西藏高原扎布耶盐湖128ka以来沉积特征与古环境记录

本文首次披露青藏高原腹地扎布耶盐湖约128ka以来高分辨率湖芯研究记录,据连续采取1346件样品,通过多种综合测试方法研究,取得了较为良好的14C年龄和铀系不平衡法与ESR数据,揭示SZK02孔0～83.63m湖芯年龄为约800a至128ka。文中对湖芯沉积特征(包括岩性、矿物组合)作了较详细分析,并与介形类Ⅰ～ⅩⅩ组合、孢粉A—I带作了对比;而在湖芯自生钙镁碳酸盐δ18O与矿物、孢粉、微体古生物环境标志综合分析基础上,与格陵兰、古里雅冰芯等氧同位素变化作了对比,将扎布耶盐湖128ka以来划分出:阶段5末次间冰期(包括e、d、c、b、a5个亚阶段)、阶段4末次冰期早冰阶、阶段3末次冰期间冰阶、阶段2末次冰期晚冰阶或称末次盛冰期、阶段1冰后期;还辨认出6个Heinrich(H6—H1)事件、新仙女木事件(YD)和8.2ka冷事件等。     

西藏扎布耶湖区128～1.4ka BP的微体古生物与环境气候变化

本文主要根据西藏扎布耶湖区SZK02孔所揭露的近84m剖面的沉积物特征与其产的介形类6属20种,轮藻类2属3种,结合14C、ESR、U-series地层测年等,初步认为该区128～1.4ka至少存在5个较明显的气候变化时期。①在128～76.7ka(83.63～57.0m)处于我国末次间冰期时段,气候凉湿,湖盆扩展,在90～81ka期间湖面最高,水质最淡。②76.7～58.6ka(57.0～38.13m)为我国末次冰期早冰阶时期,湖盆收缩,水温低,早期76.7～69.7ka(57.0～47.5m)偏冷湿,中期69.7～65.0ka(47.52～42.64m)气候温干,正逢早冰阶时期;晚期65.0～58.6ka(42.64～38.13m)气候干燥度下降。③58.6～29.1ka(38.13～13.75m)处于我国末次冰期间冰阶时段,早期58.6～51.6ka(38.13～33.07m)偏温湿,为3c暖期;中期51.6～42.5ka(33.07～26.13m)气候干冷,为3b冷期,正临末次冰期中冰阶时;晚期42.5～36.0ka(26.13～20.16m)偏凉湿,湿度更大,再次出现高湖面,为3a暖期;末期36.0～29.1ka(20.16～13.75m),趋向温干。④29.1～11.8Cal.ka(13.75～4.83m),气候趋向干冷,处于末次盛冰期(LGM)、末次晚冰阶时期,湖盆萎缩,水温低。早期29.1～16.6Cal.ka(13.75～6.98m)偏温湿;晚期16.6～13.1Cal.ka(6.98～5.76m)寒冷干燥;至末期13.1～11.7Cal.ka(5.76～4.83m),进一步干燥寒冷,全球新仙女木事件在本区发生。⑤11.7～1.4Cal.ka(4.83～0.65m),大致进入全新世气候期,气候波动大,凉湿与干冷交替频繁发生。在11.7～10.7Cal.ka(4.83～4.42m)时较温湿;10.7～9.5Cal.ka(4.42～4.07m)转向干冷;9.5～9.1Cal.ka(4.07～3.7m)更干冷,湖盆进一步萎缩;9.1～6.3Cal.ka(3.7～2.86m)向温干过渡;6.3～3.6Cal.ka(2.86～1.77m)干冷,湖泊已成盐湖;3.6～1.4Cal.ka(1.77～0.65m),气候趋向冷湿。     

