蒸发岩盆地古环境的直接记录:来自石盐流体包裹体的证据

蒸发岩是保存古环境信息的宝库,而石盐是蒸发岩盆地完全干涸后最主要的矿物。石盐矿物具有很好的封闭性,在浅埋深状态就会固结成岩,没有孔隙并且不可压缩。石盐、石膏、钙芒硝、芒硝中的包裹体,是潟湖或陆地盐湖环境下,通过蒸发而结晶析出过程中所捕获的流体(液体和/或气体)。因此,在石盐矿物的内部可以保存下来良好的原生石盐流体包裹体,它们记录了原始海洋/盐湖的温度、化学组分和大气成分的信息,为古环境研究提供了绝妙的直接记录。其中石盐原生流体包裹体的均一温度,可记录卤水沉积时的温度;浅水环境石盐流体包裹体记录的卤水温度近似等于气温。石盐原生流体包裹体中的卤水成分代表了海水/盐湖蒸发浓缩过程中的卤水,可通过其来推断当时的海水/盐湖水体的成分。石盐漏斗晶形成时是漂浮在卤水表面的,其原生流体包裹体可捕获当时的大气,而石盐是一种稳定的无机矿物,其原生流体包裹体可保存原始的大气信息。石盐原生流体包裹体可以提供其他传统地球化学手段无法提供的直接、精确、定量的地质记录,因此在未来的古环境研究中将成为焦点。     

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 mmol L溶液中石膏析出量在10.85～12.97 mmol之间,石盐的溶解量在494.2～1616 mmol之间,杂卤石的溶解量在0.63～3.119 mmol之间,光卤石的溶解量在4.732～380.2 mmol之间,钾石盐的溶解量在63.64～387.6 mmol之间,方解石的溶解量在0.141～0.381 mmol之间,NaX与MgX2发生的离子交换量在101.1～918 mmol之间.察尔汗盐湖地层中的主要钾盐矿物为杂卤石、光卤石和钾石盐,溶矿过程中这些矿物的溶解使溶液中K+含量不断增加,不同溶矿区域液相中K+浓度增加量不同,是盐层地质构造差异及钾盐矿物分布不均匀造成的;推测杂卤石的溶解是造成微量石膏析出的主要原因;溶剂含有浓度较高的MgCl2,NaCl与MgCl2之间同离子效应及阳离子交换作用共同影响着液相中石盐的溶解度.     

腾格里地区盐湖的盐类沉积特征

腾格里沙漠122个盐湖分为石盐、石盐-芒硝、石盐-白钠镁矾及芒硝(石膏)4种类型。盐湖含盐系厚度一般4～9m,总体呈现下部为含盐碎屑沉积,上部以盐类沉积为主,构成储卤层,卤水赋存其中,由湖岸至湖心储卤层厚度增长。含卤层理渐小,卤水含KCl渐高。盐湖中矿物主要为碳酸盐矿物,以芒硝、石膏为主的硫酸盐矿物、石盐以及粘土矿物。盐湖卤水以晶间卤水为主。许多卤水含K+大于2g/L。K+含量最高的红盐池,平均含量达19.14g/L。对钾矿而言,在盐湖分布相对集中地区,有一定的综合开发利用前景。     

高放废物处置库甘肃北山野马泉预选区地下水化学特征及水-岩作用模拟

在高放废物处置库场地选择和性能评价中,地下水化学特征是最重要的因素之一。文中以野外水文地球化学调查资料为基础,应用水文地球综合分析方法和地下水地球化学模拟技术,探讨中国高放废物处置库甘肃北山野马泉预选区地下水化学特征、时空分布规律及水岩作用机理。主要结论是:野马泉地区地下水以咸水为主, 具有高矿化的特征,水化学类型以Cl·SO4 Na和SO4·Cl Na型为主,pH值大多在7~8 之间;地下水化学成分显示出明显的分带特征;地下水对石盐和石膏欠饱和,对黄铁矿以及铝硅酸盐过饱和;方解石、钠长石在补给区地下水中呈不饱和状态,在排泄区地下水中呈饱和状态。由水岩作用模拟可知,沿水流路径地下水溶解岩石中的钠长石、黑云母、石盐等矿物,溶解二氧化碳,沉淀析出方解石、伊利石和萤石等矿物;发生明显地下水蒸发作用、二氧化碳溶解作用和Ca2+/ Na+离子交换作用, 说明溶滤、沉淀、离子交换和蒸发浓缩作用是区内地下水化学行为的控制因素。     

