海陆相蒸发岩硫同位素值变化和地球化学应用

硫同位素作为一种稳定的同位素,几乎遍布各种自然环境,出现于地质上所能跨越的所有温度范围。自然界中,不同环境下δ~(34)S值的差别可达180‰。研究表明,蒸发沉积硫酸盐的δ~(34)S值可以代表相应水体的δ~(34)S值,通过研究蒸发岩中的δ34S值,结合其它指标,可判断沉积环境,示踪成矿物质来源,研究成矿作用过程,为重建古地理古环境提供依据。在前人研究基础上总结了硫同位素分馏的影响因素及其在地球化学方面的应用;分析了陆相盆地蒸发咸化过程中水体δ~(34)S值的变化特征;对比研究了部分海陆相盆地硫酸盐δ~(34)S值特征,并指出对陆相盆地,不同类型的水体中δ~(34)S值变化趋势仍需进一步研究。     

青海囊谦盆地始新世石膏层沉积环境研究

囊谦盆地出露有晚始新世贡觉组石膏—红色泥岩沉积旋回,对研究古气候演化和沉积环境提供了良好的素材。以往的研究仅限于膏盐地层海陆相判定,而对其形成过程未有报道。采集囊谦盆地的盐泉水、贡觉组第三段的石膏和碎屑沉积物样品,并分析锶同位素比值和孢粉组合特征。结果表明,囊谦盆地盐泉水和石膏~(87)Sr/~(86)Sr比值分布在0.708 53～0.708 98之间,且位于陆源水的比值范围内;红色碎屑层孢粉组合主要以麻黄—白刺—栎粉为主,其中干旱成分占到45%,主要以麻黄粉(30%)和白刺粉(13%)为主,指示了干旱的气候环境;裸子植物杉粉在红色泥岩中的含量有所波动,最高含量达到36%,平均含量为9%,指示气候干湿交替变化。综合Sr同位素分析和孢粉分析认为,在全球中纬度干旱的大背景下,囊谦盆地石膏层形成于相对干旱和相对湿润的气候环境交替变化的陆相环境。     

云南江城勐野井组钾盐成矿时代及其古环境研究

研究云南江城勐野井组的成钾时代, 对于分析兰坪—思茅盆地与老挝沙空那空、呵叻盆地含盐系地层对应关系, 以及在云南开展钾盐找矿工作具有重要意义, 但勐野井组的地层学年代至今仍存在较大分歧。本文通过对江城宝藏乡泰裕矿区含盐系地层的孢粉分析, 得到孢粉组合: Psophophaera-Exesipollenites- Classopollis, 且发现单沟类Monocolpopollenites和三沟类Tricopite等被子植物花粉, 此被子植物花粉时代分别为晚巴列姆期—阿普第期和早、中阿尔必期。因此, 笔者将江城勐野井组钾盐成矿时代确定为阿普第期—阿尔必期; 同时, 孢粉反映矿区成盐期气候呈炎热干旱的热带-亚热带特征。     

94–9ka察尔汗盐湖的气候环境演化过程

本文依托柴达木盆地中东部察尔汗盐湖沉积中心102 m长钻孔(ISL1A)岩芯,应用AMS14C和不平衡U系测年方法建立了年龄-深度框架,对岩芯开展了元素地球化学分析,利用主成分分析提取影响察尔汗盐湖沉积物化学组成的2个主控因子:入湖径流量因子和湖泊蒸发量因子,结合孢粉、粒度、沉积物中石盐含量等环境代用指标,分析讨论察尔汗盐湖晚更新世湖泊波动与环境变化过程。结果表明:察尔汗古湖在晚更新世经历多次淡化期和咸化期,94–52 ka期间察尔汗古湖为微咸水-半咸水湖,湖泊入湖径流量较大,湖区植被为草原/荒漠草原植被;约52 ka各指标均反映了察尔汗古湖环境发生了显著变化,湖泊入湖径流量减小,蒸发量增加,湖泊由咸水湖退缩演化为盐湖,湖区植被由草原/荒漠草原演替为荒漠草原/荒漠。34–24 ka期间察尔汗盐湖入湖径流量增加,湖泊有所扩张,但湖水盐度较高;24–9 ka期间在冷干气候背景下,湖泊退缩演化为干盐湖。环境指标所指示的察尔汗盐湖波动演化过程得到了柴达木盆地及其周边地区其他环境变化记录的支持。     

青海察尔汗盐湖碳酸盐的硼同位素地球化学特征

盐湖蒸发岩的硼(B)同位素组成(δ~(11)B)对卤水古盐度变化具有一定的指示意义,但关于盐湖体系碳酸盐沉积的B同位素组成研究较少。本文对察尔汗盐湖百米钻(ISL1A)岩芯碳酸盐进行了B含量及B同位素组成的精确测定。结果表明,所测样品的B含量在10.88×10~(-6)~265.66×10~(-6)之间,δ~(11)B值的变化范围为-1.28‰~+9.94‰,B含量和δ~(11)B值呈现较明显的正相关关系。分析表明,随着盐湖卤水盐度的增大,卤水的B同位素组成也逐渐增大,这导致盐类沉积物的B同位素组成也相应增大。在天然盐湖中,不充分的沉积分异作用使得蒸发岩析出时依然可能存在碳酸盐沉积,碳酸盐的析出可能贯穿盐湖演化的各个阶段,因此可以尝试利用碳酸盐的B同位素组成分析盐湖在整个演化过程中卤水的盐度变化情况。ISL1A钻孔碳酸盐B同位素组成的变化较好地反映了察尔汗盐湖在41.8ka以来古卤水盐度的变化及其在析盐过程中经历的气候干湿波动。     

