湖泊沉积物记录的湖水古盐度定量研究进展

湖水古盐度的定量反演,可以促进过去全球变化研究由定性走向定量。内陆干旱半干旱地区湖泊尤其是封闭湖泊的盐度取决于流域降水,径流和蒸发的平衡关系,并直接表现为湖泊水位的变化。关于湖水的古盐度反演,长期以来已经根据多湖泊沉积环境指标加以揭示,包括湖泊沉积物中介形虫壳体的元素地球化学特性、硅藻-古盐度转换函数、介形虫壳体的形态学特征及其与生长环境的关系以及实验模拟等。各种方法有不同的适用条件和适用范围及一定的局限性,对此做了归纳和评述。     

晚冰期以来河西走廊花海古湖泊演化过程及其对气候变化的响应

通过分析河西走廊花海古湖泊沉积物中的盐类矿物组成,结合年代序列,重建了花海晚冰期以来湖泊演化过程及其对气候变化的响应。结果表明：晚冰期及新仙女木时期,花海湖泊以芒硝沉积为主,属硫酸盐型湖泊,湖水的盐度较高且周期性波动频繁;全新世早期（10.47 cal ka BP以前）,湖泊以洪泛堆积和风成沉积为主,揭示了湖泊萎缩、甚至干涸;全新世早期至全新世中期（10.47～8.87 cal ka BP）盐类矿物以碳酸盐沉积为主,为碳酸盐型湖泊,湖水淡化,湖泊水位开始逐渐回升;全新世中期（8.87～5.50 cal ka BP）盐类矿物呈现一定的波动变化,其中,8.8 cal ka BP 时期盐类矿物以硫酸盐沉积为主,湖泊由碳酸盐型转化为硫酸盐型,湖水咸化,盐度升高;随后盐类矿物以碳酸盐沉积为主,湖泊由硫酸盐型转化为碳酸盐型,湖水盐度降低、湖泊扩张;全新世中晚期（5.50 cal ka BP以来）出现沉积间断,表明中晚全新世时期湖泊逐渐萎缩。在全新世期间,花海湖泊千年尺度演化过程揭示了该区域气候干湿状况受亚洲季风和西风共同控制的影响。     

内陆干旱盆地新生代碳酸盐岩氧同位素的古气候意义

以柴达木盆地新生代湖相沉积作为主要研究对象，探讨内陆干旱盆地碳酸盐岩氧同位素的古气候意义。作者发现，内陆干旱湖盆碳酸盐岩氧同位素比值的变化，与深海氧同位素相似，也受矿物相、水体的温度和盐度控制，但主要受控于水体盐度的变化，即来自边缘山体的淡水供给和湖泊水体有效蒸发的状况，其次才是水体温度等因素的变化；在恢复内陆干旱湖盆古环境古气候演化规律方面，碳酸盐岩氧同位素记录有着极为重要的作用     

近800年来内蒙古岱海地区古气温的定量重建

根据对现代湖水、现生介形类壳体以及湖泊沉积岩芯中同一种属介形类壳体的Sr/Ca分析,利用现代湖水Sr/Ca与湖水盐度的关系,确定了不同沉积时期湖水盐度;其次,在室内模拟实验,建立了湖水盐度与湖水氧同位素的函数关系;结合²¹⁰Pb测定沉积速率和¹⁴C测年资料,利用沉积剖面的自生碳酸盐氧同位素及由湖水盐度推算的湖水氧同位素组成,定量恢复了不同时期的湖水温度,进而根据碳酸盐结晶时水温与年均气温关系推测了古气温。结果表明:在近800年内蒙古岱海地区的气温变化序列中,中世纪暖期、现代小冰期以及近百年增温均有明显表现。研究时段内,岱海地区中世纪暖期比当代30年的年均气温高1℃以上;在公元1240年左右突然降温过程表现特别突出,在其后约60年的时段内气温下降1.8℃;小冰期最大降温幅度2℃以上,大于华北其它地区。不同于我国西部古里雅冰芯的记录,岱海地区近百年增温程度仍没有达到中世纪暖期水平,预示气候变暖对我国西部地区的影响将大于东部。     

