采卤初期西台吉乃尔盐湖矿区卤水中钾、锂、硼水化学动态变化

通过对2003-2004年采卤初期西台吉乃尔盐湖矿区卤水中钾、锂、硼水化学数据的分析,初步揭示了其在采卤过程中的动态变化及成因.研究表明,湖卤水中钾、锂、硼的变化主要受控于地表径流变化;地下卤水中钾、锂、硼的含量在停采恢复期高于采卤期,在孔隙卤水区高于晶间卤水区,而且三者在空间上的分异程度有明显差异.相图分析表明停采恢复期已达到钾石盐析出阶段.大部分矿区的地下卤水基本处于滞流状态,地下卤水水位与钾锂硼之间没有显著的相关性.地下卤水中钾、锂、硼的变化很可能是由卤水本身物理化学性质的变化引起的,在短时间内,采卤活动和径流补给作用尚未对其产生显著影响.     

柴达木盆地卤水型Li、Rb关键金属矿产元素分布特征及富集机制

针对柴达木盆地卤水型锂(Li)和铷(Rb)关键金属矿产资源分布规律不清、富集机制不明的问题,全面调查了盆地第三系古卤水和第四纪现代盐湖卤水中的Li、Rb资源分布规律.研究显示,大风山、南翼山、油泉子、尖顶山、碱石山含油背斜构造古卤水Li、Rb资源禀赋较好,Li平均含量达81.1~128.9mg L^?1,Rb平均含量达4.5~29.2mg L^?1,均具有很好的开发利用前景;柴达木盆地东台、西台、一里坪盐湖及涩聂湖中,除已知的较好Li资源禀赋外,Rb含量最高可达12.5mg L^?1,亟需关注Rb资源的开发利用.基于水体氢、氧和硼同位素特征进一步查明了卤水Li和Rb资源的富集机制,第三系古卤水δD、δ¹⁸O平均值为?40.7‰和2.84‰,多数富Li、Rb古卤水的δD、δ¹⁸O与岩浆水接近;低于河水而与地热流体接近的δ¹¹B值说明,除蒸发作用和水-岩反应外,深部岩浆热液流体的补给才是古卤水矿种元素超常富集的关键机制.而现代盐湖卤水Li、Rb资源的超常富集与火山地热水的补给密切相关,盆地西部盐湖晶间卤水相对高的Li、Rb含量和垂向上随深度增加而Li、Rb含量有所增加的规律,则是由局部古卤水沿断裂带上涌补给造成.     

卤水提钾 多国“各显神通”

中国盐湖自然资源丰富,其中主要是盐类沉积资源和卤水资源。有规模巨大的石盐、芒硝、天然碱等普通盐类,也有发展国民经济所急需的钾盐、镁盐、硝酸盐和硼盐、锂盐以及可供综合开发利用的铷、铯、铀、钍等贵重金属资源。尤其是青藏高原的硼、锂和青海、新疆的钾、镁等,以储量大、品位高而举世闻名。盐湖卤水提锂已有20年左右的发展历史,具有工艺简单、能耗低、成本低等显著优势。国外利用盐湖卤水进行锂盐开发利用的有美国的西尔斯湖、银峰地下卤水、阿根廷的翁布雷穆尔托盐沼和智利阿塔卡玛盐湖等。锂储量大但尚未生产的有美国的大盐湖、前苏联的卡拉博加斯海湾、以色列和约旦的“死海”及玻利维亚的乌尤尼盐沼等。中国是一个锂资源大国,已探明的锂资源工业储量仅次于玻利维亚,约占世界的盐湖锂资源的1/3。中国锂资源主要赋存于盐湖卤水中,卤水锂占79%,仅青海和西藏盐湖卤水锂的远景储量就与世界其他国家已探明的总储量相当。     