察尔汗盐湖矿物组合特征及其成因指示

察尔汗盐湖赋存有硫酸镁亚型和氯化物型两种水化学类型,沉积了中国最大的液体钾镁盐矿床。为解释察尔汗盐湖卤水矿床成因,拟在别勒滩、达布逊、察尔汗和霍布逊区段选择4个剖面,剖面深度在0~7 m之间,属于全新统上含盐组的上部盐层,每隔10cm进行采样,运用XRD半定量方法分析矿物组合特征。结果表明,整个湖区矿物组合由石盐、石膏、水氯镁石和碳酸盐组成,其平均含量分别为70%、4.7%、3.4%和1%;显示其矿物组合特征简单,盐层主要沉积石盐而贫石膏和碳酸盐矿物。同时,研究发现各区段石膏(硫酸盐矿物)平均含量自西向东明显下降,含镁矿物平均含量自西南向东北明显下降。结合察尔汗盐湖区卤水化学组成和水化学类型的分带,基本符合盐湖北部和东北部卤水富Ca~(2+),贫Mg~(2+)和SO_4~(2-)的沉积事实,进一步说明盐湖北部和东北部卤水和盐类沉积受具有氯化物型盐泉水的补给影响,为察尔汗盐湖混合掺杂成因提供了一定的矿物学证据。     

新疆库车盆地富钾盐泉水化学特征与成钾显示

库车盆地古近系—新近系发育一套巨厚的膏岩盐层,钻探勘查显示,在拜城凹陷南缘5100 m深古近系库姆格列木群地层中发现钾石盐矿物。本研究采集并分析了多件盐泉水化学组成,结果显示7件盐泉水矿化度在117.7～299.4 g/L之间,钾含量在15.25～45.68 g/L之间,明显富钾,是以往报道数据(低于1 g/L)的几十倍,属于新疆首次发现。根据水化学分类,富钾盐泉水以氯化物型水为主,是Ca-Cl型卤泉水;水化学特征系数表明泉水具有高K×10~3/Cl和nK/nBr值、低的nMg/nCl和Br×10~3/Cl值(nCl~-=nNa~++nK~+)特征。同时,盐泉水均落在25℃Na~+, K~+,Mg~(2+)//Cl~-,SO■-H_2O五元水盐体系钾石盐相区,说明盐泉水可能溶滤了地层中的钾石盐,且受强烈构造挤压,沿地层断裂带或裂隙通道出露地表。库车盆地富钾盐泉水的发现,是新疆库车盆地含盐系地层存在固体钾盐的初步证据,对钾盐勘查的重点远景区具有重要的指示意义。     

格尔木河流域及周边地区表土花粉与区域植被的关系研究

对格尔木河流域进行了植被样方调查及表土、河流冲积物表层花粉分析,结果显示该流域表土花粉能较好地反映样方植被群落特征,河流冲积物样点中,上游段花粉组合以藜科、麻黄科、蒿属为主,反映了该段植被带的整体面貌;中下游段样点花粉组合中禾本科、莎草科占绝对优势,反映河道周围湿生草地植被带特征。主成分分析(PCA)显示,前两个因子轴能很好地区分高寒灌丛草甸带、矮半灌木荒漠带和湿生草地样点。     

哈拉湖流域表土花粉与植被关系研究

哈拉湖位于青海省境内祁连山系西部,属于高山内陆湖泊。对哈拉湖域进行了植被样方调查及表土、湖底表层沉积物花粉分析,结果显示该流域表土花粉组合能较好地反映样方植被群落特征,高寒荒漠草原植被样点花粉组合以蒿属、菊科、藜科花粉为主,高寒草甸样点莎草科花粉占绝对优势。R值分析结果显示藜科、莎草科和蒿属花粉具有超代表性,而禾本科、菊科、豆科花粉具有低代表性特征。湖底表层沉积物中的花粉分析结果显示湖泊沉积物花粉受控于湖泊近源植被,花粉组合能较好反映湖区整体植被特征,花粉分布具有均一性。沉积物表层花粉组合以蒿属、藜科为主,双气囊型花粉如云杉属、松属等少量出现,表明河流和风力是哈拉湖沉积物花粉输入的主要动力。该研究为在哈拉湖地区利用花粉重建古植被提供了重要的参考依据。     

老挝甘蒙省晚白垩世农波组下段孢粉分析及成钾时代

老挝含盐地层农波组成盐及成钾时代的研究对于阐明整个呵叻盆地的演化规律和钾盐矿床成因有着重要意义。在农波组的年代学问题上,国内外学者还存在着很大的分歧。本文通过对老挝甘蒙省文泰矿区ZK012钻孔钾盐层上覆泥岩的孢粉分析,结果表明其孢粉组合Classopollis-Ephedripites-Exesipollenites,结合Callistopollenites、Normapolles、Cicatricosisporites、Clavatipollenites、Asteropollis等特征分子的发现,我们将该孢粉组合时代定为晚白垩世的土伦期-桑顿期;孢粉及沉积相所反映的气候环境为干旱炎热的热带-亚热带环境。同时,通过对同区域的ZK309钻孔对比分析,该钻与ZK012钻孔具有相似的沉积序列,钻孔底部出现的蒸发岩与砂岩的不整合面,标志着一次构造运动,呵叻湖盆边缘隆升封闭,使卤水在这种较大的圈闭构造内得以留存,并在持续干旱炎热的气候条件下沉积了巨厚的钾盐矿床。