云南镇沅地区盐泉水成因与找钾研究.pdf
《云南镇沅地区盐泉水成因与找钾研究.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《云南镇沅地区盐泉水成因与找钾研究.pdf(11页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、整董含盐带是思茅盆地4大含盐带之一,含盐带磨黑盐矿在产食盐,食盐产层为下白垩统顶部的勐野井组。镇沅地区位于整董含盐带,广泛发育白垩纪蒸发岩、陆相红层及盐泉水。江城含盐带勐野井固体钾盐矿床是目前唯一具有工业开采价值的钾盐矿床,前人主要围绕勐野井固体钾盐矿展开研究。盐泉水因其流动性和岩盐溶滤性,可作为水化学找钾和研究蒸发岩成因的重要介质,世界上大多数钾盐矿床最初就是根据出露地表的含盐水或卤水发现的,如加拿大的萨斯喀彻温钾盐矿床。思茅含盐盆地分布大量盐泉水,然而盐泉水地球化学特征研究主要围绕江城、景谷和勐腊3个含盐带,整董含盐带缺乏系统的盐泉水元素及同位素特征研究,盐泉水起源、循环演化机制及水化学找
2、钾潜力等问题尚不明细。因此,系统研究整董含盐带盐泉水来源及循环演化机制有助于认识研究区成钾潜力和蒸发岩成因,具有重要的理论与实践意义。水化学特征可以指示地下水溶质来源和储层温度。氢氧同位素是识别地下水补给源、水循环路径和水岩作用的良好示踪剂1-5。氯是保守的亲水元素,有35Cl和37Cl两个稳定的同位素,在结晶析盐过程中,较轻的同位素(35Cl)优先进入液相,较重的同位素(37Cl)优先进入固相中,使得剩余卤水中的37Cl不断减少。氯稳定同位素可示踪地下卤水的溶质来源和形成环境,也可用于示踪岩浆流体6、流体包裹体盐度来源7、水岩作用8-12及热液过程13,14。本文通过元素及同位素(2H,18
3、O,37Cl)地球化学指标,探讨了整董含盐带镇沅地区盐泉水的成因和演化,包括溶质和补给源、秦西伟,马海州,张西营,等.云南镇沅地区盐泉水成因与找钾研究 J.盐湖研究,2023,31(3):18-28.Qin X,Ma H,Zhang X,et al.Genesis of saline springs and potassium prospecting inZhenyuan area,Yunnan J.Journal of Salt Lake Research,2023,31(3):18-28.DOI:10.12119/j.yhyj.202303003云南镇沅地区盐泉水成因与找钾研究秦西伟1,2
4、,3,马海州2,3*,张西营2,3,胡夏嵩,李国荣,程怀德2,3,韩积斌2,3,李永寿2,3,苗卫良2,3,蒋子文1,韩文华2,3,宋芊1(1.青海大学地质工程系,青海 西宁810016;2.中国科学院青海盐湖研究所,中国科学院盐湖资源综合高效利用重点实验室,青海 西宁810008;3.青海省盐湖地质与环境重点实验室,青海 西宁810008)摘要:云南思茅盆地是我国重要的含盐盆地,其南部分布着我国目前发现的唯一具有工业开采价值的勐野井固体钾盐矿床。镇沅地区位于思茅盆地整董含盐带,广泛发育白垩纪蒸发岩、碎屑沉积物及盐泉水。本文通过元素及同位素(2H,18O,37Cl)地球化学指标,系统分析了镇沅
5、含盐带盐泉水水源、溶质来源、热储温度及循环演化模式,探讨了区域成钾潜力。氢氧同位素特征显示,盐泉水源于周边山脉(哀牢山和无量山)雨水和/或冰雪融水的补给;元素特征显示,盐泉水溶质主要源于卤化物矿物(岩盐)溶滤,部分源于硫酸盐矿物(石膏、硬石膏)及含Ca碳酸盐矿物(霰石、方解石、白云石)溶滤;稳定氯同位素特征显示,岩盐溶滤是盐泉水的主要Cl源,大气降水补给及水岩(火山岩、泥岩和砂岩)相互作用是盐泉水的次要Cl源;盐泉水热储温度估测范围为44.372.4,循环深度估测范围为9141 884 m。水化学特征系数显示,盐泉水为岩盐溶滤成因水,含盐地层封闭性较好,变质程度较高。直接及间接找钾指标均显示镇
6、沅地区郭河村及大河边村是找钾异常集中区,可能具有找钾远景。关键词:补给源;溶质源;循环演化;找钾异常;热储温度中图分类号:P578.32文献标识码:A文章编号:1008-858X(2023)03-0018-11收稿日期:2021-11-23;修回日期:2021-12-01基金项目:青海省自然科学基金资助项目(No.2021-ZJ-937Q);第二次青藏高原科学考察计划项目(No.2019QZKK0805);青海大学地质资源与地质工程重点学科(No.41250103)作者简介:秦西伟(1989-),男,博士,讲师,研究方向盐及盐水地球化学。E-mail:。通讯作者:马海州(1963-),男,博土
