Isotopic compositions of chlorine in brine and saline minerals

Conclusion The above results indicate that³⁷Cl/³⁵ C1 ratios in saline minerals are higher than those in brine due to chlorine isotopic fractionation during evaporation.³⁷Cl/³⁵ C1 ratios of salt lakes brine reflect the change in hydrochemical condition. The chlorine isotopic composition of saline mineral is associated with environment. Therefore, chlorine isotope may be used to trace evolution of salt lakes and the environment.     

Strontium and boron isotopic constraint on the marine origin of the Khammuane potash deposits in southeastern Laos

Since 2006, we have conducted a geological exploration of the Khammuane area in southeastern Laos. Several thick sequences of potash deposits containing sylvite and carnallite were discovered from drilling Paleocene strata of the Thangon Formation (E₁ tg). To constrain the origin of the brine that formed thick sequences of salt mineral deposits, we measured the strontium and boron isotope composition of some salt minerals in the potash deposit. Boron isotope composition of halite- and potash-associated minerals in the Khammuane potash deposit varied from 19.91% to 31.01‰, which differs significantly from continental evaporates (?6.83‰–?5.79‰) but is very close to that of salts precipitated from evapo-concentrated seawater (10‰–36‰). The ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr ratios (0.707542 to 0.709461) of salts were also close to the values of Paleocene seawater (0.70772 to 0.707830). The content of Br^? (0.01%–0.25%) and Br×10³/Cl ratios (0.10–0.52) of halite were >10 times higher than that of common continental salts. These characteristics indicate clearly that the Laos potash deposits were deposited from seawater. The small variation in boron and strontium isotopes in all salt sedimentary sequences (gypsum-halite-potash-halite) also suggests that the recharge source should be stable and the effects of other continental water mixing are negligible. Large-scale potash deposits are commonly precipitated from seawater. Hence, the results of recent regional drilling work and geochemical research suggest extensive potash resources could occur in the Thangon Formation of southeastern Laos.     

西藏扎布耶盐湖卤水273 K等温蒸发实验

 西藏扎布耶盐湖卤水中蕴藏着丰富的矿产资源,具有巨大的开发利用价值。盐田相分离技术是盐湖卤水资源开发利用的有效手段,而盐湖卤水蒸发实验是盐田相分离技术的基础。通过对西藏扎布耶盐湖冬季卤水进行273 K 等温蒸发实验,研究了蒸发过程中盐类结晶析出规律,发现扎布耶冬季卤水273 K 等温蒸发析盐顺序为石盐、芒硝、硼砂、泡碱、钾石盐、碳酸锂,与Na⁺、K⁺//Cl^-、CO₂^-3、SO₂^-4-H₂O五元水盐体系298 K 相图有一定区别;锂在实验中得到了有效的富集,与原卤水相比浓缩倍数达3.66 倍;钾主要以钾石盐的形式于蒸发实验中后期结晶析出,可得到较高品位的钾混盐,其中钾石盐品位最高可达到17.13%,很适合后续提取;硼砂在整个蒸发过程均有析出,相比高温条件,硼砂析出较分散且含量不高,不利于其利用。扎布耶年均气温在0℃左右,该等温蒸发实验可为低温条件下开发利用扎布耶盐湖卤水资源提供基础依据。     

老挝巴根钾盐矿区下盐段钾石盐层的成因

光卤石沉积改造后的次生钾石盐表现低溴高铷的特征, 对认识由光卤石淋滤去除氯化镁形成钾石盐的钾盐矿床具有指示意义。以矿区ZK0707钻孔的下盐层(含矿段)为研究对象,对其主量元素和微量地球化学进行分析研究。光卤石中微量元素Br、Rb、K含量及Br×1000/Cl系数的变化指示成盐卤水经过了阶段性的浓缩和淡化过程。下层盐由下至上依次为石盐岩-光卤石岩-钾石盐岩-石盐岩,与卤水蒸发浓缩的顺序相反;钾石盐岩直接沉积在光卤石层之上,且钾石盐表现低Br高Rb特征。推测巴根钾盐矿床沉积成矿模式,光卤石沉积后,通过下部盐背斜塑性流动,抬升,发生了沉积改造,光卤石在陆相水淋虑作用下生成钾石盐。因此,陆相水(裂隙水)的输入在成矿卤水演化和沉积改造过程中扮演了重要角色。     

拉果错盐湖卤水15℃等温蒸发析盐规律研究

以西藏拉果错盐湖卤水为研究对象,研究该湖水在15℃蒸发过程中离子的富集规律及析盐规律,为拉果错盐湖资源利用提供基础数据.实验结果表明:在蒸发率为52%时硫酸钠开始析出且在整个蒸发过程中都大量析出;钾在蒸发率为87%时开始析出;锂在蒸发率为82%时达到最高质量浓度2.30g/L,Li2CO3在卤水中已达到该温度下的溶解平衡,会以Li2CO3形式析出;硼在蒸发率为67%时开始大量析出,母液中硼的最高质量浓度为15.92g/L.     

