渠县农乐杂卤石矿床的水文地质条件

保存农乐杂卤石矿床的水文地质条件是有利于地表水自然排汇的地形地貌；矿床顶板底板都是隔水层，地表水、地下水无法进入矿床，无沟通地表水、地下水与矿床水力联系的断裂构造；含水层具承压性质，有良好的补给、迳流、排泄的自然循环条件，地下水不能对矿床充水。     

K~+、Na~+、Mg~(2+)、Ca~(2+)/Cl~-、SO_4~(2-)-H_2O六元体系中杂卤石形成条件的研究

<正> 杂卤石(K_2SO_4·MgSO_4·2CaSO_4·2H_2O)是一种分布较广的钾盐矿物,几乎所有硫酸盐型的钾盐矿床中都有杂卤石层分布。波兰下三迭统赫洛波夫杂卤石矿床是一重要的工业矿床,绝大多数氯化物型钾盐矿床中也常有少量杂卤石产出。杂卤石是最易保存的钾盐矿物之一。美国新墨西哥钾盐矿床,就是在石油钻井岩屑中发现了杂卤石之后,进一步找到钾石盐的。袁见齐教授(1974)指出:就现有的地质资料来看,杂卤石的产出无论是在时间上还是在空间上都与可溶性钾盐矿层(或矿化)有密切的关系。不论成因如何,一个盐盆地中若有杂卤石出现,其中就有可能存在其它钾盐矿物或矿     

中国首例杂卤石矿床

经过几年的地质勘查工作，１９９１年，终于查明了中国第一座杂卤石矿床，它的含钾量相当于一座中型规模的氯化钾矿床。杂卤石矿床赋存并富集于下中三叠统二级背斜鞍部，与石膏和硬石膏共生，交互成层，并受其控制和保护；矿床具有以杂卤石矿为中心的对称沉积韵律，一方面是潮上膏坪环境浅水盆地中的残余浓缩卤水与石膏发生同生交代作用形成，另一方面又是膏坪汇流水与残余浓缩卤水混合蒸发沉积而成。杂卤石矿化学成分接近理论值，Ｋ２Ｏ含量平均８％。矿石经系统农业肥效试验证明增产显著。在一定条件下，矿粉能完全溶于水，并可提纯为商品钾盐以至硫酸钾化学纯。杂卤石矿可为工业利用。除介绍杂卤石矿的识别方法外，作者还引进非金属矿床含矿建造的概念，根据与杂卤石矿共生的岩石组合特征、矿床形成时所处的大地构造环境，指出杂卤石矿赋存于海相碳酸盐岩—硫酸盐岩建造中。这一建造也就是寻找杂卤石矿（及与其共生伴生的其它非金属矿）的方向和目标。     

蒸发岩盆地杂卤石成因及找钾意义

全球大型杂卤石矿床主要分布在二叠纪、三叠纪以及古近纪-新近纪这三个时期的地层中,并集中在北纬20~50°之间,我国正处于这一富集区内。由于杂卤石较其他含钾矿物溶解度低,因此常常被保留下来,为寻找可溶性钾盐或富钾卤水提供了有利线索。通过分析杂卤石成因类型并结合海水演化特点认为蒸发岩盆地杂卤石成因主要有两种:①原生沉积,但需要一定附加条件,即盐湖浓缩到硫酸钾镁盐沉积阶段时有外来钙离子的补给,或在硫酸钙盐沉积阶段有外来钾镁离子的补给,主要以前者为主;②后生交代,富钾镁的卤水通过构造裂隙运移并与石膏(或硬石膏)接触发生交代作用形成杂卤石。     