滇西兰坪古近系盆地硼元素法定量恢复古盐度及其意义

通过对兰坪盆地古近纪野外剖面中含盐泥岩—泥质粉砂岩—粉砂岩微量和常量元素的测定,利用Adams和Couch古盐度计算公式、Walker"相当硼"判别法及锶钡比值法定量—半定量地分析了该区古盐度特征。结果表明,古盐度在6.5‰~22.05‰之间,盐度变化明显,以半咸水沉积为主,其次为淡水沉积。沉积中心主要位于云龙县—兰坪县一带,古盐度值最高,平面上表现为从沉积中心向盆地周缘盐度逐渐降低,并与其所伴生的沉积环境表现出良好的对应关系。结合盆地沉积相、古环境及古地理特征,综合分析认为云龙县—兰坪县一带含盐系地层具有优越的钾盐成矿前景。     

微量元素分析在判别沉积环境中的应用 ——以柴达木盆地西部锶矿区富锶地层为例

沉积岩中的微量元素对沉积环境水介质的变化较为敏感,是研究沉积物沉积时古气候、古环境的有效手段。本文选取了对沉积环境介质较为敏感的（Sr）、钡（Ba）、铜（Cu）、铀（U）、钒（V)、镍（Ni）、钍（Th）等元素作为判别指标,对柴达木盆地西部中新统油砂山组、狮子沟组和更新统七个泉组三套富锶岩层的古气候和古沉积环境特征进行了研究。结果表明：柴达木盆地西部从油砂山组到七个泉组沉积时总体上为干旱的气候环境;湖盆水体的盐度较高,表现为咸水环境,且从油砂山组到七个泉组随着地层变新,盐度有逐渐增大的趋势;油砂山组、狮子沟组和七个泉组沉积时湖盆水体均表现为中等分层,湖水循环较为顺畅的氧化环境。     

湖泊生物标志物与古气候环境变化的研究进展

湖泊沉积中的生物标志物可以提供丰富的信息,包括有机物来源、沉积过程的古环境条件等。湖泊沉积主要反映区域气候变迁史,可以揭示短至十年尺度的古气候事件,是高分辨率古环境、古气候重建的理想材料。与其他湖泊古气候古环境代用指标相比,生物标志物在湖泊古生态系统恢复与古生产率评估、古大气CO2分压与古温度确定等方面可以提供更为精细的信息,成为研究湖泊环境的有力工具。评述了湖泊沉积生物标志物在湖泊环境变化中的研究现状及应用前景。     

湖水面演变历史与古湖沼学证据

对世界各地许多保存完整的古湖沼学证据详加分析研究,可以获得大量湖水面演变历史的信息。而湖水面的动态变化受控于气候因素的变化。所以成为目前湖泊环境学研究的一大分支。该文从地貌学、相组合和沉积学、地球化学、古生态学以及考古学五个方面简述古湖沼学证据,以图更精确地恢复过去的湖泊演变历史,为区域和全球环境演变研究提供有力的佐证     

湖泊自生碳酸盐氧同位素环境记录研究：（二）问题

对前人提出的湖泊自生碳酸盐氧同位素组成（δ18Oc）多种环境解释模型作了评述,指出了各种模型存在的局限性。提出在利用δ18Oc变化进行气候和环境变化研究时,需注意气温对湖泊δ18Oc的影响机制,湖水不同深度层的水温差异对化学沉积和介壳碳酸盐δ18Oc的影响δ18Oc和湖泊水位、降水δ18Oc、湖水盐度的关系,碎屑和自生碳酸盐矿物的分离,湖泊不同碳酸盐矿物间δ18Oc差值的确定,单矿物同位素组成的测试,不同前处理方法对δ18Oc测定的影响,以及碳酸盐沉积时的不平衡效应等问题。     

南极中山站及毗邻地区湖泊与冰雪COD_(Mn)研究

在 CHINARE- 1 5考察期间对中山站及毗邻地区的湖泊和冰雪进行了采样。它们的CODMn指数与中国《地面水环境质量标准》相比 ,可分为三类 :一类水质所占比重最大 ,大约为56% ,二类和三类分别为 37%、7%。各类水体的 CODMn指数主要为自然源所贡献 ,人为污染不明显。湖水的 CODMn指数是生物生长状况、有机质含量、盐度和水体氧化还原程度的综合体现 ,新鲜降雪样的 CODMn指数指示了该地区的大气洁净度。     

盐酸浓度和用量对粘土沉积物硼的提取和同位素组成的影响

研究了处理粘土沉积物时不同浓度盐酸和用量对溶出硼量及硼同位素组成的影响。结果表明,粘土沉积物中硼的溶出量随盐酸浓度的增加而增加,当盐酸浓度相同时,溶出的硼量随所加盐酸用量的增加而增加,加热有利于硼的溶出。实验结果还表明,粘土沉积物硼的溶出量对测定的硼同位素组成没有明显的影响。     