青海黄鼠湾—何家庄河谷区地下水水化学特征

随着黄鼠湾-何家庄的工业园区发展,周边生态环境受到了影响。地下水作为生态重要组成部分,研究地下水水化学特征对该地区地下水保护和生态建设具有重要意义。因此,本文2019年在黄鼠湾-何家庄河谷区采集29组水样进行检测分析,运用经典统计学、Piper三线图、Gibbs图、主要离子浓度关系图等方法,对地下水特征及成因进行分析。结果表明：(1)优势阳离子为钙(Ca2+)、镁(Mg2+)、钠(Na+)。优势阴离子为碳酸氢(HCO3-)、硫酸根(SO42-)、氯(Cl-)。(2)研究区水化学类型分为三类。HCO3?Cl-Ca?Na?Mg类、HCO3-Mg?Na?Ca类均分布在研究区上游。HCO3?SO4-Mg?Na?Ca类分布于研究区中游与下游。(3)阳离子受蒸发浓缩、岩石风化与离子交换作用影响。阴离子受岩石风化作用影响。研究区Na+、K+、Cl-主要来源于岩盐与硅酸盐的溶解, Ca2+、Mg2+、HCO-3、SO2-4主要来源于碳酸盐、硅酸盐和蒸发岩的溶解。Ca2+、Na+受到阳离子交换作用影响。过高的K+、Na+、SO42-与人类工业活动有关。     

澳大利亚某硫酸盐型盐湖卤水综合利用途径的研究

该文介绍了对澳大利亚北部Curt spring B盐湖卤水综合利用途径进行的研究。通过兑卤调节卤水原状态点,改变其结晶路线,提供了有效的利用该卤水生产软钾镁矾的工艺技术路线,并考证了盐湖卤水蒸发结晶过程中溴的富集规律,为此类盐湖卤水综合利用提供了一条有效的工艺技术路线。     

川东北寒武纪盐盆成盐环境及其找钾意义

 四川盆地东北部寒武系蒸发盐发育,该区钻孔见有高矿化度卤水,建南地区中寒武统覃家庙组沉积厚层石膏及石盐(建深1 井),钻遇石盐累计厚度达120 m,各盐层之间仅夹有薄层石膏,石盐单层最厚达80 m(可能存在挤压增厚),结束了对于本区未达到石盐沉积的认识.对建深1 井岩盐沉积段岩屑样品(石盐岩屑尚难识别其是原生石盐还是次生石盐)的溴氯系数进行分析得出,其溴氯系数值相对较低,一般为0.05~0.22.将水溶与酸溶的钾离子百分含量进行对比,酸溶的钾离子含量明显高于水溶钾离子含量,约为水溶的1.3~2.0 倍,可能与石盐岩屑中存在较难溶于水的含钾矿物有关.川东北现有多口井钻遇寒武系高矿化度含(富)钾、溴、锂卤水,其含量最高可分别达4.6 g/L、886 mg/L 和148 mg/L,可进行综合利用.研究认为该区卤水的较高,Li⁺含量既不是完全由海水浓缩而成的沉积卤水,更不是溶滤盐类的结果,推测与该地区的水-岩作用、火山活动与深部来源的热水有关.综合分析本区的成钾条件和亚洲寒武系成盐成钾的广泛性,认为应关注及加强研究该区成盐找钾.     