7、,研究员,主要从事盐类矿床及地球化学研究。E-mail:。第 31 卷第 3 期2 0 2 3年 9 月JOURNAL OF SALT LAKE RESEARCH盐湖研究Vol.31 No.3Sep.2023储层温度、循环模式以及找钾潜力,进而利用上述数据建立了研究区盐泉水循环演化概念模型1区域地质背景思茅盆地位于印支地块北部,属于三江构造带。盆地东西边界分别由金沙江哀牢山大断裂和澜沧江大断裂控制15,盆地在次级断裂控制下,可分为8个二级构造单元(4个隆起和4个坳陷),包含江城、景谷、整董、勐腊4个含盐带(图1B)。其中,江城含盐带勐野井钾盐矿是我国目前发现的唯一的海相固体钾盐矿床。盆地沉积基
8、底为前寒武系下古生界绿片岩相变质杂岩,沉积盖层主要为中新生界。三叠系中上统发育灰、灰黑色泥岩、页岩、泥灰岩、灰岩为特征,缺失下统。侏罗系呈“红杂红”分布特征。其中下侏罗统主要为紫红色泥岩和粉砂岩,夹砂岩和膏岩;中侏罗统除了紫红色泥岩粉砂岩等细碎屑岩之外,还有灰绿色膏岩、灰岩、泥灰岩与之互层;上侏罗统为紫红色泥岩粉砂岩夹细砂岩。下白垩统地层以河、湖相砂岩为特征,下白垩统勐野井组是本区的产盐、产钾地层,以发育泥砾岩为特征。古近系等黑组和勐腊组发育的规模较小,以紫红色泥岩、砂岩、砾岩为特征16,17(图 1A)(图 2)。思茅盆地是一个陆内多旋回叠合盆地,经历了4个构造演化阶段:(1)大陆裂谷盆地(
9、T3-J1);(2)凹陷盆地(J2-K1);(3)前陆盆地(K);(4)走滑盆地(E)。2样品采集与分析2015年1月课题组在整董含盐带镇沅地区共采集盐泉水样11件,采样点分布在小井村、大井村、郭河村、大河边村及磨庆村(图1A)。采样量为500 mL,现场密封后作实验室分析。盐泉水主量离子(K+、Na+、Ca2+、Mg2+、Cl-、SO2-4、HCO-3和CO2-3)和微量离子(Br-、Sr2+、B、Li+、SiO)在中国科学院青海盐湖研究所分析测试中心完成。K+含量的测定采用常规重量分析法,Na+含量的测定采用电荷平衡法,Ca2+、Mg2+含量图1A镇沅地区地质及盐泉水采样点分布示意图;图1
10、B思茅盆地构造单元划分及含盐带分布图,1-墨江隆起;2-无量山隆起;3-景洪隆起;4-远隆起;5-江城场陷;6-磨黑一腊陷;7-景谷场陷;8-大渡岗场陷;Fig.1AMap of geologic and distribution of salt spring water sampling points in Zhenyuan area:Fig.1BTectonic units and salt-bearing belt in the Simao basin.1-Mojiang uplif;2-Wuliangshan uplift;3-Jinghong uplift;4-Mengyuan up
11、lift;5-Jiangcheng depression;6-Mohe-Mengla depression;7-Jinggu depression;8-Dadugang depression.秦西伟,等:云南镇沅地区盐泉水成因与找钾研究第3期储层温度、循环模式以及找钾潜力,进而利用上述数据建立了研究区盐泉水循环演化概念模型1区域地质背景思茅盆地位于印支地块北部,属于三江构造带。盆地东西边界分别由金沙江哀牢山大断裂和澜沧江大断裂控制15,盆地在次级断裂控制下,可分为8个二级构造单元(4个隆起和4个坳陷),包含江城、景谷、整董、勐腊4个含盐带(图1B)。其中,江城含盐带勐野井钾盐矿是我国目前发现的
12、唯一的海相固体钾盐矿床。盆地沉积基底为前寒武系下古生界绿片岩相变质杂岩,沉积盖层主要为中新生界。三叠系中上统发育灰、灰黑色泥岩、页岩、泥灰岩、灰岩为特征,缺失下统。侏罗系呈“红杂红”分布特征。其中下侏罗统主要为紫红色泥岩和粉砂岩,夹砂岩和膏岩;中侏罗统除了紫红色泥岩粉砂岩等细碎屑岩之外,还有灰绿色膏岩、灰岩、泥灰岩与之互层;上侏罗统为紫红色泥岩粉砂岩夹细砂岩。下白垩统地层以河、湖相砂岩为特征,下白垩统勐野井组是本区的产盐、产钾地层,以发育泥砾岩为特征。古近系等黑组和勐腊组发育的规模较小,以紫红色泥岩、砂岩、砾岩为特征16,17(图 1A)(图 2)。思茅盆地是一个陆内多旋回叠合盆地,经历了4个
13、构造演化阶段:(1)大陆裂谷盆地(T3-J1);(2)凹陷盆地(J2-K1);(3)前陆盆地(K);(4)走滑盆地(E)。2样品采集与分析2015年1月课题组在整董含盐带镇沅地区共采集盐泉水样11件,采样点分布在小井村、大井村、郭河村、大河边村及磨庆村(图1A)。采样量为500 mL,现场密封后作实验室分析。盐泉水主量离子(K+、Na+、Ca2+、Mg2+、Cl-、SO2-4、HCO-3和CO2-3)和微量离子(Br-、Sr2+、B、Li+、SiO)在中国科学院青海盐湖研究所分析测试中心完成。K+含量的测定采用常规重量分析法,Na+含量的测定采用电荷平衡法,Ca2+、Mg2+含量图1A镇沅地区
