罗布泊干盐湖第四纪环境演变研究进展

罗布泊干盐湖作为塔里木盆地唯一的尾闾湖,经历了淡水湖—微咸水湖—咸水湖—盐湖—干盐湖的演化历程,是亚洲内陆环境演化及全球气候变化研究的天然实验室。简要概述罗布泊第四纪沉积特征及环境变化过程,并对未来研究提出展望。罗布泊早更新世主要为河流三角洲—滨浅湖—湖泊等沉积环境,是罗布泊盆地第四纪时期最为湿润的时期。自早更新世末期进入以含石膏粉砂黏土为主的咸水湖沉积阶段,中更新世中期罗北凹地进入巨量钙芒硝沉积阶段,干旱程度加剧,指示常年性盐湖亚环境。罗布泊全新统底部发育含石膏黏土、砂岩,表层广泛发育石盐壳,指示全新世伊始,罗布泊气候经历了一个相对湿润期,其北部逆向演化至咸水湖阶段,波动至半干旱气候,而后又向极端干旱气候转变,最终演化为干盐湖环境。展望未来,罗布泊古环境研究主要有以下几方面的内容需要进一步深入：(1)Ca-Cl型卤水对盐湖沉积亚环境综合判别的影响研究;(2)高精度地层时代框架;(3)可替代性环境演化载体;(4)定量化环境演变研究。     

罗布泊干盐湖表层盐壳含水率季节性变化及吸水特征研究

根据罗布泊遥感影像图,在干盐湖区域选择"黑纹"和"白纹"观测区为典型研究对象,对其表层盐壳含水率、地下水位埋深、气象参量的动态变化进行了1年多的系统观测,结果发现两个观测区的表层盐壳的季节含水率存在一定的差异,其吸附水含水率均大于结晶水含水率,两观测区的吸附水含水率差异在1%左右,但黑纹观测区盐壳结晶水含水率是白纹观测区的3倍以上;黑纹观测区的地下水水位埋深相对稳定,表层盐壳的吸附水变化与地下水水位变化无明显的直接关系。另在高湿度、不同温度的野外环境和室内模拟环境下开展的盐壳吸水能力实验都发现,黑纹观测区盐壳的吸水能力明显强于白纹观测区,甚至达到10倍以上的差异,分析表明这和表层盐壳盐类矿物成分(如硫酸镁)的差异性密切相关。     

罗布泊干盐湖钙芒硝形貌特征及生长影响因素

钙芒硝是罗布泊干盐湖沉积的主要盐类矿物,是该区富钾卤水的储存载体并可能对富钾卤水的形成与演化过程起到重要作用。罗布泊干盐湖钙芒硝大量堆积,呈"杂乱状"产生蜂窝状孔隙,构成了主要储卤空间。根据野外观察和室内分析,对罗布泊干盐湖钙芒硝相的特征形态进行研究,厘定出钙芒硝单晶体主要有菱形Ⅰ、菱形Ⅱ及长板状3种特征形态。罗北西部的钙芒硝晶体主要为洁净程度不高、颗粒粗大的菱形Ⅰ、Ⅱ,次为中晶长板状,其处于湖盆边界相对动荡的浅水环境下及受到强烈蒸发作用而快速结晶析出。罗北凹地内的钙芒硝晶体为洁净程度较高的中细晶长板状晶体,其沉积环境则被解释为位于湖盆中部的静水深水条件下缓慢结晶形成。通过对钙芒硝晶体形貌与沉积环境的条件研究认为,不同晶体形态及形态组合的钙芒硝是湖盆不同位置的湖水在干热气候条件下蒸发沉积的产物。     

罗布泊第四纪含盐系成岩作用特征研究

依据大量钻孔岩心与薄片的详细观察描述,对罗布泊罗北凹地第四纪含盐系盐层及储卤盐层的成岩作用变化进行深入研究。发现含盐系盐层内广泛出现各种成岩变化,主要是压榨作用、溶蚀作用、重结晶作用、交代作用、胶结作用及断裂构造作用等。它们对地层储集卤水能力产生巨大影响。这些成岩作用与晶间流体的活动有密切关系。同时引入“成岩作用相”的概念,探讨其在富钾卤水资源评价上的作用和意义。     

