济价值极高。卤水具高承压、自溢特点,弹性储量大,具勘查开发前景。富钾卤水为沉积变质卤水和固态钾盐溶滤的复合成因。     

西藏扎布耶盐湖夏季卤水盐田晒制研究

本文以西藏扎布耶盐湖卤水为研究对象,在夏季的大面积盐田中,记录了天然日晒蒸发过程中的卤水组分演化过程,分析了Li、B、K等组分的集散行为,为该湖卤水的综合利用提供了工业化参考数据.通过实验发现,扎布耶盐湖夏季卤水Li+富集较低,Li+浓度最高达到1.8g/L.Li+的析出较分散,在实验末期,固相Li2CO3析出达到高峰期,但Li2CO3的含量不超过4%.在实验后期,卤水中CO2-3离子的浓度和卤水温度迅速升高,这是导致卤水中Li+快速析出的主要因素.蒸发后期,卤水中K+和B2O3迅速富集,母卤适于提取硼砂和钾石盐或硼钾盐.     

四川盆地卤水分布及开发前景展望

四川盆地卤水分布广泛 ,自震旦系至白垩系各层系均有分布。卤水具低孔渗、高承压、品质优和气水同产等特点。卤水分高浓卤水、淡卤水和中浓卤水三类 ,均不同程度的含有Br-、I-、K+ 、B3 + 、Li+ 、Sr2 + 、Rb+ 等有益组分 ,皆为国家紧缺或紧俏物质 ,其含量多数可达工业品位 ,构成优质化工原料水 ,经济价值极高 ,开发利用前景广阔。     

Na+,K+,Mg2+,Ca2+//Cl-,SO42——H2O六元体系中杂卤石形成条件的再认识

研究海水体系(即Na⁺,K⁺,Mg²⁺,Ca²⁺∥Cl^-,$SO_{4}^{2-}$-H₂O六元体系)中杂卤石的形成条件不仅有助于理解海相蒸发盐成因,对开发杂卤石钾资源利用技术也具有重要的指导作用。但杂卤石以及其他含有硫酸钙矿物(如二水石膏、半水石膏、无水石膏、钾石膏、多钙钾石膏、钙芒硝和水钙芒硝)的相平衡,无论是在实验研究方面还是在热力学模拟方面都仍然存在很多争议。由于缺乏杂卤石在复杂水溶液体系中可靠的相平衡数据,使人们对认识杂卤石成因和利用杂卤石钾资源带来巨大障碍。本工作对海水体系中杂卤石的形成条件进行了热力学模拟和实验研究。超过一年的长时间固液平衡实验表明25 ℃下Na⁺,K⁺,Mg²⁺,Ca²⁺∥Cl^-,$SO_{4}^{2-}$-H₂O六元体系中杂卤石的形成区域极为可观,且较前人实验结果均大数倍;同时证实了热力学模型预测结果的可靠性。这些结果为讨论盐矿床中杂卤石的形成条件提供了物理化学依据。25 ℃下可靠的热力学信息表明:杂卤石与其他盐类矿物的共生情况丰富多样,并且与前人看法不同,杂卤石的形成并不需要极高的钾、镁浓度。这给以杂卤石为指示寻找可溶性固体钾盐带来了挑战,但却指示了以杂卤石为线索更容易找到钾、镁盐未饱和的富钾卤水。     

中国首次北极科学考察沿线气溶胶可溶性成分的分析

中国首次北极科学考察沿线采集的大气气溶胶样品可溶性成分分析表明,大气气溶胶的平均载量为195neq·m^-3,Na⁺和Cl^-的贡献为0%,NH₄⁺和SO₄^2-的贡献为27%,nssSO₄^2-对SO₄^2-的贡献为8%.气溶胶中阴、阳离子总量基本相当,大气环境呈中性.气溶胶中可溶性成分具有较强的纬度变化特征.根据离子的变化态势可将离子分为3大类,即1)Na⁺,Cl^-,SO₄^2-,K⁺,Mg²⁺,Ca²⁺;2)NH₄⁺,NO₃^-;3)MSA.Na⁺和Cl^-具有较好的线性关系,Cl^-/Na⁺的当量浓度比为1.01,小于其在海水中的比值1.1.NH₄⁺和NO₃^-的浓度随纬度的增加呈现减少的趋势,说明在低纬度近海岸地区人类活动的污染相当强烈.MSA的浓度在白令海区出现高值,与Shemya(52°N,174°E)站夏季浓度1.79±0.83neq·m^-3(170±79ng·m^-3)相当.通过与不同海区夏季释放DMS的通量对比,进一步证明了低温有利于DMS向MSA的转化.     

