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。     

沉积盆地深层地下卤水资源量评价之若干探讨

沉积盆地深层地下卤水(包括富钾卤水)处于深埋封闭和无补给状态; 卤水具有很高的测压水头, 天然条件下处于停滞状态, 不同储卤构造之间无水力联系; 具有多个平行叠置的储卤层, 不同储卤层之间无水力联系; 储卤层空隙性和渗透性差, 卤水主要富集于背斜、裂隙带和断层裂隙带; 卤水水化学和物理特性在短期内比较稳定; 卤水储存资源量较大, 在开采条件下卤水资源逐渐减少趋于衰竭。本文在分析总结沉积盆地深层地下卤水资源量评价的现状和卤水特征的基础上, 讨论和阐明深层地下卤水资源评价中的若干问题, 包括深层卤水资源量的类型和评价方法的选取、储卤层计算范围和边界的概化处理、渗透性分区和卤水密度影响的处理、测压水头的换算、钻井预测水头降深的确定等, 目的在于提高深层地下卤水资源量评价计算的精度。     

西台吉乃尔盐湖卤水动态变化研究

以柴达木盆地西台吉乃尔盐湖为研究区域,利用野外建立的长观网所获得的数据和水文示踪等科技手段,配合不同季节、不同时段（枯水期、丰水期等）的同位素示踪测试,分析地下卤水的动态变化规律,枯水期流速相对丰水期流速小,但是随着卤水的开采规模和开采条件不同以及自然气候、水文条件的改变,卤水的渗透流速呈现多变性。     

山东莱州湾南岸典型剖面海(咸)水入侵过程的水文地球化学识别

山东莱州湾地区是我国海水入侵研究的典型地区之一,为了进一步促进对莱州湾海水入侵的认识,本次研究选择莱州湾南岸的典型剖面(昌邑-柳疃)为研究对象,系统采集了不同类型水样(河水、淡水、微咸水、咸水、卤水和海水),分析了不同水体的水化学、δ18O、δ2H、离子比及饱和度等特征。根据不同水体的水化学特征分析,判断出研究区在海(咸)水入侵过程中首先发生了混合作用,在此基础上,发生了阳离子交替吸附作用和不同程度的溶解沉淀作用。特征离子比值分析表明,咸水、微咸水是由地下淡水与卤水混合形成;剖面上咸水体的分布特征、δ18O-Cl-关系显示部分深层地下淡水也受到了卤水下移侵入影响。氢氧同位素的分布特征表明,研究区地下淡水明显来源于大气降水,第四纪古海水成因的卤水受到了蒸发及浓缩作用,"氧漂移"现象比较严重;矿物饱和度显示,研究区所有水体中盐岩均处于未饱和状态,石膏与白云石在部分地下淡水和微咸水中未达到饱和,在卤水与咸水体中处于饱和状态,方解石则在所有水体中都基本呈饱和状态。     

唐山曹妃甸浅层地下水水化学特征及咸化成因

为了查明曹妃甸浅层地下水水化学及咸化成因,采集研究区河水、地下淡水、微咸水、咸水、卤水、雨水和海水等不同类型水样,对其水化学组成、离子比、Piper三线图、吉布斯图、氢氧同位素组成及14C测年结果进行了分析。结果表明：(1)曹妃甸浅层地下水包括全新世沉积层潜水和晚更新世沉积层微承压水,且非原始封存在地层中而是形成于全新世中晚期。(2)地下潜水向海方向分布有淡水、微咸水、咸水水质类型,微承压水以咸水和卤水为主要水质类型;近冲洪积扇前缘水化学特征主要受岩石风化作用控制,围填海区及河口处水化学特征受海水混合作用控制,滨海平原区水化学特征主要受蒸发/结晶作用控制。(3)曹妃甸浅层地下水咸化过程主要是晚更新世以来海侵海退时期形成海洋蒸发盐经大气降水和河水多期溶滤所致,其盐分来源于海水蒸发盐,河口及围填海区地下潜水盐分主要来源于现代海水入侵。     

