盐湖学的研究与展望

人类对盐湖的认识与开发利用历史悠久，例如开采盐湖食盐，可追溯至距今4600年前，此阶段称为盐湖研发萌芽阶段。以近代科技理论方法对盐湖研究与开发大致可划分为3个阶段：①大约19世纪末至20世纪初，以物理化学为主导的石盐、碱、硼小规模开发阶段；②20世纪中期至60年代，暂称为传统地质学、生物学和化工研究与中小规模无机盐开发阶段；③20世纪70年代以来现代地质学、生物学、化学和化工等多学科研究以及大规模无机盐、盐生物、疗养一旅游综合利用与深加工阶段。但是，不少问题依然存在，如单学科研究而较少相互融合，盐湖资源“单打一”勘查开发现象还较多，已开发的盐湖环境和资源有不少受到不同程度破坏等。盐湖学提出与建立，既是基于盐湖与盐境综合性自然资源特点和盐湖科学自身研究开发的历程，也是有其国内外科技与经济发展需求的背景。盐湖学是一门新的基础性、综合性应用学科，它注重用多学科综合集成研究盐湖，这有利于全面揭示古今盐湖的成因与演化规律，有利于综合评价和充分发掘盐湖多元资源效益，所以它有别于传统的单学科研究模式。它注重盐湖与其盐体系基础研究与应用工程技术相结合，避免时有发生的两者相互脱节现象，从而形成相互衔接的“一条龙”研究模式，这为发展绿色盐湖产业、盐境保护与盐湖区可持续发展提供科学支撑。     

中国盐湖科学技术研究的若干进展与展望

我国拥有得天独厚的盐湖资源,分布于北半球盐湖带欧亚盐湖亚带东部,主要分布在现代降水量500mm/a的范围内。本文对中国盐湖科学技术60年来取得的若干进展进行初步梳理。1.在盐湖沉积与古气候、古环境研究方面:提出了各种盐类矿物的古气候转换指标。柴达木西部-塔里木东部氯化物型-硫酸盐型沉积区为我国第四纪以来干旱成盐中心,历经了6次以上的向外干旱(成盐)扩张期;提出青藏高原第四纪晚期存在5次泛湖高湖面;2.在盐湖成矿与成盐成钾理论研究方面:首编青藏高原湖泊水化学分带图(1/250万),揭示了青藏高原盐湖水化学类型由南往北、由碳酸盐-氯化物型分布规律及其相应成盐成矿专属性;发现几个大型陆相钾盐矿床,提出了高山深盆成盐模式、链式多级中浅盐湖成矿模式、多级湖盆深盆成盐模式、砂砾型含钾卤水成矿模式以及"隔代承袭成钾"等新认识,建立和发展了"陆相成钾"理论认识;发现青海大柴旦湖钠硼解石-柱硼镁石矿床、西藏扎仓茶卡柱硼镁石-库水硼镁石矿床、聂尔错库水硼镁石矿床等新类型镁硼酸盐(锂)矿床,进而提出冷冻稀释成硼理论新认识。3.自主研发出的"反浮选冷结晶工艺"生产氯化钾自控系统,使察尔汗盐湖钾盐达到300万吨/年KCl产量,形成了名牌钾肥产品。成功研发了罗布泊120万吨/年硫酸钾成套技术,建成世界最大的硫酸钾生产装置,2015年产量达160万吨,以上为我国钾肥生产作出了重大贡献。在自主研发的"冬储卤-冷冻-日晒-分离-盐梯度太阳池积热沉锂"创新技术支撑下,在西藏高原海拔4421米的扎布耶盐湖建成了世界海拔最高的锂盐产业,也是我国首条年产5000吨碳酸锂的盐湖提锂基地。4.根据盐水域发育大面积杜氏藻等嗜盐菌藻、盐沼带和盐碱地繁衍多种盐生植物的盐境生态特点,提出"盐湖农业"("盐土农业")农业新概念,发展盐境绿色产业提供新的理念和技术支持。最后,为今后盐类科学发展方向,提出了深绿科技与产业研发方向,随着盐类科学技术的发展,将会促进新的边缘交叉学科盐类学(Salinology)的发展和日臻完善。     

