沉积相变迁对内陆湖泊沉积易溶盐作为古环境指标的影响——以西宁盆地为例

获取合适的气候变化代用指标,检验其在更长时间尺度内应用的有效性对于利用我国西部内陆湖盆沉积反映新生代以来大陆气候变化具有重要意义。易溶盐含量作为一种反映环境变化的代用指标,在沉积相稳定的内陆湖泊沉积物研究中已获得广泛应用。对于存在沉积相变迁的古湖盆沉积物,其适用性需要进行考虑。本文对西宁盆地谢家剖面的一套年代为始新世到中新世的内陆湖相泥岩/石膏沉积进行研究发现,石膏层和泥岩层分别对应于Ca2+、SO2-4和Sr2+的高值和低值变化。石膏层广泛分布的剖面下部Ca2+、SO2-4和Sr2+含量较高,Na+和Cl-含量较低,而石膏层逐渐消失的剖面上部Ca2+、SO2-4和Sr2+整体含量降低,Na+和Cl-含量略有升高。沉积相分析表明红色泥岩层和石膏层分别对应于冲积扇远端和干盐湖化学沉积,剖面下部石膏层和红色泥岩层交替到上部以红色泥岩层为主的岩相变化反映了区域范围上的干旱化进程。谢家剖面易溶盐含量强烈受控于上述沉积相变迁所决定的岩性变化,并清晰揭示出发生在约33 Ma的巨大干旱化事件。因此对于存在沉积相变迁的古湖盆沉积物,易溶盐含量分析不但要考虑内陆湖泊浓缩演化过程中溶解度控制的碳酸盐—硫酸盐—卤化物相继发生的沉淀序列,还需考虑易溶盐在不同沉积相中的赋存迁移规律以及研究时段内的溶质补给类型是否存在差异。     

全新世安固里淖易溶盐沉积及其环境意义

内陆湖泊沉积物的易溶盐含量与湖水化学组成密切相关，因此通过测试沉积物钻心的易溶盐含量可以重建古湖水化学演化过程。在安固里淖湖心区钻取沉积剖面，以1cm为间隔分样，测试剖面八大离子的含量（即K+、Na+、Ca₂+、Mg2+、CO₃₂-、HCO₃-、Cl-和SO₄₂-）和其他有关的地球化学特征，并且对各项离子含量进行相关分析，得到剖面易溶盐组成变化曲线和和易溶盐指标变化曲线。根据易溶盐曲线变化情况，结合钻心纹层纪年得到的的纹层年代，将安固里淖8507aB.P.以来的湖水化学演化过程分为以下几个阶段：8507~7600aB.P.，湖水化学类型为Na+-Cl- 型，盐度较高；7600~4724aB.P.，湖水化学类型为Na+-Cl--SO₄₂- 型，盐度最高；4724~3057aB.P., 湖水化学类型为Na+-Cl- 型，3057~574a B.P湖水化学类型为Na+-CO₃₂--HCO₃-，盐度较低；574aB.P.以来湖水化学类型为Na+-Cl- 型，盐度较低但是呈现快速增加趋势。同钻心的粒度分析结果相比较，易溶盐变化曲线的转折早于粒度变化曲线，反映易溶盐沉积对气候变化的反应比粒度特征更敏感，是一个较好的反映气候变化的替代性指标，有待于推广应用。     

中国北方宁南盆地古近纪晚期咸化湖盆演化及其区域地质意义

本文以宁南盆地北部的贺家口子清水营组剖面为研究目标,对古近纪晚期清水营组的岩性特征、石膏主元素地球化学特征和泥岩有机地球化学特征进行研究,结果表明:清水营组岩性以灰绿-紫红色泥岩、石膏及二者互层为主,可划分为8个二级沉积旋回和3个一级沉积旋回。石膏中CaO含量反映了咸化湖盆中石膏的化学沉积作用,Al_2O_3等为陆源碎屑来源,清水营组下段为盐湖深水环境沉积的纯净石膏;中段石膏沉积的水体较浅。清水营组下段地层泥岩TOC和生烃潜量(S_1+S_2)较高,说明在咸化湖盆演化早期气候较湿润、水体较深;而泥岩降解潜力相对小,反映有机质以高等植物来源为主,陆源输入较多。在此研究基础上,认为宁南盆地清水营组沉积包括:蒸发岩的沉积和碎屑岩的沉积;咸化湖盆演化尚未达到钾盐等盐岩沉淀的高浓缩阶段。咸化湖盆演化主要经历了早期封闭深水盐湖发育阶段、中期封闭浅水盐湖鼎盛阶段和晚期开阔浅水盐湖消亡阶段。宁南盆地古近纪晚期咸化湖盆演化与盆地的持续构造沉降和各次级沉积坳陷最终连为统一的湖泊这一重大区域沉积事件有明显的响应关系。     