广西平果上二叠统合山组关键金属锂和铌的超常富集与成因

广西平果上二叠统合山组关键金属锂和铌超常富集的现象被首次发现,底部铝土矿层Nb_2O_5=0.02～0.04wt.%(平均0.035wt.%),上覆黏土岩层Li_2O=0.06～1.05wt.%(平均0.44wt.%),均超过独立锂矿和铌矿的边界品位,找矿潜力巨大.本文初步探讨其成因,以期对其他地区黏土型和沉积型锂、铌资源的研究、评价与找矿预测提供参考.研究获得以下认识:(1)铝土矿中含大量锐钛矿且与全岩TiO_2和Nb含量呈显著正相关关系,指示Nb主要赋存于锐钛矿中;(2)黏土岩中锂绿泥石的大量存在及与全岩Li含量呈显著正相关关系指示锂绿泥石是Li的主要载体矿物,且锂绿泥石可能为成岩过程中由叶腊石、伊利石等黏土矿物与富Li、Mg滨海浅层地下卤水或孔隙水/地下水反应形成;(3)不活动元素Al、Ti、Nb、Ta、Zr、Hf及REE物源示踪研究显示富Nb铝土矿及上覆富Li黏土岩的物源发生了突变,铝土矿及Nb的物源主要来自ELIP相关碱性长英质岩类,而黏土岩则主要来自古特提斯二叠纪岩浆弧相关过铝质或中等分异酸性岩.     

青藏高原盐湖卤水中溴的分布特征及来源初探

溴是完备工业体系的关键必备元素。盐湖卤水是溴的重要来源。青藏高原盐湖众多,富含钾、锂、硼等资源元素,开发潜力巨大。然而,目前针对青藏高原盐湖溴浓度、分布特征及其物源的研究仍然薄弱。本次研究采集了26个青藏高原盐湖表卤水样品并分析其溴浓度,进一步总结其他64个已报道盐湖数据,系统分析了青藏高原盐湖溴浓度分布特征,并进一步探讨了溴的可能物源。结果表明:青藏高原盐湖表卤水溴分布在0.5～246.8 mg/L之间,平均为41.1 mg/L,其中,碳酸盐型盐湖卤水平均溴浓度最高(47.0 mg/L),且集中分布在高原南部,而氯化物型盐湖平均溴浓度最低(30.1mg/L),盐湖溴浓度呈现自南向北降低的趋势;青藏高原盐湖中溴有多种来源,高原南部富溴盐湖溴的来源可能主要与热泉补给有关,而柴达木盆地盐湖高溴来源可能主要与深部地层水(如油田水、背斜构造裂隙孔隙水、砂砾孔隙卤水、气田水等)补给有关。     

青藏盐湖卤水演化及资源

本文通过揭示宵蔵盐湖卤水在浓缩过程中成盐元素的行为以及卤水水化学炎型与PH值等的变化,得出结论如下：1.卤水中主要离子的演化方向是按Ca²⁺→Na⁺→K⁺→Mg²⁺→Ca²⁺（阳离子）和CO₃^2-→HCO₃^-→SO₄^2-→Cl^-（阴离子）顺序进行。2.除了析出固体外,微量元素一般在最后的浓缩卤水和析盐后的残余卤水中髙度富集。已査明盐湖卤水中有63种元素,其中钾、镁、硼、锂、铷、铯、铀、钍、稀土、氘已构成可以综合利用的宝贵资源。     