盐湖生物学研究进展——第二届"盐湖生物学及嗜盐生物与油气生成学术研讨会"综述

盐湖生物学是研究盐湖水体及其沿岸环境中生命现象和生命过程规律的科学.为进一步促进我国盐湖生物学研究,第二届"盐湖生物学及嗜盐生物与油气生成学术研讨会"于2007年9月在京召开.会议主要取得如下成果:(1)在"大盐湖产业"体系基础上,提出了"盐体系"研究模式,初步归纳了盐体系研究与生物学交叉的几个主题,为开展盐湖生物学研究提供了理论指导.(2)盐湖生物提供基因资源和新生物技术:极端嗜盐古菌蕴藏着丰富的可开发资源,是真核生物遗传过程研究得天独厚的原核模型.(3)对盐湖生物在油气生成中的作用有了新的认识,89%的已探明的原油和80%的天然气产出于含盐盆地;盐湖相可以发育为优质烃源岩,已发现盐湖相烃源岩形成的大规模油气资源.     

基于WorldView-Ⅱ高分数据的盐湖矿化度含量定量反演研究——以尕斯库勒盐湖为例

鉴于盐湖水体矿化度含量定量反演研究较少,且中、低空间分辨率遥感数据反演的矿化度含量精度偏低,文章以柴达木盆地西部尕斯库勒盐湖为例,基于WorldView-Ⅱ高空间分辨率遥感数据和实测矿化度数据,开展了盐湖湖表水体矿化度含量定量反演技术研究。通过开展盐湖水际线提取、盐湖水体矿化度光谱诊断特征分析、矿化度识别遥感指数构建、矿化度遥感信息分离和线性回归模拟,构建了盐湖矿化度含量定量反演模型。经评价,模型反演精度为96.61%。研究结果表明,基于WorldView-II高分数据定量反演盐湖矿化度含量的方法是有效的,该方法对于快速定量识别盐湖矿化度含量,降低盐湖矿化度调查和分析成本,预测富矿水域具有十分重要的意义。     

论中国盐湖

中国是一个多盐湖的国家，并有悠久的盐湖开发历史。第四纪盐湖主要分布于我国西部和东北部。笔者将中国盐湖划分为4个盐湖区和13个盐湖亚区。已知的4种盐湖水化学类型在中国均已找到。这些盐湖水化学类型以柴达木－塔里木东部干旱（极干旱）地区为中心，向外围发生有规律的变化。自第四纪以来，中国盐湖带反映出有6次以上干旱扩张期，该发现对于阐明中国乃于东亚第四纪古气候环境演变有着重要意义。     

基于热红外遥感数据的尕斯库勒盐湖温度异常信息提取及成因探讨

热红外遥感在盐湖地质环境分析和资源评价领域具有良好的应用前景。文章以青海省尕斯库勒盐湖为研究区,基于热红外遥感数据开展了盐湖表面水体温度异常信息提取,在靠近干盐滩的盐湖东部水域识别出了一条低温环状异常带,分析了该低温环状异常带形成的原因,提出了沿低温环状异常带中心线的盐湖深部可能存在一条隐伏断裂的新认识,为热红外遥感识别盐湖水域隐伏断裂提供了一种新思路。     

论盐湖学

根据当代盐湖科学研究发展的特点和社会的需求,笔者提出有必要建立符合盐湖资源科学的新研究体系,称之为"盐湖学(Salinology)".它是研究盐湖体系的化学、物理和生物与其环境和资源的性质及特点,并推进其工程化的一门边缘应用基础科学.盐湖学的基本任务是用多学科的原理为指导,系统地研究与勘查盐湖,为人类与盐湖的协调及其科学管理和合理利用提供科学技术依据,为持续发展"盐湖农业"、盐湖矿业和旅游业服务.     

盐类科学研究的扩展——盐体系研究的思考(代序)

传统的地球科学对于盐类研究主要集中于盐湖和古代盐类沉积,对于其他盐类聚集体,如泻湖、港湾、盐沼泽、泉水等研究较少,更未涉及其他行星的盐类聚集体。成盐元素约25种,由于其作用的广泛性和重要性以及近代科学技术的进步,对于盐类聚集体的研究已冲破单学科领域,不但在地球科学包括盐类资源科技领域日益扩大和深入,而且在生物学、医学、保健和环境生态学等也有了引人入胜的新发现,航天行星科学也开始涉及盐类研究领域,在宏观上已进入全球以至行星研究时期,在微观上已达到分子和基因层次;盐类及盐碱土开发已达到综合利用、整体开发的初始阶段。盐类科学研究已进入多学科交叉、在广度和深度上大为扩展的崭新时代,概称为"盐体系"研究和综合开发与保护管理阶段。     

