沉积特征对低品位钾矿水溶开采的影响——以柴达木盆地马海盐湖北部矿段全新统为例

马海盐湖是柴达木盆地全新世形成的富低品位固体钾盐矿干盐湖,钾盐水溶开采潜力巨大。本文采用岩矿鉴定方法,对含盐系地层的沉积韵律岩性、钾盐矿物与矿层分布特征进行了研究,并分析了地层岩性的分布规律。结果表明,在马海盐湖北部矿区的主要沉积中心,沉积了一套以粘土-粉砂-石盐-粉砂石盐为主的沉积地层,同时在东南部形成了一个次级沉积中心;研究区钾盐矿物主要为杂卤石、光卤石、钾石盐等;沉积韵律分析结果显示,钾盐矿层多分布在Ⅳ₂韵律层顶部和Ⅳ₃-Ⅳ₄韵律层,产出形态在垂向上为层状、透镜状,平面上呈NE-SW向展布且连续性减弱;钾盐矿物和矿层分布与沉积演化关系密切,表明沉积特征对研究区钾盐矿水溶开采具有重要影响,为同类型低品位钾盐矿开采提供了一些参考。     

青海马海盐湖低品位固体钾矿室内溶矿实验研究

柴达木盆地马海盐湖浅部赋存有储量可观的低品位固体钾盐资源,通过水溶开采即固液转化的方法为企业10万吨/年的钾肥生产提供了资源保障。随着水溶开采工作的持续进行,目前马海钾矿区北部浅部固体钾矿的品位进一步降低,给盐田和选矿工艺的调整带来极大挑战。为使这部分资源得以充分利用,本文以马海盐湖钻孔9-13和9-3附近埋深0～3m的固体钾矿样品为研究对象,系统开展了室内溶矿模拟实验。实验结果表明:(1)在固体钾矿KCl品位较低时,适当提高溶剂的波美度,有利于K⁺的溶出,提高溶出液中K⁺的浓度。(2)溶剂中Na⁺的浓度太低会溶解盐层骨架,而Na⁺的浓度太高会导致结盐,生产中应根据钾矿层的实际情况,以满足溶出液K⁺浓度含量达标为准调整溶剂的波美度。(3)随着马海矿区固体钾矿品位持续降低,当K⁺的浓度达到盐田生产要求时,钠盐池卤水中Na⁺的浓度会明显增加,卤水中SO₄^2-相对浓度也相应增加,钠盐池阶段析出的石...     

罗布泊盐湖区固体钾盐沉积特征、分布及成因探讨

文章对罗布泊盐湖区杂卤石、光卤石、钾盐镁矾等不同类型固体钾盐矿物特征、分布及成因进行了分析总结。杂卤石主要产于罗北凹地内部沉降区,以交代成因类型为主,代表了以硫酸盐型卤水为主体的罗布泊盐湖残余卤水钾镁富集到一定程度与石膏、钙芒硝发生水-盐反应的产物。光卤石沉积主要产于断陷带（近）地表,为深部氯化物型卤水经断裂向上运移至地表、与浅部卤水掺杂经蒸发浓缩而成。钾盐镁矾主要产于南小团地区,其形成可能与凹陷基底反转、罗北凹地高浓度卤水回灌有关。罗布泊盐湖区不同类型的固体钾盐沉积是构造-物源-气候3种成钾要素在特定时间窗下耦合的产物：在干旱气候条件下,构造活动一方面导致盆地地貌分异形成更加封闭的成钾次级凹地,为钾盐沉积提供可容纳空间;另一方面活化断裂为深部流体补给盐湖提供通道,为钾盐沉积提供不同类型的物质来源,改变盐湖卤水化学组成最终形成不同类型钾盐矿物。     

现代盐湖低品位固体钾盐溶矿数值模拟研究 ——以察尔汗盐湖别勒滩矿区为例

察尔汗盐湖拥有2.96亿t低品位固体钾盐,这些资源相当于一个超大型钾矿.通过溶解转化技术将其转化成与盐层晶间卤水组成相似的富钾卤水,方可利用.本文采用PHREEQC软件对察尔汗盐湖低品位固体钾盐溶解转化过程进行了反向模拟,旨在定量研究该溶矿过程.通过模拟计算出了溶矿过程中主要矿物相的转移量,结果表明:溶矿过程中,每1 ...     

