不同时间尺度下气象-水文要素变化对察尔汗盐湖盐田蒸发作用的影响

目前对察尔汗盐湖蒸发量的研究主要集中在气象-水文因素与卤水蒸发量定量关系,缺乏在不同时间尺度下盐湖蒸发量的驱动因素动态变化研究。利用2020年11月5日—2023年5月1日察尔汗盐湖盐田的空气温度、露点温度、风速、相对湿度、总辐射日累计以及盐田的蒸发量、水温、水位等监测数据,结合获取的察尔汗盐湖补给河流格尔木河流量等水文资料,采用相关性分析、多元回归模型等方法探讨了不同时间尺度下盐田蒸发作用与气象-水文因素之间的关系。研究表明,不同盐田的水温、水位、淡水蒸发量变化保持一致,卤水蒸发量变化与盐田密度有关。随着时间尺度的增大,蒸发量与气象要素之间的相关性增强。察尔汗盐田蒸发量在逐小时与逐月尺度主要受到环境温度的影响,日尺度下主要受到太阳辐射的影响。在极端天气作用下河流水文与盐湖微气象因子呈同步变化,对蒸发量的影响具有滞后性。这一研究结果可为盐田生产工艺优化提供理论指导。

基于工业CT的青海察尔汗盐湖固体钾矿孔隙度与给水度研究

钾盐是我国战略性关键矿产资源,察尔汗盐湖是我国最大钾盐生产基地,钾盐原料主要来自固体钾矿的固液转化,而孔隙度、给水度是固体钾矿固液转化评价的关键指标。本研究首次利用工业CT技术获得察尔汗盐湖固体钾矿准确的孔隙度和给水度,并结合前人资料,对其动态变化及原因进行了初步研究。主要结论如下:(1)工业CT可高效、直观、非破坏性地测量固体钾矿的孔隙度和给水度。(2)察尔汗盐湖固体钾矿孔隙度均值为16.49%,给水度均值为10.21%。孔隙度由第一层向第三层逐渐减小,第四层稍有回升但仍呈减小趋势;给水度的平均值也由第一层向第四层逐渐减小。在特定采区,孔隙度和给水度的最大值和最小值位于不同孔深处,主要是岩性的不均一性引起。(3)别勒滩矿区的孔隙度(17.12%)较2007年的孔隙度(20.64%)减小,而给水度(10.58%)较2007年的给水度(9.56%)增大,表明地层持水度降低,储藏卤水能力减弱,这可能与干旱气候及固液转化有关。本研究可为察尔汗固体钾矿资源承载力评价提供科学依据,更为地质条件类似的盐类矿床评价提供可借鉴的方法和思路。

基于DPSR模型的察尔汗盐湖环境承载力评价

青海察尔汗盐湖是目前我国最大的钾盐、镁盐和锂盐生产基地,也是世界特大型盐湖矿床之一,钾资源储量占全国的87.6%,镁资源储量居世界第二位(Li Ruiqin et al.,2021;刘婷玥等,2021)。察尔汗盐湖近年来开发强度不断增加,平衡好开发利用与环境之间的关系非常重要,对察尔汗盐湖环境承载力进行遥感评价,可以为盐湖开发和环境保护治理提供技术依据,对盐湖的持续监测及盐矿的后续开采具有重要意义。