柴达木盆地西部第三系油田卤水资源可利用性分析

通过对柴达木盆地油气钻孔资料的整理分析发现,对第三系地层中进行油气勘探时,经常伴有自井中喷出矿化度较高的卤水———油田水。通过对柴达木盆地构造演化分析,早期残留的古湖水经干旱蒸发条件,发生浓缩,将导致有用物质组分的富集;在此基础上,2002年对柴达木盆地西部第三系地层分布区的油井新取了水样,证实该卤水中含有较高的钾硼锂碘组分。通过盐田蒸发试验,可以得到质量较好的钾石盐、硼钾混盐、含锂碘的母液。     

表生作用条件下硼酸盐矿床的形成问题

沉积硼酸盐矿床在自然界分布相当广泛 ,主要见于南、北美和我国青藏高原的盐湖中、美国和土耳其某些第三纪沉积盆地中 ,以及欧洲某些古代海相盐矿床中。为了研究其形成问题 ,从 70年代开始 ,我们利用青藏高原盐湖卤水和泉水进行了许多模拟实验工作。从 40～ 5 0个样品中获得了大量钠硼酸盐、纳钙硼酸盐、镁硼酸盐和含氯化镁的镁硼酸盐复盐。这对于阐明表生作用条件下硼酸盐矿床的形成是非常重要的。实验和研究结果证明 :1)与地热和火山活动有关的水体是硼酸盐矿床形成的物质来源 ;2 )硼酸盐矿床可形成于Ｎａ、Ｋ、Ｍｇ//Ｃｌ、ＳＯ4 ·Ｈ2 Ｏ和Ｎａ、Ｋ//Ｃｌ、ＳＯ4 、ＨＣＯ3、ＣＯ3·Ｈ2 Ｏ不同水盐平衡体系的不同富硼水体中 (盐度 :1 2 7～ 41 4% ,Ｂ2 Ｏ3含量 :0 0 5～ 2 97% ) ;3 )硼酸盐矿床通常形成于稳定平衡条件下 ,而不是介稳平衡条件下 (蒸发过程中 ) ;4)低温条件有利于硼酸盐自水体中析出 ;5 )硼酸盐矿床的形成与水体的化学类型、ｐＨ值和硼含量有密切关系 ;6)我们实验中所获的硼酸盐反映了天然硼酸盐矿床形成的原始条件。不仅揭示了大陆盐湖硼酸盐矿床的形成 ,也揭示了古代海相盐矿床硼酸盐的成因。     

自青藏高原盐湖卤水获得钠硼解石的研究

钠硼解石是一种常见的硼酸盐,主要分布在南美和我国青藏高原盐湖中,以及土耳其西阿纳托里亚（ＷｅｓｔＡｎａｔｏｌｉａ）硼矿和美国西部Ｋｒａｍ ｅｒ硼矿中。它是青海盐湖硼矿的主要矿石类型。由于自然界未发现在水体中析出的钠硼解石,因而,其成因仍是不清楚的。从放置３ 年、８ 年和１４ 年的小柴旦湖矿坑水、湖表卤水和扎仓茶卡湖表卤水获得了钠硼解石,从而查明钠硼解石是在稳定平衡条件下的低浓度、弱碱－ 碱性、富硼的硫酸钠亚型水体中形成的。这对于阐明钠硼解石矿床的成因及其人工控制再生均有重要的意义     

Modeling Permeability Changes Caused by Hydrothermal Circulation

A new model for simulating porosity and permeability changes caused by sedimentary reservoirsdiagenesis is presented. Permeability is computed from changes in the mineral volume fractionsresulting from precipitation and dissolution of the rock-forming mineral as fluid flows throughvariable salinity and temperature fields. Its evolution is controlled by a power—law relationship,in which a weighting coefficient is assigned to clay minerals. This approach allows theincorporation of the widely observed influence of clay content on the porosity—permeabilityrelationship. A synthetic example is set up to analyze the sensitivity of the results to a set offour controlling parameters: the effect of the clay-weighting coefficient compared to the effectof the salinity gradient, temperature gradient, and exponent coefficient of the permeabilityevolution law. Using a large range of values for these parameters, the results show that theirinfluence is of equivalent magnitude in terms of permeability evolution rate. It also seemsthat the value of the clay-weighting coefficient affects the evolution trend: permeability mayincrease when the porosity decreases (and vice versa). The model is compared to the classicalapproach for which permeability is a function of porosity change only. Results display thestrong influence of even low values of the clay-weighting coefficient on the permeabilitychange. Consequently, the specific influence of mineral transfers on pore structure changes isa key parameter for modeling permeability changes and cannot be bypassed by the use ofsimple porosity—permeability evolution law.     