青海別勒滩试验区低品位固体钾盐液化开采的野外实验研究

我国是一个钾盐资源贫乏的国家,长期依靠进口。在我国,钾盐找矿难度较大,经过50多年的勘查,盐湖找钾已很难有新的大突破。但值得注意的是,在察尔汗盐湖、马海、罗布泊等地有数亿吨低品位固体钾盐,这些资源相当于一个超大型钾矿,对低品位固体钾盐的开发是缓解我国钾盐短缺重要的、可行的方向。本文在青海別勒滩试验区对3米以浅地层进行了野外溶矿实验,研究低品位固体钾盐固液转化过程中的水动力学和水化学变化等问题。研究发现,溶矿过程中试验区内不同时间、不同单元探坑中水位变化差别较大,表明別勒滩地区在地质结构、构造,特别是孔隙度等方面存在较大差异;溶矿过程中试验区内不同时间、不同单元探坑中卤水的KCl含量有差异,溶矿初期,探坑内卤水KCl含量变化与水位埋深呈相反趋势,水位抬升效果最好的区域其卤水品质较差;随着溶剂的不断补充和与固体钾矿反应时间的增加,卤水KCl含量整体趋于平均,但总体上含量较低。经过几个月的溶矿实验,探坑中卤水KCl含量仍较低,溶矿效果不理想。这可能是因为近几年对低品位固体钾盐持续开采,地层中钾盐矿物含量降低导致溶矿后卤水中KCl含量降低。因此,需要对浅部矿床地质特征进行精准评估,精细化分形溶采管理,以避免盲目补给溶剂,造成无效溶解,使得溶采工程低效率运行,生产成本提高。     

甘肃省天水市中滩地热赋存特征及成因

中滩地热田是受断裂构造控制的裂隙型地热田,属低温地热资源,储量丰富,水质良好。本文通过对大量勘查资料的分析总结,阐述了地热赋存特征,分析了地热成因,目的是为后期合理、有序地开发利用地热资源提供依据。     

加拿大萨斯喀彻温亚盆地某钾盐矿地质特征及其成因探讨

加拿大萨斯喀彻温亚盆地某矿区含钾盐矿层的属性母岩——草原蒸发岩具有良好的连续性,深度通常小于960m。矿石品级相对较高,K_2O舍量在9.26%~58.20%。草原蒸发岩内含有三个钾盐成矿段,分别为耐心湖(Patience Lake)含钾岩段、贝尔平原(Belle Prairie)含钾岩段、埃斯特黑齐(Esterhazy)含钾岩段。根据萨省的地球物理测井资料得出的钾盐厚度和品位数据,以及萨省政府最近发布的评估萨省钾盐资源潜力的资料,作者研究整理了萨省某区的地震、钻孔数据,预测了某区的优先勘探靶区,并对该地区的钾盐矿床地质成因做了初步探讨。     

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。     

马达加斯加南部Tranomaro地区矽卡岩型钍矿钍的赋存状态及钍矿物特征研究

Tranomaro地区钍矿化主要赋存在矽卡岩化Tranomaro辉岩中,其主要矿物成分有透辉石、方柱石和碳酸盐。钍以独立的钍矿物形式存在于辉岩中的辉石、方柱石、橄榄石及碳酸盐等矿物中,钍矿物大小为0.2～0.5mm,无共、伴生金属矿物。经电子探针测定,钍矿物的主要成分为ThO2、UO2和PbO,根据其成分特征和镜下特征确定钍矿物主要为方钍石和铀方钍石。赋矿主岩中无明显热液活动迹象,钍矿物主要形成于早（干）矽卡岩阶段。     

