四川盆地下中三叠统盐系地层古地磁研究与成盐条件有关问题探讨

四川盆地下中三叠统嘉陵江组—雷口坡组(T1j-T2L)盐系地层蒸发岩发育,是我国海相碳酸盐岩沉积区探盐找钾的重要地区层位。现通过四川盆地下中三叠统盐系地层古地磁样品的系统采集和测试工作,首次在我国建立了古地磁磁性地层剖面,并根据测定结果,结合地质资料,探索了四川盆地下中三叠统(T1j-T2L)成盐古气候条件及其时代归属等有关问题。     

昌都—兰坪—呵叻成盐带白垩纪成盐成钾过程

以昌都—兰坪—思茅盆地及呵叻盆地含盐带盐类沉积为研究对象,在分析总结前人研究成果的基础上,通过系统的大地构造学、矿床学、地球化学等研究方法,总结和研究了该区含钾蒸发岩矿床的矿床特征,提出了新的成矿模式。研究表明,兰坪—思茅盆地和呵叻盆地的含钾蒸发岩矿床为"海源陆相"成因,即在陆相环境下与海水的变异有关。该矿床缺失正常海水蒸发浓缩而形成的硫酸盐沉积,同时,矿床中少量菱镁矿等自生矿物的出现无法用正常海水蒸发理论解释。矿床中少量溢晶石等矿物的出现预示着该矿床富钙。兰坪—思茅盆地内广泛发育了白垩纪蒸发岩系(勐野井组或云龙组),江城地区甚至沉积了小型钾盐矿床。同位素和微量元素的研究表明,该区蒸发岩矿床为海相成因,Rb和Br的含量变化指示海水从北部兰坪侵入到呵叻。昌都及兰坪地区的白垩纪石膏硫、锶同位素研究表明,该区大套的硫酸盐沉积为海相成因,物源研究成果揭示思茅盆地的物源可能来自东羌塘地区,预示着昌都地区的硫酸盐沉积跟兰坪—思茅盆地的蒸发岩沉积具有同源性。通过上述研究,提出了多级盆地海水迁移变质成盐成钾模式。     

普安泥堡井田龙潭组古地理特征及聚煤模式分析

依据研究区80余口钻孔岩心成果,结合测井资料,并通过室内测试分析和野外调查等手段,运用地层学、沉积学、地球化学、煤炭地质学等理论。对该区龙潭组沉积古地理特征及聚煤模式进行了系统分析。结果显示:研究区龙潭组识别出三角洲、泻湖-潮坪2种沉积相类型、7种沉积亚相和17种沉积微相;识别出3个层序界面,将研究区龙潭组划分为2个三级层序;SQ1时期沉积环境主要由泻湖—潮坪转换为碳酸盐台地局限潮下,其后发生海退,发育潮控三角洲平原亚相,煤层主要形成于潮坪和分流间洼地演变而来的泥炭沼泽沉积环境;SQ2时期沉积环境主要为河控三角洲相、障壁砂坝—潮坪—泻湖相,该期三角洲范围扩大,成为沉积主体,煤层主要形成于海退—海侵转折期之后。在此基础上提出了三角洲—潮坪、障壁砂坝—泻湖—潮坪成煤环境。     

川东地区嘉陵江组四段膏盐岩分布的沉积环境分析

四川盆地东部地区嘉陵江组嘉四段沉积环境是局限海台地蒸发岩相,水体封闭,有利成盐。以川东地区油气勘探的500余口实际钻井资料为基础,通过岩性微相的研究,探讨川东地区的古地貌特征,寻找成盐的微环境因素,有助于从区域上预测盐类的分布。T1j4盐湖主要分布在蒸发岩沉积中心——膏盆相,但位于膏盆相的周缘地带和膏盆内部堤坝周围,少部分分布在膏盆边缘相,区域上则主要分布在宣汉、达州、万县、云阳、垫江及渠县等地区,有一定的继承性。     