中国盐湖锂资源的产业化现状——以西台吉乃尔盐湖和扎布耶盐湖为例

锂对国民经济和国家安全具有重要意义,是21世纪的能源金属.近10年,中国主要从国外进口碳酸锂产品.中国是一个多盐湖的国家,盐湖锂占锂资源工业总储量的85%.现代第四纪盐湖主要分布在我国西北的青海、西藏、新疆和内蒙古四省区,具有很好的开发前景.经过多年科研后,目前国内已经在西台吉乃尔和扎布耶两个盐湖建立了卤水提锂产业.本文对比研究了这两个盐湖资源状况和地理气候条件,以及由此而决定的盐湖资源开发工艺流程,探讨了其工艺优化方向.并指出这两个盐湖具有锂资源储量大,品位高的优势,但是受盐湖类型或地理气候条件限制,工艺上有待改善.建议继续加强对盐湖开发技术优化和对盐湖提锂产业的扶持.     

西藏扎布耶碳酸盐型盐湖卤水相化学研究

中国盐湖资源丰富,且水化学类型齐全。西藏扎布耶盐湖位于西藏高原腹地,该湖卤水水化学类型为碳酸盐型,已处于盐湖演化晚期,是一个固液共存的盐湖矿床,具有很好的工业开发价值。笔者分别在15℃、25℃下对该卤水进行了等温蒸发实验,研究了在此两个温度下卤水中各元素富集行为和盐类矿物析出规律。并通过讨论其与国内外碳酸盐型和硫酸盐型锂盐湖的卤水蒸发路径和矿物析出异同,指出扎布耶盐湖具有其独特的卤水蒸发析盐路径。在本实验中低温有利于卤水中锂的富集,而高温有利于硼的富集,碳酸锂和钾盐交叉析出,低温时钾的矿物主要为钾石盐,高温时主要为钾芒硝,高温有利于获得高品位的碳酸锂混盐。     

西藏扎布耶盐湖卤水演化的Pitzer模型模拟

扎布耶盐湖是西藏高原代表性的富锂硼碳酸盐型盐湖。本文利用Pitzer模型模拟计算了西藏扎布耶盐湖冬季与夏季卤水、补给河流-泉水的低温(2℃)、常温(25℃)和高温(50℃)蒸发结晶过程,结果表明,扎布耶盐湖卤水可以由现代成分的河流-泉水蒸发浓缩形成,扎布耶盐湖的沉积组合与河泉水蒸发浓缩的矿物结晶规律吻合;而冬、夏卤水蒸发模拟结果与卤水蒸发实验结果基本吻合,但对矿物结晶顺序、矿物组合规律以及温度-季节性成分变化的影响等方面,提供了更多更详细的数据与认识。说明Pitzer模型对研究西藏富锂硼碳酸盐型盐湖的地球化学成因和盐田工艺都具有重要参考价值。     

西藏扎布耶盐湖夏季卤水盐田晒制研究

本文以西藏扎布耶盐湖卤水为研究对象,在夏季的大面积盐田中,记录了天然日晒蒸发过程中的卤水组分演化过程,分析了Li、B、K等组分的集散行为,为该湖卤水的综合利用提供了工业化参考数据.通过实验发现,扎布耶盐湖夏季卤水Li+富集较低,Li+浓度最高达到1.8g/L.Li+的析出较分散,在实验末期,固相Li2CO3析出达到高峰期,但Li2CO3的含量不超过4%.在实验后期,卤水中CO2-3离子的浓度和卤水温度迅速升高,这是导致卤水中Li+快速析出的主要因素.蒸发后期,卤水中K+和B2O3迅速富集,母卤适于提取硼砂和钾石盐或硼钾盐.     