云南官房铜矿床矿石矿物特征及银的赋存状态

通过显微镜鉴定、电子探针(EPMA)及扫描电镜能谱分析(SEM/EDS)等方法,首次对官房铜矿的矿物组合和银的赋存状态进行了研究。初步查明,矿石矿物为中-低温热液成因,并受火山机构及断裂构造的控制;银矿物主要为碲银矿和辉银矿。矿石中银与铜呈明显正相关关系,而方铅矿中不含银。银主要以类质同象的形式赋存于含铜矿物或黄铁矿中;银的独立矿物含量低,且多呈包裹体的形式存在于黄铜矿、斑铜矿及黄铁矿中,或以微细粒状赋存于矿物颗粒间和斑铜矿的表面。     

Hydrochemical Dynamic Characteristics and Evolution of Underground Brine in the Mahai Salt Lake of the Qaidam Basin Qinghai-Tibet Plateau

The mineral rock salts present in the Mahai Salt Lake of the Qaidam basin exhibit high solubilities in water. In addition, the multicomponent underground brine exhibits a high salinity and is easily precipitated. In the natural state, brine transport in the brine layer is extremely slow, and the brine is in a relatively stable chemical equilibrium state with the rock salt media. However, during mining, both the seepage and the chemical fields fluctuate significantly, thereby disrupting the equilibrium and leading to variations in the chemical composition and dynamic characteristics of the brine. Therefore, we selected underground brine from the Mahai Salt Lake, collecting a total of 183 brine samples over three stages of mining (i.e., the early stage of underground brine extraction, the initial stage of mining, and the later stage of mining). Using a range of analytical techniques, the chemical dynamics of the underground brine water and its evolution were systematically studied. We found that evaporation and enrichment were the main mechanisms of underground brine evolution in the Mahai Salt Lake, with cation exchange and mineral dissolution/precipitation being key factors in determining the dynamic characteristics and evolution of the brine.     

察尔汗盐湖别勒滩区段固态锂的赋存状态与分布特征

察尔汗盐湖别勒滩区段赋存大量具有开发潜力的固态锂资源,但目前对固态锂的赋存状态和分布特征研究较少。文章利用水溶法、稀酸溶法和全岩溶解法3种方法对该区4个钻孔的15件岩芯样品进行主微量元素分析。研究结果显示,水溶法的w(Li)(Li溶出量,余同)为23.37×10^-6～85.98×10^-6,稀酸溶法的w(Li)为47.77×10^-6～139.58×10^-6,全岩溶解法w(Li)为49.47×10^-6～151.64×10^-6。以同一样品全岩溶解所得的w(Li)为100%,水溶法、稀酸溶法的w(Li)平均值分别为56.44%和92.83%。结合矿物薄片鉴定、扫描电镜分析和X射线衍射的鉴定结果,岩芯样品中的矿物主要是石盐、杂卤石、光卤石、石英、绿泥石、钠长石、硬石膏、白云石、伊利石、菱镁矿和方解石等,推测固态锂大部分赋存于易溶盐类矿物,其余赋存于不易溶的碳酸盐、硫酸盐和硅酸盐等矿物中。根据4个钻孔岩芯样品的Li溶出量来看,察尔汗盐湖别勒滩区段固体钾盐层中固态锂的分...     

中国盐湖锂资源的产业化现状——以西台吉乃尔盐湖和扎布耶盐湖为例

锂对国民经济和国家安全具有重要意义,是21世纪的能源金属.近10年,中国主要从国外进口碳酸锂产品.中国是一个多盐湖的国家,盐湖锂占锂资源工业总储量的85%.现代第四纪盐湖主要分布在我国西北的青海、西藏、新疆和内蒙古四省区,具有很好的开发前景.经过多年科研后,目前国内已经在西台吉乃尔和扎布耶两个盐湖建立了卤水提锂产业.本文对比研究了这两个盐湖资源状况和地理气候条件,以及由此而决定的盐湖资源开发工艺流程,探讨了其工艺优化方向.并指出这两个盐湖具有锂资源储量大,品位高的优势,但是受盐湖类型或地理气候条件限制,工艺上有待改善.建议继续加强对盐湖开发技术优化和对盐湖提锂产业的扶持.     