西宁盆地晚始新世石膏-红色泥岩旋回的古环境指示

始新世时期东亚环境在轨道时间尺度上变化特征的研究对于认识青藏高原规模较小、两极无冰盖、高大气CO2浓度背景下天文因素对东亚环境演化的驱动有重要意义.文章通过对西宁盆地塔山剖面石膏-红色泥岩互层沉积的粒度、颜色和孢粉进行分析,初步探讨了晚始新世时期该区石膏-红色泥岩旋回的古环境指示意义及其与轨道变化的关系.结果表明:红色泥岩层粒度较粗,其中孢粉含量较少,以蒿粉和藜粉为主,指示草原或疏林草原景观;石膏层粒度较细,其中孢粉含量丰富,以栎属、楝属、麻黄属、松科植物为主,指示相对温暖湿润的灌丛-森林景观.西宁盆地规律的石膏-红色泥岩旋回具有广泛的空间可对比性,符合轨道尺度上的气候变化特征.晚始新世时期,西宁地区石膏-红色泥岩旋回体现了地球轨道对该区沉积环境和植被变迁的驱动.     

松辽盆地东部湖湾环境的识别及意义

通过对宾县鸟河乡鸟河剖面和红石山剖面的沉积学分析,结合古生物、地球化学和古地理位置等资料,初步恢复了当时的古环境特征。鸟河剖面以灰绿色泥岩为主,夹有黄铁矿和白云岩结核层,属于湖湾环境沉积;红石山剖面下部以绿色泥岩为主,中上部变为以红色泥岩为主的沉积,早期属滨浅湖环境,之后水体变浅逐步转为泥坪相沉积。当物源不充足时,沉积物以泥岩为主,发育水平层理,化石种类少但成层性好,泥岩中常夹有白云岩和黄铁矿层。湖湾从湖盆断裂坳陷开始,经水体加深接受沉积,水流波浪侵蚀破坏湖底及湖岸阻隔,后水体逐步变浅,最终转化为泥沼。     

西秦岭北缘漳县盐矿含盐地层沉积特征与盐矿成因

甘肃省漳县盐矿赋存于西秦岭北缘断裂带漳县段新近纪含盐红层沉积盆地。漳县盐矿层赋存于漳县含盐红层盆地上部巨厚的灰色-灰红色泥岩-泥灰岩岩系中。通过分析含盐岩系沉积旋回序列和沉积特征,结合含盐盆地的区域地质构造背景,认为漳县岩盐矿床沉积环境具有内陆湖泊型的盐湖相特征。由灰红-灰绿色泥岩、灰色泥质灰岩、灰黑色泥灰岩及芒硝-石膏-岩盐层构成的灰色含盐岩系,沉积韵律旋回极为发育,具有大旋回套小旋回的特征,厚度达750m,说明漳县盐矿的形成不仅与干旱-湿润气候的周期性旋回变化有关,还需有较大深度的湖盆和较大范围汇水区域的盐类物质补给。由此推断漳县岩盐矿床是内陆湖泊型盐矿,具有高山深盆成盐的特征。     