秦岭主峰太白山北麓降水化学特征分析

利用太白山北麓2011年12月-2013年7月共39次降水样品数据资料, 定量分析了该区域降水化学的特征和时间变化规律. 结果表明: 太白山北麓地区降水中, 除常量离子Na⁺、NH₄⁺、K⁺、Mg²⁺、Ca²⁺、F^-、Cl^-、SO₄^2-、NO₃^-外, CO₃^2-、HCO₃^-、PO₄^3-及低分子有机酸也占有相当比例. 研究区降水常量离子浓度的顺序依次为: NH₄⁺ > SO₄^2- > Ca²⁺ > NO₃^- > Na⁺ > Cl^- > Mg²⁺ > K⁺ > F^-, 离子总浓度表现出明显的季节变化: 夏季(轻度污染) < 秋季(中等污染) < 春季(严重污染) < 冬季(极重污染). 利用因子分析法得出太白山北麓地区降水组分主要有三种来源; Na⁺、Cl^-、Mg²⁺、Ca²⁺主要来自地壳源, SO₄^2-、NO₃^-、NH₄⁺主要来自人为源, K⁺和F^-主要由海盐源和人为源共同贡献. 根据Hysplit 后向气流轨迹分析, 得出不同路径气团降水离子组分不同: 受地形等因素影响, 北方路径的气团比南方路径气团离子总浓度较高; 受土壤类型影响, 西北方向气团降水Na⁺、Mg²⁺、Ca²⁺浓度较高; 受人为活动影响, 东北方向SO₄^2-、NO₃^-、NH₄⁺浓度较高.     

春季黄、渤海沉积物中CH4和N2O的垂向分布特征研究

本研究分别利用顶空平衡法与qPCR技术测定了2018年春季黄、渤海5个典型站位柱状沉积物中甲烷(CH₄)和氧化亚氮(N₂O)浓度及产甲烷菌与硫酸盐还原菌功能基因拷贝数,并分析了其与间隙水中相关环境因子的关系。沉积物上方水文条件的差异以及其中复杂的碳氮生物地球化学过程使得CH₄和N₂O浓度呈现出明显的空间和垂直变化。结果显示,沉积物中CH₄浓度为0.23~0.92 μmol·kg^-1,N₂O浓度为18.90~104.96 nmol·kg^-1。总体来说,渤海沉积物中CH₄和N₂O平均浓度高于黄海。垂向分布上,CH₄浓度均随深度增加逐渐升高, $\text{SO}_{4}^{2-}$浓度随深度增加逐渐降低,并与CH₄浓度呈镜像关系,产甲烷菌与硫酸盐还原菌的丰度也遵循着同样规律,这表明沉积物中产甲烷作用受$\text{SO}_{4}^{2-}$浓度的抑制。 mcrA基因拷贝数平均值为渤海低于黄海。除3500-7站外,沉积物中mcrA基因拷贝数随深度增加而升高。各站位mcrA 基因丰度与CH₄浓度均无显著相关性,且mcrA丰度与$\text{SO}_{4}^{2-}$浓度之间也未检测到显著相关性。dsrB基因拷贝数远高于mcrA基因拷贝数,且两者相差至少两个数量级。 dsrB基因拷贝数随深度逐渐增加,直至10 cm左右,随后至沉积物底部逐渐减少。各站位dsrB基因拷贝数与CH₄浓度剖面略有镜像关系,但均未检测到显著负相关性。以上结果均表明沉积物中存在着同时消耗沉积物中$\text{SO}_{4}^{2-}$与CH₄的其他作用。N₂O浓度随深度增加先降低,在深度30 cm以下逐渐升高。间隙水中$\text{NO}_{3}^{-}$和$\text{NO}_{2}^{-}$浓度均随深度减小,同时$\text{NH}_{4}^{+}$浓度与其呈相反趋势。沉积物中N₂O与$\text{NO}_{2}^{-}$及$\text{NO}_{3}^{-}$浓度均呈正相关,且前者相关性较高,说明反硝化作用是沉积物中N₂O产生的主要过程。这些结果为进一步了解近岸陆架海域沉积物中CH₄和N₂O的来源、分布及碳氮生物地球化学循环提供了参考资料。     