大浪滩盐湖蒸发盐嗜盐菌培养鉴定及其天体生物学意义

通过火星遥感及火星登陆测量都发现了火星上存在大量的含水硫酸盐,这些盐类的状态和演化也见证了近代火星表面环境条件的变化。大浪滩盐湖是柴达木盆地第二大盐湖,也是中国最为干旱的地区之一,而且大浪滩盐湖分布有与火星类似的硫酸盐盐类沉积。我们采集了蒸发盐表层盐壳,盐湖结晶盐以及剖面沉积盐类等样品,进行室内分离、培养及鉴定嗜盐菌研究。结果表明,大浪滩盐结晶及盐类沉积中分布有不同类型的嗜盐菌,主要类型为Virgibacillus,Oceanobacillus,Halobacillus,和Terribacillus等。大浪滩盐湖蒸发盐中内生嗜盐菌的分离鉴定,为探索火星高盐环境中生命存在的形式和机制提供一种类比模式。     

中国土壤学学科发展战略研究报告

土壤是固态地球表面具有生命活动、处于生物与环境间进行物质循环和能量交换的疏松表层。它既是独立的历史自然体，也是最易受人类活动影响、为人类提供食物的自然资源。科学地开发和利用土壤在国民经济建设，特别是在农业生产和改善环境中具有重要作用。土壤学作为主要研究土壤中的物质运动规律及其与环境间相互关系的科学，是农业科学和资源环境科学的基础学科之一。随着自然科学的发展，土壤学的研究不断有新的推进。特别是当前世界进入以经济、科技为主体的竞争年代，人类面临人口－资源－环境间的尖锐矛盾，使土壤学面临着十分严峻的挑战。本报告分析了土壤学的发展趋向及我国土壤学发展中的主要问题，提出了我国土壤学近期研究的重点领域、发展的措施和展望。     

南盘江上游草海断陷盆地岩溶水系统研究

在西南岩溶山区,分布着许多断陷盆地,是主要的人口聚居区和经济发展区.由特殊的地质环境条件所决定,水资源时空分布不均,每当旱季或遇上干旱年,工农业和生活用水紧缺,制约着当地经济的发展.以南盘江上游草海断陷盆地为例,揭示断陷盆地岩溶水赋存规律,为断陷盆地岩溶水开发利用提供依据.     

娘子关泉群岩溶水系统西部子系统径流特征研究

根据娘子关泉群系统西部控水构造、含水层段、水动力场等水文地质条件，重新划定了娘子关岩溶水系统西部边界(兴道-大方山-郭家沟-线构造带)，则东山区成为娘子关的一个补给径流区。在此基础上，对西部子系统岩溶水径流特征提出了新的见解。     

含煤系统

从煤地质学和系统论结合的基础上提出含煤系统的概念。含煤系统的基本要素有:物源、聚煤环境、地下热流。有关的成煤作用包括:泥炭的原地堆积—异地搬运作用、地壳旋回运动所引起的埋藏作用和成煤阶段的热变质作用。这些基本要素和成煤作用必须在时间空间上相配置,才有可能形成有工业价值的煤层。含煤系统在时间上可以分为物质来源子系统、物质堆积子系统、埋藏变质子系统。在空间上可以分为若干低一级的与此含煤系统特征相似的含煤子系统      

含煤系统理论及其模式

通过对中国煤田地质特征的综合分析,借鉴国外学者对“含煤系统”的界定和划分标志,运用煤地质学及相关学科等多学科交叉的学术思路和综合的研究方法,分析了含煤系统的主控因素,提出了中国含煤系统的研究思路、构成要素,建立了符合我国煤田地质特色的含煤系统模式,即提出了含煤系统及其子系统的构成格架.“含煤系统”6个子系统构成,分别为...     