四川盆地三叠系杂卤石形成条件的实验研究

四川盆地三叠系杂卤石有很大一部分产于硬石膏层中,与硬石膏互层。在许多杂卤石产出层位,缺失钾镁盐甚至石盐等易溶盐类。上述现象用已有的研究资料难以解释。本文通过100多个实验点的平衡实验,研究了35℃ K—Na—Mg—Ca—SO4—Cl—H2O六元海水体系中,NaCl及K、Mg盐均不饱和条件下杂卤石形成的可能性。与饱和溶液相比,不饱和溶液中杂卤石稳定区收缩。但在饱和溶液被稀释将近1倍时,杂卤石仍有一定的稳定范围。 在实验研究的基础上分析了四川盆地三叠系含杂卤石剖面的成因。由于成盐期卤水频繁地被淡化,形成“石膏——石盐+钾镁盐——石膏”沉积韵律。成岩作用中盐层遭受来自石膏层的水的溶滤。在石膏层较厚,盐层较薄的层段,石盐和钾镁盐可被全部溶掉,形成对NaCl及K、Mg盐均不饱和的液体。当这种对易溶盐类不饱和的液体进入膏层,部分K、Mg组分就能与CaSO4结合生成杂卤石被保留下来,形成现在所看到的“硬石膏一杂卤石——硬石膏”剖面。     

潜江凹陷古近系潜江组盐间泥岩地球化学特征及地质意义

咸化湖盆盐间泥岩的地球化学特征对咸化烃源岩的形成环境及其共生盐岩的形成条件具有重要指示意义。利用江汉盆地潜江凹陷内潜三下段盐间泥岩的详细地球化学测试结果,并结合岩芯观察,分析了古近系潜江组沉积时湖盆的古盐度、氧化还原环境及古气候背景。该地层较高的Sr丰度、Sr/Ba值及钙芒硝的存在揭示潜江组泥岩沉积时水体盐度较高;氧化还原环境指标及一些敏感元素的含量变化指示潜江组沉积时期水体含氧量较低,处于底层水体中等分层厌氧环境;主量元素化学蚀变指数CIA、Mg/Ca比值及对膏盐层岩芯观察反映潜三下段泥岩沉积于气候相对潮湿期段,而膏盐层则沉积于气候相对干旱期。这种泥岩与膏岩互层出现的变化可能是由我国晚始新世频繁的气候变化导致的。而且,由气候干湿波动造成的淡化-咸化成盐序列,伴随着生物短期的爆发与死亡,将有利于有机质的生成与堆积;潮湿、缺氧的沉积环境有利于有机质的保存,整体上盐间泥岩具备形成较好烃源岩的条件。     

柴达木盆地新生界湖盆咸化特征及沉积响应

柴达木盆地新生界发育咸化湖盆沉积,但是对于湖盆的咸化程度一直没有详细论述,其沉积响应特征亦不清楚。文中利用系统测试得到的硼元素及黏土矿物资料来开展古水体盐度恢复,结果表明:(1)柴达木盆地新生界为咸化湖盆沉积,最高盐度大于20‰;(2)不同盐度地区的沉积响应特征不同,其中陆源碎屑物供给区古盐度小于12‰,滨浅湖区古盐度在10‰～18‰之间,半深湖区古盐度大于18‰。在中高咸化湖盆水介质的控制作用下,沉积物分布表现为单层厚度小(一般为1～3m)、砂/泥岩互层频繁、三角洲沉积相带分布较窄、细粒沉积物分布范围较广、发育特有湖相碳酸盐岩和膏盐岩及与陆源细碎屑呈混积等特征。     

塔里木盆地南缘新生代沉积:对青藏高原北缘隆升和塔克拉玛干沙漠演化的指示

塔里木盆地南缘新生代沉积地层厚达万米以上。研究的叶城和阿尔塔什两个剖面分别厚4500m和7000m,基本代表了塔里木南部的新生代沉积。叶城剖面的底界年龄根据磁性地层测定约为8Ma。阿尔塔什剖面的底界年龄根据海相碳酸盐岩87Sr/86Sr的比值与全球Sr同位素曲线对比,约为30～35Ma。从岩性地层分析,剖面的下部为中新统乌恰群,主要由泥岩和粉砂岩组成,沉积相为低能环境的辫状河和曲流河。剖面的中部是上新统阿图什组,由红色泥岩、砂岩夹薄层砾岩以及埋藏风成黄土构成,沉积环境为冲-洪积扇的中远端。剖面的上部是上新统—下更新统西域组,由中粗砾岩夹块状粉砂岩透镜体(埋藏风成黄土)组成,主要是近源洪积扇沉积和风成沉积,以上地层层序可以进行很好的区域对比。塔里木盆地南缘新生代沉积由新近纪红层向上变化为逆粒序砾岩和碎屑流沉积,记录了青藏高原北缘隆升造成的沉积环境的变化,尤其是干旱化气候的阶段性演化。在约8Ma时,叶城和阿尔塔什两个剖面都发育了风成沙丘沉积。而在阿尔塔什剖面,沙丘沉积之下还发育了一套厚层的膏盐沉积,指示了塔里木盆地南缘在此前后已经相当干旱,只是仅凭这些证据还难以判断沙漠发育的规模。而上新世—更新世阿图什组和西域组中发育的埋藏风成黄土沉积,则指示了塔克拉玛干沙漠在此时已经发育到了相当规模,极度干旱的气候条件(可能类似于现在)已经形成。     