The possible contribution of a mantle-derived fluid to the Ningwu porphyry iron deposits-Evidence from carbon and strontium isotopes of apatites

Apatite is a characteristic mineral for the iron deposits in the Ningwu region. Apatite shows a range of δ^13CPDB values from -9.6‰ to -0.6‰, and most of them with the δ^13CPDB values distributed in a range of mantle carbon （i.e., -2‰to -9‰）, except for samples T-06-1 and J-06-3. Apatites in the Ningwu porphyry iron deposits yield a narrow variation range of ^87Sr/^86Sr values from 0.706326 to 0.707577, similar to those of the volcanic and subvolcanic rocks and higher than that of a typical mantle-derived magmatic apatite （i.e., about 0.7040）, indicating that formation of the apatites was involved with crust material contamination.δ^13CPDBand ^87Sr/^86Sr values of the apatite indicate a possible contribution of mantle-derived fluid and material to formation of the Ningwu porphyry iron deposits, supported by regional geology, regional gravities and geochemistry of the volcanic and subvolcanic rocks in the Ningwu region.     

Variation of terrestrial ecosystem recorded by stable carbon isotopes of fossils in northern China during the Quaternary

Stable carbon isotopes of C3 and C4 plants have completely distinct δ13C values respectively. Carbonate in tooth enamel of herbivorous mammals is significantly and regularly enriched in 13C compared to source carbon. As a result, we can reconstruct distributions of C3 and C4 plants in geological history based on carbon isotopes of mammalian tooth enamel. Carbon isotopes of 70 mammalian tooth enamel samples from 11 Quaternary localities in northern China are analyzed. This analysis indicates that C3 plants were dominant in the terrestrial ecosystem of northern China during the Quaternary, which is completely different from Pakistan with relatively close latitudes where C4 plants were absolutely dominant. The great difference was caused by the uplift of the Tibetan Plateau. A simulation implied that a marked temperature decrease would happen in the north side of the Tibetan Plateau, but a temperature increase in the south side. The warming condition caused the transition from C3 to C4 plants in Pakistan situated in the south side of this plateau. In the north side, on the contrary, the cooling condition restrained the distribution of C4 plants. As a result, C3 plants have been dominant in northern China until now.     

Oxygen isotope geochemistry of phosphorite and dolomite and palaeo-ocean temperature estimation: A case study from the Neoproterozoic Doushantuo Formation, Guizhou Province,South China

The Neoproterozoic Doushantuo Formation at Weng'an in Guizhou Province of South China consists of phosphorites and dolomites.Three types of samples are recongnized for the phosphate-bearing rocks.In Type I samples, interstitial phosphates occur within the dolomite rocks, whereas in Type III samples, interstitial dolomites occur within the phosphorites; both of them may have diagenetic origin.The Type II samples are interbedded phosphorites and dolomites.Oxygen isotopic compositions of phosphate and coeval carbonate were analyzed.Phosphates of Type I and II samples show similar low δ18Ophos (SMOW) values of 10.9‰～12.1‰ and 10.7‰～12.8‰, respectively, whereas Type III phosphates show higher δ18Ophos (SMOW) values of 13.2‰～15.0‰.Dolomites from Type I and II samples have δ18Ocarb (PDB) and δ13Ccarb (PDB) values of -6.2‰～-3.4‰ and -2.2‰～-0.7‰, respectively, whereas interstitial dolomites from Type III samples show lower δ18Ocarb (PDB) and δ13Ccarb (PDB) values of -12.9‰～-8.6‰ and -4.4‰～-2.6‰.Petrology and oxygen isotope data suggest that diagenetic alteration may have partially affected the studied rocks, but the dolomites from Type I and phosphates from Type III samples represent the most pristine isotopic compositions of primary carbonates and phosphates precipitated from seawater.Calculations of palaeocean temperatures from the most 18O enriched dolomite and phosphate indicate a temperature range of 32.2 ℃ to 34.0 ℃ for the seawater of the Doushantuo Formation period.Ce anomaly also suggests more oxic conditions and possibly shallower water depth in the upper strata of the Doushantuo Formation at Weng'an, Guizhou Province.     

