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微鹼化裝置的作用

發布時間:2021-12-01 21:50:59

Ⅰ 深層水化學形成演化的地球化學作用

根據上述各研究層水化學形成演化的兩種水文地質構造類型,分別展開其形成演化的各種地球化學作用的分析和論述。

一、閉型水文地質構造的地球化學作用

隸屬於閉型水文地質構造類型的有Ek2+3、Es3、Es1+2、Nm+Ng四個含水系統,其發生的地球化學作用綜述如下:

1.溶濾作用

在第三系深層水與其儲層構成的系統內發生水岩之間的相互作用是一種規律性表現,其中溶濾作用是一種普遍發生的現象。為評估各研究層固相轉入水中的鹽分種類和溶出量,開展了水岩相互作用系列實驗。根據試驗水化學成分測試資料(表4-3)分析表明:

1)宏量金屬組分以Na+濃度為最高,其次是Ca2+,Mg2+濃度最低,濃度依次各差1個數量級。

2)微量鹼金屬組分中以K+濃度為最高,其次是Li+,Li+比K+濃度低1~2個數量級,Rb+、Cs+濃度最低,幾乎保持在同值水平上,比K+濃度低2~3個數量級;微量鹼土金屬以Sr2+濃度為最高,Ba2+比Sr2+濃度低1~2個數量級。

3)痕量金屬組分中Fe濃度最高,Mn、Cu、Co、Pb均比Fe濃度低1個數量級,且濃度基本恆定。Zn濃度異常增高是個例外,推測是水樣貯存和運輸過程中污染造成的。

4)生物成因組分以Br-濃度為最高,I-濃度甚低,比Br-濃度低1~2個數量級,而P濃度保持恆定(Ed除外)。

5)造岩元素中Si4+濃度為最高,Al3+比Si4+濃度低1個數量級,且濃度保持恆定。

上述試驗水化學測試資料表明:

1)水與其圍岩相互作用,總是力圖使固相中的化學成分轉入液相,提高了水的溶解固體量。

2)從各層溶出的化學組分看,可溶性大的鈉鹽是其主要溶出量,其次是鈣和鎂,鉀、生物成因組分溶出量較低,其他組分亦不同程度地向水中轉移。這些溶出組分的特點反映了沖湖積淡水環境沉積的鋁硅酸岩礦物不全等溶解的結果。硅酸鹽在地殼中分布極廣,約占礦物總數的1/3,佔地殼質量的4/5。研究區砂泥岩中通常存在層狀硅酸鹽類的高嶺石、綠泥石、蒙脫石、伊利石等,以及架狀硅酸鹽類的鈉長石、鉀長石、鈣長石等。溶於水中的化合物可發生化學作用,或與水、碳酸的離解產物相互作用形成新的固體物質。鋁硅酸鹽與水相互作用形成新的次生礦物,其溶解度低於原始礦物。因此,水對原始礦物的溶解是不飽和的,水與原始礦物相處的地質時期內發生溶濾作用。例如:鈉-蒙脫石、鈉長石、鈣-蒙脫石、鈣長石、黑雲母不全等溶解的反應式依次是:

表4-3 水岩作用試驗水中化學組分含量(mg/L)數據表

渤海灣黃驊裂谷盆地深層水形成演化

鋁硅酸鹽礦物的溶解是水中宏量組分增高的原因。

3)鈉鹽溶出量提供的信息,可推斷各沉積層處在鈉的氯化物溶濾階段,因為它們沉積後就相繼被上覆沉積層掩埋,抑或裸露地表被水沖刷和溶解帶走了鹽分,但仍處在氯化物溶濾階段。

4)易溶性鹽分Na+、Cl-是水中的穩定性組分,而較難溶和難溶性鹽分Ca2+、Mg2+、、在水中是非穩定性組分,當其濃度達到溶度積時則發生沉析進入固相。因此,水化學類型總是由HCO3-Ca型朝向Cl-Na、Cl·HCO3-Na型方向轉變。

5)第三系沉積體系中除盆地南部北段的Ek1為膏鹽外,均是淡水相的沖洪積、沖湖積砂岩、泥岩互層的沉積層,決定了固相轉入液相的鹽量是有限的。第三系各研究層深層水現代濃度最高值為30g/L左右,聯繫到我國其他盆地賦存於沖洪積、沖湖積沉積體系的深層水濃度大體也在這個范圍上擺動。因此,深層水鹽化的極限值可視為一種普遍存在的規律性。

2.有機物的變質作用

黃驊裂谷盆地第三系沉積層富含有機物的暗色泥岩及其生成的油氣,它們在水化學成分改造中起著重要的作用。沉積體系內現存的有機物是生物殘骸通過不同分解階段和途徑形成的,有機物質經改造後分解為簡單的化合物,諸如CO2、H2、烴類、硫化物,鹽類和水。有機物氧化分為化學氧化和生物氧化。在閉型水文地質構造系統內,有機物主要是無氧的生物氧化。有機物質的變質作用對深層水化學改造的主要過程是:

1)有機物變質作用產生的CO2,可加劇和促使水對鋁硅酸鹽類礦物的不全等溶解作用和碳酸鹽的沉析作用,導致水中易溶組分的增多和非穩定組分的貧化,水成分發生分異純化。

2)脫硫酸鹽生物化學作用。第三系沉積體系深層水的脫硫酸鹽生物化學還原作用是普遍存在的,水中的硫主要來自於硫化礦物和有機物質分解的產物,水中主要以、H2S形式存在,水中中的硫和氧的結合能量很大,在低溫(<100℃)低壓條件下,硫酸根離子的化學還原是不可能進行的,但當氣態氫和有機物搶奪中的氧,並把它作為養料的脫硫細菌存在時的還原作用才能發生,在貯存石油和碳氫化合物的沉積體系內,該作用進行得十分活躍,其作用反應式是:

渤海灣黃驊裂谷盆地深層水形成演化

當溫度在100~150℃、壓力100atm時,甲烷與硫酸鹽相互作用生成反應產物硫化氫,黃驊裂谷盆地第三系沉積體系具備該作用進行的充分條件。脫硫酸鹽生物化學作用的產物在水中聚集,CO2使碳酸鹽平衡體系移動,使生成與鹼土金屬Ca2+、Mg2+結合生成碳酸鹽沉析於固相。因此,水中宏量組分中除穩定性組分Na+、Cl-外,其他組分均處於不穩定態,均是水變質過程中的中間產物,既可從固相進入液相,又可由液相進入固相,其結果導致水中主要鹽分分異純化,穩定性組分Na+、Cl-聚集,而非穩定性組分Ca2+、Mg2+貧化總是小於濃度,在硫酸鹽無供源的情況下可完全消失;但在膏岩、硫酸鹽存在的地區,則濃度仍可存在或保持較高的濃度水平。

從第三系深層水現代化學測試資料中可清晰地看到其在層位上的兩個顯著特點:

其一,深層水中、Ca2+濃度以Ek1層的為最高,按其濃度值由大到小排列順序依次是:Ek1>Ek2>Es3>Es1+Es2>Ed>Nm+Ng;

其二,深層水中脫硫酸鹽系數值以Es3層的為最高,按其比值由大到小排列順序依次是:Es3>Ek2>Ek1>Nm+Ng>Ed>Es1+Es2

這兩個特點所提供的信息,並不表明不存在脫硫酸鹽生物化學還原作用,而是表明水中的供源充分,脫硫酸鹽生物化學還原作用導致水中的貧化,但沉積體系中的硫化礦物和有機物質分解又可使水中獲得的補償,上述特性正是兩者在貧化和補償的數量上構成硫化學動態平衡體系的表現。研究區北段Ek1層賦存400m的膏岩層導致水中和Ca2+濃度為各層之最;在垂向上,距離Ek1層愈遠,這兩個組分的濃度則愈來愈小,Ek1層的和Ca2+成為第三系沉積體系深層水的濃度壘。Ek1層水中比其上覆Es3層的高出約2.3倍,比其下伏Ek2層的高出1.3倍,但SO4·102/Cl值卻均比上述兩層的小,這表明Ek1層水中濃度很高,脫硫酸鹽作用強度也大。

3.熱地球化學作用

黃驊裂谷盆地各研究層隨著上覆沉積層的持續增厚,埋藏深度漸趨加大,水的溫度持續增高,熱地球化學作用強度相應增強。研究層的現代溫度值域范圍為70~120℃。因此,熱地球化學作用十分活躍。這種作用在水化學形成上存在的主要效應:

一是由於地溫增高,加快了水岩之間發生的溶濾作用,加快了沉積層中鹽分向水中轉移的速率;

二是地下蒸發作用是普遍存在的規律性。地溫增高導致水濃縮鹽化和化學成分的改變。

因此,熱地球化學作用是改變水化學成分的一種普遍存在的重要作用。但水中溶解固體量多寡主要受控於沉積體系的含鹽度,或謂之鹽化度。在含鹽度相同的沉積層,地溫增高,則轉入水中的鹽分增多;含鹽度高的沉積體系即使地溫不高,但水中溶解固體量可以很高,溫度增高,則又加強了水的鹽化;含鹽度低的沉積體系,即使地溫很高,水中溶解固體量不一定很高,因為沉積體系無足夠的鹽分供給和轉入水中。

4.化學組分的共生聚集作用

在深層水溶液系統中溶解固體量(TDS)的增高過程,伴生的分量組分含量的富集或貧化的分異作用是深層水化學成分改變的又一重要作用。為研究分量組分含量與TDS的相關性以及分量組分含量分異作用的成因聯系,可採用兩種統計方法研究。一是採用單變數或雙變數的統計分析,這種方法不僅提取的信息量有限,而且從物質系統中提取個別組分之間的相關性,勢必受溶液中群體組分的制約,影響兩種研究組分之間的相關程度;二是採用多元統計方法研究多變數之間的關系,它不僅可避免上述缺陷,而且擴大了信息容量,更接近於組分之間相關性的客觀實際情況。

(1)兩兩相關(二元)統計分析

根據第三系深層水化學測試資料,編制了17個組分濃度各自與TDS的相關圖,按其相關性、點子的離散程度可分為4種類型:

第一類 兩者呈直線型,屬於該類的是Na+(含K+)、Cl-和Ba2+(圖4-65、圖4-66、圖4-67)。

Na+與TDS的相關系數r=0.958,擬合方程是:yNa+K=0.253688+0.322674X;

圖4-65 第三系深層水TDS-Na++K+相關圖

圖4-66 第三系深層水TDS-Cl-相關圖

圖4-67 第三系深層水TDS-Ba2+相關圖

Cl-與TDS的相關系數r=0.988,擬合方程是:yCl=-1.4997+0.599856X;

Ba2+與TDS的相關系數r=0.537,擬合方程是:yBa=1.42438+0.449554X。

式中自變數X為溶解固體量,以下同。

不言而喻,Cl-與TDS相關性最好,次為Na+,而Ba2+與TDS的相關性則較差。

第二類 兩者呈拋物線型,屬於該類的有鹼金屬Li+、Rb+,鹼土金屬Ca2+、Sr2+和痕量金屬Mn(圖4-68,圖4-69,圖4-70,圖4-71,圖4-72)。

