某些地下卤水与海水蒸发过程的比较

发布网友 发布时间：2022-04-21 22:41

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热心网友 时间：2023-05-14 04:21

海水在蒸发浓缩析盐过程中，各种离子组分含量之间呈现有规律的变化。如果在海水蒸发浓缩过程中各种离子不参与成岩反应，也不被后来的地下水替代或者不与其他来源的水混合，那么各种离子将被保留在地下，离子与Br^－含量之间的关系将如图5.13所示。如果某种离子不是稳定的或者正常海水不是原始的水，则图5.13所示的离子含量关系将不同于海相蒸发岩环境中的离子含量变化关系。因此，只要地下卤水是来源于海水，且Br^－除了来源于海水外没有其他来源，则离子的海水蒸发轨迹线可以用来分析地下卤水的形成。

选择四川盆地和美国西南部Palo Duro盆地、Central Mississippi盆地、路易斯安那州南部盐锥附近等10份地下卤水水化学资料(图5.14)，其中属海相蒸发岩卤水有8份、溶盐卤水1份，溶盐卤水与海相蒸发岩卤水的混合型卤水1份，此外还有正常海水1份，与海水蒸发轨迹线进行对比。可以看出:①不同地点的海相蒸发岩卤水的Cl^－、Na⁺以及矿化度数据点基本上落在它们的海水蒸发轨迹线附近，表明这些卤水来源于正常海水;溶盐卤水的Cl^－、Na⁺及矿化度数据点偏离海水蒸发轨迹线，落在轨迹线右上方;混合型卤水则介于二者之间。②所有蒸发岩卤水的Ca²⁺、SO^2－4数据点都偏离海水蒸发轨迹线，其中Ca²⁺高于蒸发海水，SO^2－₄低于蒸发海水;Mg²⁺除Palo Duro盆地深层富镁卤水与蒸发海水接近外，其余蒸发岩卤水均低于蒸发海水。在成岩过程中常发生白云岩化作用使水中的Ca²⁺增加而Mg²⁺减少，而石膏(或硬石膏)的沉积使SO^2－₄减少并消耗卤水中部分的Ca²⁺。③除四川盆地川25井富钾卤水外，其余蒸发岩卤水的K⁺基本上都低于蒸发海水，而所有卤水均似未达到钾石盐沉积阶段。④除四川盆地邓关构造卤水的Sr²⁺略高于蒸发海水外，其余卤水的Sr²⁺含量显著地高于蒸发海水。⑤正常海水数据点均落在海水蒸发轨迹线上。此外，还对其他微量组分进行了比较，除B³⁺、Rb⁺与蒸发海水接近外，所有蒸发岩卤水的I^－、Li⁺、Cs²⁺均高于蒸发海水。由此可以推断，上述海相蒸发岩卤水除Cl^－、Na⁺外，其他离子组分几乎都或多或少地参与了后来的成岩反应。

图5.13 海水蒸发轨迹线(据周训等，1995)图上方的线段表示各种盐类沉积的起点和终点

图5.14 某些地下卤水与蒸发海水的比较(据周训等，1995)

应当指出，古代海相蒸发岩沉积环境并非与现代海水蒸发实验的条件完全吻合。例如，文石和泻利盐都是正常海水蒸发过程中析出的盐类矿物，但在古代的碳酸盐沉积物中都基本上见不到文石，这是因为文石是低温矿物，在较高温度下往往转变为方解石，同时其溶解度比其他碳酸盐矿物高，因而常常被溶蚀;泻利盐是原生的沉积物，但是由于它的不稳定性，在古代的盐矿床中见不到，而在现代盐湖沉积物中却是屡见不鲜的(陈郁华，1983)。此外，利用海水蒸发轨迹线研究沉积盆地地下卤水形成时，最好需要一并考虑盆地的地质条件和演化历史、水动力特征和其他水文地球化学特征。