中国第二次北极科学考察沿线气溶胶成分分析

对2003年7月15~9月28日间中国第二次北极科学考察沿线所采集的气溶胶样品进行分析,获得了Na⁺、NH₄⁺ 、Ca²⁺、Cl^-、MSA、SO₄^2- 等11种离子的浓度数据(文中使用当量浓度).根据相关分析, 可将11种离子分为3类: 海盐源离子, 包括Na⁺、Mg²⁺、K⁺、Ca²⁺、Cl^-、SO₄^2-; 人为源, 包括NH₄⁺ 、NO₃^-; 其它源, 包括 CH₃COO^-、MSA、C₂O₄^2-. 气溶胶以海盐气溶胶为主, Cl^-、Na⁺ 离子分别是阴阳离子中含量最大的离子, (Na⁺ +Cl^-)对气溶胶载量(所测定的阴阳离子的总和)的贡献平均为60.2%, 占气溶胶总量的一半以上. NH₄⁺ /SO₄^2- 的比值的平均为0.45, 根据当地的大气环境和气溶胶的离子平衡, 认为气溶胶样品中NH₄⁺ 和 SO₄^2- 主要是以 NH4HSO4的形式结合. 根据考察沿线 NO₃^- 浓度的变化, 把考察沿线大致分为3个区: 日本海区, 中值为15.2 neq·m^-3; 鄂霍次克海及白令海区, 中值为1.8 neq·m^-3; 北冰洋区, 其浓度较低, 中值为0.4 neq·m^-3. 考察沿线白令海是MSA的高产区.     

1844 AD以来珠穆朗玛峰地区大气环境变化高分辨率冰芯记录

根据珠穆朗玛峰东侧东绒布冰川海拔6450 m处长度为80.36 m的冰芯1886个样品的δ¹⁸O与主要离子浓度资料,研究了1844 AD以来珠穆朗玛峰地区大气环境在季节及年际尺度上的变化特征.结果表明:δ¹⁸O与Na⁺、K⁺和Cl^-相关不明显,与Ca²⁺、Mg²⁺、SO₄^2-、NO₃^-和NH₄⁺具有较强的相关性.据相关分析及因子分析的结果,可以把8种主要离子分成5组来研究,它们主要表现为:海盐离子Na⁺可反映印度夏季风强弱变化;K⁺和Cl^-在一定程度上可以反映印度等南亚地区生物质燃烧量的变化;陆源Ca²⁺和Mg²⁺离子表现为春季的峰值和夏季的低值,冬春季高浓度的Ca²⁺和Mg²⁺可能主要来自南亚的塔尔沙漠,以及西亚的干燥少雨的高原地区,或更遥远的北非撒哈拉沙漠,同时,青藏高原本身也可能是一个重要的沙尘源区;NO₃^-和SO₄^2-离子浓度表现出高频的季节变化特征,存在春季的峰值和夏季的低值,20世纪70年代初期至90年代初期,NO₃^-和SO₄^2-离子浓度一直维持在较高的水平;NH₄⁺浓度在20世纪40年代以来的大幅度上升可能是世界大战后,社会趋于稳定,南亚地区农业迅速发展而大量使用化学肥料的结果.     

