青藏高原典型盐湖硼矿床成矿条件对比与矿床模式研究

选取青藏高原扎仓茶卡和大柴旦典型盐湖硼酸盐矿床,分别从区域地质背景、气候条件、区域水文地球化学以及硼地球化学特征等方面开展了研究。研究结果表明,扎仓茶卡和大柴旦盐湖固体硼酸盐矿床的形成受控于硼自身内在地球化学特性以及外在控制条件,特别是构造运动、第四纪以来的干旱气候条件以及丰富的物源等控制因素,青藏高原盐湖硼酸盐矿床的形成是内外条件耦合的结果。基于扎仓茶卡和大柴旦盐湖硼酸盐矿床的成矿条件和成矿模式的研究,确立青藏高原高寒干旱盐湖区盐湖硼酸盐矿床成矿模式为高山—深盆—浅水成矿模式。     

柴达木盆地盐湖硼矿资源的形成和分布特征

柴达木盆地盐湖富含硼矿资源,有沉积型和矿化水两种类型。盐湖卤水硼矿在方向性变化上呈北高南低的态势。固体硼酸盐矿床的成矿时间为晚更新世到全新世,并以全新世为主。固体硼矿主要分布在盆地北缘的大、小柴旦盐湖,马海干盐湖也有零星分布,卤水硼矿床的形成受控于丰富的硼物质来源、闭流汇水盆地和干旱的气候条件;稳定的物理化学环境、低温条件、稀释掺杂作用、生物作用、盐湖水体化学类型及其它相关成盐机制则对固体硼酸盐沉积矿床的形成起着重要的作用。     

大柴旦盐湖硼矿床与国内外硼矿床的对比研究

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,还沉积有全球少有分布的湖底特色柱硼镁石矿床。基于大柴旦盐湖硼矿床的地质特征和硼同位素地球化学特征,与国内外不同硼矿床开展对比研究,旨在探讨主控硼矿床形成的影响因素及其异同点。研究发现,大柴旦盐湖硼矿床与国内外硼矿床的形成均受控于新构造运动、封闭—半封闭的低洼汇水盆地以及极度干旱的气候条件等因素,所有硼矿床均与火山岩或含电气石花岗岩有密切关联,成矿物质特别是硼元素主要来源于火山岩或含电气石花岗岩,经热泉水、温泉水和大气降水的水岩作用后迁移富集。主控因子化学组分或盐湖水化学特性的不同致使硼矿物的种类和矿物共生组合特征等方面表现出一定的差异性。     

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     

阿里扎仓茶卡-拉果错地区盐湖矿产成矿地质规律及找矿远景探讨

西藏阿里扎仓茶卡-拉果错地区盐湖矿产地处班公错-怒江缝合带西段。南北两侧为羌塘—三江复合板片和冈底斯—念青唐古拉板片。成矿区主要分布于西羌塘高原西部硫酸钠亚型、碳酸盐型盐湖硼、钾、锂、芒硝成矿带（Ⅳ-6）和扎仓茶卡-洞错硫酸钠亚型锂、硼、钾卤水-钠、钙、镁、硼酸盐矿集区内。该区属于藏北寒冷的干旱-半干旱高原季风气候区,年蒸发量2 065～2 300 mm,为降水量的7～8倍,是盐湖形成的理想地区。该地区共计有大型盐湖矿产4处,以碳酸盐型和硫酸盐型盐湖卤水矿为主。通过对区域地质背景并结合典型矿床地质特征、盐湖演化、第四系空间结构变化等内容的分析,认为该区域在古湖盆、现代湖盆周边及湖水底部第四系内有很好的找矿远景。     

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。     

大柴旦盐湖化学沉积特征及其控制因素

大柴旦盐湖岩性地层层序依据湖底沉积剖面DCD-2和DCD03自上而下可划分为蒸发盐类盐层与灰黑色淤泥层混合层(Ⅰ层)、灰白色柱硼镁石矿层(Ⅱ层)和土黄色泥质沉积层(Ⅲ层)。湖底化学沉积以石膏为主,并见有石盐和碳酸盐等盐类矿物,这些蒸发盐类矿物几乎贯穿整个化学沉积过程,碎屑矿物夹杂其中,化学沉积分异很不充分。在柱硼镁石矿层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。个别层位见有大柴旦盐湖这种独特化学沉积序列,与其它陆相和海相蒸发沉积序列有明显的差异,这可能主要受该地区的构造环境、物源背景以及气候变化等因素的控制。新构造运动、气候的持续干旱化、湖底柱硼镁石矿层形成前后截然不同的湖区气温、水量平衡和水化学条件(包括化学动力学因素)以及盐湖硼酸盐矿物形成的内外耦合条件,促使全球分布有限的柱硼镁石矿层在大柴旦湖底形成。构造运动、气候干湿变化以及不同水体(包括入湖淡水、盐湖卤水和周边出露泉水)的掺杂兑卤作用的耦合机制控制了大柴旦盐湖如此特殊的化学沉积序列。     