宁夏扬黄灌溉对土壤环境的影响

本文在对宁夏扬黄灌区的同心县河草沟村的调查取样基础上 ,通过对灌溉地土壤灌溉前后以及灌溉地土壤与非灌溉地土壤之间的比较 ,分析了扬黄灌溉后 ,灌区土壤在盐分含量、土壤颗粒组成、土壤养分和土壤微量元素含量等方面的变化 ,以及这些变化对土壤沙化、土壤盐渍化和土壤环境质量等的影响。结果表明 ,扬黄灌溉在一定程度上抑制了土壤沙化 ,改善了表层土壤的盐分状况 ,提高了土壤肥力 ,但并没有彻底消除土壤盐渍化的潜在危害 ,也部分造成了土壤环境质量的下降。     

裂隙性粘土粒度成分的分形结构

根据分形理论,研究了我国普遍分布的裂隙性粘土粒度成分之分形结构特征,其分维值介于2.600～3.000之间,且灰白色隙壁粘土的分维值≥黄褐色母体土的分维值。在此基础上,讨了分维与土体物质成分、结构特征的关系,以及它所代表的工程地质意义。     

四川盆地气田水及开发利用展望

四川盆地天然气和气田水开发历史悠久。气田水具分布广、产层多、低孔渗、高承压、品质优、资源富和气水同产等特点。气田水不同程度的富含溴、碘、钾、硼、锂、铷等多种有用元素,含量多超出开采利用品位,为优质液态矿产资源,经济价值极高,综合开发利用将为国家提供多种紧缺的无机化工原料,同时对弥补我国钾盐资源短缺具有重要意义,并可促进天然气的开发     

塔里木河下游典型绿洲滴灌防护林地土壤水盐时空动态

通过野外定位观测,对塔里木河下游典型绿洲防护林地灌溉周期内、不同滴灌年限以及不同质地类型土壤水盐动态进行监测分析。研究结果表明:①绿洲幼龄防护林地土壤水盐变化属于灌溉周期型;灌后土壤湿润体呈“半椭球型”分布,积盐区位于湿润峰附近;当前防护林（沙壤土）滴灌周期为10 d较为合适。②实施滴灌1 a、2 a和5 a林地（沙壤土）土壤水分亏缺量逐年增大;0～20 cm土层随滴灌年限的增大先脱盐后积盐,20～120 cm土层均表现为脱盐。③滴灌5 a后,粉黏土林地表层板结层的形成显著抑制40～60 cm土壤水分蒸发,盐分呈“表聚型”分布;细沙土林地土壤持水性差,各土层盐分呈“均匀型”分布;沙壤土林地持水性较细沙土林地略高,盐分呈“波动型”分布。     

不同环境背景下的艾比湖区域土壤水盐差异性特征研究

由于不同的环境背景下环境机制不同,所以导致了水盐（主要指水分、盐分）空间变异存在很大差异,在此背景下分析艾比湖地区含水量与含盐量空间变异,有助于更加合理的了解土壤含水量与含盐量一体化规律。以艾比湖为中心把艾比湖区域分为三个靶区：绿洲、荒漠、湖区,运用统计学方法,分析三个区域的土壤水分、盐分差异性特征。结果表明：绿洲、荒漠、湖区这三个区域表层土壤盐分积聚严重,其含盐量大小依次为：荒漠→绿洲→湖区,而含水量却相反;绿洲、荒漠和湖区土壤含盐量的变异系数均在85%～150%之间,属高强度变异,含水量变异系数均介于55%～75%之间,属中强度变异。说明荒漠区域盐分含量的水平分布不均匀,空间异质性较强;而水分含量的水平相对较为均匀,空间异质性较弱。绿洲、荒漠、湖区土壤层10～20 cm与20～40 cm土壤层含盐量的存在显著性相关性（p<0.01）,即绿洲的相关系数0.913,荒漠的相关系数0.966,湖区的相关系数0.941,绿洲与湖区土壤表层与亚层含水量存在显著性相关性（p<0.01）相关系数分别为0.851 和0.908。说明绿洲与湖区土壤层0～10 cm与10～20 cm土壤含水量存在水分转移现象,荒漠区域这种现象不明显,可能与沙漠炎热地表环境和土壤性质等因素有关。研究结果揭示了艾比湖地区不同环境背景下秋季的土壤含水量与含盐量分布特征,为艾比湖地区农作物灌溉管理及土壤盐渍化治理提供了科学依据。