广东乐昌杨柳塘铅锌矿床成矿作用分析

作者通过野外及室内综合研究,对该矿床地质地球化学特征、成矿物质来源、成矿作用过程及成矿作用方式等问题进行了较全面的探讨,以较充分的证据说明该矿床属海相沉积(可能含部分远源海底火山喷发沉积)-地下热卤水改造成因的层控型矿床。文中并指出了找矿方向。     

寒武系盐盆地的分布特征及其对中国成盐找钾的意义

 寒武系膏盐岩在世界范围内广泛分布,以亚洲寒武系分布最为广泛,含盐岩系主要分布在俄罗斯东西伯利亚、伊朗—印度—巴基斯坦—阿曼和中国.东西伯利亚、伊朗—印度—巴基斯坦均有钾盐发现.构造基底性质对钾盐盆地的形成具有关键性控制作用：稳定构造区在准稳定区有利聚钾;准稳定区在局部稳定构造区利于聚盐成钾,如形成于早寒武世的涅帕钾盐矿床——世界上大型钾盐矿之一,即位于前寒武纪地层为基底的古拗陷区.中国主要的古代盐盆地多发育于以前寒武纪为基底的准克拉通(陆块)中.近年来,随着油气勘查和盐业开发工作,中国上扬子陆块、华北陆块和塔里木陆块相继发现了4个大型的膏盐岩盆地.上扬子陆块与塔里木陆块发现单层厚度较大的岩盐沉积及较好的成钾水化学显示,为在中国寒武系蒸发岩盆地开展成盐找钾工作提供了重要依据.     

生态输水工程对塔里木河中下游地区地下水循环特征的影响

利用环境同位素技术结合水化学特征,对塔里木河中下游地区生态输水影响下地下水循环规律进行监测分析。结果显示:塔里木河中下游各断面地下水p H值变化不大,矿化度和各离子差异明显,地下水水样以Na+、Cl+占绝对优势;矿化度较低的断面其离子浓度变化较小,反之,矿化度高的断面其离子浓度变化幅度较大;塔里木河中游δ2H和δ18O变化趋势基本一致,随着距河道距离的增大,δ18O的值呈增大趋势,下游H、O同位素变化波动较大,下游各样点距河道最近处(即50m处)H、O同位素最小,随着距河道距离的增大,H、O同位素亦呈增大趋势变化;塔里木河中下游地下水、地表水中δ2H和δ18O之间均呈明显的线性关系,中游地表水补给是地下水的主要来源;下游地下水中H、O同位素则普遍高于地表水,说明水体受到严重的蒸发作用,导致同位素富集外,也说明存在地下水对河水的补给。     

全球古元古代碳同位素正异常的数据分析与成因评述

归纳总结了前人关于全球古元古代(2.20 ～2.06 Ga)碳酸盐岩碳同位素正异常现象的基础数据及资料。在此基础上, 对前人关于该正异常成因的假说(生物演化- 大气充氧说、古元古代冰期期后说、超级地幔柱- 超大陆裂解说及蒸发环境说等)进行了评估, 认为以上假说虽然都有地质证据支持, 但其重要性还是有些差异。根据碳同位素分馏原理, 有机物的繁盛会使碳酸盐碳储库的同位素变正。生物演化导致大气充氧、古元古代冰期后形成的温暖环境和Kenorland超大陆裂解均为生物的繁盛提供了有利条件, 从而使碳酸盐碳储库的同位素变正。另外, 蒸发环境在全球多有分布, 它可能是造成部分局域封闭式环境碳同位素正异常的原因, 所以应对发现正异常的各区域进行详细的沉积环境分析。以4个区域的数据为对象, 分析了古元古代碳酸盐岩碳同位素正异常数据的可靠性; 通过Mn/Sr, δ¹³C和δ¹⁸O三者的关系图, 判断了沉积期后作用对于数据的改造程度。     

从古生物和地球化学标志看东濮凹陷早第三纪的海侵事件

东濮凹陷是否有海侵发生 ,直接影响着油气资源的评价 .通过对钙质超微化石、沟鞭藻类、遗迹化石、枝管藻、鱼类等古生物化石资料和石盐中的溴 ( Br-)及溴氯系数 ( Br-× 1 0 -3/Cl-)、碳酸盐岩中氧和碳同位素 ( δ18O,δ13C)值、泥岩中的 w( Th) /w( U)值等地化资料分析研究 ,认为东濮凹陷早第三纪沙河街组三段、一段沉积期发生过海侵事件     