1976-2015年柴达木盆地湖泊演变及其对气候变化和人类活动的响应

柴达木盆地众多的湖泊不仅对维持当地脆弱的生态环境具有极其重要的作用,而且中心盐湖也是重要的矿产资源.进入21世纪以来,受气候变化和人类活动的共同影响,盆地湖泊发生了一系列重大变化.为科学认识这一问题,选取了1976-2015年6期Landsat系列卫星影像,解译了该区域1 km²以上的湖泊水面,并分析了湖泊变化对气候和人类活动的响应.结果表明：柴达木盆地湖泊面积总体上存在扩张（1976-1990年）萎缩（1990-2000年）扩张（2000-2010年）萎缩（2010-2015年）4个阶段的变化过程,2010年湖泊面积最大,2015年湖泊又明显萎缩.就气候水文因素而言,湖泊面积变化主要受山区降水径流的影响.湖面变化与前3 a的降水径流关系最为密切.进入21世纪以来,气候变化与上游社会经济耗水、盐湖周边人为阻隔河湖连通、开采卤水、修建人工盐田、排放老卤等人类活动,对盆地中心湖泊的空间格局、面积都产生了显著影响,苦水沟、达布逊湖南部形成了新湖泊,鸦湖、团结湖面积显著扩大,东、西台吉乃尔湖逐渐萎缩、干涸,一里平湖由以前的干盐湖在2010年一跃成为盆地最大的湖泊.针对盐湖大规模开发产生的负面影响,提出了合理开发盐湖资源的建议.     

腾格里沙漠盐湖氯同位素地球化学特征

δ~(37)Cl值可以用来指示盐湖演化过程中卤水的蒸发浓缩程度、可能的补给来源和控制因素,本文对腾格里沙漠地区12个代表性盐湖卤水样品开展了氯同位素组成研究.结果表明,研究区内沙漠盐湖卤水的δ~(37)Cl值变化范围为-0.10‰~1.36‰,平均值为0.55‰;其中,硫酸钠亚型卤水的δ~(37)Cl值范围为-0.10‰~1.36‰(平均值为0.56‰),硫酸镁亚型卤水的δ~(37)Cl值范围为0.14‰~0.82‰(平均值为0.48‰).对比柴达木盆地现代盐湖分析数据,发现区内沙漠盐湖的δ~(37)Cl平均值明显大于柴达木盆地盐湖的δ~(37)Cl平均值,并且,硫酸钠亚型卤水δ~(37)Cl最高,硫酸镁亚型卤水次之,氯化物型卤水最小.基于不同盐湖地下水咸化程度以及盐湖卤水中δ~(37)Cl值与Br/Cl系数关系的研究,揭示了研究区东部和东北部盐湖可能受到第三系地层咸水的补给,而其他盐湖主要受蒸发浓缩作用影响.δ~(37)Cl值分布特征则显示,腾格里沙漠地区部分盐湖在形成过程中可能受到区域构造活动诱发的第三系深部水补给及水-岩作用等多重因素的影响.     

柴达木盆地一里坪盐湖卤水水化学及夏季蒸发中钾、锂、硼行为

本文综合利用Na⁺,K⁺,Mg²⁺//Cl^-,SO₄^2--H₂O五元体系干基图、水图、钠图,研究柴达木盆地一里坪盐湖硫酸盐型卤水水化学特征受外来淡水补给掺杂、选择性溶解、年温差等多因素影响产生的季节性变化,其中温度为主要因素.当卤水温度降低至0℃,开始析出芒硝,水化学变质系数MgSO₄/MgCl₂比值急剧下降,水化学特征由硫酸镁亚型向氯化物型转化过渡.通过20~25℃晶间卤水L10和L20蒸发实验研究,确定了一里坪卤水蒸发路线、液固相组成、物相鉴定、水化学特征系数、离子行为等变化及成盐特征,并与25℃ Na⁺,K⁺,Mg²⁺//Cl^-,SO₄^2--H₂O五元体系介稳相图理论预测计算综合对比,二者吻合性比较好,整体相对误差能控制在5%范围内,利用相图理论计算能够很好地指导实际硫酸盐型卤水蒸发析盐.利用水化学特征系数KCl/MgCl₂、MgSO₄/MgCl₂,研究了25℃硫酸盐型盐湖卤水钾盐成盐特征,当变质系数MgSO₄/MgCl₂高于0.13时,卤水钾盐矿物析出的同时,伴随有泻利盐共同析出.利用含Li⁺、borate、Mg²⁺水盐体系相图,研究一里坪老卤水深度蒸发中Li、B的行为,理论预测计算结果,剩余老卤水Mg²⁺/Li⁺比值降至27时,卤水中的Li、B始终以离子形式赋存于卤水中继续富集,此时卤水的累积成卤率仅为2.50%~3.20%,须引入新的工艺技术进行Li、B提取.研究结果为极高镁锂比、高镁硼比的硫酸盐型卤水的综合开发利用提供了理论支持.     