花垣铅锌矿床流体包体中的子矿物

湖南西部花垣铅锌矿床，是近年来发现的产于下寒武统清虚洞组上部藻礁灰岩的大型ＭＶＴ矿床。矿床的矿石矿物中普遍有流体包裹体存在，其中有子矿物发现。采用 ＥＤＸ对它们进行研究后在４种主矿物中发现有７种子矿物；闪锌矿、石膏、方解石、重晶石、石盐、黄铁矿和沥青。硫酸盐类矿物在包体中的发现，证明成矿流体中，ＳＯ４的含量较高，而且可以是与金属离子共同迁移。     

罗布泊盐湖钙芒硝巨量堆积对富钾卤水形成的控制——来自流体包裹体组成的约束

<正>罗布泊盐湖位于新疆塔里木盆地东端,为我国最大的硫酸盐型卤水钾盐成矿区,富钾卤水主要赋存于巨量钙芒硝岩晶间孔隙中。一般海水和陆相盐湖需经历石盐沉积之后,才出现钾元素富集和钾盐矿物沉积,晶间卤水通常赋存于石盐晶间孔隙中。海水蒸发至石盐析出时卤水中KCl含量约0.52%(瓦里亚什科,1965)。然而,罗布泊盐湖在石膏沉积之后出现巨量钙芒硝沉积,石盐析出时间相对很晚,沉积量也相对很小。钙芒硝大量沉积后,晶间卤水钾元素出现超前富集,卤水KCl平均含量达1.40%,     

基于二氧化碳封存的水镁石反应动力学研究

缓慢的矿物溶解速率以及溶解介质难以回收一直是影响CO>.2>矿物封存发展的两个难点.本文提出了一种新的以可循环的氯化铵溶液作为中间媒介的CO<,2>矿物封存工艺.在此基础上,选取水镁石作为富镁硅酸盐矿物的代表,系统地研究了水镁石在氯化铵溶液中的流一固两相的反应动力学.结果表明该溶解反应符合Avrami经验模型.反应速率...     

方解石和钾长石在模拟蚯蚓肠液中的初始溶解动力学机理及意义

蚯蚓肠道内小分子有机酸与摄入的土壤矿物相互作用,加速矿物溶解。摄入的土壤在蚯蚓肠道内平均停留时间约为12 h,不足以使土壤矿物产生显著的溶解特征,因此这一过程难以在蚯蚓体内进行评估。本研究通过体外实验控制pH值和有机酸浓度,模拟蚯蚓肠道中有机酸对土壤中常见矿物的溶解反应,探讨了方解石和钾长石在蚯蚓肠道环境中的初始溶解动力学。研究发现,矿物在混合有机酸中的溶解速率比在纯水中高一个数量级,说明有机配体和质子促进了矿物溶解。溶解速率及粒度分析表明,方解石(CaCO₃)溶解速率不受溶解过程中粒度变化的影响,而钾长石(KAlSi₃O₈)粒度在溶解期间未出现显著变化。在此基础上,采用初始速率法模拟了钾长石的初始溶解动力学,计算得出的溶解速率表明钾长石在溶解初期主要为表面K~+的释放。使用缩核模型(shrink core model)和Hixson-Crowell模型对方解石溶解过程进行动力学解析,发现方解石的溶解主要受溶液中反应物内扩散的速率影响。这定量描述了两种矿物在有机酸溶液和纯水中的溶解差异。现有研究表明,有机配体和质子协同促...     

