罗布泊第四纪湖盆物源与盆地构造演化特征：来自LDK01孔碎屑锆石U-Pb年龄证据

为揭示罗布泊盐湖第四系潜在物源区及凹陷阶段性演化过程,本文对罗布泊第一口钾盐科探深钻LDK01孔更新统不同深度样品进行碎屑锆石U-Pb微区定年分析。Th/U比值显示,钻孔碎屑锆石类型主要为岩浆锆石,少量为变质成因锆石。锆石年龄主要集中在209~240Ma、265~304Ma、320~385Ma、406~446Ma、705~880Ma及2376~2405Ma几个区间。综合分析潜在物源区的岩石属性和年龄构成,初步认为罗布泊地区前寒武纪年龄来自北部山前库鲁克塔格地区,加里东期碎屑锆石可能来源于阿尔金造山带和(或)南天山构造带。276Ma的峰值记录了塔里木盆地二叠纪大火成岩省事件,南天山最有可能为主导物源区。印支期和新生代碎屑锆石年龄暗示了北山地块和东天山,甚至较远的帕米尔-西昆仑山等地可能也提供了物源。凹陷周缘富钾岩体广泛出露,经风化、淋滤搬运至罗布泊,为凹陷第四纪成钾提供了有利的物质来源。塔里木盆地内部流域带来的碎屑组分是主要的物质来源,近源地区造山带岩体提供的物源有限。碎屑锆石年龄纵向变化特征显示,罗布泊北部地区在中更新世发生一次明显的构造抬升,可能是导致罗北凹地形成的重要原因。     

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。     

罗布泊形成及演化的地质新说

位于塔里木盆地东北端的罗后是现今塔里木盆地的最低点，其形成受新生代以来塔里木盆地东南缘阿尔金走滑断裂系及东北缘库鲁克塔格走滑断裂系的控制。由于基羌民怪的左行走滑及孔雀河断层的右行走滑，在罗布泊－带产生近东西赂的拉张背景，罗布泊即暗生这一拉背景的一个箕状凹陷。罗布汪周缘及塔里木河下游水系的分布，均受控于该地区新生代以来的断裂构造。     

亚洲大陆内部盐湖沉积特征、阶段性演化及其控制因素探讨——基于罗布泊LDK01深孔岩心记录

罗布泊位于塔里木盆地东端,地处欧亚大陆深腹地,罗北凹地则是罗布泊东北部的一个次级凹地。通过对罗北凹地LDK01深孔沉积物粒度、磁化率和地球化学的分析,并结合沉积物的岩性、盐类矿物形态特征和和组合类型、构造背景,对罗布泊地区第四纪成钾环境的阶段性变化规律进行探讨。研究表明,罗布泊地区早更新世以来依次发育了河流相、三角洲相、湖泊相-风成相等沉积体系,并呈现出明显快速的湖相推进和退缩交替的频繁变化,指示盐湖演化是干湿气候周期变化和湖盆周围山区淡水周期补给共同作用结果。第四纪时期罗北凹地发展并最终形成塔里木"高山深盆"中最深的次级凹地地貌,这是青藏高原隆升导致的向北挤压的必然结果,大地构造和环境的变化直接控制了罗布泊盐湖的构造演化和沉积体系的转变。罗布泊盐湖的演化大致可分为三个阶段:第一阶段为断陷阶段,早更新世以来主要沉积淡水河流湖泊相陆源碎屑物;第二阶段为坳陷阶段,中更新世中期发育膏岩湖相,以石膏等硫酸盐析出为主要特征;第三阶段为萎缩阶段,进入晚更新世,大量盐湖相钙芒硝沉积至全新世时期石盐等氯化物析出;上述三个阶段构成一个完整蒸发沉积构造旋回并于最终阶段中形成了超大型的钾盐矿床。     

塔里木河的变迁与罗布泊的演化

干旱区河流及湖泊变化是环境演变的最重要标志之一。本文根据实际调查、历史记载和遥感图像解译,论证了塔里木河河道变迁及水量变化与罗布泊的演化关系。魏晋及其以前,塔里木河与孔雀河合流从北面入罗布泊,当时上游农业规模小,入湖水量多,罗布泊水域面积达到5350km2。此后,孔雀河入塔里木河,从南面经喀拉和顺入罗布泊,由于绿洲面积扩大,引水增加,到了清末罗布泊水域明显缩小,但还没有干涸。1921～1952年塔里木河再度与孔雀河汇流,又从北面入罗布泊,湖面扩大到1900km2,代表了这一时期的罗布泊水域,因此罗布泊不是20世纪30年代末40年代初干涸。1952年塔里木河与孔雀河分流,孔雀河单独入湖,水量减少,使湖面缩小,但直至1959年中国科学院新疆综合考察队对罗布泊进行考察时仍有广阔的水面,1961年仍未干涸。孔雀河灌区为扩大灌溉面积,于1958年和1962年,分别在普惠和阿克苏甫修了拦河大坝和水库引起下游断流。因此,罗布泊应在1962年以后逐渐干涸,直到1972年美国第一颗地球资源卫星照片上才得到反映。同时,还根据塔里木盆地绿洲发展、水资源利用及水系关系,分析了罗布泊干涸的原因及与塔里木河开发有着必然联系,主要是人类活动改变了地表径流的地域分配,上中游引水过多,造成下游断流和尾闾湖干涸。     