罗布泊杂卤石沉积特征及成因机理探讨

罗布泊是世界最大的盐湖之一。罗布泊第四纪地层中不仅蕴藏有超大型规模的卤水钾盐矿床,同时也沉淀了一定规模的固体钾盐矿,杂卤石是主要的固体钾矿物。罗布泊杂卤石主要分布于罗北凹地内部,分布区长轴走向与罗北凹地走向一致,面积约326km2;剖面上,杂卤石分布区呈不对称的扁透镜体状。杂卤石以杂卤石岩或含杂卤石钙芒硝岩等形式产出,杂卤石岩及含杂卤石岩呈薄层状分布,最多达12层,埋深10～38m,其KCl含量一般为3%～10%,最高达15.48%。研究表明,罗布泊杂卤石成因机制有2种:①盐湖(钙芒硝阶段)沉积期间,可能出现气候热波动事件,卤水化学体系演化到杂卤石相区,导致杂卤石结晶析出,主要形成方式为杂卤石交代钙芒硝,部分纯杂卤石岩可能直接从卤水中沉淀出来;②盐湖晚期或干盐湖阶段,石盐晶粒间卤水受地表水混合发生掺杂作用,导致杂卤石析出并沉积于石盐等晶粒间。罗布泊杂卤石等固体钾盐资源具有一定的成矿潜力,查明其成因和分布规律可为勘查评价罗布泊固体钾盐提供理论支持。     

青海察尔汗盐湖别勒滩区段杂卤石成因及其成钾指示意义

别勒滩区段位于青海察尔汗盐湖西部,前人认为察尔汗盐湖固体钾盐矿物以光卤石为主,在别勒滩区段西部发现有杂卤石,但并未引起足够重视,对杂卤石成因未做详细研究。本文通过对别勒区段七个钻孔样品的矿物鉴定及地球化学分析,发现别勒滩区段杂卤石以原生和准同生交代方式赋存,且以后者为主,多交代石膏等硫酸盐矿物产出,少量出现交代石盐现象。杂卤石主要分布于别勒滩中西部地区,整个别勒滩区段自西向东出现了以杂卤石为主渐变为以钾石盐—光卤石为主的分布规律。结合别勒滩区段晶间卤水的补给条件,研究认为别勒滩区段杂卤石形成是涩聂湖硫酸镁亚型湖水与先期形成的盐类矿物发生交代反应的结果。别勒滩地区杂卤石作为典型的陆相成因,对研究海相蒸发岩矿床中普遍存在的杂卤石成因具有一定的对比借鉴意义,海相蒸发岩矿床中的杂卤石可能是盆地形成的内陆盐湖湖水与早期沉积的盐类矿物发生交代反应形成,对寻找海相钾盐有一定的指示意义。     

河南省新安县郁山铝土矿床水文地质特征

[摘 要] 基于区域水文地质条件研究,结合新安县郁山铝土矿床的地质结构特征,详细论述了郁 山铝土矿床的水文地质特征。矿区内主要含水层为碳酸盐岩类裂隙岩溶水含水层和碎屑岩类裂隙水含 水层,中等-弱富水性;主要隔水层为石炭系本溪组顶部泥岩、石炭-二叠系太原组泥岩隔水层( 顶板隔 水层)和石炭系本溪组中、下部泥岩隔水层( 底板隔水层)。大气降水和地下径流是矿区地下水的主要 补给来源,人工开采和泉是矿区地下水的主要排泄方式。断裂带具储水与导水性质,通常构成联通各含 水层的垂向通道。地下水是矿床充水的主要水源,地表水及大气降水为矿床充水的影响因素。充水通 道以渗入性通道为主,局部可以形成溃入性充水通道。所以,新安县郁山铝土矿为顶、底板直接充水的 水文地质条件中等复杂的以溶蚀裂隙为主的岩溶充水矿床。     