西藏班戈湖淡化湖水的自然蒸发和析盐规律

 全球气候变暖给青藏高原的湖泊带来极大的影响,湖泊面积的扩大使湖水淡化严重,针对淡化碳酸盐型盐湖的研究意义重大。现场自然蒸发实验以班戈湖淡化碳酸盐型盐湖为研究对象,以Na⁺、K⁺/Cl^-、SO₄^2-、CO₃^2--H₂O五元体系298 K介稳相图为指导,探讨了湖水的pH值变化以及碱金属元素含量对矿物析出的影响。实验结果显示,淡化湖水在自然蒸发过程中需要经历更长的时间才能出现矿物沉淀。湖水的pH值在经历一个缓慢的降低过程后,在蒸发后期又迅速升高,这主要与湖水中的CO₃^2-、HCO₃^-和OH^-含量有关,且与之正相关。在影响淡化湖水酸碱性质的主要碱金属元素中,Na的作用大于K,最后是Li。与之对应的矿物也由中性向碱性转变,表现出的矿物析出顺序为芒硝、石盐、钾芒硝、碳酸钠矾和天然碱。利用不同矿物的析出特性可以分阶段进行回收提取,对盐湖资源开发具有现实意义。     

铀系法年代学研究进展及在高原盐湖中的应用

 高原盐湖在形成的各个阶段,都详尽记录和保存着其咸化阶段的环境变化信息,是研究极端干旱气候的重要载体。年代学是盐湖古气候研究最重要的一项内容,也是后续研究工作的基础。目前除了最常用的¹⁴C定年、光释光（OSL）定年、电子磁悬共振（ESR）和古地磁定年等方法外,铀系法定年在盐湖沉积的年代学研究中也得到了广泛的应用。随着技术发展,铀系测年技术方法经历了α谱法、热电离质谱法（TIMS）再到多接受器电感耦合等离子体质谱技术（MC-ICP-MS）的不同发展阶段。而这些技术方法在不同时期和阶段对第四纪及高原盐湖的定年研究做出了一定的贡献。盐湖沉积中的碳酸盐黏土、石盐和石膏等盐类矿物都可以作为铀系定年的研究材料。随着质谱技术的发展,盐类矿物的微区定年也逐渐成为可能。同时,盐湖沉积中盐类矿物的铀系定年研究仍然有限,未来多开展这些方面的研究将对铀系测年技术在盐湖沉积中的应用产生积极作用。     

阿姆河盆地右岸地区膏盐岩分布及其对盐下礁滩成藏的影响分析

近年来,含盐盆地油气勘探成为研究热点,并取得了重要进展。以阿姆河盆地右岸地区为例,自中石油2007年进入以来,在中上侏罗统卡洛夫-牛津阶内部相继探明和发现了一系列的礁滩气藏,其上直接为上侏罗统基末利阶巨厚的膏盐岩覆盖,天然气地质储量丰富,展示了盐下碳酸盐岩良好的油气勘探前景。以阿姆河盆地右岸地区上侏罗统膏盐岩为主要研究目标,重点分析了膏盐岩空间展布特征及其对盐下礁滩成藏的影响。研究表明,基末利阶膏盐岩纵向上为"3膏+2盐"的地层组合,自西向东厚度呈先增大再减小的特征。膏盐岩对礁滩成藏具有重要影响,中东部地区下盐段发育的盐丘与礁滩体具有较好的空间配置关系,盐丘之间下伏卡洛夫-牛津阶往往有礁滩体发育,为右岸地区最重要的钻探目标;膏盐岩引起的硫酸盐热还原反应(TSR)所形成的次生溶蚀孔洞是礁滩体重要的储集空间;膏盐岩对油气的运移及富集具有明显控制作用,西部地区受牛津阶上部多层石膏限制,形成层状台内滩气藏,纵向上发育多套气水系统。中东部地区受盐丘侧向封堵,形成各自独立的构造-岩性复合礁滩气藏,气水特征复杂,具有"一礁(滩)一藏"的特征。     

水氯镁石的丁醇络合蒸馏脱水工艺

采用X射线衍射及元素分析方法研究了水氯镁石的丁醇络合蒸馏脱水工艺。研究结果表明：在连续蒸馏法脱水过程中，水氯镁石的脱水率随着丁醇用量的增加而提高，水氯镁石最初4个结晶水分子较容易脱除，后2个结晶水特别是最后1个结晶水难以脱除。采用超声波预处理水氯镁石丁醇溶液有利于水氯镁石的深度脱水及丁醇利用率的提高；随着超声波预处理时间的延长，水氯镁石的脱水率提高；当超声波预处理水氯镁石丁醇溶液时间为15min及丁醇的添加总量为原始添加量的10倍时，水氯镁石的脱水串达到90．25％；而无超声波预处理时脱水率仅为84．86％。采用单纯的丁醇络合脱水方法难以完全脱除水氯镁石中的结晶水。