柴达木盆地大柴旦硼矿床地质特征及成矿机理

大柴旦盐湖因蕴藏固体和液体硼矿资源成为柴达木盆地诸多盐湖中最早被关注和开发的盐湖之一。不仅如此,大柴旦盐湖还沉积有全球少有分布的特色柱硼镁石矿床。此种特色硼矿床的成矿环境和形成机理目前尚未得到应有的关注和研究。本研究基于大柴旦盐湖因开采硼矿而揭露出来的湖中高分辨率的天然沉积剖面DCD-2和DCD03,利用岩性地层学、沉积学、矿物学、地球化学以及AMS 14 C年代学等多指标研究方法,深入探讨了更具特色的湖底柱硼镁石矿层以及其他硼矿层的成矿环境和成矿机理,丰富和完善了盐湖硼矿床成因理论。研究结果显示,大柴旦湖底柱硼镁石矿层(第一硼矿层)形成年代始于BC 1790a左右。湖底柱硼镁石含量为35%,B2O3含量约为3%~16%,属于中低品位硼矿层;而湖滨钠硼解石和水方硼石含量分别为82%和35%,B2O3平均含量约为3%~9%,属于低品位硼矿层。硼矿形成前的较长时期内,大柴旦盐湖是以碎屑沉积为主的非盐湖相沉积环境,此后快速进入硫酸盐型盐湖阶段和湖底柱硼镁石矿层形成阶段。湖底柱硼镁石以及湖滨钠硼解石和水方硼石是在特定水文地球化学条件和湖泊环境下形成,在湖区的不同地带,由于不同的成矿作用和成矿机理形成了不同的硼酸盐矿物或硼矿床。大柴旦盐湖硼酸盐矿床的形成受控于硼自身内在地球化学特性及其外在控制条件,是内外条件耦合的结果。在固体硼酸盐整个形成过程中,盐湖卤水都呈现弱碱性—碱性,这是盐湖硼酸盐沉积形成的先决条件。文章提出了盐湖固体硼酸盐的具体形成机理并确定大柴旦盐湖硼矿床为高山-深盆-浅水成矿模式。     

内蒙古查干诺尔盐湖晚更新世至全新世孢粉植物群与古气候

本文基于内蒙古二连盆地查干诺尔盐湖８３－ＣＫ１井岩芯样品孢粉分析结果，将孢粉谱划分为Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ，Ⅳ四个孢粉带；根据孢粉组合特征讨论了晚更新世晚期以来研究区植被发展和气候演变以及盐湖沉积形成环境等问题。８３－ＣＫ１井沉积剖面年龄根据＾１４Ｃ测定。研究结果表明，晚更新世晚期和全新世早期气候相对温暖湿润，为盐类矿床形成的预备阶段；晚更新世末期和全新世晚期气候干燥寒冷，是内蒙古盐湖的主要成盐期。     

罗布泊盐湖晚更新世末期芒硝岩沉积及其古气候意义

罗布泊位于新疆塔里木盆地的东端,可能是世界最大的单体(干)盐湖。罗布泊从中更新世开始进入盐湖演化阶段,直到晚更新世末以钙芒硝沉积为主,进入全新世出现石盐沉积。一些钻孔揭示在上更新统顶部出现一些芒硝岩薄层,对比研究,确认这些钻孔中的芒硝层属同一时期沉积产物。14C测年显示,芒硝层段年代从13.72～16.92ka,光释光测年结果为19.34～19.83ka,这些与末次冰期最盛期的年代(14～22ka)基本吻合,推断当时罗布泊年均气温在-2～-3℃。至全新世早期,随着短期干冷气候结束,罗布泊转为咸水湖环境,自全新世中期以来,转变为盐湖环境。     

滹沱河河道剖面地层及其沉积年龄

对河北省藁城市滹沱河河道剖面(GCA)进行了地层岩性及沉积年龄的研究。根据剖面地层特征及年龄建立了晚更新世末期以来古河道剖面年代地层框架,并推算出各沉积阶段平均沉积速率,为滹沱河平原段古河道的沉积环境演化及河流沉积规律等研究提供详细可靠的时间标尺。研究结果表明该剖面揭露了距今约3万年以来的沉积地层。以埋深880cm处的不整合面为界,分为上下两段。上段地层为全新世以来的沉积物,地层底界年龄约为11.35ka,平均沉积速率为0.78mm/a;下段地层为晚更新世晚期的沉积物,平均沉积速率为0.30mm/a。两段地层之间存在约6ka的沉积间断,这一发现对于重建研究区古环境具有重要意义。     