柴达木盆地昆特依盐湖含杂卤石地层高分辨率矿物学研究

柴达木盆地昆特依盐湖杂卤石资源丰富,是开展现代内陆盐湖杂卤石成因机制研究的良好载体.精细刻画沉积特征对阐释沉积矿床成因具有重要作用.本研究以昆特依盐湖大盐滩矿区ZK3608钻孔岩芯14.08-25.48 m段碎屑-杂卤石沉积韵律为研究对象,开展高分辨率矿物学研究,结合石盐流体包裹体化学组成和石盐中微量元素分析,尝试从高分辨率沉积学和矿物学的角度探讨杂卤石的成因.研究结果显示,石盐层产出的杂卤石含量低但分布范围广,为原生矿物;碎屑层中的杂卤石主要为次生矿物.石盐层与碎屑层之间存在一个过渡层位,该层位的杂卤石高度富集且矿物组成复杂,推测是由于原生与准同生杂卤石短时间内先后形成导致的.结合石盐流体包裹体化学组成所代表的古卤水变化特征分析表明,Ca-Cl型深部油田卤水的补给对研究区不同时期杂卤石的形成有重要影响.地球化学特征综合分析指示,石盐层的原生杂卤石由富钾镁的浓缩卤水与Ca-Cl型深部油田卤水混合直接生成;而过渡层位的杂卤石受到气候变化与Ca-Cl型深部油田卤水补给的共同作用.     

川东北宣汉地区新型杂卤石钾盐矿的地球化学特征及其意义

新型杂卤石钾盐矿分布于川东北宣汉地区早-中三叠世蒸发岩层中,以杂卤石碎屑不均匀的分布于石盐层为特征。笔者对HC3井新型杂卤石钾盐矿段进行连续取样,并进行水溶化学实验,根据其可溶部分的主量、微量元素特征发现:①溶液中的(K+Mg)/Ca值平均为1.24,略小于杂卤石中的(K+Mg)/Ca值(1.27),整体损失率为2.36%,远小于CaSO4组分在杂卤石中的含量(48%),表明杂卤石在石盐基质溶解形成的NaCl溶液中有较好的溶解度,有利于溶采;②Br×103/Cl值分布在0.16～0.44,显示新型杂卤石钾盐矿的蒸发阶段位于正常石盐阶段内,整体较高,蒸发阶段稳定无剧烈波动,仅顶部出现快速淡化,结合前人对杂卤石的成因研究,笔者认为石盐层不具备形成杂卤石的条件,杂卤石碎屑是一种"外来物";③含硬石膏碎屑中,(K+Mg)/Ca值随着Br×103/Cl值的增加而增高,表明碎屑中的杂卤石的含量随成盐卤水浓缩程度的升高而增加。     

多钙钾石膏的发现及其找钾意义

去年五月,我室蔡克勤、赵德钧两同志首次在四川省渠县农乐地区发现了多钙钾石膏(K_2SO_4·5CaSO_4·H_2OG(?)rgerite).目前已完成了矿物学方面的测试和研究工作.本区产出的多钙钾石膏普遍交代杂卤石(K_2SO_4·MgSO_4·2C_aSO_4·2H_2O),并保留有杂卤石的被交代残余.关于多钙钾石育形成的物理化学条件,经韩蔚田等同志查阅已有的水—盐体系相平衡资料表明,多钙钾石膏只能在较高的温度(>40℃)下,从富钾贫镁的溶液中形成.我们配制了100个合成卤水的实验点,出现人工合成多钙钾石膏晶体的卤水组成,都位于富含KCI的区域.这与已有的实验资料是基本吻合的.目前已有的实验资料大多是从查明杂卤石的形成条件出发的,因而有关多钙钾石膏形成条件的资料尚不充分,我们的实验也刚刚开始,但从物理化学资料来看,应是富钾贫镁卤水作用于杂卤石,才有利于生成多钙钾石膏.同时,本区还发现有疏锶钾石(K_2SQ_4·∽rSO_4)和氯氧镁铝石(Na_4Ca_2Mg_7Al_4(OH)_(22)     