圖4-68 第三系深層水TDS-Li+相關圖

圖4-69 第三系深層水TDS-Rb+相關圖

圖4-70 第三系深層水TDS-Ca2+相關圖

圖4-71 第三系深層水TDS-Sr2+相關圖

圖4-72 第三系深層水TDS-Mn相關圖

Li+與TDS的相關系數r=0.686,擬合方程是:yLi=0.296317e0.1309055X

Rb+與TDS的相關系數r=0.59,擬合方程是:yRb=0.037408e0.0881225X

Ca2+與TDS的相關系數r=0.816,擬合方程是:yCa=0.017594e0.0936811X

Sr2+與TDS的相關系數r=0.736,擬合方程是:ySr=0.848802e0.189514X

Mn與TDS的相關系數r=0.533,擬合方程是:yMn=0.032686e0.0977807X

上述組分與TDS的相關度依次是:Ca2+>Sr2+>Li+>Rb+>Mn。

第三類 兩者構成的散點圖呈似扇型或擴張型,屬於該類的有、Mg2+、、Cu。這類組分與TDS的相關程度較低,點子離散度大,在同一TDS值時含量變幅甚大,表徵這類組分隨著TDS的增高具有增降變化的趨勢。、Mg2+、含量大約以TDS30~40g/L為界;TDS<30~40g/L時其含量為增值變化,TDS>30~34g/L時其含量為降值變化;Cu含量以TDS16g/L為增值和降值的分界線(圖4-73、圖4-74、圖4-75、圖4-76)。

第四類 兩者構成的散點圖,離散度很大,點子分布很不規律,表徵這些組分濃度與TDS的相關程度更低,在同一TDS值時組分含量變幅甚大,屬於這類組分的有I-、Br-、B3+和Zn(圖4-77、圖4-78、圖4-79、圖4-80)。

圖4-73 第三系深層水相關圖

圖4-74 第三系深層水TDS-Mg2+相關圖

圖4-75 第三系深層水相關圖

按照上述相似方法還可作出組分濃度之間的兩兩相關關系圖,鑒於形成的圖件過多,顯得臃腫,以及兩兩相關統計中存在的缺陷,故從略。

(2)多變數(多元)統計分析

圖4-76 第三系深層水TDS-Cu相關圖

圖4-77 第三系深層水TDS-I-相關圖

圖4-78 第三系深層水TDS-Br-相關圖

為探索和揭示第三系深層水化學組分之間的聚集和貧化關系,擇定了深層水化學91個樣品、22個化學組分(含TDS)進行R-型聚類分析,由計算形成的譜系圖(圖4-81)表明:

圖4-79 第三系深層水TDS-B3+相關圖

圖4-80 第三系深層水TDS-Zn相關圖

當相關系數為0.5770時,22個組分變數中的TDS、Na+、Cl-等15個組分變數構成第一大類;Cu和Br-兩個組分變數構成第二類;Si、Al、Zn、Pb、5個組分變數各自構成獨立的一類。

當相關系數為0.6980時,分為TDS、Na+、Cl-、Ca2+5個組分變數構成一類,Sr、Ba2+、Li+、K+、I-、Mn、Fe7個組分變數構成二類,其他10個組分變數各自構成獨立的一類。

當相關系數為0.7839時,TDS與Na+、Cl-,Sr2+與Ba2+,Li+與K+各自構成一類,其他15個組分變數各自構成獨立的一類。

當相關系數為0.9881時,TDS與Na+、Cl-3個組分變數構成一類,其他19個組分變數各自構成獨立的一類。

聚類分析揭示的化學組分共生聚集的規律性是:

1)深層水質量濃度的增高,主要取決於宏量組分中的Na+、Cl-,其次是Ca2+,然後依次是微量鹼土金屬 Li+、K+,鹼土金屬Sr2+、Ba2+、Mg2+,痕量重金屬 Mn、Fe,以及B3+。上述各類組分對水的濃縮鹽化均起作用,但對水的鹽化程度貢獻存在顯著的差別。

圖4-81 第三系深層水化學R-型聚類分析譜系圖

2)深層水化學組分以宏量組分Na+、Cl-、Ca2+、Mg2+,微量組分Li+、K+、I-,Sr2+與Ba2+,痕量重金屬組分Fe與Mn等聚集共生,其中以Na+與Cl-、Li+與K+、Sr2+與Ba2+、Mn和Fe共生聚集尤為顯著。

3)深層水質量濃度的增高與Rb+、Br-、Si、Al、Cu、Zn、Pb相關性很差,各組分之間亦無明顯的共生聚集關系。

鑒於始新統孔店組和漸新統沙河街組深層水化學的形成環境和物質不同,因此將兩者分開各自進行R-型聚類分析。計算結果表明:沙河街組深層水化學的R-型聚類分析譜系圖(圖4-82)與圖4-81譜系圖的分類相似程度很高,但孔店組的(圖4-83)與圖4-81譜系圖相似程度稍差,個別組分在統計分類上明顯有所變異。據此,聚類分析譜系圖提供的組分共生聚集的信息基本上是一致的,是可信的。

5.水解作用

表生作用帶的鋁硅酸鹽的改造或破壞均需要一定數量的水參與化學反應,該反應對水而言,即發生了水的分解作用,水分子離解為H+和OH-。離解生成的OH-一部分被固定在鋁硅酸鹽在水解反應中生成的粘土礦物里,另一部分OH-與CO2作用形成;H+進入反應生成物的H4SiO4類和之中。當水中碳酸鹽達到飽和時,上述反應形成的離解為H+和,使原來與CO2結合的OH-中的氫與氧分離,氧被碳酸鹽結合而固定。因此,水離解成H+和OH-均轉化進入反應過程形成的新物質之中。鋁硅酸鹽被水改造的一般形式可概括為:

圖4-82 沙河街組深層水化學R-型聚類分析譜系圖

渤海灣黃驊裂谷盆地深層水形成演化

在表生作用帶的上部,通常見到鋁硅酸鹽改造後形成的粘土礦物高嶺石、蒙脫石和碳酸鹽(Ca、Mg)結核。反應結果破壞了水的離解平衡,又促進水分子的再離解。由於離解平衡的不斷破壞,水分子離解可持續地進行。水分子的離解作用是巨大的,其規模取決於水解作用。

在表生作用帶的下部,高嶺石、蒙脫石明顯減少,直至消失,轉變為伊利石和綠泥石。例如,東海陸架盆地西湖凹陷第三系砂泥岩層,埋藏深度在2100m以下,蒙脫石減少,出現伊利石,組成了蒙-伊混層的粘土礦物,在3100m以下存在單一的伊利石(汪蘊璞等,1994)。我國渤海灣裂谷盆地蒙脫石轉變為伊利石的埋藏深度大體亦是如此。喀麥隆杜阿拉盆地的上白堊統埋藏深度超過3658m時,蒙脫石和蒙脫石伊利石的混層粘土均逐漸減少。經計算,蒙脫石轉變為伊利石,相當於蒙脫石質量的1.6%(有的計算為5%)的水分解為離子,被結合固定在伊利石里;而蒙脫石轉變為綠泥石,相當於蒙脫石質量的40.3%的水被結合固定在綠泥石里(沈照理等,1986,1993)。

由此可見,鋁硅酸鹽在表生作用帶經歷的改造和破壞、粘土礦物的轉變等可促進大量的水不斷地離解為H+和OH-,並結合固定在次生粘土礦物和碳酸鹽礦物里,這是一種廣泛分布的地質現象。大量的水的離解,其結果是導致深層水鹽化的原因之一,但不是水鹽化的主要原因。

圖4-83 孔店組深層水化學R-型聚類分析譜系圖

6.吸附交替作用

陽離子吸附交替作用主要發生在水與粘土(岩)或富含有機質的泥質沉積物之間,其作用結果可改變深層水的化學成分。黃驊裂谷盆地第三系沉積體系除Ek1為鹽湖相膏岩沉積層外,均為沖湖積的淡鹹水相沉積層,主要是Ca2+的吸附綜合體,由於第三系泥質岩中富含有機質,吸附容量很大。當水中低價的Na+離子達到一定濃度時可與固相中的吸附Ca2+發生交替作用,即使這種作用發生抑或作用增強,其作用結果均使水中的Na+因進入固相而減少,固相中的Ca2+因轉入水中而增高。不言而喻,第三系深層水不可能通過吸附交替作用提高水的鹽化度;事實上,第三系深層水中Na+的含量遠遠大於Ca2+。因此,不可能通過該作用的途徑提高和形成第三系深層水鹽化度和現代化學組成的特點。

7.泥岩壓固和釋水導致深層水的淡化

在沉壓盆地中,泥質岩在地靜壓力作用下發生壓實固結作用,同時伴隨著發生釋水效應,並向其上覆和下伏的透水性大的砂質岩層中遷移,這種同層系內發生的內循環壓擠式沉積水交替形成的壓出水,可導致砂質岩層的水發生顯著的淡化作用。

根據我國新生代沉積盆地壓實作用資料研究表明:沉積體系在深度3500~4000m以下,泥質岩孔隙度穩定在5%左右,可將該深度視為臨界釋水深度。在臨界深度以下,壓實終止,不再釋放壓出水。根據冀中裂谷盆地、東海西湖凹陷研究表明:由泥質岩釋放的壓出水量,以及沉積水交替強度均是隨著上覆地層增厚和埋深加大而減小,即隨著地質歷史的進程均呈降值變化,水交替強度由大於1降至0.1以下。

根據黃驊裂谷盆地下第三系Es2、Es1、Ed在地質歷史的整個進程中累計的水交替強度均>1,依次為1.636、1.186、1.112,而上第三系的Ng、Nm的均<1,依次為0.425、0.164。這列數據表明:研究層時代老的水交替強度大,時代新的水交替強度小,意味著淡化作用強度相應地愈來愈小。

第三系沉積體系中富含石膏的Ek1深層水是個淡化的典型,引起其淡化的有4個途徑:

1)Ek1沉積後,在Es3沉積前存在沉積間斷,形成殘留盆地,Ek1裸露地表遭受大氣降水和地表水的沖刷和淋濾作用,使同生沉積成因鹵水遭受強烈破壞,向淡化方向演化。

2)Ek1自被其上覆層Es3覆蓋時起至第四紀沉積末,均處在沉壓埋藏階段,內循環壓擠式水交替導致泥質岩層中的水持續地釋放,使深層水發生淡化作用。

3)在上覆地層厚度加大的情況下,石膏(CaSO4·2H2O,分子量為172,密度為2.3)在轉化為硬石膏(CaSO4,分子量為136,密度為3)的過程中發生釋水作用。其釋水量計算如下:

渤海灣黃驊裂谷盆地深層水形成演化

計算結果表明:石膏轉化為硬石膏時釋放的水量(結晶水)占石膏質量的39%,即相當於石膏質量的39%的水參與了深層水的循環。這個簡略的計算,足以表明深層水的淡化作用的強度。

4)Ek1的同生沉積水(鹵水)與其現代溶解固體量(或主體濃度)均是第三系各層之最。Ek1水在第三系垂向剖面上構成濃度壘。在地質歷史進程中,Ek1水的鹽分向其下伏的Ek2層擴散遷移,導致沖湖積淡水相沉積的Ek2層水濃度顯著增高,這是引起其淡化的又一途徑。