大柴旦盐湖CSCD

大柴旦盐湖位于柴达木盆地北部的次级山间盆地中,其常年卤水湖加上干盐湖的总面积约为235km^2,以蕴藏固体硼矿为特色,钾、锂等资源尚待开发。大柴旦盐湖以其独特的地质地貌和水文气候特征为我们提供了研究盐湖硼、锂、钾等矿产资源形成的物质来源、成矿过程、水文条件、     

柴达木盆地大柴旦盐湖硼矿特征及成因研究

柴达木盆地是我国最大的盐湖产业基地,大柴旦盐湖为盆地内重要的固液相硼矿床,其卤水中富含硼、锂、钾、镁、钠、溴、碘等。通过勘查大柴旦地质背景和卤水储层地质特征,分析大柴旦湖水（地表卤水）、潜卤水、承压卤水水文地质特征、水化学特征,结果表明大柴旦地区硼、锂来源于地球深部,断裂构造为导卤构造,钾、钠、镁等盐类来源于周缘花岗岩,新构造运动形成大柴旦断陷盆地接受沉积,干旱的气候条件下沉积盐类地层,随着地下水补给增加,岩盐层溶解,形成高矿化度卤水,相应的硼、钾、锂等溶解于卤水之中,形成卤水（液体硼矿）。     

柴达木盆地盐湖K、B、Li资源的成矿地球化学系统

柴达木盆地是我国极为重要的K、B、Li盐类资源富集区,承担着建设世界级盐湖产业基地的重任,却存在成矿规律不明确、可采卤水资源找矿效果不显著的瓶颈,盐湖资源面临着严重的可持续发展问题。本文强调将柴达木盆地盐湖作为一个地球化学系统进行探讨,重点梳理了盐湖元素富集机制的核心问题,集成分析了盐湖同位素地球化学所面临的机遇与挑战,并总结提出柴达木盆地盐湖K、B、Li成矿地球化学系统,以服务于盐湖成矿规律研究和资源勘查评价。盐湖成矿地球化学系统是指在地质单元和时空区域的多维系统内,控制成盐元素活化—迁移—富集—保存的多种地球化学过程子系统的总和,是各类地质动力条件、构造成矿要素、气候水文过程及所形成的矿床系列组合的有机整体,并十分注重地球化学在其中的应用。盐湖成矿地球化学系统的提出,可以在一定程度上对研究对象、研究技术方法体系和研究视角进行有效限定,属于盐湖矿床研究的一种思维方法,并有望为盐湖成矿规律研究提供一种科学范式。     

扎仓茶卡盐湖硼矿富^10B矿床特征及成因探讨

硼在自然界有两种稳定同位素^11B和^10B,天然丰度分别为80．22％和19．78％。10B对具有强辐射能力的伽马射线具有良好的阻挡作用,^10B的热中子的吸收截面大,在多种领域均有广泛应用。扎仓茶卡盐湖沉积硼矿床^10B含量均值高于天然丰度值,富硼镁石矿石硼含量高,杂质少,属优质硼矿资源,具有特殊的社会经济价值,具备核用硼源加工供应基地的基本条件。在总结扎仓茶卡盐湖硼矿富10B矿床特征的基础上,对硼的富集及其同位素分馏机理进行了必要探讨。     

大柴旦低品位硼矿的富集研究

在对大柴旦盐湖湖底低品位硼矿的组成、伴生矿物种类、含量等因素进行分析的基础上,依据各矿物物理性质的差异,通过正交试验法,确定采用旋流方法分离低品位硼矿中的石膏和碳酸盐,分别得到以碳酸盐为主要杂质的低品位硼矿和以硫酸盐为主要杂质的低品位硼矿,然后进行分别加工,有效降低大柴旦盐湖低品位硼矿加工过程分解剂的消耗,为大柴旦盐湖低品位硼矿的加工利用提供了一条新的途径。     

大柴旦盐湖硼,锂分布规律（续）

大柴旦盐湖硼、锂分布规律（续）李家棪（中国科学院青海盐湖研究所，西宁８１０００８）ＤｉｓｔｒｉｂｕｔｉｖｅＲｅｇｕｌａｒｉｔｙｏｆＢｏｒｏｎａｎｄＬｉｔｈｉｕｍｉｎＤａＱａｉｄａｍＳａｌｔＬａｋｅ￥ＬｉＪｉａｙａｎ（Ｑｉｎｇｈａｉｉｎｓｔｉｔｕｔｅｏ...     