东营凹陷沙四下亚段沉积环境特征及沉积充填模式

沉积盆地中沉积环境特征控制了砂体沉积成因类型及盆地沉积充填模式。通过对东营凹陷丰深2井、官112井及梁120井沙四下亚段泥质沉积物系统取样,进行全岩X衍射分析和常量及微量地球化学元素分析,在此基础上对东营凹陷沙四下亚段古气候和古盐度指标进行分析。结果表明,古气候指标Rb/Sr比值与石英+长石含量、Cr元素含量及P元素含量呈正比,含量增加反映了气候相对潮湿,与古盐度指标碳酸盐+硫酸盐含量呈反比,其含量增加反映了气候相对干旱。东营凹陷沙四下亚段沉积时期气候干湿交替频繁,气候潮湿时期相对湖平面上升,湖水盐度降低;气候干旱时期相对湖平面下降,湖水盐度升高,使得此时期湖泊呈现为高频振荡性盐湖特征。气候潮湿时期以沉积碎屑沉积物为主,包括冲积扇、浅水型三角洲、滨湖滩坝及近岸水下扇沉积,由于湖水盐度较低,洼陷带主要沉积泥岩、灰质泥岩、含膏泥岩和少量泥质膏岩;气候干旱时期相对湖平面下降,湖泊水体盐度升高,洼陷带以沉积膏盐岩为特征,垂向上具有含膏泥岩、泥质膏岩、膏岩和盐岩的演化序列,平面上表现为由湖泊边缘向湖泊中心发育灰质泥岩、含膏泥岩、泥质膏岩、膏岩和盐岩的环带状结构特征。     

沾化车镇地区古近纪东营组沉积相特征及沉积演化

综合钻井、测井和古生物等资料,依据沉积学基本原理和方法,对济阳坳陷沾车地区古近纪东营组沉积相特征及空间展布进行研究。结果表明：沾车地区东营组发育冲积扇相、曲流河相、三角洲相、扇三角洲相、辫状河三角洲相、湖泊相、滩坝和湖底扇8种沉积相,以湖泊相为主。东营组三段盆地持续下陷,深湖相、滨浅湖相发育,沉积范围广。东营组二段湖盆重新开始抬升,湖水收缩,沉积范围缩小,沉积相以滨浅湖相为主,伴有小规模的扇三角洲及滩坝沉积。东营组一段湖盆继续抬升,沉积范围进一步缩小,主要为冲积扇河流沉积,凸起边缘发育一系列的冲积扇。     

新汶凹陷官庄组沉积演化特征

通过对研究区沉积构造等相标志的研究,以层序地层学和沉积学原理为指导,结合室内岩石薄片、粒度分析,识别出冲积扇、辩状河和湖泊3种沉积相类型.并对官庄组的沉积相垂向演化和平面展布有了系统的认识.研究结果表明:新汶凹陷官庄组自下而上发育冲积扇-辩状河-湖泊和冲积扇两大沉积体系.沉积演化经历了早期凹陷掀斜下沉时的冲积扇、辩状河沉积,中期凹陷扩张阶段的湖泊相沉积,晚期凹陷收缩时的冲积扇进积沉积.     