柴达本盆地沙下盐湖的卤水化学及矿物沉积特征——以察尔汗盐湖区北部外围地带为例

对柴达木盆地察尔汗盐湖区外围沙下盐湖的卤水及沉积进行了综合研究。沙下盐湖卤水化学组成与地表径流和开放性盐湖卤水之间存在明显的差异性,具有高Na~++Cl~-、低Mg~(2+)+Ca(2+)+SO_4~(2-)、贫K~++CO_3~(2-)+HCO_3~-等特征。沙下盐湖析盐层位含有新生矿物并夹带碎屑矿物,其盐类矿物组合为:石盐+羟氯镁铝石+光卤石。25℃等温蒸发相图表明,其卤水演化方向往光卤石析出区迁移,在穿越上覆盖层通道中卤水发生的物理化学反应与独特的沉积特征,可以作为继续寻找沙下盐湖的指导。     

新疆艾里克湖滨绿洲景观空间格局动态变化

以艾里克湖滨绿洲1989年9月的TM,2000年9月的ETM+和2005年9月的CBERS遥感影像为数据源,借助RS和GIS技术,以人机交互方式进行景观分类,生成景观分类图;运用景观生态学原理,通过景观统计软件Fragstats For Arcview对研究区景观格局与土地利用变化过程分析并进行驱动力研究.结果表明,1989-2005年的17年间,主要在人类活动的影响下,艾里克湖滨绿洲在外观特征和空间格局均有显著变化,绿洲面积呈先退缩后扩张趋势,湖泊面积也呈先萎缩甚至干涸后扩大趋势.整体景观异质性、多样性和丰度下降;景观优势度、蔓延度和破碎化程度增加.要实现干旱区绿洲的可持续发展和景观生态功能的良性发挥,必须注重景观格局的优化,从而维护景观生态过程与格局的连续性.     

Effect of climate and land use change in Ebinur Lake Basin during the past five decades on hydrology and water resources

Remote-sensing images of Ebinur Lake Basin including six years (1960, 1972, 1990, 2000, 2005 and 2010) were interpreted through RS and GIS. Land use changes in Ebinur Lake Basin during the past five decades were analyzed according to interpretation results. On this basis, effect of land use changes on hydrology and water resources was analyzed. Results show that the land use pattern in Ebinur Lake Basin changed greatly from 1960 to 2010. Cultivated Land and Urban-Rural Construction Land increased, while other landuse types decreased. Most areas were Unused Land. Generally, oasis expanded continuously, but oasis in Ganjiahu Zone at downstream of the Kuitun River Basin reduced to some extent. Runoff of the Kuitun River and Jinghe River increased gradually, but runoff of the Bortala River reduced continuously. Both inflows and lake area declined year by year. The groundwater level dropped significantly and water deteriorated continuously. Due to the decelerating wind blowing, evaporation in the basin reduced accordingly. Hydrology and water resources changes in Ebinur Lake Basin in past five decades were mainly caused by continuous expansion of Cultivated Land and oasis, continuous population growth and hydraulic engineering constructions. However, oasis expansion shall be limited within the carrying capacity of water resources. To maintain ecological security in the basin, it is necessary to determine reasonable oasis area, optimize river system structure, and improve utilization efficiency of water resources.     