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。     

深层地下卤水的基本特征与资源量分类

深层地下卤水(包括富钾卤水)是宝贵的液体矿产资源.深层地下卤水在沉积盆地内处于深埋、封闭和高压状态,多呈层状储集和构造富集;无补给资源,不具有可恢复性和可更新性;具有较大的储存资源,不具有调节性.深层地下卤水的开采资源由储存资源转化而来,在开采条件下储存资源逐渐减少趋于衰竭.深层地下卤水的储存资源量可以称为天然(储存)资源量(或远景资源量、潜在资源量),其中在一定条件下能够开采出来的部分称为可采(资源)量,其余为非可采量.可采量可以分为已采(资源)量和尚未开采的剩余可采(资源)量.天然(储存)资源量又可以分为弹性储存资源量和非弹性储存资源量.深层地下卤水资源量还可以分为盆地(区域)的、储卤构造(局部)的和单井的资源量三个层次.     

莱州湾南岸地下卤水水位动态变化与开采量关系研究

由于多年来大量开采地下卤水,莱州湾南岸已经形成多个地下卤水降落漏斗。该文根据区内盐场水位长期观测资料,较系统地分析了地下卤水水位动态变化规律,查明了卤水水位与开采量的关系,建立了区内卤水水位与开采量相关关系方程。通过分析说明开采对水位的影响,为改善区内地质环境,合理利用卤水资源提供了科学依据。     

山东省地下卤水资源及开发利用现状分析

山东省沿海岸带分布有丰富的地下卤水资源。近年来,各相关部门大力开发地下卤水资源,其勘察研究程度逐渐提高。但是各勘查工作主要集中在浅层地下卤水资源,且勘察区域零散,对全省地下卤水资源的整体研究程度还较低。本文在总结前人资料和经验的基础上,结合现场调查工作,首先对山东省矿区地质进行简述,然后根据卤水的埋藏深度,从浅、中、深分述整个山东省地下卤水资源的分布、空间分布规律、水化学特征和资源量,最后对区内浅层卤水的开发利用现状与存在的地质环境问题进行了说明。     

兰州市主城区地下热水水化学特征分析

自上世纪70年代初期,兰州市主城区勘查发现地热异常以来,先后实施了6眼热水井。根据热水水化学特征分析,兰州市城区地下热水以温热水和热水为主,水化学类型以Cl--Na+为主,热储层中可能含有石膏夹层;热水中多种微量组分均达到具有医疗价值的浓度,部分地热水井可作为锶型饮用矿泉水开发利用;地下热水基本处于封闭状态,以溶滤作用、氧化还原作用和离子交换作用为主,地下热水水化学特征保持原始的水—岩平衡状态,水质较好,人类对该区域地下热水基本无开采扰动。     

江汉盆地潜江凹陷王场地区深层卤水水化学特征及成因研究

沉积盆地油田卤水中蕴藏着锂、铷、铯等战略性关键矿产资源, 其成因研究具有重要意义。本次研究采集了江汉盆地潜江凹陷王场地区地下卤水样品18件, 测试了其化学组成, 分析了卤水的水化学特征、元素相关性和特征系数, 探讨了该地区深层卤水成因。研究区卤水赋存于古近系潜江组砂岩中, 矿化度(TDS)平均值为260.04 g/L, 水化学类型为Cl-Na型, pH值在7.03~8.01之间。与往年相比, 潜江凹陷卤水矿化度呈逐年下降趋势, 可能与油田的开采注水有关。Na、Cl含量与TDS呈现了明显的正相关性, Li、K、B和Br含量随着TDS增加而升高, 而Ca含量随着TDS增加呈下降趋势, 可能揭示了原生沉积卤水蒸发浓缩的过程。高的钠氯系数(1.09~1.21)和氯溴系数(480~1547.60)以及低的钾氯系数(3.75~14.82)表明了来自石盐溶解的贡献, 波动的钙镁系数和脱硫系数反映了不均一的封闭性和变质程度, 从潜一段至潜四段封闭性变好、变质程度变高。研究区地下卤水为陆相盐湖原生蒸发沉积, 有明显石盐淋滤的物源补给, 储集空间整体封闭性较差, 变质程度较低。     