思茅盆地石盐矿物的原位元素含量特征对成矿模式的启示

思茅盆地江城含盐带勐野井地区在“二层楼”钾盐成矿理论的指导下,逐步在侏罗系钾盐资源调查中取得重要成果,但盆地内其他含盐带研究程度薄弱。本文以整董含盐带的磨黑L2井勐野井组(K₁m)盐岩样品为研究对象,通过显微镜观察、扫描电镜能谱分析、石盐矿物元素含量电子探针微区原位测试方法的建立,精细研究了样品岩相学、石盐矿物学及元素含量特征。同时,测试了江城含盐带勐野井地区MK-1井花开左组(J₂h)石盐样品。对比研究两个井样品中石盐矿物微量元素K和Br含量及10³Br/Cl值(质量分数比)特征,结合研究区地质演化,取得以下认识。L2井K₁m(含)泥砾盐岩中石盐矿物发育两类产状:一类是胶结碎屑颗粒的主体石盐,具塑性流变特征;另一类是析出在碎屑中被盐类或黏土矿物碎屑包裹的石盐,两类包裹体特征指示均属次生成因。电子探针测得L2井K₁m的主体石盐、碎屑包裹和勐野井MK-1井J₂h含钾盐层石盐的K含量分别为≤0.09%、≤0.18%和≤0.13%,Br含量分别为≤60×10^-6、70×10^-6~410×10^-6和70×10^-6~500×10^-6,10³Br/Cl值分别为≤0.10、0.12~0.71和0.12~0.85,主体石盐显著低于后二者,处于陆源或海陆混合源石盐阶段或重结晶石盐阶段,而后二者数值接近,大多处在海源石盐阶段,小部分处在海源母液结晶钾石盐阶段和光卤石阶段。推断磨黑L2井碎屑包裹的石盐属深部古盐体刺穿贯入的证据,可能的成矿模式为深部中侏罗统海相古盐体受盐底辟作用迁移到浅层下白垩统勐野井组后,部分被盆地内侧向迁移来的中侏罗世残留海水、盆地周缘汇入的陆源水以及深部热液的共同溶蚀淋滤和混染改造形成新的卤水,部分以固体古石盐砾保留下来,在早白垩世晚期新母液卤水蒸发成盐过程中被形成的盐类和陆源碎屑矿物包裹,后期在母液结晶的主体石盐胶结下沉积成岩和成矿。以上认识完善了“二层楼”成矿理论在整董含盐带的勘探实践。     

江陵凹陷南缘盐井-申津渡凹地始新统硫同位素特征及古气候和物质来源探讨

江陵凹陷南缘盐井-申津渡凹地的早始新世新沟嘴组发育一套钙芒硝-石盐的蒸发岩系地层。岩相学和矿物学证据显示,含盐系地层的主要盐类矿物包括石盐、钙芒硝、硬石膏,形成于常年性的盐湖环境中。钙芒硝为原生-准同生的盐类矿物。根据盐类矿物的类型和沉积特征以及典型暖相盐类矿物(原生钙芒硝)的广泛发育,推断出盐井-申津渡凹地在新沟嘴组沉积时期的古气候为暖型。钙芒硝δ~(34)S组成为25‰~33‰,高于同时期海水硫同位素(17‰~19‰),可能经受过细菌改造。除此之外,晚古新世-早始新世时,盐井-申津渡凹地的硫酸盐物质也有可能来源于西部较老时期的含硫酸盐地层。     