察尔汗盐湖单级与增程驱动溶解固体钾矿试验对比研究

钾盐是一种重要的战略矿产资源,为了合理开发利用察尔汗盐湖的低品位钾矿,在察尔汗盐湖开展了两次野外现场溶矿试验。本文以两次野外现场试验监测数据为基础,对比分析了两次野外溶矿试验的等水位线图、水位剖面曲线、典型孔位与典型剖面的K~+浓度变化,各项指标表明,增程驱动溶矿模式达到了预期试验目的,其溶矿效果优于单级驱动溶矿模式。     

察尔汗盐湖固体钾盐溶解对溶剂注入速率响应机制研究

察尔汗盐湖浅部储卤层赋存有储量可观的固体钾盐资源, 目前正处于溶解液化开采阶段。储卤层中固体钾盐矿物溶解及储卤层结构变化特征受到溶剂注入速率控制, 但其控制机制尚不明确。本文以察尔汗盐湖浅部储卤层典型钻孔岩芯为研究对象, 通过开展室内岩芯柱渗流模拟实验, 研究岩芯在三种流速条件下储卤层渗透系数和固体钾盐矿物溶出的变化规律。结果表明: (1)随着注入溶剂速率的增大, 岩芯渗透系数呈现逐渐增大的趋势, 渗出液中钾离子浓度呈现持续减小的趋势, 但在流速改变的时间节点处, 岩芯渗透系数和其对应溶出液中钾离子浓度均出现异常增加现象。矿物的溶解引起储层孔隙度增加, 而溶剂流速的改变会导致松散盐类矿物颗粒重组。(2)储卤层岩芯固体钾盐矿物溶解受到溶剂注入速率的影响明显。注入速率增加引起矿物颗粒重组以及滞留孔隙高浓度水体释放是造成渗出液中K+浓度短暂性升高的主要原因。本次实验研究对于研究区低品位固体钾盐的水溶开采具有一定理论指导意义。     

平水期洞庭湖不同形态磷赋存特征

通过现场调查和室内实验,对平水期洞庭湖24个断面上覆水-沉积物磷的污染程度、分布特征进行研究;同时,分析了各形态磷间的相关性,探讨了磷的赋存形态对水体富营养化的影响、沉积物释放量和释放风险。结果表明,水体内总磷分布规律为南洞庭西洞庭东洞庭大通湖,东洞庭湖以颗粒态磷为主,西洞庭湖、南洞庭湖、大通湖均以溶解态磷、无机磷为主。沉积物中总磷的分布规律为南洞庭西洞庭东洞庭大通湖。东洞庭湖、西洞庭湖、南洞庭湖则以Ca-P为主,大通湖以Fe/Al-P为主。Ca-P与Fe/Al-P呈现较显著的负相关关系。大通湖释放风险较大,可释放量大;东洞庭湖有一定的可释放量,应对这两个湖泊给予较多的关注。与国内其他湖泊比较,洞庭湖沉积物中TP处于中下水平,IP在沉积物中占据较高比例。湖区沉积物中Fe/Al-P与水体中DIP、DTP、TP均具有较显著的负相关关系,存在磷的内源释放。     

青海察尔汗盐湖固体钾盐物质组成及意义

察尔汗盐湖为我国目前最大的钾肥产地。根据钾盐层的矿物组成可以确定钾盐开发的难易程度以及化学组成可以确定钾盐富集层位并可对资源量进行估计的原则,通过在察尔汗盐湖别勒滩区段和察尔汗区段野外系统取样和室内的分析测试,研究了固体钾盐层的矿物组成、化学组成和物理参数。结果表明,别勒滩区段钾盐层最主要的钾盐矿物是杂卤石,其矿物晶形完好,排列紧密,表明液化开发至"中期阶段"即可利用,此段22.42 m以上钾盐的资源量约为2.5亿吨,主要赋存层位为断续的5段;察尔汗区段钾盐层最主要的钾盐矿物为光卤石,其矿物晶体排列疏松,表明液化开发到"晚期阶段"才可利用,察尔汗盐湖3区段3.55 m以上资源量共约为0.89亿吨,钾盐的主要赋存层位为浅表的60 cm以浅的盐层。对该区段钾盐的物理参数进行探讨,为察尔汗盐湖的进一步研究和固体钾盐的开发提供了新资料。