罗布泊盐湖"大耳朵"盐盘特征、成因及古环境意义

干盐湖蒸发岩沉积是干旱内陆封闭盆地的主要成盐模式,其地表盐壳沉积特征、蒸发盐类矿物具有明显的分带性.罗布泊干盐湖,保存了完整的"耳轮"型环状沉积模式和演化序列,在世界干盐湖中实属罕见.通过对罗布泊"大耳朵"干盐湖区多级环状亚沉积环境下发育的盐壳地貌、沉积结构、龟裂形态、矿物组成以及地下卤水的地表排泄情况进行地面调查和实...     

新疆罗布泊第四纪盐湖上升卤水流体及其成钾意义

野外调查发现，新疆罗布泊罗北凹地等干盐湖地表分布有众多的流体上升或上涌通道，其形状特征呈“垂直的孔洞”、“泥火山口”、“枣状小坑”及“粘附沙丘”等。研究认为，地下卤水流体过去和现在正是通过这些通道上升，至地表排泄或进入盐湖水体及沉积物中；这些地下流体主要源于深部地层水和大气循环水等；上升流体补给罗布泊的罗北凹地等次级盐湖，为钾盐成矿提供重要的物质基础，并导致钙芒硝的大量沉积，促进了盐类沉积物的成岩过程。同时，上升流体的补给还在罗布泊盐湖区近地表处产生了固体钾盐矿的沉积。     

罗布泊第四纪卤水钾矿储层孔隙成因与储集机制研究

罗布泊第四纪盐层中储集丰富的卤水钾盐资源，储集层主要为钙芒硝岩。研究表明，其储卤孔隙可划分为：原生晶间孔隙、准原生晶间孔隙、次生孔隙；次生孔隙又分为溶蚀孔隙、交代孔隙和晶洞孔隙。本文主要通过类比分析，确定钙芒硝岩在浅埋藏期间，在其原生沉积孔隙基础上，发育准原生晶闸孔隙，即蜂窝状孔隙，并在其中储集了大量富钾卤水。研究揭示出钙芒硝岩孔隙的发育的与矿物的菱片－菱板状结构、点－面式接触的“杂乱分布”密切相关。由于钙芒硝岩具有相对较的在硬度，其中大多数孔隙在埋藏过程中得以保存，同时，钙芒硝岩在承压环境中受溶蚀作用还可产生晶沿孔隙，这两种孔隙均储集了大量的卤水钾资源。     

沼泽沉积与环境演变研究进展

沼泽是水陆相互作用形成具有半水半陆过渡性质的自然生态系统。我国沼泽研究起步于20 世纪60 年代,期间有关沼泽沉积与环境的研究相对薄弱,90 年代以来虽已在泥炭沼泽孢粉解译全新世环境变化与泥炭沉积动力学方面有初步积累,但对潜育沼泽缺乏系统研究,尤其缺乏近代短时间尺度高分辨率环境变化历史记录研究,这方面与湖泊沉积及其环境演变研究相比已形成一定的差距。主要从学术文献、权威机关与科研机构两个方面对相关的国内外研究现状和进展进行总结,针对国内外研究现状和存在的问题提出了今后研究的重点：建立不同成因的沼泽沉积环境模式,从沉积学角度对沼泽定义及分类提供支撑;注重理论提升与定量化,使沼泽形成过程分析从定性描述走向定量化;注重现代化采样系统的应用与标准沉积剖面的建立;加强内陆潜育沼泽研究,注重现代过程与沉积剖面证据;扩大地理覆盖面,加强时空对比,加强沼泽区域性短尺度、高分辨率环境演化研究;深化沼泽沉积信息与流域环境变迁耦合机制研究。     

长江三角洲地区环境演变与环境考古学研究进展

综合分析了20世纪80年代以来长江三角洲地区环境演变与环境考古学研究进展,着重对长江三角洲地区太湖的形成与演变、全新世海侵与海面变化、史前环境的重建以及文化断层成因等方面进行了综述,并指出今后该区环境考古研究的主要内容,包括多学科交叉方法的运用和各种环境代用指标的相互印证、高分辨率研究、考古地层剖面与自然地层剖面的对比、古环境演变的定量研究以及环境质量时空演变特征研究等。     

