以察尔汗盐湖为主要代表的柴达木盆地内的各盐湖矿区,是我国盐湖矿产资源开发利用的主产区,其中察尔汗盐湖开发时间早,规模大,是目前我国最大的钾盐、镁盐和锂盐生产基地。随着察尔汗盐湖近三十年的大规模持续开采,对以地下晶间卤水为主的盐矿资源的开采利用技术日益增强,盐矿资源年产量规模不断增高,然而与此同时地下液体矿产资源可采储量也在不断减少,开采环境日益严峻。因此,盐矿开发利用瓶颈已经从生产环节转变为盐矿开采环节,如何确定地下卤水的赋存状态和空间分布特征,以提高资源开采效率降低开采成本,并根据卤水开采情况制定地下水补给方案以增加盐矿可采储量,正成为盐湖资源大规模可持续开发利用亟需解决的重要问题。本文以地下卤水的空间赋存特征为研究目标,选定察尔汗盐湖中部地区的达布逊盐湖西北部采卤区作为研究区,开展了地面核磁共振找水探测工作和地下水模拟工作,研究工作区地下卤水的赋存状态和变化特征。具体工作如下:1)地面核磁共振找水技术是目前唯一的非侵入式直接找水的地球物理方法,可以准确探测测区含水层的埋深,厚度和含水量,以及渗透系数与孔隙度等重要水文地质参数。研究区的地下卤水成层性较好,且距离工业设施和居民点较远,测区的电磁干扰较小,是实施地面核磁共振找水工作的较好区域。利用美国Vista Clara公司生产的最新型号地面核磁共振找水仪在研究区开展探测工作,通过布设东西向和南北向两条十字交叉共计20个测点的测线来调查研究区内地层含水量分布信息。2)勘探获取到的测区地下水信息通常为瞬时状态信息,使用地下水模拟技术可以对测区较大规模的动态变化趋势进行研究,理解地下水的赋存状态变化特征。OpenGeoSys(OGS)作为地下水模拟的开源软件,能对多物理场的复杂耦合作用过程(兼有热量—水文—物理—化学)进行模拟,是较商业软件更有开发利用前景的地下水模拟软件。利用OGS软件对研究区地下卤水赋存状态开展了数值模拟计算,并通过设置多种情形来深入认识研究区地下卤水赋存状态的变化特征。根据上述两种研究方法在研究区的应用得到以下初步研究结果:(1)核磁共振探测数据的反演结果表明研究区地下含水量整体偏低,最大含水量约0.7%,平均含水量约0.4%。通过比对探测结果和邻近钻孔的岩层埋深结果,表明含水量与地层分界面在浅表具有较好的一致性,探测精度较高。(2)OGS的二维模拟结果表明原有的地下水水位会随着抽水过程持续而下降。根据研究区的实际条件,在测区的南北两端有北北西方向的采卤渠,且在研究区中心处有一废弃的采卤渠。这表明研究区浅部的卤水很可能在使用废弃采卤渠采卤时已经被抽采殆尽,同时随着南北两端的采卤渠的启用,研究区浅部难以获得补给水,从而导致浅部含水量偏低。此外,通过将测点含水量结果在探测深度上进行累加,得出的平面含水量分布结果,其特征与北北西向的采卤渠有较好一致性,且整体有北东东向南西西逐渐减小的趋势,中心处含水量偏小的异常特征也与废弃的溶矿点位吻合,符合实际含水量分布的预期,也与探测结果一致。(3)OGS的模拟结果表明采卤渠对地下卤水的影响宽度范围一般为3.4km～5.0 km。(4)三维模拟结果表明井采与渠采两种模式差异明显,1)在井采模式中井孔周围地层中的地下水位快速下降,对于地下水的影响具有破坏性,但影响范围偏小;2)在渠采模式下,周围地层的地下水头下降速度明显小于井采模式下的地层水头下降速度,这是由于渠的渗水面明显大于井,从而导致影响范围延展到渠的展布空间。由此可见,在相同的抽水量与抽水时间下,渠采方式对于区域地层水头降深的影响低于井采方式。研究的初步结论表明核磁共振方法在干盐滩地区的探测结果具有较高的探测精度和地层分辨率,但由于干盐滩地区含水量整体偏低,难以获取较为明显的探测效果,其次由于卤水的导电性强,对核磁共振方法的适应性校正还需要深入研究。OGS的模拟结果初步验证了核磁共振探测结果的准确性,也基本查明采卤区地下卤水层赋存空间分布状态。联合两者的研究成果可以为卤水赋存状态提供更多信息,也为开采环节提供基础资料,有助于为盐湖资源的合理开采提供相关科学支撑。