末次间冰期以来新疆巴里坤湖蒸发盐的沉积环境记录

沉积物岩芯的碳酸盐、石膏等蒸发盐含量和矿物组成的证据显示了新疆巴里坤湖末次间冰期以来一直是一个水位变化频繁的浅水盐湖,有时甚至为间歇式的湖泊,约在34000aB.P.前后巴里坤湖沉积相发生了显著的变化,34000aB.P.之前为泥坪-湖滨相沉积,34000aB．P．之后为成湖相沉积。尽管我们对巴里坤湖34000aB．P．前后的沉积相变难以理解,但是长期处于浅水状态的巴里坤湖沉积物中蒸发盐的含量和矿物组成仍然与气候变化密切相关。在泥坪-湖滨相形成的碳酸盐中白云石相对的增加是地表强烈蒸发的结果。以石膏为主的蒸发盐含量增加是温度和降水增加所致,而其含量减少则是冰川前进致使补给水矿化度降低造成的。这使我们获得了该区古气候变化并不服从于冰期与雨期同步模式的信息。     

漠河盆地中侏罗统沉积特征研究及其地质意义

从露头、岩芯、测井、薄片鉴定等方面出发对漠河盆地中侏罗统沉积特征进行了详细的研究。中侏罗世漠河盆地主要发育冲积扇、扇三角洲和湖泊相沉积,其中冲积扇相可划分为扇根、扇中、扇端3个亚相;扇三角洲相可划分为扇三角洲平原、扇三角洲前缘、前扇三角洲3个亚相;湖泊相可划分为滨湖、浅湖、半深湖3个亚相。中侏罗世漠河盆地从南向北盆地水体加深,从绣峰组到开库康组,具有冲积扇—扇三角洲平原—扇三角洲前缘—滨浅湖—半深湖的变化趋势。从生储盖条件分析,漠河盆地具有较好的油气勘探前景。     

Sedimentological characteristics and facies of the evaporite-bearing Kirmir Formation (Neogene), Beypazari Basin, central Anatolia, Turkey

A thick sedimentary sequence comprising fluvial, lacustrine and volcano-sedimentary rocks is present in the Neogene Beypazari Basin, central Anatolia. These units display considerable lateral facies variation and interfinger with alkaline volcanic rocks along the north-eastern margin of the basin. The uppermost Miocene Kirmir Formation contains numerous evaporite horizons. The evaporite sequence is up to 250 m thick and may be divided into four lithofacies. In ascending stratigraphical order these are: (1) gypsiferous claystone facies, (2) thenardite-glauberite facies, (3) laminar gypsum facies and (4) crystalline gypsum facies. These facies interfinger with one another laterally along a section from the margins to central parts of the basin. The lithological and sedimentological features of the Kirmir Formation indicate fluvial, saline playa mudflat, hypersaline ephemeral playa lake and very shallow subaqueous playa lake depositional environments, which probably were influenced by alternating semi-arid and evaporative conditions.     

汾河裂谷晋中盆地内第四纪沉积序列与沉积环境恢复

晋中盆地是位于汾渭地堑系中部的新生代陆内断陷沉积盆地,研究晋中盆地第四纪的沉积序列对于进一步认识该盆地区域构造和区域气候环境变化具有重要意义。为查明晋中盆地第四纪沉积序列结构、研究揭示晋中盆地第四纪沉积环境及演化,通过构造岩相学方法,对晋中盆地地表和钻孔内第四纪沉积物和沉积环境进行了研究。结果表明:晋中盆地清徐地区地表第四纪沉积序列结构为盆地内部沱阳组河床相和河漫滩相-盆地边缘汾河组河流相—盆山过渡带峙峪组河流相、汾河组冲积扇相及马兰组风积相-基岩山地（盆地外围）二叠系浅海相。钻孔岩芯内第四纪沉积序列结构为下更新统浅湖相和滨湖相—中更新统浅湖相和河流相—上更新统河流相和冲积扇相—全新统冲积扇相。研究认为晋中新生代陆内断陷盆地内沉积序列和演化结构为早更新世陆相湖盆沉积环境—中更新世萎缩湖泊环境—晚更新世强烈萎缩的湖泊和河流环境—全新世再度沉降的陆相湖盆;陆相湖盆从中心向山地沉积环境分带为湖泊沉积环境—河流和湖泊沉积环境—冲积扇沉积环境（盆地边缘出山口区）。盆山过渡带地区上更新世沉积物错位现象与同沉积活动断裂有关,断裂活动性揭示了晋中盆地阶梯式断陷成盆的动力学机制。这些研究成果为区域气候环境变化和晋中盆地区域构造研究提供了新证据,也为太原市城市群建设中工程场址的选择提了供参考。      

