柴达木盆地西部地下卤水水化学特征及成因分析

柴达木盆地西部有着丰富的地下卤水资源。通过野外实地考察取样,参考已有数据资料,选择了资源丰富,区域代表性强的柴达木盆地西部茫崖拗陷,特别是中部油墩子—南翼山背斜构造单元的地下油田卤水为主要研究对象;分析了其基本水化学特征,在此基础上初步探讨了卤水的成因、演化和物源信息,为进一步开发利用卤水资源,特别是评价其资源开发潜力有一定指导意义。     

柴达木盆地南翼山油田卤水水化学及氢氧同位素地球化学特征

南翼山油田卤水是钾钙硼等元素的富集区,具有较高的开采利用价值。开发利用油田卤水,需要对其演化过程有较深入的研究。采用地层岩性与水化学特征及氢氧同位素地球化学特征相结合的方法,对南翼山油田卤水的形成与演化过程进行探讨,得到初步结论:南翼山油田卤水水化学类型主要为氯化钙型,具有高矿化度、高钙、低镁和低硫酸根的特点。油田卤水起源于大气降水,下渗过程中溶滤第三系岩盐沉积物,经过一系列水岩相互作用,并与深部地热水、岩浆水混合,最终形成现在的水体。     

柴达木盆地中西部背斜构造深层卤水水化学特征与成因

柴达木盆地西部背斜构造深层卤水资源勘查和评价成果显示,第三系背斜构造赋存深层卤水,具有良好的资源成矿条件,且潜力大。采集柴达木盆地中西部(一里坪拗陷和三湖拗陷)9处背斜构造深层卤水,分析了其水化学特征与成因。结果表明,深层卤水矿化度一般低于150 g/L,水化学类型均为氯化物型;K⁺、Na⁺、Mg²⁺含量较低,不具找矿价值;而B₂O₃、Li⁺含量普遍高于评价指标,Br-、I-含量普遍高于综合评价指标,为主要成矿元素;卤水的元素特征系数和分布规律及微量离子组成揭示,深层卤水是大气降水溶滤盆地周缘岩浆岩和火山岩及火山热泉的补给后,汇入古近纪—新近纪湖盆经蒸发浓缩封存在地层中的沉积卤水。     

柴达木盆地西台吉乃尔盐湖矿区卤水水化学特征

西台吉乃尔盐湖位于柴达木盆地中部,矿区卤水中富含锂、钾、硼、镁等多种元素,极具开发价值。自2003年开始,矿区已开始进行大规模采卤,利用前人1959年和2001年两次勘查资料,从水化学角度分析和探讨了西台吉乃尔盐湖矿区未大规模采卤前卤水中各元素的分布规律和变化特征。研究表明,矿区西北部主要为氯化物型卤水,其余大部分地区基本为硫酸镁亚型卤水,我们推测地下卤水水化学类型的差异很可能与不同区域原始卤水的组成及补给水等因素有关。有益组分中,高含量的Li+、K+主要分布在矿区的西北部;B2O3的高含量区主要在矿区的中东部广大地区。赋存于孔隙卤水中K+、Ca2+、Mg2+、Li+、Cl-等元素的平均含量要高于晶间卤水;B2O3、Na+、SO42-等则低于晶间卤水;卤水矿化度、pH值和密度则相差不多。孔隙卤水在Na+、K+、Mg2+/Cl--H2O四元体系介稳相图中的投影点接近光卤石相区;湖表卤水和晶间卤水在Na+、K+、Mg2+/Cl-,SO42--H2O五元体系介稳相图中位于泻利盐、软钾镁矾和钾石盐的共结点附近,且分布比较集中;湖表卤水在演化阶段上存在较大差别;晶间潜卤水已普遍进入钾石盐析出阶段。研究还表明,西台吉乃尔湖湖水的水化学变化明显受季节变化的影响,而湖表卤水与地下卤水存在着一定程度的水力联系,这种联系的强弱和变化特征尚待进一步研究。     

从柴达木盆地油田水和盐湖卤水中分离提取铀的可行性分析

除固体铀矿和海水之外,油田水和盐湖卤水是十分重要的液体铀资源。分析了从柴达木盆地油田水和盐湖卤水中分离提取铀的可行性,预测了铀在油田水和盐湖卤水中的化学形态,提出了适宜的铀分离提取方法(吸附法),探讨了分离提取机理、分离提取过程中可能的干扰因素及相应的排除方法,进而对研究工作提出了一些建议。     