全新世以来察尔汗盐湖沉积物的OSL年代学研究

察尔汗盐湖沉积物记录了柴达木盆地晚更新世以来的环境演化信息,但全新世以来沉积剖面的研究比较稀少且相关年代数据也比较缺乏。在察尔汗盐湖别勒滩区段东部,别勒滩区段西部和达布逊区段东部的沉积剖面中各发现2层细碎屑夹层,采集了相应的光释光样品,以研究察尔汗盐湖全新世时期的沉积年代。结果表明,察尔汗盐湖达布逊区段东部剖面(DBX)的2个碎屑层分别形成于6.2 ka(8.90 m)和2.8 ka(1.96 m),别勒滩区段东部剖面的2个碎屑层分别形成于2.9 ka(3.20 m)和0.9 ka(1.40 m),别勒滩区段西部剖面的2个碎屑层分别形成于2.4 ka(3.10 m)和0.7 ka(1.50 m)。由于晚第四纪盐湖沉积松散且易溶造成样品的成分及来源复杂等影响,造成了剖面OSL数据远小于14C、U-Th测年数据(8~9 ka)。3个剖面沉积速率计算表明,察尔汗盐湖达布逊区段沉积速率大于别勒滩区段,而别勒滩区段东部的沉积速率高于西部,察尔汗盐湖与东台吉乃尔盐湖的沉积速率整体上保持一致。

基于系统动力学的察尔汗盐湖钾盐资源承载状态预断评估

针对察尔汗盐湖钾盐开采规模不断扩大引发的资源可持续问题,构建了钾盐资源承载率指标,基于系统动力学搭建了察尔汗盐湖钾盐资源可持续利用系统仿真模型;利用所建模型,对2020—2040年间察尔汗盐湖钾盐资源承载状态进行预测评估;模拟预测了5种开发情景下盐湖水资源与氯化钾资源承载状态的变化情况。研究结果表明:受柴达木盆地气候变暖趋势影响,未来察尔汗盐湖钾盐资源承载率将由2022年的2.3降低至2040年的1.2;通过降低开采强度与提高技术水平等方法可以有效缓解钾盐资源承载率过高的情况,同时需要通过合理制定生产计划与提高技术水平研发等手段以确保氯化钾资源长期稳定供应。

青海省察尔汗盐湖区卤水中十二烷基吗啉的分布特征及变化规律

青海省察尔汗盐湖区钾肥生产目前主要使用的反浮选药剂是十二烷基吗啉(DMP),但目前对于察尔汗盐湖区卤水中DMP的浓度及分布特征尚不清楚。采集了察尔汗盐湖区33个采样点的卤水样(其中部分为淡水样),采用甲基橙分光光度法对水样中DMP浓度进行定量检测,分析湖区DMP浓度及分布特征。研究结果表明:(1)察尔汗盐湖区DMP浓度的空间分布呈现整体较低、部分地区出现高值的特征。(2)在湖区所采的不同类型水样中,DMP浓度呈现生产线卤水>盐田卤水>盐湖卤水>淡水≈采卤渠卤水的分布特征,质量浓度介于0.06~18.90 mg/L,平均值为2.16 mg/L。(3)卤水中DMP浓度受pH、电导率、Na^(+)、K^(+)、Mg^(2+)变化影响。

察尔汗盐湖察尔汗区段西部固体钾矿溶采效果研究

察尔汗盐湖察尔汗区段固体钾矿具有品位低、矿体不连续、资源储量较大等特点,不能使用常规采矿方法直接开采,为钾矿的开采和利用造成诸多困难。对察尔汗盐湖察尔汗区段西部大规模水溶开采前(2013年)和开采后(2021年)典型钻孔固体钾矿变化特征进行分析,结果表明:固体钾矿的溶解率在34.40%~99.98%,平均溶解率为80.55%,且垂向上固体KCl品位越高,溶采过程中的溶解率越高,含量降低幅度就越大;长时间的浸泡可以使固体KCl品位在0.1%~0.2%的钾盐也被溶解;固体镁盐品位较以往有所下降,而固体石盐品位较以往有所上升。对察尔汗区段西部典型钻孔固体钾矿品位、厚度及卤水组分变化特征进行研究,为固体钾矿的溶采效果评价提供了科学依据,整体而言,水溶开采在大部分区域的开采中具有良好效果,但水力坡度大、卤渠阻隔、水力联系弱等因素对开采造成的影响,仍需进一步研究。

察尔汗盐湖畔土壤中元素含量特征研究

文章采用电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-OES)、等离子体质谱法(ICP-MS)和容量法,对察尔汗盐湖湖畔某处100~500 m的13种元素进行了含量测定分析。结果表明,在11~20号元素中Na、Cl和S元素,在距盐湖200 m处质量分数达到最高值,Si、Ca、Al、K和Mg元素,在200m处质量分数达到最低值,P、Se、Rb、Sr和Ba元素受盐湖距离的影响不大。