The origin and significance of groundwater-seepage gypsum from Bristol Dry Lake, California, USA

Gypsum and anhydrite fabrics observed in trenches and deep (500 m) cores from Bristol Dry Lake, California, USA, exhibit a vertical alignment of crystals similar to the fabric seen in bottom-nucleated brine pond gypsum. However, geochemical and sedimentological evidence indicate that the gypsum formed in Bristol Dry Lake precipitated displacively within the sediment where groundwater saturated with respect to gypsum recharges around the playa margin (groundwater-seepage gypsum). Evidence for displacive growth of gypsum is: (i) the geometry of the deposit, (ii) stable isotopic data and the water chemistry of the brine, and (iii) inclusions of matrix which follow twin planes and completely surround crystals as they grow. The bulk of the gypsum precipitated in the playa occurs around the edges of the playa in the playamargin facies and completely rings the lake. Sulphate concentrations in the groundwater increase toward the gypsum zone in the playa margin. Basinward of this zone, sulphate concentrations decrease sharply to trace element levels in the basin centre brine. Authigenic gypsum is rare in the centre of the playa. Stable (δ¹⁸O values measured for gypsum waters of crystallization (GWC) are similar to the values calculated for groundwater in the playa margin and alluvial fan sediments (?– 6%0), whereas measured brine δ¹⁸O values range from + 0·5 to + 3·7%0. Deuterium values measured for groundwater are ?– 70%0, GWC are ?– 60 to – 65%0 and brine values are ?– 57%0. The geometry of the deposit and the chemical data suggest that the water precipitating the gypsum is more closely associated with the groundwater than the brine. However, some mixing between groundwater and brine is likely. Within 100 m of the surface, the gypsum dehydrates to anhydrite, although the same vertically aligned fabric is retained through the diagenetic process. The similarity of displacive vertically aligned gypsum and anhydrite fabrics seen in Bristol Dry Lake to subaqueously deposited gypsum in modern brine ponds indicates that the criteria used to define subaqueous fabrics must be better constrained.     

黄骅拗陷南部沉积盆地数学模拟的初步研究

六十年代初国外有人开始用确定型的数学模拟方法来模拟沉积盆地的形成和演化。L.L.Sloss(1962)提出了一种沉积盆地的概念模型,J.W.Harbaugh等(1970)详细地讨论了这种模型,并编制了计算机程序。这种模型适用于由流经海岸平原的河流携带到海边的大陆架上的碎屑沉积物的沉积作用。本文利用这种沉积模式,对我国黄骅拗陷南部一个约1000平方公里的膏盐湖沉积盆地进行了数学模拟,并取得了一些初步成果。     

陕甘宁地区晚古生代沉积体系

陕甘宁地区位于华北地台西部,处于东西构造域的交接部位,是我国重要的含煤、油气区之一。受不同构造背景、海平面升降、沉积物供给等影响,其晚古生代沉积体系类型多样。通过对露头、岩心、测井响应及编图等分析研究,区分出了碳酸盐台地、障壁岛－湖潮坪、潮道－湖潮坪、河控三角洲、扇三角洲、河流、冲积扇、湖泊等沉积类型,阐明了各自的沉积特征。晚古生代沉积体系展布、充填演化与南北两侧的兴蒙海槽和秦祁海槽的构造活动密切相关：晚石炭世西缘拗拉槽重新复活,形成以潮道－湖潮坪沉积为主的海湾充填,充填受基底和盆缘断裂控制;早二叠世东西部海水汇合,本区统一于华北陆表海中,形成碳酸盐台地、障壁岛、浅水三角洲交互的含煤沉积;中二叠世至晚二叠世早期陆表海萎缩,本区演变为近海内陆坳陷充填,形成冲积扇、河流、三角洲、湖泊沉积;晚二叠世晚期陆表海消亡,本区转化为内陆坳陷,形成以湖泊沉积为主的河湖充填。砂储层发育取决于沉积环境,空间展布受控于古构造机制。