罗布泊全新世沉积特征及其环境意义

罗布泊西湖属开阔湖盆,上世纪30年代其面积达1900km2,但湖心剖面粒度分析的结果表明,其粒度组成与一般开阔湖盆有着显著的不同:沉积物常具黄色与灰色互层结构,层理清晰,黄色层的粒度组成中常含较多粗颗粒砂,灰与黄色层的混合样是以粉砂黏土为主,同时含有一定量的中、细砂,甚至粗砂。根据与风成砂和尘暴沉积的粒度组成对比,可知这种沉积特征与现代尘暴沉积有很大的相似性,因而表明风尘是罗布泊沉积的重要物源,并可据此来恢复10000a以来本区尘暴作用的强弱变化。     

罗布泊盐湖化学沉积序列及其控制因素

罗布泊位于塔里木盆地的东部,是世界最大的第四纪干盐湖之一。罗布泊盐湖化学沉积序列总体简单,即为石膏—钙芒硝（巨厚）—石盐（很薄）,但细节变化则很复杂,在钙芒硝阶段和石盐阶段出现了很多含钾盐矿物的薄层,按时代从老到新,可划分出9个区段。罗布泊化学沉积序列除了与江汉盆地第三纪古盐湖有一定的相似性之外,与其他陆相、非海相和海相蒸发沉积序列有明显的差异,这可能与该地区的气候变化、物源背景及构造环境等有关。这种特殊的化学沉积序列应该是全球气候变化与大地构造运动在盐湖沉积中的响应,气候持续干化与补给变化的耦合,是造成罗布泊盐湖特殊的化学沉积序列的机制。     

阿尼玛卿山第四纪古冰川与环境演变

阿尼玛卿山是黄河上游现代冰川和第四纪古冰川最发育的地区.其中出现时间最早、发育规模最大的是倒数第三次冰期,东坡的古冰川末端下伸到海拔3600m,古雪线较现代雪线降低801m,冰川面积扩大了381km²,是现代冰川面积的16.2倍;西坡的古冰川末端下伸到海拔4100m,古雪线较现代雪线降低了635m,冰川面积增加了80.8km²,是现代冰川面积的5.8倍.之后,气候类型由海洋性逐渐过渡到大陆性,经历了湿冷-干冷-干暖的演变过程,冰川面积渐次缩小,特别是在晚末次冰期之后,进入全新世大暖期,气候急剧趋于干暖化.     

新疆典型干盐湖成钾条件对比与指标模型初探

选取新疆塔里木盆地及准噶尔盆地的2个典型终端干盐湖罗布泊和玛纳斯盐湖,对其成钾条件和模式进行对比分析,分别从盆地地理纬度、构造位置、盆地规模、所处气候带以及区域水文化学特征、盐类矿物组合特征、钾盐富集特征和品位等多个方面进行了研究。罗布泊地区气候干燥指数＞150,补给河流的ρ(K)×10²/ρ(Cl)比值为3.29∶1～5.08∶1,晶间卤水的ρ(K)×10²/ρ(Cl)比值为3.71∶1～6.66∶1,卤水氯化钾品位1.4%,资源量达3.2亿吨。而玛纳斯湖干燥指数为8.63,补给水源的ρ(K)×10²/ρ(Cl)为1.5∶1～12∶1,晶间卤水ρ(K)×10²/ρ(Cl)为0.1∶1～1.6∶1,卤水氯化钾品位0.33%,资源量为37.23万吨。研究结果表明,罗布泊在气候和物源补给上都比玛纳斯湖具有明显优势,有利于形成大型钾盐矿。2个干旱区典型盆地可观察实验的成钾指标对比分析,对于建立蒸发岩盆地成钾指标模型具有重要的参考意义。     