柴达木盆地西部第三系油田卤水资源可利用性分析

通过对柴达木盆地油气钻孔资料的整理分析发现,对第三系地层中进行油气勘探时,经常伴有自井中喷出矿化度较高的卤水———油田水。通过对柴达木盆地构造演化分析,早期残留的古湖水经干旱蒸发条件,发生浓缩,将导致有用物质组分的富集;在此基础上,2002年对柴达木盆地西部第三系地层分布区的油井新取了水样,证实该卤水中含有较高的钾硼锂碘组分。通过盐田蒸发试验,可以得到质量较好的钾石盐、硼钾混盐、含锂碘的母液。     

柴达木盆地西部狮子沟背斜构造区深部卤水水化学特征及演化分析

近年来研究调查工作发现,柴达木盆地西部的一些背斜构造区油田卤水具有储量大、品位高的特点,表现出良好的开发和利用前景。在狮子沟背斜构造地区深部有含卤层甚至盐岩层的发现。以狮子沟背斜构造地区深层卤水为研究对象采样测试其离子含量,进而分析卤水的离子比例系数,对其水化学特征、物质来源、演化过程进行分析,研究认为研究区深部卤水主要是盐岩溶解作用形成的,其中不乏有沉积卤水的加入;其演化主要受控于蒸发和溶解的双重作用,同时白云岩化、酸性斜长石的溶解以及中酸性热液的淋滤作用也可能对该区卤水有某种程度上的影响。     

柴达木盆地西部狮子沟背斜构造区深部卤水水化学特征及演化分析

近年来的调查工作发现,柴达木盆地西部的一些背斜构造区油田卤水具有储量大、品位高的特点,表现出良好的开发和利用前景。在狮子沟背斜构造区深部有含卤层甚至盐岩层的发现。以狮子沟背斜构造区深层卤水为研究对象,采样测试其离子含量,进而分析卤水的离子比例系数,对其水化学特征、物质来源、演化过程进行分析,研究认为深部卤水主要是盐岩溶解作用形成的,其中不乏有沉积卤水的加入;其演化主要受控于蒸发和溶解的双重作用,同时白云岩化、酸性斜长石的溶解以及中酸性热液的淋滤作用也可能对该区卤水有某种程度的影响。     

柴达木盆地钾盐资源可持续利用能力评价

钾盐资源评价指标体系构建为转变钾盐资源开发利用模式提供决策依据,可推动钾盐资源持续化综合开发。采用多层次模糊综合分析法,构建钾资源可持续利用能力指标评价体系,由此得出柴达木盆地钾盐资源可持续开发利用水平仅为0.241,处于传统发展阶段。根据各指标准则层得分情况,分析柴达木盆地钾盐开发利用中存在的优势与不足。     

柴达木盆地西部鄂博梁Ⅱ号构造深层卤水储层特征与锂硼资源富集成因

鄂博梁Ⅱ号构造是柴达木盆地西部鄂博梁Ⅰ-Ⅲ号褶皱带中的一个局部构造,在古新世—上新世以来主要为河流泛滥平原相、滨浅湖相和深湖相构造环境,在“高山深盆”的构造环境下,接受了大量造山带物源碎屑补给并赋存卤水矿床。通过对钻孔岩性、孔隙度、给水度、地球物理测井等数据进行分析,总结下油砂山组下部和干柴沟组地层是区内相对较好的深层卤水赋存层位,可作为深层卤水的重点探矿层位进一步勘查。同时,鄂博梁Ⅱ号构造钻孔深层卤水化学组成及特征系数分析结果显示,该水体为低矿化度(平均值为73.00 g/L)、Na⁺、Cl-为主的卤水,其中Li、B等元素含量达到边界品位以上,Br、I元素含量也达到或接近综合利用标准,具有较好的深层卤水找矿前景;卤水的成因为柴达木盆地周缘中新生代以来深部火山热泉补给、造山带火山岩物质风化和溶滤盐岩富集成矿。     