柴达木盆地西部大浪滩140 ka以来沉积特征与古环境

文章选取柴达木盆地西部大浪滩盐湖沉积中心的钻孔岩芯为研究对象,通过U系年代学研究,建立了该地区140kaBP以来的湖相地层沉积序列。从沉积特征来看,期间共经历了8次成盐期和6次淡化期,成盐期沉积的主要矿物为石盐、石膏、芒硝和白钠镁矾。淡化阶段主要矿物为粘土(伊利石占绝大多数,次为绿泥石和高岭石)、碳酸盐(方解石和白云石为主)和石英长石。对该时段碳氧同位素分析显示,140～113kaBP(92～84m),同末次间冰期的演化阶段(5e)有着很好的对应关系;113～93kaBP(84～78m)(5d),从碳同位素组成特征看,该阶段也有多次气候的颤动发生,在78～80m层段,有近2m厚的中粗粒芒硝,其为冷相矿物,这说明该阶段水体温度变化频繁;此外,93～87kaBP(78～74.6m)、87～79.5kaBP(74.6～67.5m)、79.5～76kaBP(67.5～63.5m)也都分别对应着末次间冰期后的5c、5b、5a三个阶段。76～72kaBP(60～64m)(MIS4),氧同位素组成快速偏重(-4‰～-8‰(PDB)),温度下降,水体明显咸化;72～30kaBP(60～16m)(MIS3),总体碳氧同位素组成偏重,代表干凉的古气候环境,期间有两次成盐期,代表了冷干时段;30～14kaBP(16～0m)(MIS2),氧同位素组成明显偏重,代表了末次盛冰期的到来,进而结束了湖泊水体沉积。     

西藏错鄂湖沉积旋回与古环境变迁

湖泊作为陆地上相对独立的自然综合体,是大气圈、岩石圈、生物圈和陆地水体相互作用的联接点,是区域环境的镜子。青藏高原中部从班长错至怒江分布密集的构造湖群,其东部位于印度季风区边缘的西藏那曲错鄂湖,发育有巨厚的湖泊沉积物,是研究高原环境演化的理想材料。本文对采自西藏那曲地区错鄂湖盆中心钻孔近200m、形成于2.8Ma以来的湖泊沉积物中的沉积旋回进行了研究,并结合沉积岩性、粒度和孢粉组合等,分析了该地区2.8Ma来的古地理环境演化过程。研究表明,2.8Ma来错鄂沉积物揭示了10个沉积旋回的变化和3大古环境演化阶段(2.8~2.5Ma,2.5~0.78Ma,0.78~0Ma)与8个次级环境波动过程。初步研究认为,错鄂地区的环境演化主要是由高原构造活动和气候波动共同作用下形成的。总体上,大的环境演替与构造运动有关,各旋回中的次级波动则与气候变化关系密切。     

Phase Chemistry Study of the Zabuye Salt Lake Brine: Isothermal Evaporation at 15°C and 25°C

Zabuye Salt Lake in Tibet, China is a carbonate-type salt lake, which has some unique characteristics that make it different from other types of salt lakes. The lake is at the latter period in its evolution and contains liquid and solid resources. Its brine is rich in Li, B, K and other useful minor elements that are of great economic value. We studied the concentration behavior of these elements and the crystallization paths of salts during isothermal evaporation of brine at 15°C and 25°C. The crystallization sequence of the primary salts from the brine at 25°C is halite (NaCl) → aphthitalite (3K2SO4·Na2SO4) → zabuyelite (Li2CO3)→ trona (Na2CO3·NaHCO3·2H2O) → thermonatrite (Na2CO3·H2O) → sylvite (KCl), while the sequence is halite (NaCl) → sylvite (KCl) → trona (Na2CO3·NaHCO3·2H2O) → zabuyelite (Li2CO3) → thermonatrite (Na2CO3·H2O) → aphthitalite (3K2SO4·Na2SO4) at 15°C. They are in accordance with the metastable phase diagram of the Na+, K+-Cl?, CO32?, SO42?-H2O quinary system at 25°C, except for Na2CO3·7H2O which is replaced by trona and thermonatrite. In the 25°C experiment, zabuyelite (Li2CO3) was precipitated in the early stage because Li2CO3 is supersaturated in the brine at 25°C, in contrast with that at 15°C, it precipitated in the later stage. Potash was precipitated in the middle and late stages in both experiments, while boron was concentrated in the early and middle stages and precipitated in the late stage.     