The oasis expansion and eco-environment change over the last 50 years in Manas River Valley, Xinjiang

As an elite region of human being’s residence and development, the oasis in arid areas fosters more than 90% of population, produces more than 95% of the industrial and agricultural value, although its acreage takes only 3%―5% of total arid areas[1,2]. In the last decades, the oasis exploitation, harnessing and pro-tecting regional eco-environment have been becomingone of key study objects in the sustainable develop-ment[3―7], as the global environment changes and re-gional environment becom…     

近30年长江下游升金湖湿地不同季节景观生态风险时空分析

以安徽省升金湖湿地为研究对象,使用1989年、1996年、2003年、2010年和2017年四季Landsat系列遥感数据,构建景观生态风险评价模型,计算不同季节景观生态风险指数,分析风险空间分布及其变化特征,并使用Pearson相关系数分析季节间、季节与年度间景观生态风险相关性.结果显示:(1)不同季节景观生态风险指数有显著差异,生态风险从高到低依次为夏季、冬季、秋季和春季,夏、冬季风险指数平均高出春、秋季37.03%.(2) 1989—2017年升金湖湿地景观生态风险指数明显增加,湖区内泥滩、草滩等重要景观类型极易受人类活动影响,逐渐由中风险、较高风险区转变成较高风险、高风险区,且人造表面与草滩面积与较高风险和高风险区面积呈现出一定的协同变化特征.总体上,升金湖湿地以较低景观生态风险和中景观生态风险为主,较高景观生态风险与高景观生态风险主要位于上、下湖区.(3)季节间景观生态风险相关性最高的为秋季与冬季;年度生态风险与冬季生态风险高度相关.因此,近30年升金湖不同季节湿地景观生态风险时空演变趋势体现了该湿地景观格局变化对景观生态系统干扰的压力响应,且秋季与冬季湖区湿地需引起高度重视.     

云南九大高原湖泊流域人类活动强度对水质的多尺度影响

人类活动强度的空间异质性是理解区域人地关系和生态环境效应的基础。基于云南九大高原湖泊流域2020年土地利用数据,构建不同景观类型的人类影响强度系数,运用GIS空间分析量化流域人类活动强度与空间分异,探讨人类活动强度对水质的影响。结果表明:人类活动强度总体特征由高到低依次是杞麓湖(4.83)、星云湖(4.71)、滇池(4.19)、阳宗海(4.11)、抚仙湖(4.03)、异龙湖(4.01)、程海(3.93)、洱海(3.88)和泸沽湖(2.96)。人类活动强度指数(HAI)在流域尺度、坝区尺度、湖岸尺度的空间分异特征明显,每个流域都受到高强度人类活动影响,最大值出现在坝区,滇池、杞麓湖岸线存在完全开发的区域。人类活动强度随海拔和坡度增高而下降,高强度区集中在地势低平的湖泊周围。湖泊营养状态指数与流域尺度和坝区尺度高强度区呈显著正相关,这些区域应作为景观优化和管理的重点;与岸线尺度低强度区呈显著负相关,有必要减少湖滨带人类活动。综合考虑流域地形地貌-人类活动强度-水质的级联效应,应从不同空间尺度对各景观要素与过程管控。鉴于人类活动强度对水质的影响,可把湖泊管理分为预防型、保护型、治理型。     

Expansion of agricultural oasis in the Heihe River Basin of China: Patterns,reasons and policy implications

The Heihe River Basin (HRB) is the second largest inland river basin in the arid region of northwestern China. An agricultural oasis is a typical landscape in arid regions providing precious fertile soil, living space and ecological services. The agricultural oasis change has been one of the key issues in sustainable development in recent decades. In this paper, we examined the changes in the agricultural oasis in HRB and analyzed the socio-economic and climatic driving forces behind them. It was found that the agricultural oasis in HRB expanded by 25.11% and 14.82% during the periods of 1986–2000 and 2000–2011, respectively. Most of the newly added agricultural oases in HRB were converted from grassland (40.94%) and unused land (40.22%). The expansion in the agricultural oasis mainly occurred in the middle reaches of HRB, particularly in the counties of Shandan, Minle, Jinta and Jiuquan city. Changes in the rural labor force, annual temperature and precipitation have significant positive effects on agricultural oasis changes, while the ratio of irrigated agricultural oases has significant negative effects on agricultural oasis changes. The agricultural oasis expansion in HRB is the combined effect of human activity and climate change.     