利用单因素综合作图法分析习水福平煤矿龙潭组岩相古地理

依据研究区15口钻孔岩心录井及观察、测井资料,结合室内测试分析和野外调查等手段,综合运用地层学、沉积学、地球化学、煤炭地质学等理论。利用单因素综合作图法对习水福平煤矿区龙潭组岩相古地理进行了系统研究且分析了龙潭组聚煤规律。结果显示:研究区发育三角洲、有障壁海岸2种沉积相类型、5种沉积亚相和13种沉积微相,包括一个三级层序,海侵体系域和高位体系域2个体系域。龙潭早期发生脉动式海侵,以慢速海侵为特征,聚煤主体环境为潮坪沉积环境;其后发生海退,发育潮控下三角洲平原亚相,该时期三角洲沉积环境分布范围扩大,成为沉积主体,煤层主要形成于海退—海侵转折期之后。从而形成了自南东向北西下三角洲平原至上三角洲平原过渡转变的古地理格局,并伴生潟湖—潮坪沉积体系。     

川东地区早中三叠世海水碳氧同位素特征及其成钾意义

早中三叠世是地球发展史上的一个特殊时期,主要在于其特殊的海陆分布及气候特征,其海水的演化特征一直为人们所关注。文章对四川盆地东部地区的 85个碳酸盐岩碳、氧同位素地球化学特征进行了研究,也对海水原始性进行了分析和判断,同时对海水原始性好的样品进行了碳氧同位素的测试,并运用其结果对古水温进行了估算。研究结果表明,四川盆地东部早中三叠世海相碳酸盐岩沉积期海水温度比较高,飞仙关组期的平均温度为 42.30℃,嘉陵江组期的平均温度为 43.89℃,雷口坡组期的温度为 43.61℃。这与该区测试的石盐流体包裹体的均一温度具有一致性,说明当时早中三叠世的古海水具有较高的温度,高温的气候特征有利于海水的蒸发和浓缩,为钾镁盐的形成提供了气候条件。     

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     

兰坪-思茅盆地勐野井组钾盐矿床成矿构造背景

兰坪—思茅盆地是国内唯一发现古钾盐沉积的盆地。对云南兰坪—思茅盆地钾盐成矿背景作了总结与分析,指出中生代以来盆地经历了陆内裂谷形成到消亡、侏罗纪箕状断陷盆地发育、早白垩纪双断式断陷盆地发育、早白垩晚期干化成盐和后期挤压走滑几个阶段。在此基础上通过盐系地层沉积特征的分析,得到了盆地在成盐期(早白垩世晚期)构造活动强烈,由统一的湖盆解体为多个次级成盐盆地,盐类资源的沉积应该分属不同的沉积序列的认识。兰坪—思茅盆地成盐期构造背景分析对于了解该区蒸发岩矿床特征和成矿机理具有重要的参考意义。     

昌都地区盐泉水化学特征与找钾研究

昌都地区发育有大量的膏盐、白云石及菱镁矿,研究其区域成钾潜力意义重大。在对昌都盆地蒸发岩矿点实地考察过程中,共采集12个盐泉水样及2个泉水样。通过常微量元素及水化学特征系数研究,查明研究区盐泉水水化学类型为氯化物型和硫酸钠亚型,属于岩盐溶滤成因,溶滤了大量的石盐和少量的碳酸盐岩及硫酸盐岩,纳西盐井盐泉水同时还受深部循环水的影响。昌都地区盐泉水样中Na、Cl含量及矿化度由北向南逐渐降低,Br、Li、B含量较低,整体上呈现以贡觉为中心,向北、向南逐渐增高的变化趋势。研究区盐泉水具有内陆盐湖性质,北部含盐地层更具海相成因特征,盆地由北至南从海相沉积环境逐渐过渡为内陆海沉积环境,受陆表水影响愈大。研究表明,类乌齐含盐地层经历了最强烈的浓缩蒸发及岩盐溶滤作用,其浓缩阶段晚于纳西及贡觉含盐带,其成钾潜力同样也优于纳西及贡觉含盐带,可作为钾盐矿异常点。贡觉和纳西含盐地层在不同程度上受到了陆表水的影响。综合对比前人研究成果,发现囊谦—昌都—兰坪盆地自北向南,成钾潜力逐渐变优。     