2.5 ka BP以来额济纳绿洲沙丘的粒度特征及其反映的沉积过程

额济纳绿洲位于我国极端干旱区,该地额济纳剖面(41°46.36'N,101°09.26'E)的地层含1层现代流动沙丘、8层古流动沙丘、18层古半固定沙丘、14层古固定沙丘、2层沙质弱成土和2层沙黄土-亚沙土。根据对该剖面11个14C年代样品测试和263个粒度样品的分析结果,本文确定了这套以沙丘沙沉积为主的沉积序列主要是2.5 ka BP以来气候一风沙地貌过程的产物,并详细讨论了自那时以来不同沉积类型的粒度及其Mz、σ和SC/D等分布规律和成因问题。这一研究结果表明:①额济纳剖面古流动沙丘沙、古半固定沙丘沙和古固定沙丘沙无论在粒度组成还是在Mz、σ分布上,都分别与现代流动沙丘沙、半固定沙丘沙和固定沙丘沙颇为相似,这为该剖面沙丘类型的划分提供了重要依据;相对这三类沙丘沙而言,沙黄土-亚沙土和沙质弱成土的沙物质含量显著降低,而粉沙和粘土含量明显增高,显示出沙丘嗣后的较强的成土作用和一定的土壤化过程。②该剖面古流动沙丘沙或古半固定沙丘沙与上覆的古固定沙丘或沙黄土-亚沙土或者是沙质弱成土可以构成11.5个沉积旋回,其每一个旋回又表现为颗粒由粗变细,Mz(Φ)、SC/D由小到大和σ显示的由分选好到变差的粒度旋回变化,代表了一个“沙漠化”时期被嗣后的“绿洲化”时期替代的正逆交替变化过程。③2.5 ka BP以来额济纳绿洲经历了11.5个旋回的“沙漠化”与“绿洲化”的生态环境变迁,在时间上具有若干百年时间尺度的环境变化,其驱动因子主要与自那时以来东亚冬夏季风交替演变有关。     

西藏扎布耶盐湖卤水冬季制卤试验研究

本实验因地制宜，在充分利用西藏高原上独特的冷资源和优越的太阳能资源的前提下，采用天然多级冷冻分离和自然日晒富集相结合的思想指导实验操作。实验中，将扎布耶盐湖卤水天然冷冻后进行固液分离，分离后的余卤再日晒浓缩，然后进行下一级次冷冻分离，总体呈多级螺旋式推进。实验结果表明，Li^ 浓度为0．957g／L的初卤经多级冷冻日晒后，液相中Li^ 浓度可达7．97g／L，比用自然日晒法所获得的最高值2．8g／L高出近2倍，卤水中CO3^2 含量由初卤的20．2％降至11％-14％。该实验成果使下一步大规模工业LiaCO3生产所需的优质原料卤水的制取成为可能，并为完整优化工艺流程的建立提供了科学的实验依据。     

西藏扎布耶湖晚更新世沉积物230 年代学研究

本文应用全溶样品的等时线模式,较成功地测定了藏北高原西南部扎布耶盐湖SZK01孔岩芯中含不等量碳酸盐粘土的230Th/238U年龄,建立了青藏高原腹地海拔4000 m以上湖泊120 ka以来连续的同位素年龄标尺,从而为扎布耶盐湖及其周缘地区古环境古气候演化研究奠定了时间坐标。根据230Th/238U年龄数据,SZK01孔的平均沉积速率约为68 cm/ka。然而不同层段的沉积速率差异较大,变化在20.8~128.8 cm/ka,其快慢变化反映了该湖从短命深湖、动荡浅湖、滨湖到盐湖的环境变化,与高分辨率SZK02孔的研究结果相一致。讨论了测年模式的适应性﹑样品的U封闭性和应用的优越性,提出开展湖区及周边各类型水体的U、Th同位素化学行为研究和检验沉积物中多源Th对定年的影响将是今后年代学研究的重要内容。     