二、開型水文地質構造的地球化學作用

黃驊裂谷盆地研究目的層中Ek1、Ed與其他層段不同,在各自沉積結束後發生了地殼上升運動,盆地上升形成了殘留盆地和沉積間斷,水域乾涸,原被水覆蓋的Ek1、Ed沉積層各自裸露地表,形成開型水文地質構造系統,經歷了地史過程中時間相對較短的淋濾作用水文地質期。

1.開型系統淋濾作用主控因子的異同性

Ek1、Ed經歷了不同地質時期的淋濾作用水文地質期,兩者殘留盆地的分布范圍、沉積層骨架的岩性岩相、同生沉積水濃度、所處的自然地理和周邊的地質環境及淋濾作用持續的時間等均存在差異(表4-4),但兩者存在的共性也是顯而易見的,主要表現在:

表4-4 開型水文地質構造系統淋濾作用主控因子的差異性

1)Ek1、Ed沉積層均裸露地表,遭受風化剝蝕作用和沖刷侵蝕作用。

2)大氣降水直接降入殘留盆地,圍限殘留盆地的山地為供水區,形成的地表和地下徑流向盆地內部運移,殘留盆地成為區域的匯水區。

3)Ek1、Ed沉積結束後均處在早期成岩作用階段,由沉積層自身重量產生的地靜壓力引起了沉積層的壓實作用,在由上往下的垂向上壓實作用強度持續地增大,而組成骨架的沉積層顆粒間排列漸趨緊密,孔隙度、含水量相應地漸趨減少;在側向上,由殘留盆地的邊部至中部、沉積層的厚度增厚和埋深增大的方向上沉積層顆粒排列、孔隙度、含水量等的變化趨勢與垂向上的相同。

4)根據Ed層在早第三紀末恢復計算的厚度在300~3000m之間。殘留盆地周邊和中部上段的沉積物仍處在疏鬆狀態,並未固結成岩;中部下段的沉積物則處在早期弱固結成岩作用階段,底部的成岩作用漸趨加強。由此認為沉積層由上往下垂向上依次分布的是上層滯水、潛水和承壓水。由於掌握的鑽穿Ek1層及其上覆的Es3層的鑽井資料很少,難以恢復計算其在各地質階段的厚度和勾畫滲流場圖,但與Ed層的成岩作用和不同類型地下水的分布狀況可視為是類似的。

2.Ek1、Ed層水淡化作用的結果

上述實質上分析了Ek1、Ed含水系統內水的形成和淋濾作用時期殘留盆地研究層的補給(供水)條件和地質環境背景,為討論Ek1、Ed兩個研究層水化學在淋濾作用水文地質期間究竟發生了哪些變化、演化方向和結果構築了限制條件的框架。

兩個研究層經受了淋濾作用的改造,這種改造主要取決於大氣降水及其形成的地表和地下徑流注入殘留盆地,對沉積層發生淋濾、沖刷作用,以及入滲侵入和側向補給地下水等綜合作用實現的。根據現代大氣降水化學研究表明,在內陸地區的降水混有大氣中的塵埃、細菌,其化學成分以Ca2+為主,TDS約為0.02~0.05g/L。當今對構成大氣降水的化學成分持有不同的認識,但對其TDS的看法是相近的。這就決定了注入殘留盆地的大氣降水是極淡的水。當今河水除流經鹽礦或鹽漬土地區排鹽入河的外,河水的TDS<1g/L,通常在0.4~0.6g/L之間,比大氣降水濃度高出1個數量級,最小要高出10倍,最大要高出29倍。據此,大氣降水進入殘留盆地主要存在兩個方面作用:

一是對裸露沉積層發生沖刷溶濾作用。在地表水流流經的沉積層,特別是表層沉積層失去可溶性鹽類成分為最多;按鹽類溶解度大小排列,鹽類析出的順序為:氯化物、硫酸鹽、碳酸鹽、硝酸鹽和硅酸鹽。其結果導致沉積層及其賦存的水均發生稀釋淡化。

二是大氣降水、地表水的入滲侵入和圍限殘留盆地周邊山地的碳酸鹽岩形成的地下淡水徑流侵入殘留盆地,與研究層地下水發生混合作用,它是最迅速改變水化學成分的作用,導致沉積層中地下水濃度發生稀釋淡化。

在淋濾作用地質時期,沉積層骨架及其賦存的水均經受了淡化的過程,乃是一種規律性的表現,但淡化作用強度取決於沉積層的含鹽性及其賦存的同生沉積水的濃度。鑒於Ek1與Ed沉積層的含鹽度,而且同生沉積水的濃度差異甚大,淡化作用的結果也會不同,故以下分別展開論述。

(1)Ek1層水的淡化過程和結果

由概括的表4-4可知:

1)Ek1層分布於盆地的南部,其北段岩性是厚層石膏夾多層薄層泥岩的鹽湖相沉積,標志著膏岩沉積過程中湖水出現多次間斷的淡化,究其產生的原因,是氣候干濕相間變化,間或南區沖洪積沉積物堆積過程中水流充沛,大水淹沒了鹽湖,從而導致鹽湖水濃度遭受淡化。根據膏岩沉積時湖水濃度TDS應在150g/L左右,未見氯化物沉積層,意味著湖水鹽化的極限濃度為150g/L左右,亦即是其賦存的同生沉積成因水的濃度。

2)盆地南部的南段沉積的Ek1層岩性是沖洪積相的砂、泥岩互層,其間賦存的同生沉積成因水的濃度<1g/L。

上述盆地內南北兩地存在的顯著差別,決定了Ek1層由沉積結束抬升為陸至沙河街組三段(Es3)沉積開始的這段地質時期,遭受的淋濾作用的過程和結果也存在本質的差別。

北段厚層的石膏層在大氣降水、地表和地下徑流的共同作用下發生的變化主要是:

1)石膏礦床因遭受日曬雨淋、風化剝蝕、侵蝕作用,遭受破碎和搬運的物理作用的破壞,這種破壞程度隨著埋深加大而減弱。

2)膏岩的水溶性鹽按其溶解度的大小順序轉入水中,並隨水一起遷移。

3)高濃度的同生沉積成因水經受滲入淡水的侵入,發生的混合作用最能迅速地改變水的濃度,導致其向顯著的稀釋淡化、反向變質的地球化學方向演化。假定不考慮Ek1在淋濾作用水文地質期後經歷的地質時間較長(Es3沉積開始至第四紀沉積末)的沉壓埋藏作用水文地質期,在閉型水文地質構造系統中水濃度朝向濃縮鹽化、正向變質的地球化學作用方向發展的話,將同生沉積水的濃度與其水的現代均值濃度27g/L相比,水的濃度降低了約123g/L,與最高濃度40g/L相比,水濃度降低了110g/L。不言而喻,Ek1石膏分布區的水經歷了劇烈的稀釋淡化作用。

4)由淡水與高濃度水的不同水量比的混合試驗(汪蘊璞等,1982)表明,隨著淡水與高濃度水的水量比呈有序次的增大,則混合水的TDS與高濃度水的相比,呈有序次的成倍的降值變化(表4-5)。例如,當兩者的水量比為1∶1時,混合水的TDS為高濃度水的1/2(即88.97g/L);當兩者的水量比增高至3∶1時,混合水的TDS為高濃度水的1/4(即44.65g/L);當兩者的水量比為7∶1時,混合水的TDS為高濃度水的1/8(即22.44g/L);當兩者的水量比增高至15∶1和31∶1時,混合水的TDS為高濃度水的1/16(即11.38g/L)和1/32(即5.81g/L)。兩種不同濃度水的不同水量比的混合作用試驗提供了很有價值的信息,可用以計算出石膏分布區在淋濾作用期間滲入水的入滲補給量。

表4-5 兩種不同濃度水混合作用後TDS的變化

根據同生沉積水TDS為150g/L,由於滲入水的侵入發生混合作用,使水的濃度降至27g/L(均值),該值約為同生沉積水TDS的1/5。該值與混合作用水量比為3∶1時混合水TDS降至高濃度水TDS的1/4比較接近。據此認為滲入水的入滲補給量高出同生沉積水水量的2倍。換言之,滲入水的水交替強度為3,同生沉積水已被滲入水交替更新。

南段沖洪積相沉積層在大氣降水、地表和地下徑流的共同作用下發生的變化主要是:

1)南段沉積層含鹽度、水的起始濃度(<1g/L)均很低,在淋濾作用水文地質期雖同樣經歷了朝向稀釋淡化、反向變質的地球化學方向演化,但遠低於膏岩分布區的淡化作用強度。

2)在閉型的山間裂谷殘留盆地內,發生了與北段膏岩沉積層經歷的強烈稀釋淡化作用相悖的地球化學作用。一是北段形成的地表徑流和地下徑流攜帶著高濃度鹽類成分朝南段方向運移;二是南、北兩段地下水存在顯著的濃度差引發的溶質擴散遷移,導致南、北兩地水濃度發生夷平作用。這兩種復合作用的疊加,不僅掩蓋了淋濾作用水文地質期間淡化作用的行跡,而且極大地增高了水的濃度。

3)南段沖洪積相沉積層的水實質上是朝向濃縮鹽化、正向變質的地球化學方向演化。根據南段沖洪積相沉積層水的現代濃度(TDS)變動在16~40g/L之間,主體濃度值為22~28g/L。與其同生沉積水濃度相比,如此之大的增高濃度是經過兩個階段完成的。其一,在淋濾作用水文地質期間,淋濾、淡化作用不是主控因素,而是因其北段高濃度水的運移至南段發生混合作用,以及濃度差引起的溶質擴散運移產生的濃度夷平作用造成的;其二,淋濾作用水文地質期後,由於Ek1層水經歷了較長地質時期的沉壓埋藏作用水文地質期,朝向濃縮鹽化、正向變質的地球化學方向演化,最終形成了Ek1層水的現代濃度的景觀。

(2)Ed層水的淡化過程和結果

由概括的表4-5可知:

1)Ed層分布於整個殘留盆地,在地質時間上比Ek1層分布的殘留盆地晚了漸新世沉積的整個地質時間。按國際地層表漸新世的時間間隔是1300萬年,而黃驊裂谷盆地計算的為1400萬年,也即是Ed層分布的殘留盆地比Ek1層分布的殘留盆地晚了1300~1400萬年。此時,Ek1層分布的殘留盆地已被漸新統數千米厚的沉積層覆蓋,已轉化為閉型水文地質構造系統,經歷著沉壓埋藏作用水文地質期,其持續的地質時間從漸新世沉積開始至第四紀沉積結束。

2)Ed層分布的殘留盆地比Ek1層的顯著增大,其周邊圍限的古陸,北為現今的燕山褶皺帶,西為滄縣隆起(現為潛伏隆起),南東為埕寧隆起(現為潛伏隆起),構成獨立的一個水文地質單元。殘留盆地周邊圍限的山地隆起為供水區,由大氣降水形成的地表、地下徑流朝向殘留盆地內運移匯集。

3)根據Ed層在滲入式水交替一節中計算的水交替強度為2.5,標志著Ed層同生沉積水已被滲入水交替更新,隨著Ed層埋藏深度的增大,水交替強度漸趨減小。

4)鑒於Ed層是沖積淡水湖相砂泥岩沉積層,其同生沉積水的TDS<1g/L。因此,滲入水入滲侵入與同生沉積水發生的混合作用,對改變同生沉積水的濃度影響不會很大,仍保持在TDS<1g/L淡水的范圍內。但從水的成因而言,已由同生沉積成因水轉化為滲入成因水,由沉積水壓系統轉化為滲入(或淋濾)水壓系統。