罗布泊地区自然环境演变及其对全球变化的响应

罗布泊于1962年全部干涸,干涸前湖面积约5400km2,目前湖底被厚20～40cm的盐壳覆盖,海拔约780m。盐湖北岸和东岸普遍发育三级湖积台地,其高度分别为783～785m,789m和810～820m,相应的湖面积分别为9250km2,20000km2和55000km2左右,根据释光和14C年代,它们分别形成于7.0～7.5kaB.P.,约30kaB.P.和90～130kaB.P.,与深海氧同位素第5和3阶段及全新世大暖期在时间上具有很好的对应关系。可见,位于亚洲腹地、气候极端干旱的罗布泊,在地质历史时期其湖面的扩张与收缩受全球气候变化因素驱动,其变化幅度的强弱则与区域环境因素有关。     

大柴旦盐湖卤水演变及环境变化的矿物学记录

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。然而,对其常年水体底部沉积剖面的相关研究工作却几乎没有开展。报道了该盐湖中央湖底硼矿层以上连续沉积剖面的加速器质谱计（AMS）^14C年代学和矿物学研究结果,首次揭示湖底硼矿层形成于约3600aBP之前,剖面的岩性与矿物组成标示了晚全新世以来该盐湖水化学演化的3个主要阶段,受降水量主控的入湖径流量决定了盐湖水位和卤水水化学的阶段性演化特征,以及各阶段中十年级和百年级的水化学变动。研究结果为探讨柴达木盆地北部晚全新世以来水文气候的演变历史提供了代理记录。     

罗布泊盐湖环状影像成因解释

根据遥感影像信息特征和盐湖气候变化模型,结合盐湖沉积特征和现代盐湖演化理论,通过对环状影像的成因进行解译和分析,将环状影像反映的1000年来盐湖气候变化的信息与北半球同期气候变化曲线对比,认为罗布泊盐湖是现代沉积形成的,是现代盐湖向干盐湖的演化历程中,由于气候冷暖交替变化而使盐湖沉积发生规律性变化的结果。     

罗布泊盐湖钾盐矿床分布规律及控制因素分析

罗布泊盐湖位于塔里木盆地东部,是世界最大第四纪干盐湖之一.自中更新世以来,罗布泊北部受到新构造运动影响,一方面,发生抬升活动;另一方面,产生地堑式断裂及次级盆地(凹地).调查发现罗布泊的次级凹地及断陷带内蕴藏有钾盐矿床,主要是卤水钾盐矿床;这些钾盐矿床(或成钾凹地)的分布具有方向性和一定等间距性.罗布泊卤水钾矿,除在罗北凹地外,在其外围的较小凹地内也有分布,表现为"卫星式"分布模式;而在地堑式断裂带延伸的范围区内也出现卤水,其分布表现为"含水墙"状模式.固体钾盐沉积于罗北凹地中心区及外围断陷带内,其形态与展布方向也受到地堑式断裂控制,其沉积模式有"浓缩中心式"和"构造洼地式"两种,前者钾盐沉积区面积均较大,钾矿面积占凹地面积近1/4,而后者沉积区面积很小,钾盐沉积基本分布于整个洼地内;固体钾盐分布区形态主要呈"条带状"模式.其长宽比值平均为3.58.除了构造应力作用外,罗布泊凹陷的几何形态、面积与补给来源方向等亦对罗布泊钾盐矿床的分布有一定影响作用.掌握罗布泊钾盐矿床的分布规律及控制因素,对于古代钾盐勘查具有重要参考价值.     

罗布泊东部阿奇克谷地第四纪古地理

通过对罗布泊东部阿奇克谷地中部AK1孔及露头剖面第四纪沉积特征的综合研究,初步分析了阿奇克谷地第四纪以来的沉积环境与古地理演化。结果表明,阿奇克谷地第四纪古地理受上新世以来区域构造控制,谷地两侧北山及阿尔金山的隆升,一方面为其提供了丰富的物质来源,同时也控制了其沉积环境的演化。其中第四纪以来阿奇克谷地沉积环境有两次明显变化,早更新世中期谷地中开始出现湖相沉积;中更新世晚期湖相沉积范围扩大,为罗布泊湖的大发展期。晚更新世谷地两侧普遍出现砾石层,与中更新世呈不整合接触,表明构造抬升造成湖泊退缩。晚更新世以来湖泊沉积环境波动变化加快。