中国4.0 ka BP前后气候的空间分布特征及其对史前文明变迁的影响

本文收集整理了中国不同气候区84个地点110条4.0 ka BP前后的古气候、古环境记录,以讨论该时段前后气候的空间分布特征及其对史前文明变迁的影响.结果表明,4.0 ka BP前后中国绝大部分地区气候以降温为主.从湿度变化上看,北部、西北部的干旱区以及东部季风区的大部分地区气候为干或偏干状况,仅有少数记录,如长江下游、黄土高原中部偏南地区为“洪水”频发表征的湿度增加.总体上看,4.0 ka BP前后,中国气候似乎并未呈现“南湿润北干旱”的空间分布特征,部分地区出现的湿度增加或土壤侵蚀加剧情况,或与4.0 ka BP前后厄尔尼诺—南方涛动(ENSO)变化引起季风降水的季节性分布差异加大有关.同时,中国北部、中原以及长江中下游地区新石器文明在该时段的普遍衰退,则表明气候、环境变化是4.0 ka BP前后史前文明变迁的重要驱动力.     

罗布泊杂卤石沉积特征及成因机理探讨

罗布泊是世界最大的盐湖之一。罗布泊第四纪地层中不仅蕴藏有超大型规模的卤水钾盐矿床,同时也沉淀了一定规模的固体钾盐矿,杂卤石是主要的固体钾矿物。罗布泊杂卤石主要分布于罗北凹地内部,分布区长轴走向与罗北凹地走向一致,面积约326km2;剖面上,杂卤石分布区呈不对称的扁透镜体状。杂卤石以杂卤石岩或含杂卤石钙芒硝岩等形式产出,杂卤石岩及含杂卤石岩呈薄层状分布,最多达12层,埋深10～38m,其KCl含量一般为3%～10%,最高达15.48%。研究表明,罗布泊杂卤石成因机制有2种:①盐湖(钙芒硝阶段)沉积期间,可能出现气候热波动事件,卤水化学体系演化到杂卤石相区,导致杂卤石结晶析出,主要形成方式为杂卤石交代钙芒硝,部分纯杂卤石岩可能直接从卤水中沉淀出来;②盐湖晚期或干盐湖阶段,石盐晶粒间卤水受地表水混合发生掺杂作用,导致杂卤石析出并沉积于石盐等晶粒间。罗布泊杂卤石等固体钾盐资源具有一定的成矿潜力,查明其成因和分布规律可为勘查评价罗布泊固体钾盐提供理论支持。     

High-Resolution Records of the Holocene Paleoenvironmental Variation Reflected by Carbonate and Its Isotopic Compositions in Bosten Lake and Response to Glacial Activities

Abstract: The Early Holocene paleoclimate in Bosten Lake on the northern margin of the Tarim Basin, southern Xinjiang, is reconstructed through an analysis of a 953 cm long core (BSTC2000) taken from Bosten Lake. Multiple proxies of this core, including the mineral components of carbonate, carbonate content, stable isotopic compositions of carbonate, Ca/Sr, TOC and C/N and C/S of organic matter, are used to reconstruct the climatic change since 8500 a B.P. The chronology model is made by nine AMS 14C ages of leaves, seeds and organic matter contained in two parallel cores. The climate was cold and wet during 8500 to 8100 a B.P. Temperature increased from 8100 to 6400 a B.P., the climate was warm and humid, and the lake expanded. The lake level was highest during this stage. Then from 6400 to 5100 a B.P., the climate became cold and the lake level decreased slightly. During the late mid-Holocene, the climate was hot and dry from 5100 to 3100 a B.P., but there was a short cold period during 4400 to 3800 a B.P. At this temporal interval, a mass of ice and snow melting water supplied the lake at the early time and made the lake level rise. The second highest lake level stage occurred during 5200 to 3800 a B.P. The climate was cool and wet during 3100 to 2200 a B.P., when the lake expanded with decreasing evaporation. The lake had the last short-term high level during 3100 to 2800 a B.P. After this short high lake level period, the lake shrank because of the long-term lower temperature and reduced water supply. From 2200 to 1200 a B.P., the climate was hot and dry, and the lake shrank greatly. Although the temperature decreased somewhat from 1200 a B.P. to the present, the climate was warm and dry. The lake level began to rise a little again, but it did not reach the river bed altitude of the Konqi River, an outflow river of the Bosten Lake.     