Ⅱ LiCl有什麼作用

物理性質
密度:2.068 熔點:605℃ 沸點: 1350℃ 相對密度(水=1):2.068(25℃) 相對密度(空氣=1):2 飽和蒸汽壓(kPa):0.133/547℃ 折射率:1.662 溶解性:易溶於水,標准狀況下溶解度67g。乙醇、丙酮、吡啶等有機溶劑,但難溶於乙醚,故在制備烴基鋰時如果使用氯鹵代烴在乙醚中氯化鋰可以析出,可以得到游離的烴基鋰試劑(溴化鋰,碘化鋰則與烴基鋰形成加合物而起到了穩定劑的作用)。
作用與用途
水溶液呈中性或微鹼性。電解無水氯化鋰可生成金屬鋰和氯氣
製取金屬鋰的原料。用作鋁的焊接劑、空調除濕劑以及特種水泥原料,還用於火焰,在電池行業中用於生產鋰錳電池電解液等。
使用注意事項
危險性概述
健康危害:對眼睛、粘膜、皮膚、呼吸道具有強烈的刺激作用。中毒主要由於誤服,病人出現無力、眩暈、惡心、嘔吐、腹瀉、抽搐、昏迷等。可經呼吸道吸收引起中毒。 環境危害: 對環境可能有危害,對水體可造成污染。 燃爆危險: 本品不燃,具腐蝕性、強刺激性,可致人體灼傷。
急救措施
皮膚接觸:立即脫去污染的衣著,用大量流動清水沖洗。就醫。 眼睛接觸:提起眼瞼,用流動清水或生理鹽水沖洗。就醫。 吸入:迅速脫離現場至空氣新鮮處。保持呼吸道通暢。如呼吸困難,給輸氧。如呼吸停止,立即進行人工呼吸。就醫。 食入:飲足量溫水,催吐。就醫。
消防措施
危險特性:能與氧化物反應,呈強還原性。受高熱分解放出有毒的氣體。 有害燃燒產物:氯化氫。 滅火方法: 消防人員必須穿全身防火防毒服,在上風向滅火。滅火時盡可能將容器從火場移至空曠處。然後根據著火原因選擇適當滅火劑滅火。
泄漏應急處理
應急處理:隔離泄漏污染區,限制出入。建議應急處理人員戴防塵口罩,穿防酸鹼工作服。不要直接接觸泄漏物。 小量泄漏:避免揚塵,小心掃起,置於袋中轉移至安全場所。 大量泄漏:收集回收或運至廢物處理場所處置。
操作處置與儲存
操作注意事項:密閉操作,提供充分的局部排風。防止粉塵釋放到車間空氣中。操作人員必須經過專門培訓,嚴格遵守操作規程。建議操作人員佩戴防塵面具(全面罩),穿膠布防毒衣,戴橡膠手套。避免產生粉塵。避免與氧化劑、酸類接觸。配備泄漏應急處理設備。倒空的容器可能殘留有害物。 儲存注意事項:儲存於陰涼、通風的庫房。遠離火種、熱源。防止陽光直射。包裝密封。應與氧化劑、酸類分開存放,切忌混儲。儲區應備有合適的材料收容泄漏物。 蒸發LiCl水溶液可得LiCl·H2O結晶,高於98℃可得無水鹽,但加熱至結晶水脫盡前即同時水解失去部分HCl,而使產物呈鹼性。純無水LiCl(水溶液的pH=6~7)需要用減壓脫水,與NH4Cl共熱,在乾燥HCl氣流中加熱至200℃或無氧條件下用純氮噴霧乾燥製得。LiCl·H2O或無水鹽在空氣中均極易吸濕而至水滴狀。無水LiCl主要用於電解制備金屬鋰、鋁的焊劑和釺劑及非冷凍型空調機中的吸濕(脫濕)劑。工業上主要由鋰雲母、鋰輝石以及提取NaCl、KCl後的鹽鹵水中提取。通常使用的是由Li2CO3或LiOH與鹽酸作用製得。一些試劑廠生產的無水LiCl往往是在蒸發LiCl水溶液至100-110℃時熱濾而得的塊狀體,其含水量在3%-5%。

Ⅲ 請教大神關於魚缸內放碳酸氫鈉(小蘇打)的作用

可以用食用葯品小蘇打片來代替。
主要作用就是轉化活性氯
用來中和自來水中的酸性
小蘇打的水溶液是微鹼性的,
所以是可以提高魚缸中水的ph值的。

Ⅳ 碳酸氫鈉有什麼用途

碳酸氫鈉可直接作為制葯工業的原料,用於治療胃酸過多。還可用於電影製片、鞣革、選礦、冶煉、金屬熱處理,以及用於纖維、橡膠工業等。同時用作羊毛的洗滌劑,以及用於農業浸種等。

