中国第四纪盐湖矿床及盐类矿物组合综述

中国盐湖具有多、大、富、全特点。盐湖矿床类型齐全,盐类矿物丰富,含有丰富可采钾、镁、硼、锂及钠盐等资源,值得综述记录。     

青藏高原盐湖资源特点概述

青藏高原是我国重要的盐湖资源分布区,区域内盐湖资源主要分布在柴达木盐地和羌塘高原,具集中带状分布、资源储量巨大和共生特色资源三大特点。柴达木盆地盐湖总体上以富含钾、镁、硼、锂、钠为特点,称为钾镁盐湖;羌塘高原盐湖以贫钾,富含硼、锂、铯等为特点,称为特种盐湖。     

Numerical Modelling of Dissolving and Driving Exploitation of Potash Salt in the Qarhan Playa ? A Coupled Model of Reactive Solute Transport and Chemical Equilibrium in a Multi-component Underground Brine System

Firstly, the macroscopic chemical equilibrium state of a series of chemical reactions between intercrystal brine and its media salt layer （salt deposit） in Qarhan Salt Lake was studied by using the Pitzer theory. The concept of macroscopic solubility product and its relation with accumulated ore dissolving ratio were presented, which are used in the numerical model of dissolving and driving exploitation of potassium salt in Qarhan Salt Lake. And secondly, with a model forming idea of transport model for reacting solutes in the multi-component fresh groundwater system in porous media being a reference, a two-dimensional transport model coupled with a series of chemical reactions in a multi-component brine porous system （salt deposits） was developed by using the Pitzer theory. Meanwhile, the model was applied to model potassium/magnesium transport in Qarhan Salt Lake in order to study the transfer law of solid and liquid phases in the dissolving and driving process and to design the optimal injection/abstraction strategy for dissolving and capturing maximum Potassium/ Magnesium in the mining of salt deposits in Qarhan Salt Lake.     

基于水文地球化学模拟的昆特依盐湖杂卤石成矿流体来源初步研究

摘 要: 柴达木盆地昆特依盐湖赋存大量杂卤石。研究结果显示,苏干湖湖水模拟蒸发析出的盐类矿物与研究区实际情况相符,但杂卤石析出量很少;油田卤水模拟析盐结果中没有发现杂卤石,且析出盐类矿物与实际情况差异很大。典型钻孔杂卤石饱和指数（SI）分析表明,卤水相对杂卤石而言是不饱和的。综合分析揭示,地表水应该是昆特依盐湖成盐物质的主要来源,而深部油田卤水对于杂卤石的形成具有重要作用,杂卤石的沉积是不同流体混合作用的结果。     

中国盐湖科学技术研究的若干进展与展望

我国拥有得天独厚的盐湖资源,分布于北半球盐湖带欧亚盐湖亚带东部,主要分布在现代降水量500mm/a的范围内。本文对中国盐湖科学技术60年来取得的若干进展进行初步梳理。1.在盐湖沉积与古气候、古环境研究方面:提出了各种盐类矿物的古气候转换指标。柴达木西部-塔里木东部氯化物型-硫酸盐型沉积区为我国第四纪以来干旱成盐中心,历经了6次以上的向外干旱(成盐)扩张期;提出青藏高原第四纪晚期存在5次泛湖高湖面;2.在盐湖成矿与成盐成钾理论研究方面:首编青藏高原湖泊水化学分带图(1/250万),揭示了青藏高原盐湖水化学类型由南往北、由碳酸盐-氯化物型分布规律及其相应成盐成矿专属性;发现几个大型陆相钾盐矿床,提出了高山深盆成盐模式、链式多级中浅盐湖成矿模式、多级湖盆深盆成盐模式、砂砾型含钾卤水成矿模式以及"隔代承袭成钾"等新认识,建立和发展了"陆相成钾"理论认识;发现青海大柴旦湖钠硼解石-柱硼镁石矿床、西藏扎仓茶卡柱硼镁石-库水硼镁石矿床、聂尔错库水硼镁石矿床等新类型镁硼酸盐(锂)矿床,进而提出冷冻稀释成硼理论新认识。3.自主研发出的"反浮选冷结晶工艺"生产氯化钾自控系统,使察尔汗盐湖钾盐达到300万吨/年KCl产量,形成了名牌钾肥产品。成功研发了罗布泊120万吨/年硫酸钾成套技术,建成世界最大的硫酸钾生产装置,2015年产量达160万吨,以上为我国钾肥生产作出了重大贡献。在自主研发的"冬储卤-冷冻-日晒-分离-盐梯度太阳池积热沉锂"创新技术支撑下,在西藏高原海拔4421米的扎布耶盐湖建成了世界海拔最高的锂盐产业,也是我国首条年产5000吨碳酸锂的盐湖提锂基地。4.根据盐水域发育大面积杜氏藻等嗜盐菌藻、盐沼带和盐碱地繁衍多种盐生植物的盐境生态特点,提出"盐湖农业"("盐土农业")农业新概念,发展盐境绿色产业提供新的理念和技术支持。最后,为今后盐类科学发展方向,提出了深绿科技与产业研发方向,随着盐类科学技术的发展,将会促进新的边缘交叉学科盐类学(Salinology)的发展和日臻完善。     