多源遥感融合技术在古湖岸识别中的应用——以察尔汗盐湖为例

多源遥感融合技术在识别被侵蚀或被覆盖的古湖岸线方面具有独特的优势。察尔汗盐湖为我国最大的第四纪液体钾盐矿床,识别该盐湖晚更新世以来的多级古湖岸及其湖面变化过程,对于保障我国的钾肥安全具有重要的意义。本研究以合成孔径雷达(SAR)哨兵一号数据(Sentinel-1A)为数据源,应用IHS融合、PC融合、GS融合和HSV融合4种融合方法对高分辨率多光谱哨兵二号数据(Sentinel-2B)在察尔汗盐湖区域进行了融合实验,并对融合结果进行精度评价;选取信息熵、互信息、平均梯度、空间频率、标准差、相关系数、差异相关性总和以及视觉保真度8种客观评价指标对融合结果进行了计算与分析。利用野外实测古湖岸的遗迹高程结合数字高程数据(DEM)对岸线进行模拟,并生成地形剖面图,来恢复晚更新世以来察尔汗盐湖古湖岸动态变化。结果表明,融合方法中的HSV算法是最适合应用于察尔汗盐湖古湖岸线的提取,对恢复晚更新世以来被侵蚀和覆盖的三级古湖岸线地貌具有较好的效果。

察尔汗盐湖别勒滩矿区低钾原卤溶矿试验初步研究

文章以浅部固体钾盐为研究对象,尝试利用低钾原卤为溶剂,开展野外固液转化试验,分析其溶矿变化特征。试验结果显示:试验过程中试验区内水位显著上升,试验后6#试验渠卤水及探坑涌水中KCl含量上升、NaCl含量下降,原卤质量明显得到提升。此现象有力证明了低钾原卤作为溶剂可以将区域内的固体钾盐转化为液相。鉴于低钾原卤对于石盐是饱和的,且在含钾矿物的溶解过程中会析出石盐矿物,试验过程中不会大规模破坏盐层的骨架,不会对采卤设施造成影响。综上所述,采用低钾原卤作为溶剂实施固液转化的策略是可行的。

察尔汗盐湖卤水生产低钠盐水盐体系相图研究

察尔汗盐湖存在氯化钾少、氯化钠多的资源特点,目前的资源开发一般主要是生产氯化钾为主的钾肥,副产物氯化钠通常堆弃在尾矿场。低钠盐作为一种含有少量氯化钾的食用盐,因其具有较强的心血管保健作用而越来越受大众的欢迎。文章以15℃条件下K^(+)、Na^(+)、Mg^(2+)//Cl^(-)-H_(2)O四元水盐体系相图作为理论分析工具,系统阐述察尔汗盐田卤水精制低钠盐的原理,并利用相图计算整个精制过程的物料平衡。

以科技创新擦亮“白色”产业生态底色--青海察尔汗盐湖产业高质量发展拓新局

水天相映,察尔汗盐湖一望无垠。夏日阳光照射下,一朵朵晶莹剔透、变化万千的盐花熠熠生辉。湖面上,一艘艘现代化采盐船游弋作业;盐湖另一侧,游客们纷至沓来,在“梦幻盐湖”景区流连忘返。历经岁月沧桑,从单一的钾肥产品到钾、钠、镁、锂、氯碱系列产品开发,从工艺落后、不成体系的原始开发模式到产业体系日益完整的现代产业集群,一滴滴卤水在科技创新推动下不断提档升级,世界级盐湖产业基地建设不断前进。