西藏昌都地区盐泉水化学特征与找钾研究 秦西伟 马海州 张西营 樊启顺 程怀德 李永寿 苗卫良 海擎宇 石海岩

西藏昌都地区发育有大量的膏盐、白云石及菱镁矿,研究其区域成钾潜力意义重大。在对昌都盆地蒸发岩矿点实地考察过程中,共采集了12个盐泉水样及2个泉水样。通过常微量元素及水化学特征系数研究,查明研究区盐泉水水化学类型为氯化物型和硫酸钠亚型,属于岩盐溶滤成因,溶滤了大量的石盐和少量的碳酸盐岩及硫酸盐岩,纳西盐井盐泉水同时还受深部循环水的影响。昌都地区盐泉水样中Na+、Cl-含量及矿化度由北向南逐渐降低,Br、Li、B含量较低,整体上呈现以贡觉为中心,向北、向南逐渐增高的变化趋势。研究区盐泉水具有内陆盐湖性质,北部含盐地层更具海相成因特征,盆地由北至南从海相沉积环境逐渐过度为内陆海沉积环境,受陆表水影响越大。研究表明,类乌齐含盐地层经历了最强烈的浓缩蒸发及盐岩溶滤作用,其浓缩阶段晚于纳西及贡觉含盐带,其成钾潜力同样也优于纳西及贡觉含盐带,可作为钾盐矿异常点。贡觉和纳西含盐地层在不同程度上受到了陆表水的影响。综合对比前人研究成果,发现囊谦—昌都—兰坪盆地自北向南,成钾潜力逐渐变优。     

Chemical weathering and CO2 consumption in the Xijiang River basin, South China

Monthly samples of riverine water were collected and analyzed for the concentrations of major ions (Ca²⁺, Mg²⁺, K⁺, Na⁺, HCO₃⁻, SO₄²⁻, Cl⁻, NO₃⁻), dissolved silicon, and total dissolved solids (TDS) at Wuzhou hydrological station located between the middle and lower reaches of the Xijiang River (XJR) from March 2005 to April 2006. More frequent sampling and analysis were carried out during the catastrophic flooding in June 2005. Stoichiometric analysis was applied for tracing sources of major ions and estimating CO₂ consumption from the chemical weathering of rocks. The results demonstrate that the chemical weathering of carbonate and silicate rocks within the drainage basin is the main source of the dissolved chemical substances in the XJR. Some 81.20% of the riverine cations originated from the chemical weathering processes induced by carbonic acid, 11.32% by sulfuric acid, and the other 7.48% from the dissolution of gypsum and precipitates of sea salts within the drainage basin. The CO₂ flux consumed by the rock chemical weathering within the XJR basin is 2.37 × 10¹¹ mol y^− 1, of which 0.64 × 10¹¹ mol y^− 1 results from silicate rock chemical weathering, and 1.73 × 10¹¹ mol y^− 1 results from carbonate rock chemical weathering. The CO₂ consumption comprises 0.38 × 10¹¹ mol during the 9-d catastrophic flooding. The CO₂ consumption from rock chemical weathering in humid subtropical zones regulates atmospheric CO₂ level and constitutes a significant part of the global carbon budget. The carbon sink potential of rock chemical weathering processes in the humid subtropical zones deserves extra attention.     

210Pb ex示踪法技术原理及其在土壤侵蚀中的应用

土壤侵蚀是全球性的环境问题之一,严重威胁到资源、环境和社会经济的可持续发展。应用核素示踪技术研究土壤侵蚀已成为当前该领域研究热点,它体现出了很多的优越性,并在今后研究中有着广阔的应用前景。介绍了~(210)Pb_(ex)的示踪原理,概述了~(210)Pb_(ex)在土壤侵蚀示踪研究中存在的关键性问题及其应用,并对其研究进行了展望。     

大气CO2浓度升高和施氮对棉田土壤理化性质及微生物区系的影响

针对耕地非农转化过程中产生的一系列社会问题,采用参与性农户调查方法,对西部欠发达地区西宁市郊区5个样本村190户农户进行了随机入户调查。根据城市开发进程、到市区距离和种植类型等条件,将调查样本村分为近郊城区化农村、近郊农村和远郊农村,就农户对耕地非农转换的基本认知及耕地非农转换的经济、社会和环境价值感知进行分析。结果表明:耕地征用后农户能理性感知和判别耕地非农转换价值,并普遍认为失去耕地后生活费用增加、生活保障降低、收入来源和就业机会少;感知主要受耕地数量、区位条件、耕地开发阶段等因素的影响;处于不同区位条件的农户对耕地非农转换的价值感知存在差异性,城区化农户已逐渐适应城市生活,近郊农户的非农转换经济和社会感知压力最大,远郊农民也感知经济和生活保障压力,但更希望能通过打工增加收入。     

