锂元素及其同位素对南翼山油田卤水形成演化的指示意义

南翼山油田卤水以高钙富锂等元素为特征,是柴达木盆地研究程度较高的油田卤水之一。根据南翼山构造区及其周边地区油田卤水、盐湖卤水、河水和潜水等不同水体的水化学及岩层的地球化学和矿物特征,研究了湖水的蒸发浓缩对Li+的富集作用,探讨了水岩反应对油田卤水Li+含量和δ7Li的影响。结果表明,埋藏之前的蒸发浓缩是Li+含量和总固溶物增大的主要原因;水岩反应对Li+含量和δ7Li有影响,但不会引起明显变化。南翼山油田卤水主要来源于古盐湖卤水,演化过程中曾受到水岩反应的影响。

地热水锂组分快捷分离纯化及同位素测定

锂是一种战略性矿产资源,青藏高原蕴藏着富锂地热水,锂同位素可以用来示踪其物质来源和演化过程。采用AG50W-X8阳离子交换树脂对地热水锂组分进行了快捷分离纯化,建立了利用多接收电感耦合等离子体质谱(MC-ICP-MS)法测定锂同位素的方法。移取适量的地热水样品加热蒸干,转化成0.20 mol/L HCl溶液后上柱,继续使用0.20 mol/L HCl纯化锂组分。当洗脱液中Na/Li比值≤1.2且锂的回收率超过99%时,可以在MC-ICP-MS上直接测定锂同位素比值。测定标准物质L-SVEC、IRMM-016和标准海水IAPSO的δ7Li值,结果分别为0.01‰±0.34‰、-0.02‰±0.46‰和30.75‰±0.35‰,与推荐值相符合。利用L-SVEC配制的标准溶液检查了MC-ICP-MS的长期稳定性,外精度要好于0.4‰(2σ)。在测定青藏高原地热水样品时,获得了准确的δ7Li值,可为青藏高原富锂地热水的成因机制研究提供技术支撑。

锂同位素测速法在察尔汗水动态中的应用

采用锂同位素示踪技术，对察尔汗首采区采卤过程中晶间卤水的流向、流速和流量进行了测定。研究的初步结果表明，锂同位素示踪技术在地下水动态的研究中具有较好的应用前景。

咸淡水交替灌溉下土壤水盐分布与玉米吸水规律研究

为探明不同矿化度微咸水和地下水在不同交替灌溉方式下对土壤水盐分布和玉米吸水规律的影响,采用3种矿化度(2.0、3.5、5.0 g/L)微咸水和地下水(1.1 g/L)在2种交替灌溉方式(“地下水-微咸水”、“地下水-微咸水-微咸水”)下进行了大田试验。结果表明,在同一土壤深度下,土壤含水率和电导率随着微咸水矿化度升高而升高,“地下水-微咸水-微咸水”交替灌溉方式下的含水率和电导率较高;在不同时期各处理的土壤纵向含水率均表现出先下降、后上升的规律,在拔节期和抽穗期各处理的土壤纵向电导率表现出先下降、后上升的规律,在灌浆期表现出上升、下降、再上升的规律。通过氢氧稳定同位素分析得出,不同矿化度微咸水和不同交替灌溉方式组合下,玉米在拔节期、抽穗期和灌浆期的主要吸水深度分别为:0~20 cm、20~40 cm和0~20 cm,不同时期主要吸水深度的平均贡献率随着微咸水矿化度的升高而减小,“地下水-微咸水-微咸水”交替灌溉方式的平均贡献率较低。矿化度2.0 g/L微咸水与地下水在“地下水-微咸水”的交替灌溉方式下得到的产量最高,达到1.54 kg/m2。