降尘矿物在柠檬酸中的溶出顺序研究

针对自然降尘进行的物相、成分分析表明该降尘的物相组成非常复杂,以石英、方解石、钠长石、白云石、云母为主要物相成分。为探讨降尘中矿物在有机酸中的溶解情况,进一步揭示其对人体的危害程度。本文以西宁降尘为研究对象,并选择柠檬酸为代表有机酸,分别用XRD、FTIR及ICP-AES等方法对柠檬酸处理前后降尘的残余固体及反应上清液进行分析。结果表明,降尘中方解石在经柠檬酸作用10 min后完全溶解,白云石在16 h内基本溶解完全,根据红外分析结果,Si—O、Al—O结构未发生明显破坏。然而,溶出元素结果显示,Al、Si的溶出量随着溶解时间的增长而缓慢增加,说明柠檬酸对Si—O四面体及Al—O八面体也造成了一定的破坏作用。通过分析降尘中3种难溶矿物在相同条件下的溶解速率可以得出,在整个溶解过程中,钠长石的溶解速率高于绢云母,而石英的溶解速率在不同的溶解时间有着较大的差异。根据3种纯矿的溶解速率推断三者的溶解顺序,钠长石明显先于云母溶解,石英的溶解先后顺序还有待进一步研究。通过降尘及纯矿在柠檬酸中溶解过程中不同时刻的元素溶出比例及矿物溶出速率可以得出除石英外4种主要矿物的溶解顺序为:方解石,白云石,钠长石,绢云母。     

柴达木盆地中东部表土盐类矿物分布特征及其与盐尘暴物源联系

柴达木盆地盐湖众多,表土盐渍化和盐漠化极为发育,含盐表土经风吹蚀后产生的大量盐尘将危害盆地生态环境和人类健康.笔者在柴达木盆地中东部系统采集129个不同类型的表土样品,对其中盐类矿物成分及分布特征进行了分析.分析结果表明,表土中的主要盐类矿物是石盐、石膏以及少量的无水芒硝;盆地中东部含盐量高值区集中分布在尕斯库勒湖以东...     

刚果(布)布谷马西钾盐矿床盐类矿物特征与成因研究

刚果(布)布谷马西钾盐矿床位于非洲大陆西部边缘,是白垩纪时期沉积的大型钾盐矿床。文章运用X射线衍射、薄片鉴定、扫描电镜和岩石地球化学等方法,识别出布谷马西钾盐矿的主要盐类矿物有硬石膏、石盐、光卤石、钾石盐、水氯镁石和溢晶石。盐类矿物的沉积顺序为:硬石膏→石盐→光卤石→钾石盐→水氯镁石或溢晶石。该矿区的成盐物质主要来源于海水,盐类沉积物中贫碳酸盐和硫酸盐矿物,可能与白垩纪"方解石海"的海水成分密切相关。矿区中的钾石盐主要是由光卤石淋滤形成。     

二氧化碳羽流地热系统水-岩-气相互作用:以松辽盆地泉头组为例

二氧化碳羽流地热系统(CPGS)是利用CO2地质储存场地进行地热能开发的一种工程技术,也是整合CO2减排与开发深部地热资源的理想方式。但伴随着对深部地热的提取,注入储层的超临界CO2使深部咸水的pH值降低,导致周围岩体产生溶解和沉淀,从而引起孔隙度、渗透率等地层物性的变化,最终改变系统的生产能力和净热提取效率。以松辽盆地泉头组为目标储层,采用室内实验、数值模拟等技术手段,通过实验和数值计算结果的对比,揭示系统水-岩-气相互作用对热储矿物组分的改变。研究结果显示:实验过程中矿物溶解对温度和盐度变化较为敏感,而受压力影响较小;在实验和模拟时间内发生溶解的矿物主要是长石类矿物,方解石在反应后全部溶解;石英、伊利石和高岭石的矿物组分体积分数有所增加,并有少量菱铁矿生成。     

云南勐野井钾盐矿中菱镁矿形态与盐度的关系

云南江城勐野井盐矿,是以石盐、钾石盐为主的氯化物型盐矿床。与石盐、钾石盐共生的矿物,各层位虽不尽相同,然而菱镁矿却遍布各韵律层中。菱镁矿晶体虽小,但晶形完好,晶形随沉积时水介质盐度变化而改变。我们认为搞清菱镁矿形态及其与盐度的关系,无论在矿物学上或是在钾盐矿床地质、找矿方面都有一定意义。     