柴达木盆地大盐滩矿区深层晶间卤水的成因

柴达木盆地是一个典型的大陆成盐成钾盆地,盆地西部大盐滩矿区有着丰富的地下卤水资源,具有开发利用的远景。通过野外实地考察,采集大盐滩矿区不同深度(9.8m--133m)晶间卤水样品10件,油田水样品10件,分析了卤水水化学组成和氢氧同位素值。结果表明,晶间卤水矿化度较高(平均为363.94g/L),Na₊、Cl_-含量较高,同时富K₊、Mg₂₊、SO_42-,贫Ca₂₊,B、Li、Br、Sr等元素普遍富集,水化学类型为硫酸镁亚型;油田水矿化度较低(平均为39.02g/L),Na+、Cl_-含量占绝对优势,同时富Ca₂₊,贫Mg₂₊、SO_42-、HCO_3-,B、Sr含量较高,Li、Br含量较低,水化学类型为氯化物型。结合离子含量和水化学特征系数(钠氯系数和溴氯系数),揭示了大盐滩矿区晶间卤水主要为大气降水汇聚后经蒸发作用形成,深层晶间卤水(30m--133m)具有大气降水盐岩溶滤成因及受具有深部来源性质油田水补给的特征。氢氧同位素结果表明,卤水均发生了明显的“氢氧同位素正漂移”现象,深层晶间卤水(30m--133m)的δ₁₈O、δD值异常偏高,推断其与经过强烈蒸发浓缩作用的浅层晶间卤水(9.8m--11.5m)以及大气降水溶滤盐岩沿断裂下渗补给有关。     

柴达木盆地绿洲区划及农业利用评价

分析柴达木盆地绿洲形成条件,首次进行柴达木盆地地绿洲区划。根据绿洲区划原则和指标体系将柴达木盆地绿洲划分为２个区、４个亚区和１３个小区,在绿洲区划基础上,对柴达木盆地绿洲农业利用进行评价。     

柴达木盆地盐湖区土壤黑碳分布及土气交换特性

深入探讨了柴达木盆地盐湖区土壤黑碳分布及土气交换特征。研究结果显示,研究区土壤总黑碳含量范围为0.50～6.79 g/kg,平均值达到1.64 g/kg;土壤烟炱组分黑碳含量范围为0.50～4.75 g/kg,平均值达到1.144 g/kg;气溶胶黑碳含量范围为0.34～4.92μg/m~3,平均值达到0.98μg/m~3。柴达木盆地盐湖区盐湖资源的大量开采和工业化生产等可能造成该地区黑碳大量排放。盐湖区土壤黑碳稳定碳同位素值(δ~(13)C_(BC))在-25.33‰～-23.46‰之间变化,平均值为-24.21‰,表明该地区土壤黑碳来源可能受C_3植物和化石燃料来源的共同影响。首次运用逃逸系数探讨了柴达木盆地盐湖区黑碳土气交换行为,结果表明研究区黑碳土气交换行为确实存在,但存在一定程度的模拟不确定性。     

柴西尕斯库勒地区深部孔隙卤水水化学特征及成因分析

深部孔隙卤水是近年来盐湖勘查的工作重点。对尕斯库勒地区深部孔隙卤水的离子特征及聚类分析显示：卤水中的K₊、B₂O₃和Li₊具有相似的物质来源,且各离子之间具有普遍的相关性;孔隙卤水中的钾、镁、锂具有相对较高的品位,各离子含量普遍呈现一个自南向北增大的趋势,而且上部卤水离子浓度普遍高于下部.综上,尕斯库勒地区北部段深部具有较好的钾、镁、锂找矿前景。根据卤水的特征系数及其在K₊、Na₊、Mg₂₊∥Cl_－、-H₂O(25°)介稳相图中的分布,推测尕斯库勒地区深部孔隙卤水的主要来源,既有溶滤表层晶间层的溶滤水,又有深部的沉积水,显示出典型的多源性。     

柴达木盆地西部湖相地层风力侵蚀对黄土高原物源贡献的研究进展

柴达木盆地是我国西北地区最干旱的盆地之一,常年盛行强劲的西北风,尤其在冬春季更甚。柴达木盆地西部地区自新生代以来沉积了巨厚的河湖相沉积。自上新世晚期以来,随着气候的逐步干化和盆地内部构造变形的加剧,该地区风力侵蚀地貌开始出现。早更新世出现的古盐壳和古雅丹地貌说明当时侵蚀已经相当剧烈。晚更新世以来,气候的极端干旱化和冰期的出现,更加促进了风蚀地貌的发育,在强劲的低空风力的雕刻下,形成了盆地西部几万平方千米的"百万雅丹"地貌,十分壮观。柴达木盆地不同地区地层的厚度和风蚀速率都不同,最大分别可达3 000 m和1.1 mm/yr,如此巨量的物质搬运必然为下风向的地区(都兰、青海湖地区、西宁盆地、黄土高原)的粉尘堆积提供可观的物源物质。研究表明,柴达木盆地西部被侵蚀的古湖相地层是上述地区,尤其是黄土高原重要的物源物质。随着研究的深入,其盆地内侵蚀物质输送到黄土高原的机制,已得到学界越来越清晰的认识。