內(nèi)蒙古烏拉特前旗鹽鹵水化學(xué)特征研究

劉文艷 張紫茹 辛榮元 楊子龍

1.內(nèi)蒙古自治區(qū)第七地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)院 內(nèi)蒙古呼和浩特 010020 2.內(nèi)蒙古地質(zhì)工程有限責(zé)任公司 內(nèi)蒙古呼和浩特 010010

鹽鹵水的礦化度較大，鹽分含量高，富含一些稀有元素等。按照礦化度的大小，可以將水分為淡水、咸水、鹽水和鹵水。鹽鹵水泛指高礦化水，是地下水圈的重要組成部分，含有豐富的礦物質(zhì)，包括溴、碘、鍶等貴重微量元素，是一種寶貴的液態(tài)礦[1]，被廣泛應(yīng)用于制鹽、制藥、氯堿制造等行業(yè)。鹽鹵水成因研究有利于對(duì)其進(jìn)行科學(xué)的資源量評(píng)價(jià)和合理的開發(fā)利用。鹽鹵水的形成受到各種復(fù)雜因素的影響，目前關(guān)于其成因的各種學(xué)說(shuō)均有一定的局限性，大多只是建立在推論和假說(shuō)的基礎(chǔ)之上[2]。

1 研究區(qū)概況

研究區(qū)位于內(nèi)蒙古巴彥淖爾市烏拉特前旗境內(nèi)，東起西山咀，西至西小召，南抵黃河北，北到十頂房子—新安鎮(zhèn)一帶，呈東西向分布。河套平原自中生代晚期以來(lái)持續(xù)下降，而且該斷陷盆地在第四紀(jì)以來(lái)，幾乎被湖水占據(jù)，形成一套富含鹽類和有機(jī)質(zhì)的巨厚湖相沉積層，長(zhǎng)時(shí)間的湖積環(huán)境有利于鹽分的積累。通過(guò)孢粉分析和古生物化石研究發(fā)現(xiàn)，第四紀(jì)以來(lái)的氣候變化有利于鹽分的積累，雖然有幾個(gè)冷暖變化的旋回，但總的變化趨勢(shì)是向干旱方向發(fā)展。同時(shí)相關(guān)物探資料表明，研究區(qū)第四系底部的第三系地層中含有大量的高礦化水[3]。河套盆地自第四紀(jì)以來(lái)，幾乎均為湖水所占據(jù)，形成一套以還原環(huán)境為主，富含鹽類和有機(jī)質(zhì)的巨厚湖相沉積層。河套盆地的東部邊緣，形成了以細(xì)砂相為主的湖積含水層系統(tǒng)，地下水賦存于上更新統(tǒng)的細(xì)砂中，屬于孔隙半承壓水或孔隙潛水。

2 鹽鹵水的化學(xué)特征

研究區(qū)鹽鹵水呈透明狀，沒(méi)有沉淀和懸浮物，味咸苦。其pH值為6.7-7.86，屬于中偏堿性水。平均礦化度為33.25g/L，最高值達(dá)到94.27g/L。其中Na+、Cl-含量最高，平均質(zhì)量濃度分別為9.98g/L和18.36g/L。Na+平均占陽(yáng)離子總量的72.8%，Cl-占陰離子的78.59%。研究區(qū)地下水類型主要為Na-Cl型水。礦化度較大區(qū)集中在研究區(qū)的中部地段；在垂向上，據(jù)鉆孔剖面上電阻率的變化趨勢(shì)判定，隨著深度的增大，礦化度逐漸增大。因此可見雖然觀測(cè)井地下水礦化度的差別較大，但它們的年際變化趨勢(shì)基本相同，表明該含水系統(tǒng)內(nèi)的鹽分含量比較穩(wěn)定[3]。

地下水的化學(xué)成分與地形、地貌、地層巖性及地下水流系統(tǒng)密切相關(guān)。調(diào)查得知礦化度隨抽水延續(xù)時(shí)間呈現(xiàn)上下波動(dòng)。下部（Q22）鹽鹵水層大于淺藏（Q3）鹽鹵水層礦化度或二者相近的孔初末礦化度總體保持基本平衡，初末變幅小于5g/L。

2.1 礦化度

水的礦化度（TDS）是表征水中各組分濃集的一個(gè)概括性指標(biāo)，能最完整地反映水溶解物質(zhì)在總體上的分布特征，從鹽鹵水礦化度分級(jí)圖可以反映水溶液中各組分的變化規(guī)律。在抽水前后，有的水孔地下水的礦化度有所降低，而其他各孔的都升高，這表明，抽水過(guò)程獲得地表低礦化水的補(bǔ)給量有所增加，對(duì)地下水有一定的稀釋作用。而當(dāng)?shù)叵滤唤档蜁r(shí)，降低了淺層地下水的水頭壓力，就會(huì)增加底部承壓的高礦化水向上的越流補(bǔ)給量，致使淺層鹽鹵水礦化度的上升。研究區(qū)地下鹽鹵水水化學(xué)的垂向分布特征，其電阻率的大小在垂向上變化不大，這表明該地帶的化學(xué)組分在垂向上基本相同。而在礦化度較小的孔附近，其電阻率的大小上下差異較大，這也說(shuō)明此部分地下水的化學(xué)組成在垂向上存在明顯的差異，淺層的地下水與地表水聯(lián)系密切，地下水的礦化度較小，因而電阻率較大；而在含水層的底部，由于溶濾、離子交換吸附、混合作用等相關(guān)作用的影響，礦化度的有所增大，從而電阻率會(huì)減小。

2.2 碘、溴

地下水中溴、碘含量的多少，與地下水礦化度高低有直接關(guān)系。研究區(qū)的微量元素溴Br-含量稍高，在局部地區(qū)，Br-的含量為50-80mg/L，達(dá)到了工業(yè)品位（溴綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)50-60mg/L，20mg/L即可回收利用）。該區(qū)碘（I-）的平均含量為4.4mg/L，最高值為9mg/L。

3 結(jié)語(yǔ)

為研究區(qū)鹽鹵水的形成主要與深部鹵水沿?cái)嗔押吐∑饦?gòu)造浸染有關(guān)，并給出以下證據(jù)[4]：(1)經(jīng)地震、航磁等物探與勘探資料證實(shí)，烏拉山向西延伸的潛伏隆起帶的斷裂為該區(qū)鹽分運(yùn)移和鹽鹵水活動(dòng)的控制因素。(2)鹽鹵水的活動(dòng)增加了地層的含鹽量，特殊離子組分溴、硼等富集。出現(xiàn)沖積扇上部為咸水，遠(yuǎn)離山麓水質(zhì)反而變好的反向水化學(xué)分布，反映出由于深層鹽鹵水沿?cái)嗔严蛏锨秩?，使淺層水咸化。(3)研究區(qū)含水層上部覆蓋層較薄，且多以砂性土為主，靠近黃河，渠系又多，但礦化度并未因此而降低，反較北部高[5]。這些現(xiàn)象的出現(xiàn)都能表明淺層溶濾水和底部高礦化水的混合作用對(duì)研究區(qū)鹽鹵水形成影響明顯，只是在不同的地方影響程度不同，這也能解釋為什么研究區(qū)各孔在抽水過(guò)程中有的礦化度升高，有的礦化度卻有所降低。