盐湖研究方法手册/盐卤的顺序结晶
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作者: PSJ Coleman
盐湖中的盐卤由多种溶解盐组成,这些盐源于湖泊所在的周围环境。盐湖,即使是在像南极洲这样极其寒冷的地方,也通常位于地球上降雨量低、蒸发量高的半干旱地区。盐湖的盐源多种多样:它们可能是过去地质时期海洋区域被隔离的结果,也可能是数百万年以来附近岩石溶解到末端湖泊系统中的结果。
海洋来源的盐卤的特点是含有钙盐和镁盐。由当地溶解形成的盐湖可能具有非常不同的盐组成。
氯化钠存在于所有盐湖中。如果你根据盐组成对盐湖进行分类,大多数湖泊属于四大类
- 硫酸盐型湖泊,其盐源于周围含有硫酸钠的岩石。
- 碳酸盐型湖泊(泥灰岩或铁华湖泊)是碱性湖泊,除了氯化钠和硫酸钠(石膏和硬石膏)外,还含有碳酸钠。
- 死海等苦咸湖泊的镁含量高于钠含量。
- 氯化钠型湖泊,如美国的咸水湖和大多数澳大利亚盐湖,其成分与相同密度的海水盐卤相似。
在氯化钠型湖泊中,不同盐类的结晶模式与海水盐卤蒸发的模式非常相似,其过程如下(Baseggio 1974, Venkatesh Mannar 1982)
- 溶解度最低的盐类是氧化铁,它们在 30g/L TDS 和 70g/L TDS 之间从溶液中析出。
- 碳酸钙(方解石或铁华)的沉积开始于氧化铁相同的盐度,但一直沉积到约 170g/L TDS 的盐度。
- 硫酸钙,以石膏或亚硒酸盐 (CaSO4.2H2O) 的形式开始在约 143g/L TDS 的盐度下沉淀。在约 191g/L TDS 的盐度下,硫酸钙的形式发生变化,并以硬石膏 (CaSO4) 的形式沉积。虽然大多数硫酸钙在氯化钠开始沉淀之前就沉淀了,但少量硫酸钙会继续从溶液中结晶出来,直到盐度达到 385g/L TDS。
- 氯化钠(普通盐)在 318g/L 的盐度下开始结晶,并在盐度高达 360g/L 的盐卤中快速沉淀。此后,沉淀的普通盐量减少,尽管据记载,一些普通盐仍然从约 440g/L TDS 的盐度海水来源盐卤中沉淀出来 (Chitnis & Sanghavi, 1993)。
- 硫酸镁(泻盐)、硫酸钾和氯化钾以及硫酸钠(芒硝)在海水来源盐卤达到 390g/L TDS 的盐度时开始沉淀,最后氯化镁和溴盐将在盐度超过 400g/L TDS 时沉淀。