柴达木盆地北缘东部侏罗系发育特征

侏罗系是柴达木盆地主力生油层,主要分布于盆地北缘。通过对柴北缘侏罗系标志层、岩性特征和沉积体系的综合研究,明确了主要露头剖面侏罗纪不同时期的沉积相类型。本区侏罗系主要发育 5 种类型沉积相,包括冲积扇、辫状河、扇三角洲、辫状河三角洲和湖泊,相带的展布和古地理演化均与区域构造运动密切相关。根据侏罗系内部及其与上下地层的接触关系和沉积旋回演化,柴达木盆地北缘东部经历了早--中侏罗世断陷湖盆沉积到晚侏罗世挤压坳陷沉积两大沉积演化阶段。     

晚第四纪MIS6以来柴达木盆地成盐作用对冰期气候的响应

气候是控制柴达木盆地盐类沉积的主要因素之一,但是其作用机制尚待明确。作者以柴达木盆地察汗斯拉图盐湖的3个含盐剖面为研究对象,采用多接收电感耦合等离子质谱(MC-ICP-MS)铀系测年测定其沉积时代,并通过X射线粉晶衍射(XRD)分析测定其盐类矿物种类。铀系测年显示D18剖面石盐和芒硝层的沉积时代为13.1±2.0 ka BP～15.9±2.5 ka BP,其中芒硝沉积年代属于末次冰期MIS2晚期;MXK2剖面芒硝层的沉积时代分别为131.7±39.5 ka BP和158.3±10.8 ka BP,D12剖面芒硝层的沉积时代分别为166.6±20.2 ka BP和198.0±20.6 ka BP,可以对应于倒数第二次冰期MIS6。XRD分析确定了3个剖面的盐类矿物主要为芒硝、石盐和石膏。综合多个盐湖晚第四纪成盐数据,本文认为倒数第二次冰期MIS6和末次冰期MIS2是柴达木盆地晚第四纪重要的成盐期,冰期的冷干气候有利于石盐和芒硝等盐类沉积。柴达木盆地"冰期成盐"的根本原因,是由于冰期环境下盆地周边山体冰川规模的扩张以及干冷的冰期气候,共同造成了盐湖补给水量的减少。此外,晚第四纪MIS6和MIS2的冰期降温也是导致盆地中冷相盐类沉积的直接原因。     

青海玉树地区探槽和剖面揭露的全新世含炭地层及其气候环境意义

对青藏高原东南部青海玉树地区的39个泥炭和含炭砂土样品进行了AMS14C年龄测试,这些样品来自于为研究玉树断裂开挖的2个探槽和2个剖面。通过分析泥炭层及其他含炭地层的宏观岩性及其中样品的AMS14C年龄,将玉树地区的全新世含炭地层的沉积过程划分为4个阶段:阶段Ⅰ:早全新世,10100~6000a BP,非常适宜泥炭的形成;阶段Ⅱ:中—晚全新世,6000~3500a BP,较不适宜泥炭的稳定形成,沉积物中含炭量相对减少,碎屑增加,颜色变浅;阶段Ⅲ:晚全新世阶段,3500~1500a BP。该阶段的气候总体变的更加干旱和凉爽,基本上不能形成泥炭,碎屑沉积在持续增加;阶段Ⅳ:1500a BP以来:自1500~1100a BP,气候可能更加干冷,沉积物中主要为碎屑沉积;1100a BP以来,受中世纪暖期气候变化影响,在本区许多地貌单元近地表形成一层灰黑色的炭质层。这4个阶段与红原泥炭所反映的全新世气候变化波动趋势能较一致。气候、地貌和构造因素三者共同控制本区域内泥炭和炭质层的发育和形成。     

鲁北平原晚第四纪地层结构及沉积演化

以54个浅层新钻孔和多个野外露头为研究对象,综合沉积物粒度、薄片、微体古生物、孢粉、14C测年及静力触探等资料,分析了鲁北平原晚第四纪的地层结构和沉积类型,总结了晚更新世晚期以来的沉积演化。研究表明,末次冰期盛冰期到冰后期,受地势、气候条件控制的黄河河道迁移和海水进退是影响地层结构和沉积特征的主要因素,南北地层结构差异明显,发育古河道、湖沼、黄土、三角洲、潮坪和滨浅海等沉积类型,其中古河道分布面积最广,自下而上可划分为三期。晚更新世晚期至早全新世早期,受干冷气候影响,发育第Ⅰ期古河道,小清河以南沉积黄土层;早全新世晚期至中全新世,气候转暖导致海平面升高,沿海地区形成海侵层和三角洲,内陆地区继承性发育第Ⅱ期古河道和湖沼沉积;中全新世末期或晚全新世以来,受黄河泛滥影响,沉积第Ⅲ期古河道和现代黄河三角洲。地层结构和沉积物分布的研究对于分析地下水位的变化规律,以及选择合适的地震激发层等均有重要的指导意义。     