干旱盆地古湖相沉积物生物标志物分布特征及环境意义——以柴达木盆地为例

柴达木盆地大面积裸露于地表的古湖相沉积物长期受到物理风化的剥蚀作用,成为风尘堆积的主要物源。而沉积物中的生物标志物在一定条件下会被保存下来,记录了古环境变化。利用气相色谱-质谱联用仪对采自柴达木盆地察尔汗盐湖古湖相沉积物样品进行了分析,结果检测出一系列具有生物源指示意义的生物标志物,主要包括系列正构烷烃、系列正烷基-2-酮、正构脂肪酸/醇/酯、系列支链烷烃、系列烷基酰胺以及若干五环三萜类（非藿烷系列）及甾类化合物。研究发现柴达木盆地察尔汗古湖湖泊沉积物中生物标志物未受强烈的成岩作用及微生物活动的改造,基本保持了原有的分布特征。正构烷烃高碳数系列明显的奇碳优势以及样品中高含量的非藿类五环三萜类生物标志物的检出说明在高原封闭性盐湖中曾经存在着大量高等植物碎屑的输入,指示了沉积时期气候湿润、植被相对繁盛,与柴达木盆地的现代自然地理环境截然不同。     

柴达木盆地北缘水量增补对盐湖资源及生态环境的影响

柴达木盆地是我国盐湖资源集中分布区,受21世纪暖湿化气候和水量增补的影响,盆地多个盐湖呈现湖面扩张趋势,该过程开始影响盐湖资源离子含量和湖泊生态环境,也对湖区沿线公共基础设施造成一定影响。为了研究湖泊水量增补对盐湖资源及生态环境的影响,选取了柴北缘山前5个湖泊(苏干湖、德宗马海湖、巴仑马海湖、小柴旦湖和托素湖)作为研究对象,开展了2017~2021年湖泊扩张、典型盐湖矿化度和资源元素变化趋势以及对周边基础设施影响的研究。结果表明:1)资源型湖泊湖水淡化和资源品位下降;2)生态型湖泊周边植物群落发生变化(水生植物芦苇扩张、旱生植物白刺和梭梭衰退);3)淹没湖区房屋和旅游道路,危及周边的高速公路等公共基础设施。该研究结果不仅具有为柴达木盆地乃至青藏高原盐湖资源开采和生态环境治理提供科学依据的理论意义,而且具有为青海省基础设施保护和建设提供决策依据的现实意义。     

岱海近400年以来的环境变化:高分辨率XRF岩芯扫描结果的研究

岱海是东亚夏季风边缘地带的闭流型半咸水湖泊,其汇水流域降水量的变化易于引发湖泊水位和水化学变动。选用DH11-1岩芯进行1 mm分辨率XRF元素扫描分析,并对测试结果进行多元数理统计分析,旨在查明这些元素与外源碎屑、自生碳酸盐沉积以及岱海水位、水化学变化的关联。结果显示,Si、Al、Ti、K、Fe、Rb等元素相关性好,并呈现相似的变化趋势,其含量变化与主要河流带入的碎屑物的多寡有关;Ca元素主要反映沉积物中自生碳酸盐即文石和方解石矿物含量的增减。研究发现,在人类活动严重影响之前,岱海在过去~400年期间的环境特征总体可划分为4个阶段,各阶段的水位、水化学特征及水量平衡有所不同,总体受汇水盆地降水量变化的控制。此外,沉积物中Cu、Zn、Cr可能与人类活动影响有关。     

青海湖湖水蒸发实验研究

青海湖位于青藏高原的东北部 ,是一个典型的大陆微咸水湖。其湖水盐度为 1 4 0 7g/L ,水化学类型为硫酸钠亚型 ,化学组成不同于海水。该湖水为CaCO3所饱和 ,正在析出文石。为了揭示其湖水演化的趋势、析盐顺序和各种盐类形成的条件 ,曾在湖的南岸采集了大量湖水进行了蒸发实验和冷冻—蒸发实验。蒸发实验的结果表明 :首先析出水菱镁矿 ,随着湖水继续浓缩进一步析出石盐、无水芒硝、白钠镁矾、软钾镁矾、泻利盐、钾石盐和光卤石。冷冻—蒸发实验的结果是 :首先析出水菱镁矿 ,然后是芒硝、三水菱镁矿、石盐、泻利盐、光卤石和水氯镁石。这些实验的最终母液在室内保存了 1— 2月 ,均析出了硼酸盐。上述实验的析盐顺序和结晶途径与海水明显不同 ,而与某些青藏高原盐湖和我国东部某些第三纪古湖盆相似 ,如柴达木盆地的大浪滩干盐湖和山东的大汶口盆地等。因此 ,这些实验结果对于阐明青海湖湖水的演化趋势、青藏高原盐湖的形成和演化、以及大陆湖盆钾盐和其它盐类矿产资源的形成都是非常重要的