察尔汗盐湖卤水自然蒸发过程中Ca2+分布规律研究

卤水中钙离子的存在会对盐湖化工生产及其产品质量造成较大影响,研究钙离子在卤水蒸发过程中的分布规律具有重要意义。通过室外自然蒸发及盐田实地采样,研究了察尔汗盐湖盐田生产过程中钙离子分布变化规律。结果表明,在自然蒸发实验中卤水钙离子浓度随蒸发量的增加逐渐减少,在盐田生产现场采样结果显示钙离子浓度随卤水蒸发而增加,结合生产实际,推断外界钙离子补给是造成这种现象的主要原因。因此,避免车间含钙尾水混入,阻止盐田卤水和周边土壤可溶性钙盐间离子交换是有效降低卤水钙离子浓度的主要方法。     

封面图片:察尔汗盐湖

采用扩展的过量吉布斯自由能模型,分别计算了1∶1、1∶2、2∶1、2∶2型四类盐的不同浓度下水溶液的冰点。对于1∶1型和1∶2型以及低浓度下的其它类型盐,计算结果与文献实验值吻合良好。同时比较了凝固点降低公式计算结果,证明过量吉布斯自由能模型在较宽浓度范围内计算冰点的结果更好。     

Influence of understory removal, thinning and P fertilization on N2fixation in a mature mesquite (Prosopis glandulosavar.glandulosa) stand

The natural abundance¹⁵N/¹⁴N method was used to estimate the influence of silvicultural and P fertilization treatments on N accretion, N₂fixation and N partitioning among tissues in a mature mesquiteProsopis glandulosavar.glandulosastand in Texas. The silvicultural treatments consisted of understory removal, herbicide treatment of brushy resprouts, thinning trees to single stems and 100 kg ha⁻¹P fertilization. The trees had a mean basal diameter of 17·8 cm with 8 to 35 cm range. The stand was slow growing with the increase in dry matter ranging from 0·465 Mg ha⁻¹year⁻¹to 0·701 Mg ha⁻¹year⁻¹for the 8 years after the treatments were applied. N accretion after 8 years ranged from 3·1 kg ha⁻¹year⁻¹to 4·4 kg ha⁻¹year⁻¹.Due to the range in δ¹⁵N of the leaves, twigs, branches and trunk, we used the weighted (by biomass) average δ¹⁵N per tree in calculations of the percent N derived from N₂fixation (%Ndfa). There was considerable variability in δ¹⁵N of the reference plants, i.e. from 3·3 to 5·9. In contrast there was low variability in the background δ¹⁵N of nearby soils (7·0±1·0). As the total above-ground biomass δ¹⁵N of a grass grown outside the influence of mesquite (7·8±0·58) had the same δ¹⁵N as the soil (7·5±1·0), we used the grass outside the influence of mesquite and the weighted tree mean δ¹⁵N to calculate % of N derived from N₂fixation.The decrease in intraspecific competition by thinning multistemed trees to single stemmed trees was the only treatment that significantly (p= 0·0001) increased growth. Interspecific competition, i.e. understory removal, did not increase growth. There were no significant differences in total N production or N fixation among treatment means. The most striking result was the highly positive correlation between tree δ¹⁵N and total N per tree and biomass per tree (R²= 0·90,F= 164·4, df. = 18, mean square error (MSE) = 0·155,p= 0·0001). This implies that the younger trees colonizing infertile soils relied more heavily on N₂fixation than larger trees which accumulated 1200 kg ha⁻¹more N under their canopies. The percentage N derived from N₂fixation ranged from 63 to 73% in the various treatments. Despite the high percentage of N derived from N₂fixation, the N₂fixation of the stand was very low, i.e. 1·98 to 2·80 kg N ha⁻¹year⁻¹, due to the low growth of the stand. We believe that comparisons of the whole tree weighted δ¹⁵N to background soil δ¹⁵N provides a more reasonable approach to estimate % N₂fixation than comparisons of leaves of fixers and reference plants.     