鄱阳湖湿地苔草（Carex）景观变化及其水文响应

淡水湿地水文过程控制着湿地植被景观的形成与演变.基于Landsat TM/ETM+遥感影像数据,利用决策树分类法提取鄱阳湖湿地1992、1999、2006、2012年4期景观信息,通过景观格局指数、转移矩阵和质心迁移法对苔草景观的空间变化及其与水文过程关系进行分析.结果表明:研究期间,鄱阳湖湿地秋、冬季苔草景观分布面积受到水位和退水过程的影响,低水位年的中滩位缓慢退水与低滩位快速出露更有利于苔草景观的扩张;苔草景观的空间格局与水位关系密切,在低水位年份,低位洲滩提前出露,苔草景观分布高程较低,部分低位光滩被苔草所侵占,原苔草分布的部分洲滩转变为芦荻景观,景观的破碎化程度较重,在高水位年份,低位洲滩长期被水体淹没,苔草景观分布高程相对较高,部分芦荻分布区被苔草所侵占,而原苔草景观的部分区域转变为水体和光滩,由于该期间苔草主要集中分布在湖周和入湖河口地带的高位洲滩上,其景观破碎化程度较轻;水位年际间的升降变化会影响苔草景观质心位置,年均水位上升引起景观质心发生向湖岸方向推进,而年均水位下降则会导致苔草景观质心向湖心方向转移.     

The dynamical evolution theory of the isolated oasis system

Assume that an oasis and its surrounding desert consist of an isolated system without mass and energy exchange with the outer environment.The characteristics of oasis evolution have been explored under the condition of system energy conservation.The results show that oasis evolves with two equilibrium states.The first equilibrium suggests a stable expansive and an unstable degraded oasis whereas the second equilibrium indicates a stable shrink and an unstable increase of the oasis area.If one equilibrium state is unstable,the components of the isolated system(oasis and desert) would tend to be no energy exchange and they each reach to energy balance respectively.Oasis would maintain its initial area in this case.Further analyses point out that the two equilibrium states have completely different characteristics.In the first equilibrium state,a higher vegetation albedo,lower soil albedo and larger canopy resistance,and direr soil both contribute to the oasis area expansion,accompanying an excessive large desert soil and vegetation canopy temperature difference(SCTD).In the second equilibrium state,however,a lower vegetation albedo,higher soil albedo and small canopy resistance,and wetter soil benefit the oasis area to stay near its initial value,following a moderate SCTD.The convergent trajectories of the initial values in phase space are influenced by the separatrices of the equilibrium points.Higher temperature is an advantage factor for initial values convergent to the oasis expansion solution.     

近20年来巢湖流域景观生态风险评估与时空演化机制

基于1995、2005、2013年3期Landsat TM/ETM+遥感影像及DEM,应用GIS方法开展巢湖流域景观格局特征分析及生态风险网格化定量评估.研究表明:(1)近20年来,巢湖流域景观格局特征变化明显,表现为建设用地景观破碎度、分离度均呈先下降后上升趋势;农地、林地与水体景观破碎度、分离度均呈上升趋势.(2)生态风险时序分析表明,19952013年,巢湖流域低、较低和中等级生态风险区域面积在逐渐缩小,而较高和高等级生态风险区域范围在不断蔓延.近20年来,巢湖流域生态风险主要由低级向高级转化,面积达6025 km2,是由高级向低级转化面积的2.30倍.(3)生态风险时空演化机制分析表明,巢湖流域生态风险变化区域主要集中在北、西南和东南部,具有明显的阶段性和区域性.近20年来,巢湖流域经历了快速的城市化、工业化以及受到行政区划调整的政策影响,高强度土地利用模式及县域经济活力的释放叠加于本身脆弱的流域生态条件,对景观生态系统造成的强烈干扰促进流域生态风险整体有恶化趋势,需重点加强中级以上生态风险区域的生态保护与建设工作.因此,生态风险演化趋势体现了该流域自然特点和区域社会经济发展对景观生态系统干扰的压力响应.