掺锂、钠、钾的萤石色心激光晶体生长

近几年来,碱卤化合物类和碱土金属氟化物类色心激光晶体研究发展很快。色心晶体的研制促进了可调谐色心激光的飞跃发展,它已成为可调谐激光晶体中的一个重要组成部分。     

惠民凹陷沙河街组地层水化学特征及其成因

根据惠民凹陷沙河街组水化学分析数据,探讨水化学成分分布特征,并初步进行地层水来源及成因方面的分析。研究结果表明:沙河街组发育的是以(Cl^-和Na⁺+K⁺为主要离子组分的(CaCl₂,型水,矿化度及其他水化学组分纵向上呈增加-减小交替变化的特点。各水化学参数反映凹陷内沙四段、沙三中下亚段和沙二段地层较好的封闭性,地层水总体被CaCO₃饱和,尚未达到CaSO₄饱和程度。与海水、湖水蒸发曲线进行对比,直观地反映水中离子的富集和贫乏程度,进而进行相应的地层水成因研究,即沙河街组地层水中Na⁺, Cl^-浓缩,Ca²⁺富集,以及Mg²⁺ 、 SO₄^2-贫乏的现象是蒸发浓缩作用、斜长石钠长石化、脱硫酸作用、有机质生烃等共同作用的结果。此外,平面上沙四段以上各层地层水矿化度低值区均分布在临南洼陷内,粘土矿物脱水作用可以解释洼陷及周边地层水的淡化现象。     

喀斯特区域的水化学不稳定性——以黔中地区为例

黔中地区是岩溶作用发育的喀斯特区域.1993年秋和1994年春末采自该地区不同类型水样的水化学分析表明:碳酸盐岩裂隙泉水呈中偏碱性,为[C]Ca-Ⅱ型;秋季离子总量、HCO₃-及Ca2+浓度大于春季.裂隙泉水流经地表一定距离后,HCO₃-降低,pH及SO₄2-、Cl-、K+、Na+明显增高.黄果树的天星桥、水帘洞及落水潭三个部位河水的SO₄2-、Na+以及Fe3+、NO₃-等浓度的季节性变化也更加明显.春季因瀑布暴气,CO₂的逸出,钙华生成更强烈一些.红枫湖作为喀斯特区域地表水的汇集地,HCO₃-与SO₄2-的当量比值仅2.1～2.4;Ca2+与Mg2+比值上升为2.4～4.2,Cl-浓度较碳酸盐岩裂隙泉水增高1倍;Na+浓度增高一个数量级.说明流域内地表土层溶蚀及人为污染影响的增强.土层孔隙水属强矿化水,而湖水呈现过渡特征.碳酸盐沉淀作用、硫酸盐矿化作用及固氮氨化作用,导致水质组成的显着差异.     

Lithium in the interlayer space of synthetic trioctahedral micas

This paper gives several new and strong arguments in favour of the possibility of fixation of anhydrous lithium in the interlayer space of trioctahedral potassium micas. From the chemical viewpoint Li⁺ can replace K⁺, but is located out of the alkaline cation site; it enters pseudo-octahedral cavities limited by the triangular bases of two aluminous tetrahedra of two consecutive sheets. The solubility limit of Li⁺ in the interlayer is a function of the Al^IV content of the mica. It is given by the relation (Li/Li + K)_max = 2[(Al/Si + Al)^IV]². In both micas investigated — phlogopite, KMg₃(Si₃Al)O₁₀(OH)₂, and eastonite, K(Mg_2.5Al_1.5)(Si_2.5Al_1.5)O₁₀(OH)₂ — there is a remarkable agreement between the calculated values of the solubility limits and those measured by exchange reactions with hydrothermal solutions, at 600°C, 2 kbar. In high-Al micas, the interlayer Li content can be very important, with about one-third of K⁺ replaced by Li⁺.

The fixation of Li⁺ according to this model provokes a strong flattening of the interlayer (strong decrease of the reticular distance d₀₀₅) and a slight increase of the reticular distance d₀₆₀. Infra-red (IR) absorption spectrometry shows that vacant K⁺ sites are created when Li⁺ enters the interlayer; one observes low-frequency OH stretching bands attributed to OH dipoles lying towards these empty sites. Fixation of Li⁺ does not provoke any modification of the IR spectra in the region 1200-300 cm⁻¹, indicating that Li⁺ is really out of the sheet. For both cell dimensions and IR spectra, a comparison is made with “ordinary” lepidolites, having Li⁺ in the octahedral sheet; it provides a guide for the distinction between the two species of Li-bearing micas.