溶浸开采深埋藏杂卤石可行性及溶浸动力学模拟

我国杂卤石矿资源丰富,由于其较难溶性和深埋藏的特点,至今仍未开发利用。根据杂卤石矿成矿条件分析,该矿具有良好的封闭围岩,具备溶浸开采的基本地质条件。溶浸开采杂卤石的技术关键在于其中有效成分的溶出。理论及实验基础研究表明CaCl2等无机盐溶液可改善杂卤石的溶解性能。溶浸开采可能成为深埋藏杂卤石的开发的有效途径。通过实验考查溶浸剂CaCl2浓度、矿石粒度、渗滤速度、渗滤路径等影响杂卤石溶解过程的技术因素,溶解过程动力学研究结果表明用氯化钙溶液渗滤浸出杂卤石的过程符合В.С.Голубев—Г.Н.Крuчев建立的金属浸出动力学模型即C=CH[1-e-γ(χ-vBt)U-vB]。浸出液中K+浓度同渗滤速度与渗滤路径长度之比呈指数关系。根据溶解实验数据求得钾浸出速率常数及钾充分浸出开始到进入液相所需的时间。当渗滤速度从0.159m/h提高到0.318m/h时,浸出速率常数分别为0.03132h-1和0.04383h-1,金属离子充分浸出开始到进入液相所需的时间由297.528h降为218.997h。地浸开采深埋藏杂卤石可以缓解我国钾盐资源紧缺矛盾。     

An analytical method to estimate groundwater depletion from a confining layer

An analytical method was proposed to estimate depletion of groundwater in the confining layers through their entire exploitation history and also for limited periods, especially when data on the drawdown history of the pumped aquifer were sparse. The method was based on the solution for drawdown distribution in the confining layer under the condition that the water level was not under equilibrium conditions but resulted from the delayed drainage phenomenon at the outset. First, the method was used on a hypothetical confined regional aquifer system. It suggested that the calculation error of depletion was generally small and that the cumulative released water from the confining layer can be calculated as being closer to the actual total depletion (2.88 km³) than an existing method. Then, the method was applied to estimate the groundwater quantity released from confining layers in the Su-Xi-Chang region of China, where there is a paucity of groundwater level data. The depletion of groundwater in confining layers represented approximately 54 to 82 % of total withdrawals (9.2 km³) from 1965 to 2000. Therefore, the confining layers are the main consolidation layers in Su-Xi-Chang area. Uncertainty in the properties of the confining layers made the depletion calculation subject to error.     

东安金矿开采技术条件

东安金矿区地下水以构造裂隙水为主,未来开采矿坑涌水量不大;矿体及围岩坚硬稳固,工程地质条件简单;区域地块稳定,地貌地质条件不易引发地质灾害,也无其它不良环境地质现象,矿床开采技术条件为简单型。     

Multi-method assessment of connectivity between surface water and shallow groundwater: the case of Limarí River basin,north-central Chile

A study that tests the applicability and consistency of independent but complementary approaches in the assessment of interactions between surface water and shallow groundwater within a water-stressed basin is described. The mostly agricultural Limarí basin in arid north-central Chile was chosen as a suitable case study. The analyses involved: (1) a connectivity index method, (2) hydrochemistry, and (3) water isotopic geochemistry. Chemical and isotopic data were obtained from two sampling campaigns conducted in April (fall) and December (summer) of 2011 in 22 sampling locations, which included surface water and groundwater. The results obtained by each of the methodologies were mutually consistent and indicate high connectivity conditions. Additionally, the relative contribution by different sources was assessed through end-member mixing analysis, and for reaches of the river that showed gaining conditions, the contribution of groundwater inflow to stream discharge was estimated. It is suggested that this multi-method approach is useful for the characterization of surface-water–groundwater interactions, since it at least represents a suitable starting point for obtaining basic information on these relationships. Thus, it may become the base for further studies in arid and semi-arid basins facing water management challenges.     