若尔盖盆地黄河第一湾河岸沉积地层序列及其成因研究

经过在若尔盖盆地进行全面野外考察,在黄河第一弯岸边发现了沉积序列清晰的、具有代表性的完整沉积地层剖面。通过沉积学和地层学特征和沉积相的观测分析,结合实验室粒度分析、数据处理和测年断代,其结果表明：该剖面底部蓝灰色古湖相沉积层反映出盆地内部在OSL年龄35 ka之前为较深的湖泊。其上覆盖的风沙与泥炭互层,反映出在该区域湖水消失之后,在30 ka之前古湖底出现泥炭沼泽,同时风沙作用盛行。而浊黄橙色古洪水沉积层（OFD1）则反映出在30~27 ka之间,曾经有来自于黄河源区流域的规模巨大的洪水进入若尔盖盆地,在古湖底泛滥并且将其携带的分选良好的细沙与粉沙质泥沙堆积下来。该剖面中部厚度达5~7 m的河漫滩-风沙层,沿着河岸追索,则可见其表现为高低起伏的古沙丘。这表明在末次冰期盛期和冰消期,气候干旱寒冷,黄河已经下切形成其河槽,其河漫滩沉积物被强劲的风力吹扬,形成连绵起伏的沙丘。该层之上所覆盖的浊黄橙色古洪水沉积层（OFD2）,则反映出在全新世初期9.86~8.28 ka之间,来自于黄河源区流域的大洪水再次进入盆地,在黄河第一湾两岸的古湖底沉积了分选良好的细沙质与粉沙质的泥沙。到了全新世中期后,若尔盖盆地风沙作用依然盛行,黄河河槽深切,第一湾两岸接受沙尘暴沉积。在全新世中期的相对温暖湿润气候条件之下,沙尘暴沉积物被改造为亚高山草甸黑土类土壤,成熟度极高。到了全新世晚期以来,风沙作用与沙尘暴沉积过程持续,沙尘暴沉积物也被改造为亚高山草甸黑土层。本文研究对于深入理解黄河源区末次冰期以来环境变化与地表过程演变,以及晚更新世以来的气候水文变化规律具有重要的科学意义。     

柴达木盆地盐湖形成演化与水体来源关系的地球化学初步模拟:Pitzer模型的应用

利用Pitzer模型，对柴达木盆地盐湖、地表河水以及地表河水同深部来源的CaCl2水体以不同的比例混合后进一步演化的结晶路线进行了研究。结果表明，柴达木盆地硫酸镁亚型盐湖的结晶路线可分为四类，氯化物型盐湖的结晶路线可分为两类，他们的形成不可能是地表河水蒸发演化到一定阶段的产物。地表河水同深部来源CaCl2水体以不同比例混合掺杂后水体水化学类型及析盐途径各不相同，它们同盒地内不同盐湖的水化学类型及其析盐途径具有很好的对应关系，说明柴达木盆地盐湖的形成同盒地内存在的两种水体－地表河水和深部来源CaCl2水体有着密切的关系。     

东海大陆架南缘海域地层声学剖面及地质解释

阐述了对东海陆架南缘勘查区进行的高分辨率的浅地层探测情况。通过对测区的浅地层声学剖面的解释和研究,笔者认为:声学剖面较直观地反映了该区的海底地形、地貌、浅地层沉积物结构、构造及海底基岩埋深状况,对恢复该区沉积地质环境和发育历史有重要意义。     

声学地层剖面探测技术在金州湾人工岛场址勘察中的应用

声学地层剖面探测是一种基于声学原理的连续走航式探测水下地层结构和构造的地球物理方法,由于其灵敏度和分辨率高、连续性好且能高效地探测水下地层的地质特征及其分布而在海洋工程勘察中得到了广泛应用.拟在渤海金州湾海域内建造一座人工岛,场址沉积的地层是自晚更新世以来伴随着海平面升降和海侵海退过程而逐渐形成的,自上而下依次为:浅海...     