旱稻水分利用率与碳同位素识别值之间的关系

通过温室盆栽试验 ,分析和探讨了三个水平的土壤水分条件对分蘖期和成熟期收获的旱稻(OryzasativaL .)生物量累积、水分利用率 (WUE)、植株不同部位的碳同位素识别值 (CID)的影响 ,并了解了它们之间的相互关系。水分条件包括 :饱和含水量 (W1 )、饱和含水量的 70 %(W2 )、饱和含水量的 4 0 %(W3)。结果表明当土壤水分条件从W1降低到W2时 ,分蘖期收获的生物量降低 4 5 %左右 ,成熟期收获的生物量降低 1 6 %～ 1 9%;而当从W1降低到W3时 ,分蘖期收获的生物量降低 73%左右 ,成熟期收获的生物量降低 5 5 %～ 5 7%。然而 ,根据地上部干重计算而来的WUE(WUE 地上部 )和根据全株干重计算而来的WUE(WUE 全株 )则随土壤含水量的降低而增加 ,其增幅在分蘖期为 0 .0 7～ 0 .2 8gkg-1 ,在成熟期为 0 .0 7～ 0 .4 5gkg-1 。植株的CID值变幅为 1 7.0～ 2 0 .6 ,但植株不同部位间差别显著 ,分蘖期收获的样品CID值从小到大的顺序为 :根 <最近完全伸展叶 <叶芽 <茎秆 ;而成熟期收获的样品CID值从小到大的顺序为 :籽粒 <根 <茎秆 <旗叶。随着土壤含水量的降低 ,植株所有部位的CID值亦显著减小。叶部的CID值与WUE 地上部(和WUE 全株 )之间呈一致的负相关关系。

高锂无烟煤中不同赋存态锂同位素组成趋同特征及其机理

煤和含煤岩系中Li是全球Li资源潜在来源之一,引起了国内外高度重视。沁水盆地局部地区煤中Li异常富集,探讨其同位素组成特点与演化有助于深化锂富集分配机制认识。以盆地北部阳泉矿区新景矿8号无烟煤层为研究对象,利用电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)和X射线衍射仪(XRD)测定Li质量分数和矿物组成,结合逐级化学提取试验,确定煤中Li的赋存状态。利用多接收器电感耦合等离子体质谱仪(MC-ICP-MS),测试煤样和不同赋存状态Li的同位素组成,探讨了煤化作用过程中Li同位素分馏特征。结果表明:煤样Li平均质量分数达138.04μg/g,高于世界硬煤中的平均质量分数(14μg/g);主要载体为高岭石,有少量Li以有机结合态的形式存在;原煤样中δ7Li的均值为-2.13‰,硅酸盐结合态δ7Li的均值为-1.15‰,有机结合态δ7Li均值为-1.53‰,不同赋存状态Li同位素组成相似。研究认为,无烟煤中Li同位素组成趋同机理为:①煤化作用过程中轻的6Li从有机结构中脱除,再次吸附到黏土矿物中,导致煤中有机结合态Li同位素组成变重,硅酸盐结合态Li同位素组成变轻;②在水-岩反应过程中,硅酸盐矿物中重的7Li很容易被溶液萃取,导致硅酸盐结合态中重的7Li流失,Li同位素组成变轻;③煤化作用升温过程有助于Li元素的扩散,促使Li同位素达到动力学分馏平衡。

