内蒙古乌拉特前旗盐卤水化学特征研究

刘文艳 张紫茹 辛荣元 杨子龙

1.内蒙古自治区第七地质矿产勘查开发院 内蒙古呼和浩特 010020 2.内蒙古地质工程有限责任公司 内蒙古呼和浩特 010010

盐卤水的矿化度较大，盐分含量高，富含一些稀有元素等。按照矿化度的大小，可以将水分为淡水、咸水、盐水和卤水。盐卤水泛指高矿化水，是地下水圈的重要组成部分，含有丰富的矿物质，包括溴、碘、锶等贵重微量元素，是一种宝贵的液态矿[1]，被广泛应用于制盐、制药、氯碱制造等行业。盐卤水成因研究有利于对其进行科学的资源量评价和合理的开发利用。盐卤水的形成受到各种复杂因素的影响，目前关于其成因的各种学说均有一定的局限性，大多只是建立在推论和假说的基础之上[2]。

1 研究区概况

研究区位于内蒙古巴彦淖尔市乌拉特前旗境内，东起西山咀，西至西小召，南抵黄河北，北到十顶房子—新安镇一带，呈东西向分布。河套平原自中生代晚期以来持续下降，而且该断陷盆地在第四纪以来，几乎被湖水占据，形成一套富含盐类和有机质的巨厚湖相沉积层，长时间的湖积环境有利于盐分的积累。通过孢粉分析和古生物化石研究发现，第四纪以来的气候变化有利于盐分的积累，虽然有几个冷暖变化的旋回，但总的变化趋势是向干旱方向发展。同时相关物探资料表明，研究区第四系底部的第三系地层中含有大量的高矿化水[3]。河套盆地自第四纪以来，几乎均为湖水所占据，形成一套以还原环境为主，富含盐类和有机质的巨厚湖相沉积层。河套盆地的东部边缘，形成了以细砂相为主的湖积含水层系统，地下水赋存于上更新统的细砂中，属于孔隙半承压水或孔隙潜水。

2 盐卤水的化学特征

研究区盐卤水呈透明状，没有沉淀和悬浮物，味咸苦。其pH值为6.7-7.86，属于中偏碱性水。平均矿化度为33.25g/L，最高值达到94.27g/L。其中Na+、Cl-含量最高，平均质量浓度分别为9.98g/L和18.36g/L。Na+平均占阳离子总量的72.8%，Cl-占阴离子的78.59%。研究区地下水类型主要为Na-Cl型水。矿化度较大区集中在研究区的中部地段；在垂向上，据钻孔剖面上电阻率的变化趋势判定，随着深度的增大，矿化度逐渐增大。因此可见虽然观测井地下水矿化度的差别较大，但它们的年际变化趋势基本相同，表明该含水系统内的盐分含量比较稳定[3]。

地下水的化学成分与地形、地貌、地层岩性及地下水流系统密切相关。调查得知矿化度随抽水延续时间呈现上下波动。下部（Q22）盐卤水层大于浅藏（Q3）盐卤水层矿化度或二者相近的孔初末矿化度总体保持基本平衡，初末变幅小于5g/L。

2.1 矿化度

水的矿化度（TDS）是表征水中各组分浓集的一个概括性指标，能最完整地反映水溶解物质在总体上的分布特征，从盐卤水矿化度分级图可以反映水溶液中各组分的变化规律。在抽水前后，有的水孔地下水的矿化度有所降低，而其他各孔的都升高，这表明，抽水过程获得地表低矿化水的补给量有所增加，对地下水有一定的稀释作用。而当地下水水位降低时，降低了浅层地下水的水头压力，就会增加底部承压的高矿化水向上的越流补给量，致使浅层盐卤水矿化度的上升。研究区地下盐卤水水化学的垂向分布特征，其电阻率的大小在垂向上变化不大，这表明该地带的化学组分在垂向上基本相同。而在矿化度较小的孔附近，其电阻率的大小上下差异较大，这也说明此部分地下水的化学组成在垂向上存在明显的差异，浅层的地下水与地表水联系密切，地下水的矿化度较小，因而电阻率较大；而在含水层的底部，由于溶滤、离子交换吸附、混合作用等相关作用的影响，矿化度的有所增大，从而电阻率会减小。

2.2 碘、溴

地下水中溴、碘含量的多少，与地下水矿化度高低有直接关系。研究区的微量元素溴Br-含量稍高，在局部地区，Br-的含量为50-80mg/L，达到了工业品位（溴综合评价指标50-60mg/L，20mg/L即可回收利用）。该区碘（I-）的平均含量为4.4mg/L，最高值为9mg/L。

3 结语

为研究区盐卤水的形成主要与深部卤水沿断裂和隆起构造浸染有关，并给出以下证据[4]：(1)经地震、航磁等物探与勘探资料证实，乌拉山向西延伸的潜伏隆起带的断裂为该区盐分运移和盐卤水活动的控制因素。(2)盐卤水的活动增加了地层的含盐量，特殊离子组分溴、硼等富集。出现冲积扇上部为咸水，远离山麓水质反而变好的反向水化学分布，反映出由于深层盐卤水沿断裂向上侵染，使浅层水咸化。(3)研究区含水层上部覆盖层较薄，且多以砂性土为主，靠近黄河，渠系又多，但矿化度并未因此而降低，反较北部高[5]。这些现象的出现都能表明浅层溶滤水和底部高矿化水的混合作用对研究区盐卤水形成影响明显，只是在不同的地方影响程度不同，这也能解释为什么研究区各孔在抽水过程中有的矿化度升高，有的矿化度却有所降低。