翁泉沟硼矿物相分析方法研究

对翁泉沟硼矿采集的4个矿石样品进行测试,分析得出其主要成分由硼镁石Mg₂[B₂O₄（OH）]（OH）和硼镁铁矿（Mg,Fe）₂Fe（BO₃）O₂组成.本物相分析方法通过对样品进行湿法磁选、酸溶方法测定硼镁铁矿中的硼元素.磁选后残渣经酸溶测定硼镁石中硼元素,结果显示其组分与实际地质成矿组分相吻合.实验证明本测试方法对硼矿石物相及硼矿物在自然界中的赋存状态测定分析快速、准确,为当前的硼矿石研究提供了新的思路,能够满足测试要求.     

柴达木盆地西部油泉子凹地晶间卤水层水文地质及水化学特征

油泉子凹地位于柴达木盆地西部,凹地中蒸发岩的晶间孔隙发育,包含了大量的高浓度卤水,KCl品位高,富水性中等,水化学类型有氯化物型、硫酸镁亚型、硫酸钠亚型。研究表明,周边山区岩石中钾、硼、锂、钠、镁等元素物理风化后经流水搬运,形成了研究区丰富的钾盐矿物质;相关元素比值反映了矿区卤水陆相来源、溶滤水的成因特点。研究显示,研究区内地下水的密度、矿化度均有由西向东逐渐变淡的趋势;水文地质条件表明,季节性洪水、大汽降水是卤水重要的补给源。研究区地势低洼,地下水的排泄方式主要为蒸发排泄,形成了具有典型内陆蒸发型的水文地球化学特征,因此富集了大量高矿化度、且含多种金属离子的咸卤水。     

电气石中硼的溶出机制初探

电气石是一种以含硼为特征的硅酸盐矿物,矿物中硼含量在2.78%~3.4%之间,但电气石中的硼被束缚在稳定的晶体结构中难以溶出而被植物吸收,从而影响电气石中硼在农业上的应用。本文通过一系列实验与检测分析,对电气石中硼的溶出机制进行了研究,发现＂高温煅烧十活化剂＂相结合的方法能有效地将电气石中硼的溶出,并初步选定Na2CO3为理想的活化剂,为开发电气石硼肥奠定了理论基础。     

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。     

Sample preparation for isotopic determination of boron in clay sediments

The procedures of sample preparation for isotopic determination of boron in clay sediments is very cumbersome, by far, there haven’t been relevant reports on that. In order to establish an effective method for sample preparation, a series of experiments were carried out. In this paper, boron in clay sediments was extracted with HCl solution and purified by two-step ion exchange method. Extracted HCl solution should be adjusted to alkalescency before passing through the Amberlite IRA 743 resin column due to the fact that Amberlite IRA 743 resin absorbs boron only from alkalescent solution. However, a mass of hydroxides of Al and Fe will be precipitated when the extracted HCl solution becomes alkalescent. Hydroxides of Al and Fe have a strong adsorption capacity for boron, which can cause boron isotope fractionation. To treat precipitated hydroxides of Al and Fe, four procedures, namely direct ion exchange (DRIE), decationizing ion exchange (DCIE), once sedimentation ion exchange (OSIE) and repeated sedimentation ion exchange (RSIE) were used and assessed. The influences of the four procedures on separation and extraction and isotopic composition of boron in experimental solutions and clay sediments were also discussed. According to the results, the DRIE, DCIE and OSIE are improper. The result of sample determination indicates that when extracting boron via RSIE, with the increase of precipitation times, there’s an obvious decrease in boron content in the precipitated hydroxides while a sharp increase in recovery of boron and it is favorable for weakening the influence of boron isotope fractionation. But the process of RSIE is time consuming and it may introduce boron. It needs further research to establish a more effective sample preparation method for isotopic deter- mination of boron in clay sediments.     

The experience of mapping of Baikal subsurface gas hydrates and gas recovery

Lake Baikal is the only fresh-water lake where natural gas hydrate accumulations were found in sediments. For the recent decade, Baikal has become a natural laboratory for investigation of the properties of gas hydrates, their indicators, and recovery of gas from subsurface (subbottom) gas hydrates. We present the main results of subsurface gas hydrate mapping and gas recovery test near the delta of the Goloustnaya River.     

电气石硼肥制作技术的试验研究

硼元素是农作物生长所需的七种微量元素之一。目前给土壤补充硼元素的主要方式是施硼肥(来自硼砂矿),随着硼砂矿资源的日益减少,寻找硼替代资源日渐紧迫。笔者认为,电气石是可替代硼砂的主要矿物之一。利用电气石中硼的关键是将电气石中的硼变为可溶性硼。实验表明,高温焙烧法对电气石中硼的溶出非常有限,而用添加HF等助剂的化学法将电气石中的硼活化溶出的方法,效果较好。因此,可通过化学法先将电气石中的硼元素溶出,然后再加入部分电气石及辅料来制作电气石硼肥。