锂同位素地球化学在地热流体水岩反应中的应用——以川西现代富锂热泉研究为例

高温流体的化学组成及同位素特征是深部环境信息的重要载体。本文基于锂同位素地球化学方法系统分析了川西现代热泉地热流体的水化学特征、水岩反应过程、补给来源、水岩反应温度及循环深度。研究结果显示,茶洛热泉水化学相类型为HCO_(3)-Na型,与地表水和冷地下水的HCO_(3)-Ca型存在明显区别。利用锂同位素温标估算茶洛热泉的水岩反应体系温度为227.80±19.84℃(2σ,n=8),热循环深度为7348.08m±684.26m(2σ,n=8)。茶洛热泉水化学成分主要受水岩反应控制,处于非平衡向局部平衡过度。高K、Li、F、Cl等与花岗岩岩体有关的特征元素表明水岩反应中以与花岗岩岩体反应为主导,估算其贡献率约为75.34%。矿物饱和指数的计算,显示了热泉水中的白云石、萤石、霞石、方解石处于过饱和状态;钾盐以及大多数样品的石膏、硬石膏处于不饱和状态;石盐则趋近于平衡状态。锂元素浓度及锂同位素分析结果表明,热泉中的锂元素浓度远高于地表水和冷地下水,且富集较轻的锂元素。锂同位素质量平衡拟合估算与茶洛热泉水进行水岩反应的岩体的锂元素浓度为13.43±7.04×10^(-6)(2σ,n=13),δ^(7)Li _(rock)值为1.14±2.06‰(2σ,n=13)。岩体深度约6958~7450m。研究成果对于认识地热流体的富锂机理,拓展地热型锂资源的找矿思路均具有理论意义与实际应用价值。

锂同位素在水环境领域的研究进展

近年来有关锂同位素的研究及其应用已成为水环境领域研究的热点问题之一。锂的两个稳定同位素(~6 Li和~7 Li)之间相对质量差较大,容易产生明显的同位素分馏,研究表明温度是控制锂同位素分馏的关键因素,扩散驱动以及配位数差异也会对锂同位素分馏产生重大影响。自然界中锂同位素的组成变化很大,δ7 Li值在-40‰^+50‰之间变动,不同地质体的δ7 Li值的明显差异使锂同位素的应用范围更加广泛。锂元素较高的化学活动性决定了它能够积极地参与各种水环境演化过程,并被作为新的示踪工具应用于环境水体污染、水循环以及卤水形成与演化等领域。概述了锂同位素作为良好的示踪工具在水环境领域取得的最新研究成果,以期为拓展锂同位素在环境地质方面的应用研究提供借鉴。

水-岩反应过程中的锂硼同位素分馏变化规律

作为热液体系中成矿的一个重要前提,水-岩反应一直以来都是矿床学的重要研究内容,亦是国际地学界的前沿问题。该过程伴随着同位素的交换,使流体和岩石的同位素组成发生变化。硼和锂同位素作为非传统的稳定同位素示踪工具,常用于限定流体和岩石的热液反应过程。本文对水-岩反应过程中影响硼和锂同位素分馏的因素作了较全面概述,包括温度、pH值、溶解过程、表面交换反应以及次生矿物的沉淀过程,并取得了一些主要认识:(1)一般地,低温或者高pH值时流体更快速富集11B并且在反应结束时有更高的δ11B值;低温(<150℃)时锂进入次生矿物中,高温(>200℃)时锂从岩石中萃取出来。(2)初始物质的溶解过程与表面交换反应对锂同位的分馏几乎没有影响。(3)一般而言,次生矿物的形成使7Li优先丢失进入溶液而富集重同位素。最后简单陈述了水-岩反应过程中硼和锂同位素组成的质量平衡模拟计算以及反映流体和岩石的同位素组成的变化。

太原东西山岩溶地下水补排关系论证

本文从地质结构、水化学、环境同位素、岩溶水动态、区域水动力场等方面分析,论证了太原东西山岩溶地下水不存在水力联系,即西山区为一独立的岩溶水系统,而东山区属于娘子关岩溶水系统的一部分。

Li同位素示踪作用及其在凝灰岩鉴别中的应用

近年来,随着同位素分析手段的不断进步,Li同位素广泛应用于多种地质研究过程的示踪研究中。简要介绍了Li元素独特的地球化学性质和自然界各地质储库中的Li含量及同位素特征,分析了地球表层和地下深部地质过程中Li同位素的分馏机制,总结了Li同位素在示踪大陆化学风化和板片俯冲过程中的应用进展,讨论了在表层和深部物质循环过程中Li在各储库间的分配。最后,结合火山活动对沉积盆地有机质富集的影响等相关问题的研究,提出Li同位素在鉴别"水携型"和"空降型"凝灰岩中具有较大潜力。