柴达木盆地马海盐湖储卤层渗透特征及卤水富集机制

通过野外抽水试验方法,确定了柴达木盆地马海盐湖储卤层渗透系数,并结合地下卤水赋存特征与沉积环境对其渗透性能进行分析。结果表明：本地区石盐层大多不纯,石盐晶体内包裹有泥、砂,且晶体间也有泥、砂充填。在石盐沉积期间,由于受到洪水与间歇性河流影响,导致地质环境演化过程中沉积形成的储卤层渗透性能在各处相差较大,区域地下卤水的连通性相对较弱。根据试验开采区27口开采井钻孔资料和地下卤水监测数据,进行了储卤层差异性分类,将钻孔所揭露储卤层划分为3种类型,不同类型储卤层卤水富集性能具有较大差异,表现为渗透系数和单井涌水量在平面分布上的较大数值差距。通过对钻孔岩心岩性、孔隙特征及补给条件等方面进行分析,得出卤水富集性能强的基本条件：储卤层具备天然良好的颗粒骨架和稳定的卤水补给来源与通道。依据储卤层渗透性能和卤水富集规律,将马海盐湖试验开采区划分出不同地下卤水富集区段。     

罗布泊断陷带内形成富钾卤水机理研究

罗布泊干盐湖位于新疆塔里木盆地东部。1995年以来,在罗布泊发现了超大型规模钾盐矿床,钾盐资源主要赋存于罗北凹地等盐系地层中。近年来调查发现,在罗布泊分布有地堑式张性断陷带,不仅控制成钾凹地的形成,其本身也储集卤水,蕴藏有一定规模的卤水钾盐资源。地球物理（EH-4）测量显示,断陷带深达1 000 m处有卤水存在的信息;断陷带内钻孔卤水化学分析结果揭示,下部卤水比重高于上部,卤水中氯化钾含量也呈“下高上低”的态势,这与盐湖蒸发析盐序列不一致或正相反。文章认为,卤水垂向对流是导致卤水化学特征垂向分异的机理,即,在罗布泊盐湖演化过程中,断陷带内出现较小规模的洼地或盐湖,湖表水蒸发浓缩形成卤水,上部卤水比重不断增加,并沿张性断裂逐渐向下部或深部流动、渗透,形成了卤水的对流;由于罗布泊地堑式断陷带长达30～50 km,向下延长深度可达1 000 m,这些都说明罗布泊断陷带内可以形成和储集一定规模的富钾卤水,它们应该成为今后罗布泊盐湖钾盐资源扩大找矿的新空间。     

青藏高原典型盐湖硼矿床成矿条件对比与矿床模式研究

选取青藏高原扎仓茶卡和大柴旦典型盐湖硼酸盐矿床,分别从区域地质背景、气候条件、区域水文地球化学以及硼地球化学特征等方面开展了研究。研究结果表明,扎仓茶卡和大柴旦盐湖固体硼酸盐矿床的形成受控于硼自身内在地球化学特性以及外在控制条件,特别是构造运动、第四纪以来的干旱气候条件以及丰富的物源等控制因素,青藏高原盐湖硼酸盐矿床的形成是内外条件耦合的结果。基于扎仓茶卡和大柴旦盐湖硼酸盐矿床的成矿条件和成矿模式的研究,确立青藏高原高寒干旱盐湖区盐湖硼酸盐矿床成矿模式为高山—深盆—浅水成矿模式。     

柴达木盆地及其周边矿产资源开发利用的建议与设想

柴达木盆地是我国四大内陆盆地之一，面积25．6万平方公里，是西部一个重要的资源富集区，被誉为“聚宝盆”。盆地内已查明有资源储量的矿种39个，产地208处，我省石油、天然气、锂、锶、钾盐、镁盐、硼等优势矿产资源的储量全部集中地柴达木盆地，铅、锌、芒硝、石棉、煤炭占全省总量的70％以上。特别是钾盐、锂矿分别占全国总量的80．9％和85．4％。柴达木盆地矿产资源潜在价值占全省矿产资源潜在价值17．25万亿元的90％以上。     

基于多源数据协同的遥感动态监测

采用GF-1、ZY102C国产高分数据以及Sentinel-1雷达数据,开展可可西里盐湖动态监测,研究结果表明在2015-2020年期间,可可西里盐湖水体面积持续增长,其中2018年7月至2019年7月期间湖水面积增长最快,之后盐湖面积增长速度有所减缓,自2019-08-30引流疏导应急工程引水以来,盐湖面积变化速率呈近直线型下降.2020-05-01盐湖水体面积稳定在211.77 km2,湖水漫溢现象已经得到遏制.结合动态监测结果分析,盐湖水体面积急剧增加是由于卓乃湖溃决,致使湖水外泄注入盐湖以及地表径流水流量增大所致.