唐山大气降尘的矿物组成与微观形貌特征分析

应用X射线衍射线技术(XRD)和扫描电镜技术(SEM/EDX)对唐山大气降尘中颗粒的矿物组成及微观形貌进行了研究。结果表明,唐山大气降尘的主要矿物组分是方解石、石英和粘土,次为赤铁矿、石膏、白云石及长石类矿物,其它的矿物还有菱铁矿、菱镁矿、石盐、沸石、角闪石、钙芒硝和无水芒硝等;其形貌特征主要有球状、层状、片状、柱状和块状等规则形态及矿物单体和矿物集合体等不规则形态;对XRD的检测结果进行分析后,表明大气降尘颗粒物的主要来源为地面扬尘、建筑扬尘、工业尘及在大气环境中新生成的矿物。     

塔里木盆地河水氢氧同位素与水化学特征分析

塔里木盆地是内陆地区重要的能源战略基地,研究其地表水的氢氧同位素和水化学特征对于区域水资源研究有重要意义.分析了塔里木盆地主要河流的河水样品δD-δ18O之间的关系以及主要离子与C1-之间的变化关系,得出如下认识:天山南麓和盆地西南部河水样品的δD、δ180值之间的差异主要是由同位素的高程效应引起的,昆仑山北坡河水样品的δD、δ180值之间的差异是同位素的高程效应和大陆效应共同作用的结果;渭干河、阿克苏河、喀什噶尔河、和田河中Na+主要来源于河水对蒸发盐石盐的溶解,K+主要来自于矿物的风化过程,喀什噶尔河流域中Ca2和SO42-主要来自于石膏的溶解,渭干河、阿克苏河、和田河流域中的Ca2和SO42-不来源于高溶解度的矿物.     

鄂尔多斯盆地石盒子组地层二氧化碳矿物封存能力评估

CO2的地质封存技术是减少CO2向大气排放的一种有效方法。矿物封存由于储存时间长,安全性高,对CO2地质封存至关重要。本文以鄂尔多斯盆地石盒子组地层为例,利用模拟软件TOUGHREACT研究了CO2注入后,各矿物的溶解和沉淀机理,确定固碳矿物和CO2的矿物封存量;通过改变绿泥石和长石类矿物的初始含量,研究原生矿物组分对CO2矿物封存潜力的影响。结果表明,以石英、长石为主的砂岩储集层中,长石类、绿泥石和高岭石是主要的溶解矿物,铁白云石是主要的固碳矿物,原生矿物中绿泥石和长石类矿物对CO2的矿物封存量影响很大,绿泥石和长石类矿物的体积分数增加,CO2的矿物封存量也增加。     

应用化学方法分离提纯几种硫化矿物的点滴体会

根据矿物溶解性质的差异,采用不同溶剂在一定条件下分离提纯单矿物,是一种比较常用的方法。特别是对一些化学稳定性好的矿物(如铬尖晶石、锡石等),通过选择性溶解,常常可以获得质量很高的单矿物。应用化学方法分离提纯单矿物的主要优点是可以较有效地清除某些杂质的干扰,对于提高物质成分研究工作的准确性具有十分重要的意义,所以深受矿床物质成分工作者们的欢迎。有时即使用其他方法提纯了单矿物,为消除某些杂质也用化     

乙二胺四乙酸二钠盐溶解后用ICP—AES法测定不纯重晶石和菱锶矿...

本文提出一种测定与脉石矿物伴生的重晶和菱锶矿中的钡，锶，硅及九种少量和微量元素的新方法，本法涉及在氢氧化铵存在埋，在乙二胺四乙酸二钠盐浓溶液的回流下，对试样进行煮沸溶解。在这种条件下，重晶石和菱锶矿定量溶解，任何伴生的硅酸盐和硫化物矿物杂质不能疲解，滤出后，在白金坩埚中灼烧至恒重。加入浓硫酸和氢氟酸后，对残渣加热，然后再灼烧至氧化物，以重量法测定二氧化硅。以硫酸氢熔融残渣。加入浓硫酸和氢氟酸后，对