安徽泥河铁矿矿坑充水因素研究

安徽泥河铁矿矿区水文地质条件较复杂,矿体埋深大,在综合分析矿区水文地质条件、地表水、地下水相互水力联系的基础上,从岩层性质、地下水赋存及补给条件,确定了影响矿床充水的各因素,结果可知:泥河铁矿矿体埋藏深度大,顶底板围岩为隔水层,次生石英岩含水层为矿坑充水的主要间接补给源,其多位于矿体顶板之上50 m,受矿体上部导水性极弱的闪长玢岩层的限制,补给量微弱,对矿区大部分矿坑充水影响不大。但在矿区东北部和中部地段,受开采时冒落带以及导水裂隙带的影响,对该区域矿坑充水的影响较大。此次研究填补了该矿区深层地下水含水系统研究的空白,为准确预测矿坑涌水量提供理论依据,具有重要的参考价值和现实意义。     

雄安新区白洋淀湿地地表水和地下水转化关系及其对芦苇分布的影响

查明地表水和地下水作用关系对湿地生态保护与修复具有重要意义。采用地表水和地下水位监测、氢氧稳定同位素分析、湖床沉积物温度示踪等方法,研究了白洋淀渗漏对周边浅层地下水的影响范围和深度,评价了地表水垂向渗漏速率,并探讨了芦苇分布面积和地表水位以及地下水位埋深的关系。结果表明：白洋淀渗漏受地质结构和水力梯度等因素影响,对浅层地下水垂向上影响深度为20 m,水平向上影响范围存在较大空间变异。周边浅层地下水的补给来源为大气降雨和地表水,其中地表水渗漏的补给比例为0~90.5%。淀区渗漏速率0.01~0.59 mm/d,和含水层埋深关系密切,埋深越小,越有利于地表水渗漏。1976-2020年,白洋淀芦苇分布面积和地表水位关系密切。当地表水位为6.3~6.8 m时,芦苇分布面积最大,在水位小于6.3 m条件下芦苇面积随着水位增高而增加,大于6.8 m条件下随着水位增高而减少。芦苇台地下水位埋深和地表水位显著相关,在2020年4-9月芦苇生长期,除雨季前期外多数时段台地地下水埋深均适宜芦苇发育,建议在雨季前期实施生态补水,通过降低台地地下水位埋深促进芦苇生长发育。研究结果可为白洋淀生态补水、渗漏防治和生态保护提供参考。     

硬石膏矿层底板突水预测和评价

基于硬石膏矿层底板灰岩水文地质和工程地质条件计算的矿层开采后导水裂隙带的高度为16m,原位张裂隙带高度为5m。为防止采矿时底板突水,设计预留隔水石膏矿柱80m,其有效隔水层厚度为59m。运用突水系法和阻水强度法计算的有效隔水层厚度分别为61、50和36m。根据技术、经济和安全的原则,分析认为有效隔水层厚度取50m就能达到安全开采的目的。     

大汶口凹陷下第三系含盐段杂卤石的成因及其找钾意义

大汶口凹陷成盐时代为早第三纪始新—渐新世。含盐段的中上部有大量薄层状杂卤石岩和含杂卤石的石盐岩等产出。本区的杂卤石有原生沉积和同生交代两种成因类型,是内陆盐湖在持续蒸发浓缩条件下,由周边含钙补给水掺杂而形成的。标志着卤水已接近饱和钾镁盐的程度,具有重要的找钾意义。钾盐层应位于杂卤石分布区内受补给水影响较小的凹陷中心地带。     

吐鲁番盆地地表水和地下水主要化学成分的形成与演化

吐鲁番盆地是我国西北干旱区内陆盆地之一,盆地内赋存铁矿等重要矿产资源。研究吐鲁番盆地地表水和地下水化学成分的演化对于吐鲁番盆地地下水资源的合理开发具有重要意义。采用无机离子示踪剂的方法,通过主要离子浓度与Cl-离子浓度之间的关系,以及主要离子/Cl^- 与Cl^- 离子浓度之间的关系,对盆地地表水和地下水的主要化学成分的形成进行了分析。同时参照地表水中主要化学成分的形成与演化,揭示盆地地下水化学成分的演化过程以及盐分的潜在来源。在吐鲁番盆地,影响不同深度地下水水化学变化的主要是蒸发矿物,其来源主要包括土壤表面的蒸发矿物、土壤层和包气带中的蒸发矿物以及艾丁湖中的表层沉积物。