点群分析法在泉域子系统划分中的应用——以山西延河泉域为例

应用Q型点群分析这种数学地质方法，运用水化学与同位素水样资料，对山西延河泉域进行了子系统的划分，取得了满意的效果，并在生产实践中得到了证实与应用。     

浅地幔系统的组成和属性相态

板块构造学说根据构造的活动性划分单元,不考虑单元是否同质。浅地幔系统考虑了系统组成单元的异质性和动力来源,适合于系统的能量和物质运动总体规律的研究。把地球系统地划分为地球表面、浅地幔、地幔对流和地核四个子系统,地球系统就完整了。浅地幔子系统由四个不同质的的单元相互作用组成,它们是大洋岩石圈、大陆岩石圈、洋陆转换带岩石圈和软流圈,它们是不同质的。地震层析成像结果支持这种单元划分。系统作用反映了大洋岩石圈与大陆岩石圈的相互博弈,洋陆转换带是洋底扩张和大陆增生之间博弈的主要战场和阻尼器。软流圈是地幔对流的顶层,也是系统的能量库和主要动力来源。在深度200 km以下,软流圈的物质运动已经与板块运动模式分离。软流圈物质运动主要是大尺度的蠕动,也包括流体的析出和渗透,局部岩浆的集结和上涌。岩石圈板块浮在蠕动的软流圈之上,软流圈地幔的热流体可以通过岩石圈地幔黏度较小的区域向上渗透。同时,在重力作用下,岩石圈黏度大的物质也可以向下运动,拆沉到软流圈底部。从目前的成像结果可以看到,对于地球表面难以观察的软流圈和地下深部,对比三维的地震波速和电阻率扰动图像,可以获得关于物质运动的信息,认知已经发生在地壳和上地幔的物质运动特征。     

Diurnal and vertical variability of pH, [O2], and Eh in the Novosibirsk water reservoir

In situ data on the daily dynamics of pH, [O₂], and E_h values at five water layer depths were obtained. Some regularities have been established: All these parameters are characterized by significant diurnal fluctuations and their daily cyclic recurrence; the diurnal cycles of pH and [O₂] nearly coincide (they show close extreme points on the time scale); the E_h cycles are less distinct and antisymbatic to the pH and [O₂] cycles, but typical E_h extremes sometimes lag by 2–3 h. These data were analyzed using the principle of equilibrium locality and partiality. The main flows of O₂ and CO₂ in the system have been revealed with regard to the water layer–atmosphere gas exchange, absorption of CO₂ by phytoplankton in the photic layer, breathing of phyto- and zooplankton, birth and die-off of biota, settling of mortomass, and redistribution of detailed components within the water layer as well as between it and the bottom sediments. On the basis of the results obtained, the known technique for estimating the content of primary photosynthesis products (Bruevich's method) was corrected. The used generalized algorithm of chemical thermodynamic analysis of the substance state in aqueous systems can be applied to waters of different classes as well as any surficial waters if E_h, pH, and [O₂] are taken into account.     

MAPGIS库管理子系统的运用方法及其意义

本文通过应用ＭＡＰＧＩＳ软件的实践,初步总结出其库管理子系统的运用方法,主要谈及以下三方面的问题：１．建库;２．图幅接边;３．图幅的检索输出。作者以１：５万地质图数据库为例,讨论了１：５万数据库的基础性,现实性以及重要性。     

中国东部燕山期岩石圈-软流圈系统大灾变与成矿环境

中国东部在燕山期发生了岩石圈－软流圈系统（ＬＡＳ）大灾变事件,并识别出被扰动的ＬＡＳ的两种类型,即在搞压造山环境下的岩石圈巨大减薄与巨大增厚作用;它们分别对应相关的安第斯型和海西型成矿作用,大量的新生,热地幔物质和再活化的热的下地壳物质取代,加热和注入冷的岩石圈和地壳是燕山期成矿大爆发的基因和基本的深部环境,再活化和活动的岩石尺度的不连续带是成矿带的良好储矿空间,巨大的岩浆－流体－成矿系统是形成巨     

Yanshanian Magma-Tectonic-Metallogenic Belt in East China of Circum-Pacific Domain (Ⅱ): Lithosphere-Asthenosphere System and Metallogenic Environment

ＣＡＴＡＳＴＲＯＰＨＥＯＦＬＩＴＨＯＳＰＨＥＲＥ┐ＡＳＴＨＥＮＯＳＰＨＥＲＥＳＹＳＴＥＭＡＮＤＹＡＮＳＨＡＮＩＡＮＭＥＴＡＬＬＯＧＥＮＩＣＥＸＰＬＯ┐ＳＩＯＮＩＮＥＡＳＴＣＨＩＮＡＴｈｅｏｒｅｔｉｃａｌＣｏｎｓｉｄｅｒａｔｉｏｎＡｎｏｒｍａｌｌｉｔｈ...