1、醫葯用途

適用於胃酸過多、消化不良及鹼化尿液等;靜脈給葯用於酸中毒;外用滴耳軟化盯聹;2%溶液坐浴用於黴菌性陰道炎。

2、家禽飼料

3、家庭清潔

對洗滌劑過敏的人,不妨在洗碗水裡加少許小蘇打,既不燒手,又能把碗、盤子洗得很乾凈。

4、清潔美容

5、清垢

6、化工原料

碳酸氫鈉同時也是我國著名科學家侯德榜先生所採用的製造純鹼的原材料之一,我國仍有近30%的純鹼通過碳酸氫鈉受熱分解製得。

7、除臭

小蘇打粉末可以吸收空氣中的游離酸,而很多食物腐敗糞便產生的臭氣來自其中的酸,吸收了酸後,會使臭味消除或不明顯。

(4)微鹼化裝置的作用擴展閱讀

物理性質

碳酸氫鈉為白色晶體,或不透明單斜晶系細微結晶。比重2.15。

無臭、無毒、味咸,可溶於水,微溶於乙醇。25℃時溶於10份水,約18℃時溶於12份水。

其水溶液因水解而呈微鹼性,常溫中性質穩定,受熱易分解,在50℃以上逐漸分解,在270℃時完全失去二氧化碳,在乾燥空氣中無變化,在潮濕空氣中緩慢潮解。

Ⅳ 乙醯乙酸乙酯有哪些特殊現象

乙醯乙酸乙酯的酸性和互變異構現象,乙醯乙酸乙酯有互變異構現象,在烯醇式時有類似於酚的性質,與氯化鐵反應形成配合物,呈紫紅色.

Ⅵ 治療甲減的好方法是什麼

甲減的治療主要是甲狀腺激素替代治療,有的患者還需進行病因治療。
(1)甲狀腺激素替代治療:甲減是由於機體甲狀腺激素缺乏引起的,因此需用甲狀腺激素替代治療。補充甲狀腺素制劑後,不僅奏效迅速,療效顯著,而且繼續服用適量的甲狀腺激素制劑,還有利於患者穩定病情。臨床上常用的甲狀腺激素制劑有甲狀腺片、左甲狀腺素(L-T4)。(2)病因治療:有病因可去除者應進行病因治療。如缺碘性甲減給予補碘,高碘化物引起的甲減應停用碘化物;葯物導致的甲減,減量或停用後,甲減可自行消失;鋰鹽治療精神病有3%-4%發生甲減,停葯可好轉;下丘腦或垂體有大腫瘤,行腫瘤切除術後,甲減有可能得到不同程度的改善;亞甲炎、無痛性甲狀腺炎、一過性甲減,隨原發病治癒後,甲減也會消失。
若是因為葯物導致的甲減:減量或停用後,甲減可以自行消失;若是下丘腦或垂體有大腫瘤:行腫瘤切除後,甲減有可能得到不同程度的改善;若是亞急性甲狀腺炎引起的甲減:亞急性甲狀腺炎治癒後,甲減也會消失;若是長期缺碘引起的甲減:需補充碘的攝入. 「甲減」是由於多種原因引起甲狀腺功能不足,使血中甲狀腺激素水平低下而造成的一種代謝疾病。治療上,西醫多以甲狀腺激素替代療法,常服甲狀腺素片或優甲樂,補充體內的甲狀腺激素。這種被動的傳統療法並不能使甲狀腺功能恢復正常,而且影響其尚未被破壞完的正常甲狀腺濾泡的生理功能。所以患者形成依賴,需終生服葯,服了甲狀腺素片則症狀得以改善,一旦停葯就馬上反彈。其實,此病是可以治癒的,大部分患者經過一段時間系統、正規化的中西醫結合治療,是完全可以康復的。所以患者切忌盲目亂服葯,一定要在專業醫師的指導下治療。 近年來,隨著高科枝的發展,我院採用當今世界首創的甲狀腺局部介入療法和中醫葯綜合治療「甲減」伴有甲狀腺腫大或有腫物(結節、囊性瘤、實性瘤… …),首先保護已受損的甲狀腺組織,不使其繼續遭到破壞,使腫物由縮小至消失,然後使已損壞的甲狀腺組織逐步恢復功能,本療法不開刀、無痛苦、費用低廉,有效率與治癒率高。古代中醫對此病有深刻認識,並總結出了一些頗具療效的中葯方劑,本病歸屬祖國醫學「虛勞」病范圍,其發病多責於肝腎兩虛、氣血不足、肝腎虧損、陰陽俱虛。在甲狀腺局部介入治療的同時加服益氣溫陽、補益氣血、滋補肝腎中葯。調節體液氣血陰陽,對正常的甲狀腺濾泡保護、營養、緩解衰老、延長泡壽,對受損、休眠、凋亡的甲狀腺濾泡營養修復,減少死亡,逐漸恢復生理功能,不僅可以消除粘液性水腫、乏困、煩燥、脫發、便秘等常見症狀,更能提高免疫力,調節內分泌,達到標本兼治的作用,完全克服了甲狀腺激素的依賴性和毒副作用,其目的由減少甲狀腺素片等替代葯物劑量最終脫離此類葯。 實踐證明,甲減之病,根據中醫症型不同,其治癒率、有效率亦不同。病史短、病症輕者療效就好,病史長、病症重者療效就差,只要甲狀腺組織沒有完全被破壞,功能沒有完全喪失者,通過介入和中葯治療是能夠康復,不需要終生服葯。

Ⅶ 微鹼水對人有作用

微鹼性水是對人體有益的水。現在新的飲水健康就是喝鹼性水。因為正常人體液是弱鹼性的PH7.35-7.45。當人的體液趨於中性或弱鹼性的時候,人就會處於亞健康或是生病的狀態。體液正常,人就是健康的。 所以開始在醫學臨床用鹼性水來給病人治療。現在科技發展成熟。鹼性電解水已經進入家庭。至於為什麼開始的時候人們會想到鹼性水。是科學家對世界所有的長壽地區進行實地考察,看他們的生活環境。然後發現的鹼性水。鹼性水和酸性水與鹼水和酸水是完全不同的概念。鹼性水含礦物質:鉀、鈣、鈉、鎂、鐵。鹼性電解水呈弱鹼性,能維持人體內酸鹼平衡;

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