察尔汗盐湖别勒滩区段固态锂的赋存状态与分布特征

察尔汗盐湖别勒滩区段赋存大量具有开发潜力的固态锂资源,但目前对固态锂的赋存状态和分布特征研究较少。文章利用水溶法、稀酸溶法和全岩溶解法3种方法对该区4个钻孔的15件岩芯样品进行主微量元素分析。研究结果显示,水溶法的w(Li)(Li溶出量,余同)为23.37×10-6~85.98×10-6,稀酸溶法的w(Li)为47.77×10-6~139.58×10-6,全岩溶解法w(Li)为49.47×10-6~151.64×10-6。以同一样品全岩溶解所得的w(Li)为100%,水溶法、稀酸溶法的w(Li)平均值分别为56.44%和92.83%。结合矿物薄片鉴定、扫描电镜分析和X射线衍射的鉴定结果,岩芯样品中的矿物主要是石盐、杂卤石、光卤石、石英、绿泥石、钠长石、硬石膏、白云石、伊利石、菱镁矿和方解石等,推测固态锂大部分赋存于易溶盐类矿物,其余赋存于不易溶的碳酸盐、硫酸盐和硅酸盐等矿物中。根据4个钻孔岩芯样品的Li溶出量来看,察尔汗盐湖别勒滩区段固体钾盐层中固态锂的分布特征是由西向东逐渐递减,与别勒滩区段卤水Li含量在空间上的规律性相同,说明别勒滩区段固态锂的含量可能受到卤水中Li浓度的影响。

察尔汗盐湖主要补给水体不同温度下水文地球化学模拟初步研究

察尔汗盐湖是世界上最典型的现代陆相盐湖之一,该盐湖的成盐流体演化过程迄今尚存在较大争议。利用EQL/EVP水文地球化学模拟软件,对察尔汗盐湖主要补给水系在不同温度条件下进行了蒸发析盐实验模拟。研究结果表明,察尔汗北部深部卤水蒸发析出的盐类矿物与察尔汗盐湖地层中盐类矿物差异性很大。但格尔木河水则具有较好的一致性,在一些盐类矿物含量(如杂卤石)上与察尔汗地区实际情况存在明显差异,不同温度下模拟析出的盐类矿物组成存在一定差别。研究揭示出深部卤水和格尔木河水均是察尔汗盐湖的补给源之一,格尔木河水是主要物源但也并非唯一来源,察尔汗盐湖是多源流体混合掺杂作用的结果。模拟演化结果显示,深部卤水和格尔木河水中硼和锂均随蒸发作用呈现逐步增加的趋势,未见矿物析出,二者在蒸发过程中一直赋存在溶液中。

察尔汗盐湖晒卤过程中铷和铯元素富集规律研究

通过对察尔汗盐湖Ⅰ、Ⅱ号采区盐田中卤水及固体进行系统采样和分析,发现卤水中的主微量元素在盐田摊晒过程中显示出不同程度的富集,除成盐外,还存在类质同象、母液夹带等现象。其中,铷和铯元素的富集规律与光卤石析出存在一定的关联。XRD和TOF-SIMS分析结果显示,铷与钾呈现出更强的正相关性,与钠呈现出负相关性,表明铷元素与钾元素存在类质同象现象。铯元素与钾元素的类质同象现象则不明显,可能主要通过母液夹带的方式进入盐样中。该研究揭示了卤水中铷和铯元素的富集规律和赋存形式,对盐湖铷和铯资源综合利用开发具有一定的借鉴意义。

多彩察尔汗盐湖

6月8日,位于青海省海西蒙古族藏族自治州格尔木市境内的察尔汗盐湖五彩斑斓,风光旖旎.察尔汗盐湖是我国最大的盐湖,也是我国重要的钾肥生产基地和盐湖产业基地,总面积为5856平方公里,各类盐资源总储量达600亿吨,有"无机盐宝库"之称.