14、地质及盐泉水采样点分布示意图;图1B思茅盆地构造单元划分及含盐带分布图,1-墨江隆起;2-无量山隆起;3-景洪隆起;4-远隆起;5-江城场陷;6-磨黑一腊陷;7-景谷场陷;8-大渡岗场陷;Fig.1AMap of geologic and distribution of salt spring water sampling points in Zhenyuan area:Fig.1BTectonic units and salt-bearing belt in the Simao basin.1-Mojiang uplif;2-Wuliangshan uplift;3-Jinghong upl
15、ift;4-Mengyuan uplift;5-Jiangcheng depression;6-Mohe-Mengla depression;7-Jinggu depression;8-Dadugang depression.19盐湖研究第 31卷的测定采用乙二胺四乙酸(ED-TA)滴定法,Cl-、SO2-4含量的测定采用AgNO及BaCl电位滴定法,HCO-3、CO2-3含量的测定采用体积法。微量元素的测定(例如Li+、Sr2+、B、Br-含量)采用电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS),分析精度为SO42-HCO3-和Na+Ca2+Mg2+的特征。根据舒卡列夫水化学分类18,所有盐泉水样均
16、为Na-Cl型水,这与囊谦昌都兰坪含盐盆地盐泉水水化学类型一致。K+含量为 50.35219.1 mg/L,Br+含量较低,为1.117.31 mg/L。本文选取TDS5 g/L的盐泉水样进行评价。图 2兰坪思茅盆地地层特征见表Fig.2Lithostratigraphy of the saliferous strata in the Lanping-Simao basin20秦西伟,等:云南镇沅地区盐泉水成因与找钾研究第3期4讨论4.1主微量元素与溶质来源Cl是地下水循环中的保守元素,可用于解释地下水成因和水文地球化学过程19-21,海水蒸发轨迹(SET)能有效反映天然水体蒸发过程中卤水和矿
17、物序列的演化22,23。Na/Cl比值可用于示踪泉水溶质来源24-27,研究区盐泉水位于SET的上方(图3A),表明盐泉主要源于岩盐溶滤,产生高(1 1)nNa/nCl比的富Cl卤水23。K相对于Cl亏损(图3B),表明盐泉中的K可能源于岩盐及钾盐的部分溶滤,但溶解量较少。含钙矿物(CaSO、CaCO、CaMg(CO)和含镁矿物(CaMg(CO)、MgCO)溶滤会导致卤水中 Ca、Mg的富集,因为岩盐溶解并不影响其含量。Cerling等Sw、Gy、HI、HE、E、S、Cl、CE、B分别代表海水、石膏沉淀点,岩盐沉淀起始点、岩盐沉淀终结点、泻利盐沉淀点、钾盐沉淀点、光卤石沉淀起始点、光卤石沉淀终
18、结点和水氯镁石沉淀点。Sw,Gy,HI,HE,E,S,Cl,CE and B repesent seawiter,gpsum precipitation point,halite precipitation initial point,halite precipitation endpoint,epsomite precipitation point,sylvite precipitation point,carnallite precipitation initial point,carnallite precipitation end point andbischofite precipi
19、tation point,respectively.图3镇沅地区盐泉水log Cl与log Na(A)、log Cl与log K(B)、log Cl与log Ca(C)、log Cl与log Mg(D)、log Cl与log Li(E)、log Cl与log Br(F)关系图Fig.3Plots of log Cl vs.log Na(A),log Cl vs.log K(B),log Cl vs.log Ca(C),log Cl vs.log Mg(D),log Cl vs.log Li(E)and log Cl vs.log Br(F)表1镇沅地区盐泉水水化学分析一览表Table 1Geo