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。     

江汉盆地潜江凹陷地下卤水地球化学特征和分布规律

江汉盆地潜江凹陷潜江组赋存有丰富的地下卤水,因其有较高的经济价值,是江汉盆地油气资源之外的又一种重要的战略资源。然而,长期的油田注水开采也对地下卤水产生了一定的影响,为进一步评估这种影响并探讨地下卤水微量元素的分布情况,通过采集和分析潜江组第一至第四卤水组的地下卤水样品开展其地球化学特征和分布规律的研究。结果表明,潜江凹陷潜江组地下卤水受油田生产影响,虽然普遍发生了淡化,但仍然拥有较高的TDS含量,淡化影响有限。卤水储层从上至下,第一卤水组至第四卤水组,随着深度的增加,硫酸钠亚型卤水和碳酸盐型水逐渐变少,氯化物型水逐渐增多。尽管区内地下卤水普遍经受油田注水生产的影响,但是卤水中Li、B、Br等元素依然保持较高的含量,大部分样品达到或超过边界工业品位,尤其以第二、第三卤水Li、B、Br品位较高,第四卤水组次之,第一卤水组最低。潜江凹陷地下卤水样品的钠氯系数接近于1,具备溶滤卤水特征,属于非海相地层的卤水,氯溴系数分析揭示区内现存地下卤水是溶滤卤水和沉积卤水混合以后的结果,卤水的脱硫系数和钙镁系数反映卤水的储集空间封闭性相对较差,凹陷内从第一至第三下卤水储集体的空间的封闭性逐渐变好,第四卤水组略变差。平面上,Li、B、Br具有相似的分布特征,凹陷内,卤水的浓集中心从下至上具有明显的迁移特征,钟市、浩子口、王场、周矶所围限的区域是高浓度卤水分布中心地带,其分布明显受控于卤水储集体的分布。     

咸阳市区地下热水化学特征

咸阳市区地下热水的水化学成分受地层、构造的影响,在不同地段具有不同的特征。其水化学类型及特征元素严格受渭河北岸断裂控制。现已开采的热储为新第三系张家坡组及澳河组,本文对其水质按用途进行了评价,论证了分布规律。     

昆特依盐湖浅部储卤层对卤水组成的影响

昆特依干盐湖位于柴达木盆地北部,浅部石盐沉积层储存着丰富的地下卤水。研究表明,研究区石盐储层渗透性存在明显的空间分布差异,这种差异对储层中卤水的水化学组成产生显著影响。渗透性较弱的储卤层,卤水赋存于石盐之间的孔隙中,其渗透系数K值为0.01~8.64 m/d,卤水中K+浓度为5.98~10.34 g/L,Mg2+浓度为6.08~13.98 g/L,pH值介于6.8~7.2,SO2-4浓度为19.85~37.93 g/L;说明低渗透性的储卤层具有稳定的水化学环境,且卤水与介质之间基本达到了水-盐作用平衡,应该为早期成盐时圈闭的残余卤水。而渗透性较强的储卤层,K为134.78~198.89 m/d,卤水中K+浓度为2.66~5.60 g/L,Mg2+浓度为4.18~6.24 g/L,pH为7.27~7.44,SO2-4浓度为41.39~61.71 g/L;说明渗透性较强的储卤层,卤水具有较高的SO2-4浓度及pH值和较低的K+、Mg2+浓度,推测由于低盐度水流溶解作用促使储卤层微小孔隙形成大的溶孔,使储层渗透性增强,水体混合导致卤水水化学特性发生改变。     

顾桥矿北二采区地下水化学特征分析

地下水是重要的饮水水源之一,然而,煤矿开采影响了自然条件下地下水化学性质,也引发一系列突水灾害事故,大大影响了煤矿生产安全.为了研究各地下含水层水化学特征,采用了水化学分析方法和主成分分析法,对淮南顾桥煤矿多含水层系统的主要离子水样数据进行分析.结果表明,整个地下含水层系统PH值变化范围是7.80～8.85,平均值为8...     