青海察尔汗盐湖--柴达木盆地的瑰宝

察尔汗盐湖位于柴达木盆地中东部新生代沉积区,地理位置横跨青海省格尔木市与都兰县,自东向西可分为霍布逊、察尔汗、达布逊和别勒滩四个连续的区段,是我国最大的盐湖,也是重要的钾盐产地。察尔汗盐湖海拔2670米,范围大致包括东经94°~96°,北纬36°~38°,东西长约170千米,南北宽20千米~40千米,面积约5800平方千米。湖区气候干旱多风,降水稀少,昼夜温差大,属高原温带干旱气候区。年均降水量约为21.4毫米,年均蒸发量约为3549.5毫米(据1960年-1989年气象观测数据)。

青海察尔汗盐湖别勒滩区段杂卤石成因及其成钾指示意义

别勒滩区段位于青海察尔汗盐湖西部,前人认为察尔汗盐湖固体钾盐矿物以光卤石为主,在别勒滩区段西部发现有杂卤石,但并未引起足够重视,对杂卤石成因未做详细研究。本文通过对别勒区段七个钻孔样品的矿物鉴定及地球化学分析,发现别勒滩区段杂卤石以原生和准同生交代方式赋存,且以后者为主,多交代石膏等硫酸盐矿物产出,少量出现交代石盐现象。杂卤石主要分布于别勒滩中西部地区,整个别勒滩区段自西向东出现了以杂卤石为主渐变为以钾石盐—光卤石为主的分布规律。结合别勒滩区段晶间卤水的补给条件,研究认为别勒滩区段杂卤石形成是涩聂湖硫酸镁亚型湖水与先期形成的盐类矿物发生交代反应的结果。别勒滩地区杂卤石作为典型的陆相成因,对研究海相蒸发岩矿床中普遍存在的杂卤石成因具有一定的对比借鉴意义,海相蒸发岩矿床中的杂卤石可能是盆地形成的内陆盐湖湖水与早期沉积的盐类矿物发生交代反应形成,对寻找海相钾盐有一定的指示意义。

青海察尔汗盐湖固体钾盐物质组成及意义

察尔汗盐湖为我国目前最大的钾肥产地。根据钾盐层的矿物组成可以确定钾盐开发的难易程度以及化学组成可以确定钾盐富集层位并可对资源量进行估计的原则,通过在察尔汗盐湖别勒滩区段和察尔汗区段野外系统取样和室内的分析测试,研究了固体钾盐层的矿物组成、化学组成和物理参数。结果表明,别勒滩区段钾盐层最主要的钾盐矿物是杂卤石,其矿物晶形完好,排列紧密,表明液化开发至"中期阶段"即可利用,此段22.42 m以上钾盐的资源量约为2.5亿吨,主要赋存层位为断续的5段;察尔汗区段钾盐层最主要的钾盐矿物为光卤石,其矿物晶体排列疏松,表明液化开发到"晚期阶段"才可利用,察尔汗盐湖3区段3.55 m以上资源量共约为0.89亿吨,钾盐的主要赋存层位为浅表的60 cm以浅的盐层。对该区段钾盐的物理参数进行探讨,为察尔汗盐湖的进一步研究和固体钾盐的开发提供了新资料。

柴达木盆地察尔汗盐湖CH0310钻孔沉积物磁化率及其影响因素分析

通过对长为523 m的柴达木盆地察尔汗盐湖CH0310钻孔沉积物岩性、磁性特征、高频质量磁化率、低频质量磁化率、频率磁化率和总有机碳(TOC)的实验分析,结果表明:CH0310钻孔中磁铁矿是沉积物磁化率的主要贡献者;由于受气候和环境的影响与控制,以弱氧化环境为主CH0310钻孔中沉积物的磁化率与粗砂粒级含量成正相关与粘土级含量反相关关系;进一步对磁化率和TOC的相关性分析发现,在不同的沉积层磁化率和TOC的相关性表现出正负差异,这反映了磁化率对气候与环境的响应模式在CH0310钻孔不同层位并不完全相同,揭示出湖泊磁化率影响因素的复杂性和它作为气候代用指标的不确定性,因此认为对于地处高原干旱区沉积速率快、沉积层特别厚的湖泊来说,如果用单一的磁化率指标来反映或恢复古气候和古环境的变化需要特别慎重。