The Sedimentary Characteristics and Environmental Significance of Saline Lake Shore in North Tibetan Plateau

正Introduction Through the study of environmental change indicators:landform,strata sedimentary characteristics,mineralogy characteristics and Grain-size,magnetic susceptibility analysis for 3101 cm height profile of Dogai Coring salt lake shore in the northern of Tibet plateau,the conclusion is roughly obtained about six major climate change process:     

沉积特征对低品位钾矿水溶开采的影响——以柴达木盆地马海盐湖北部矿段全新统为例

马海盐湖是柴达木盆地全新世形成的富低品位固体钾盐矿干盐湖,钾盐水溶开采潜力巨大。本文采用岩矿鉴定方法,对含盐系地层的沉积韵律岩性、钾盐矿物与矿层分布特征进行了研究,并分析了地层岩性的分布规律。结果表明,在马海盐湖北部矿区的主要沉积中心,沉积了一套以粘土-粉砂-石盐-粉砂石盐为主的沉积地层,同时在东南部形成了一个次级沉积中心;研究区钾盐矿物主要为杂卤石、光卤石、钾石盐等;沉积韵律分析结果显示,钾盐矿层多分布在Ⅳ₂韵律层顶部和Ⅳ₃-Ⅳ₄韵律层,产出形态在垂向上为层状、透镜状,平面上呈NE-SW向展布且连续性减弱;钾盐矿物和矿层分布与沉积演化关系密切,表明沉积特征对研究区钾盐矿水溶开采具有重要影响,为同类型低品位钾盐矿开采提供了一些参考。     

西藏扎布耶盐湖超大型B、Li矿床成矿物质来源研究

扎布耶盐湖位于西藏高原腹地,是一个现代盐湖矿床。对扎布耶地区地球化学背景的研究表明:变质岩及蚀变岩石中硼锂含量很高以及电气石脉的出现,暗示着扎布耶地区深部曾产生含硼锂高的热流体;沉积岩中除晚石炭世砂岩含硼锂稍高外,其他岩石均低于同类岩石的平均含量;火山岩中除早白垩世基性岩的硼锂含量高于基性岩平均含量外,其他均很低;该区大量发育的第四纪钙华含硼锂非常高,表明早期的热水系统曾提供过大量的成矿物质;河流及泉水中的硼锂含量是世界河水平均含量的数倍至数百倍,表明地表和近地表条件下的水-岩相互作用的产物也是成矿物质来源之一。     

西昆仑山甜水海24万年以来生态环境演化的孢粉学证据

西昆仑山甜水海深５６．３２的钻孔岩芯孢粉记录表明,本地区２４０ｋａＢＰ以来,高寒荒漠植被一直占主导地位,但其嶂有草原成分蒿墙加的若干波动,它反映了寒冷干昌气候背影下的湿润温和波动,亦反映了生态环境的脆弱性。     

青藏高原纳木错湖阶沉积的发生特征及环境指示意义

选取的21个湖相沉积物样品分别采自纳木错湖西岸塔吉古日（剖面Nam Co 1）和纳木错湖东北岸的干玛弄附近（剖面Nam Co 2）。按照其发生特征分别将剖面从顶部到底部划分为12个和9个层次,通过分析各个层次沉积物的粒径分布特征、质地组成特点、总有机碳（TOC）、总无机碳（TIC）、总碳（TC）的百分含量、酸度值（pH）、电导率（EC）、含水量等若干环境指示因子。结果显示:无论在比较两个剖面的发生特征,还是环境指示因子特征,剖面Nam Co 1发育程度较剖面Nam Co 2更加发育;通过对测年数据结果分析,两个剖面均形成于晚更新世,并且通过比较各自剖面在垂直方向上的各项环境指示因子的变化趋势,可知纳木错湖流域在晚更新世（约40 ka BP）阶段发生过3次相对明显的冷暖交替过程.