Li-Na-K-Mg-Ca-Sr-Cl-H2O七元体系多温相平衡性质的热力学模拟研究

地下卤水中普遍存在较高浓度的锶(1 g/L),研究该类卤水中锶的成盐规律对于资源综合利用具有重要的指导意义。采用Pitzer-Simonson-Clegg超额Gibbs自由能方程和CALPHAD方法构建了Li-Na-K-Mg-Ca-Sr-Cl-H_2O体系的多温相平衡热力学模型,确定了5个含氯化锶三元子体系的多温混合参数。在广泛的温度范围内(273.15 K～373.15 K),模型计算结果与大多数实验结果基本一致,但对于一些体系,模型预测的平衡固相和相区大小仍与实验结果之间存在显著差异;实验数据的离散和匮乏成为全面检验模型预测结果的最大障碍。将模型用于我国三种典型含锶卤水(青海南翼山油田水、四川宣汉川25井卤水和四川平落坝地下卤水)结晶行为的模拟表明:这三种卤水蒸发后期均会有锶盐形成,温度较低时形成SrCl_2·6H_2O,温度较高时形成SrCl_2·2H_2O;温度对青海南翼山油田水和四川宣汉川25井卤水中锶富集最大程度的影响较大,温度升高均有利于锶在卤水中的富集;相比之下,四川平落坝地下卤水中锶的最大富集程度受温度影响较小,当高温析出SrCl_2·2H_2O时卤水中锶的最高浓度几乎不受温度影响。     

拉果错盐湖卤水蒸发过程中Li+富集行为的分子动力学模拟

采用分子动力学模拟,研究了西藏拉果错盐湖卤水中阴、阳离子以及水分子间的相互作用行为。以盐湖卤水等温蒸发过程中粒子浓度变化的四个阶段为研究对象,分别计算了不同体系的扩散系数、配位数、均方位移和径向分布函数。计算结果表明,液相浓度越低时,H₂O分子对各离子之间的相互作用有抑制作用,液相中离子浓度越高时,SO₄2-易与CO₃2-竞争Li⁺形成离子对,从而影响盐湖卤水中Li⁺的富集。本文研究结果对盐湖卤水中Li⁺的迁移行为作出了机理解释,为盐湖卤水提锂的发展奠定了理论基础。     

Li+,Na+,K+/Cl-,SO2-4-H2O五元体系25 ℃相图及其应用

Li⁺,Na⁺,K⁺/Cl-,SO2-₄-H₂O五元体系相图对于硫酸钠亚型富锂卤水分离提取锂盐、锂辉石加工利用和锂盐产品的开发利用工艺制定都有指导作用。20世纪50年代曾有人研究过这一体系25 ℃时的相图,限于当时的科研水平,液相组成确定不准确,对平衡固相的判断,后来诸多研究结果证明也有错误。50多年来再没有人研究这一五元体系相图。利用我们提出的Li⁺,Na⁺,K⁺/Cl^-,SO^2-₄-H₂O六元体系热力学模型,对该五元体系的平衡溶液组成和正确的平衡固相进行理论预测,给出了该体系的完整相图。结合硫酸锂混盐分离、加工实例阐述了该五元体系相图的应用。     

Continental margin syn‐rift salt tectonics at intermediate width margins

This paper examines interactions among syn‐rift continental margin extension, evaporites, particularly rocksalt (halite), deposited in the overlying sedimentary basins, and clastic sediment loading. We present dynamically evolving 2D numerical models that combine syn‐rift lithospheric extension, with salt (viscous halite, 10¹⁸–10¹⁹ Pa s) and clastic (frictional‐plastic) sediment deposition to investigate how salt is distributed and subsequently mobilized during syn‐rift extension. Example results are shown, contrasting salt deposition in the early, mid and late syn‐rift phases of a single lithospheric extension model. The lithospheric model is chosen to give depth‐dependent extension and intermediate width margins with proximal grabens and a hyperextended distal region. The models exhibit diachronous migration of extension towards the rift axis and this is reflected in the faulting of overlying sediments. The models illustrate the roles of timing of salt deposition, relative to rifting and subsequent sedimentation, in defining the location and deformation of syn‐rift salt, with post‐salt sediment progradation in some models. Late deposition of salt leads to increased lateral extent of the original salt body and decreased variation in salt thickness. Seaward flow of salt increases with later deposition; early syn‐rift salt is deposited and trapped in the grabens, whereas mid and late syn‐rift salt tends to flow towards the distal margin or even over the oceanic crust. Prograding clastic post‐salt sediments drive more substantial seaward movement of mid and late syn‐rift salt. A numerical model of the Red Sea with evaporite deposition during the mid to late syn‐rift period, preceded and followed by aggrading and prograding clastic sediment, shows reasonable agreement with observations from the central Red Sea.