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。     

柴达木盆地西部地下卤水水化学特征及其起源演化

柴达木盆地西北角分布有基岩,盆地西部分布山麓堆积及河、湖相沉积地层,新生界发育有多个北西—南东走向的规模不一的背斜,新近系分布有富钾地下卤水。利用统计方法分析卤水中TDS、K+和B2O3的富集情况。结果显示：TDS值出现双峰,卤水样品富K+和B3+的概率分别为628%和6129%。使用Piper图研究地下卤水时,经常出现样品点过于集中而不易反映主要离子含量的变化。本次研究改进了前人的图示方法,绘制适合于表示地下卤水的水化学图。利用钠氯系数、氯溴系数、氯碘系数、钾氯系数、脱硫系数、钙镁系数对研究区卤水水样进行分析,结果显示卤水样品多数未达到石盐沉积,少数达到石盐沉积。研究区水样氢、氧稳定同位素数据显示新近系地下卤水δ18O值和δD值均发生漂移,表明卤水经历长时间的蒸发浓缩。研究区地下卤水起源于早上新世的古大气降水,上新世以后由于青藏高原快速隆升,柴达木盆地抬升和沉降中心东移,接受沉积形成良好的盖层,同时大气环流的改变致使气候变得干燥,地下卤水经历蒸发浓缩封存,形成现今的卤水。     

基于Pitzer模型预测Na-K-Ca-Mg-Cl-H2O溶液的密度

天然水体系的体积性质与压力、温度、组成的相关性(PVTx性质)研究在地球化学、盐湖化工等领域有广泛的应用。密度是卤水最基本的体积性质,不仅可以通过实验测定,还可以用理论模型进行预测。建立富钾卤水密度与组成、温度的关联模型有助于认识钾在复杂卤水中的富集、迁移规律。为了构建基于Pitzer离子相互作用模型的卤水密度预测方法,本文用高精度振荡管密度计测定了常压下KCl、CaCl₂纯盐溶液以及最高离子强度为11.8 mol·kg^-1的混合溶液在283~323 K下的密度,用所测得的密度通过Pitzer离子相互作用模型拟合得到多温下Pitzer单电解质参数和Pitzer混合参数。用Pitzer模型参数计算了Na-K-Ca-Mg-Cl-H₂O体系293~313 K的密度,计算密度值与实验值的相对偏差在±0.25%以内,计算的结果整体上要优于文献值,文献在计算中均未考虑Pitzer混合参数项。结果表明,K、Ca、Cl离子间的相互作用对于Na-K-Ca-Mg-Cl-H₂O溶液的密度有显著的影响,本文获得的Pitzer参数反映了这些离子间的相互作用,可用于计算含有K、Ca、Cl离子的复杂卤水密度的预测。     

罗北凹地液体钾盐矿深部承压卤水特征及其开采方法试验研究

罗北凹地钾盐矿是个地下存在多层富钾卤水的大型液体钾盐矿床,一共分为7个富钾卤水层,第一层为潜卤水W_1,下部6层(W_2、W_3、W_4、W_5、W_6、W_7)为承压卤水。目前生产开采对象主要为埋藏较浅且易于开采、富水性较好的潜卤水及部分承压含水层中的弹性释水。随着公司生产规模的扩大,矿区的年采卤量也随之增加,有的区域将很快面临开采富水性差及较难开采的深部承压卤水,但是承压卤水通常储存于较为致密的结晶盐层或碎屑层的孔隙或溶隙中,其含水地层水文参数相比潜卤水W_1要小很多,造成深部富钾的承压含水层卤水疏干采出难度较大。本文采用爆破法及大气联通法在罗北凹地钾盐矿区不同水文地质区域对深部承压含水层进行大规模抽水试验研究,确定了不同水文地质区域深部承压卤水合理且经济的开采方法,实现了罗北凹地钾盐矿(W_2、W_3、W_4)深部含钾承压卤水资源的大规模有效采出,将很难利用的深部富钾承压水变成可利用资源,提高了罗北凹地液体钾盐矿的深部承压卤水资源的利用率。