20、chemical analysis of the saline springs in in Zhenyuan area样品编号XJC-01XJC-02DJ-01DJ-02DJ-03NGH-01NGH-02DHB-01DHB-02MQ-01MQ-02TDS/g/L60.7566.1963.1550.4448.2413.6413.3522.0215.3434.3134.35Na21.1222.2923.1319.5217.894.144.067.234.9812.5012.06Ca1.431.411.401.161.330.620.601.000.740.740.74Mg0.320.320.200
21、.140.210.120.130.070.100.170.18Cl/g/L33.5937.0935.4028.2126.316.816.7111.277.6418.6818.71HCO30.160.220.130.180.130.330.350.320.300.250.24SO43.703.383.312.623.371.411.312.111.672.292.29Li/mg/L2.212.582.281.841.711.271.202.161.400.670.75K219.10185.80111.20108.6597.9085.7277.49118.6276.1852.8050.35Sr27
22、.3727.3029.8624.9828.6111.2810.9117.4712.8510.5610.13B5.334.161.501.281.530.550.790.830.530.501.00Si11.7950.255.447.137.497.637.959.829.409.349.86F/mg/L0.021.13未检出未检出0.04未检出未检出0.06未检出未检出未检出Br5.997.313.873.032.772.262.222.471.113.603.5721盐湖研究第 31卷认为,粘土矿物释放的Na离子作为交换离子吸附导致Mg离子耗损28。研究区盐泉水Ca相对于Cl富集(图3C),
23、表明含钙矿物的溶滤导致Ca富集。Mg相对于Cl亏损(图3D),表明盐泉水中粘土矿物的吸附作用强于含Mg矿物的溶滤作用。Li不参与成岩作用,主要富集于自生菱镁矿和含Li硅酸盐中。Li相对于Cl富集(图3E),表明盐泉水中Li源于自生菱镁矿的溶滤,这与研究区含盐碎屑层中广泛分布的自生菱镁矿相吻合。29海水蒸发至岩盐饱和沉淀之前,大气降水曲线(SET)保持恒定变化,岩盐溶滤成因水及海水/大气降水混合水Cl含量相对于Br富集,研究区盐泉水投落在SET下方,Cl相对Br富集(图3F),说明盐泉水源于大气降水补给,溶质来源主要为岩盐溶滤。Ca-SO-HCO三元相图可以反映地下流体化学成分的演变,Risac
24、her等认为富Cl-SO卤水成因主要有:(1)硫化矿物或自然硫的氧化;(2)风吹石膏的溶滤;(3)埋藏石膏/硬石膏的溶滤和再循环30,31。镇沅含盐带侏罗系至古近系含盐地层主要以红层、石膏、泥质灰岩和岩盐互层蒸发岩为特征,研究区盐泉水投点落于Cl-SO区域(图4B),证实了盐泉水同含盐地层中埋藏石膏/硬石膏的溶滤作用,无深部CaCl水体的补给。地下水饱和指数(SI)可以反映水一岩/矿物反应程度,指示地下水中矿物饱和状态,定义式为SI=log(Q/K),Q是离子活度积,K是矿物在饱和温度下的平衡常数32。SI=0 表示矿物处于饱和状态,SI 0 表示矿物处于过饱和状态,矿物发生沉淀析盐,SI 0
25、表示矿物处于不饱和状态,即矿物处于溶解状态。本文基于PHREEQC程序计算了镇沅含盐带盐泉水中的硬石膏、石膏、霰石、方解石、白云石、菱镁矿、石盐、钾石盐和光卤石的SI值。由矿物饱和度趋势图(图5A)可见,盐泉水中霰石、方解石、白云石饱和(SI均值分别为0.08、0.27和0.29),其余矿物均处于未饱和状态。上述研究表明研究区盐泉水含Ca碳酸盐矿物处于饱和沉淀状态,而硫酸盐及卤化物矿物仍处于溶滤阶段(SI 0)。盐泉水矿物饱和度同TDS关系图显示,盐泉水TDS与碳酸盐SI值无图4镇沅地区盐泉水Na-K-Mg(A)及Ca-SO-HCO(B)三元相图Fig.4Ternary Na-K-Mg(A)a
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 云南 地区 盐泉 成因 研究
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【自信****多点】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【自信****多点】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。