The Impact of the Linked Factors of Provenance, Tectonics and Climate on Potash Formation: An Example from the Potash Deposits of Lop Nur Depression in Tarim Basin, Xinjiang, Western China

Potash deposits commonly accumulate in highly restricted settings at the final stage of brine evaporation. This does not mean that potash deposits are formed simply as a result of the evaporation concentration of seawater or lake water, but rather as a coupling result of particular provenance, tectonics and climate activities. In this paper, we focus on the formative mechanism of the potash deposits of Lop Nur depression in Tarim Basin to interpret the detailed coupling mechanism among provenance, tectonics and climate. In terms of the provenance of Lop Nur Lake, the water of the Tarim River which displays “potassium-rich” characteristics play an important role. In addition, the Pliocene and Lower-Middle Pleistocene clastic beds surrounding Lop Nur Lake host a certain amount of soluble potassium and thus serves as “source beds” for potash formation. During the late Pliocene, the Lop Nur region has declined and evolved into a great lake from the previous piedmont and diluvial fan area. Since the mid Pleistocene, the great-united Lop Nur Lake has been separated and has generated a chain system consisting of Taitema Lake, Big Ear Lake and Luobei Lake which has turned into the deepest sag in Lop Nur Lake. Dry climate in Lop Nur region has increased since the Pliocene, and became extreme at the late Pleistocene. The study implies that potash formation in Lop Nur Lake depends on the optimal combination of extreme components of provenance, tectonics and climate during a shorter-term period. The optimal patterns of three factors are generally characterized by the long-term accumulation and preliminary enrichment of potassium, the occurrence of the deepest sub-depression and the appearance of an extremely arid climate in Lop Nur region. These factors have been interacting synergistically since the forming of the saline lake and in the later stages strong “vapor extraction” caused by extremely arid climate is needed to trigger large scale mineralization of potash deposits.     

Minerogenic Theory of the Superlarge Lop Nur Potash Deposit, Xinjiang, China

Located in the eastern part of the Tarim basin, Xinjiang, the Lop Nur was an ultimate water catchment area of the Tarim basin during the Quaternary. Through nearly ten years of investigation and research, the authors have found a superlarge brine potash deposit in the Luobei subbasitv—a secondary basin of the Lop Nur depression. The deposit has been mined now. On that basis, the authors propose new theories on the genesis of the potash rock deposit. In the tectonic and geomorphologic contexts, the Tarim basin lies in a “high mountain-deep basin” environment. At the beginning of the Quaternary, influenced by the neotectonic movement, the Lop Nur evolved into a “deep basin” in the Tarim basin. At the end of the middle Pleistocene, neotectonic migration began to take place in the interior of the Lop Nur and a new secondary deep basin—the Luobei subbasin—formed gradually. Despite its small area, it is actually the deepest subbasin in the Lop Nur depression, where brines of the Lop Nur Salt Lake gather and evaporate, thus providing materials for the formation of a superlarge brine potash rock deposit. With respect to the phenomenon of brine concentration and change with deepening of the lake, the authors propose a model of “high mountain-deep basin” tectonic migration for potash concentration. In the sedimentological context, the honeycomb-shaped voids developed in glauberite rock in the subbasin are good space for potash-rich brine accumulation. Study indicates that the deposition of glauberite requires recharge of calcium-rich water.In the Tarim area the calcium-rich water might come from deep formation water or oilfield water, and the river water recharging the Lop Nur Salt Lake was rich in sulfate radicals and other components; in addition, the climate in the area was very dry and the brine evaporated steadily, thus resulting in deposition of substantial amount of glauberite, potash accumulation in intercrystal brine and final formation of the potash deposit. Generally, potash formation in a salt lake undergoes a three-stage process of “carbonates→sulfates (gypsum and glauberite)→chlorides (halite etc.)”, but in the study area there only occurred a two-stage process of “carbonates→sulfates (gypsum and glauberite)”. The authors call this new geological phenomenon the “two-stage potash formation” model. In conclusion, the superlarge Lop Nur potash deposit is the result of combined “high mountain-deep basin” tectonism and “two-stage potash formation”.     

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。     

罗布泊低品位光卤石矿分布特点及其找矿规律探讨

罗布泊干盐湖位于新疆塔里木盆地东部。1995年以来,在罗布泊发现了超大型规模卤水钾盐矿床,卤水钾盐资源主要赋存于罗北凹地等盐系地层中。近年来调查发现,罗布泊分布有地堑式张性断陷带,不仅控制成钾凹地的形成,其本身也蕴藏有一定规模的固体钾盐资源。地球物理(EH-4)测量显示,断陷带深达1 000 m。在罗布泊盐湖演化过程中,断陷带内出现较小规模的洼地或盐湖,湖表水蒸发浓缩形成卤水,由于罗布泊地堑式断陷带长达30~50 km,向下延长深度可达1000 m,说明罗布泊断陷带内可以形成和储集一定规模的固体钾盐矿,成为今后罗布泊盐湖钾资源扩大找矿的新空间。     

Sedimentary Characteristics of Kalistrontite and Its Significance for Potash Formation in the Lop Nur Playa,Xinjiang

The Lop Nur playa is located in the eastern part of the Tarim Basin, Xinjiang. From the late Middle Pleistocene to the Late Pleistocene, the Lop Nur gradually evolved into a salt lake. Huge amounts of glauberite minerals were deposited, accompanied by large-scale potash-bearing brines gathered. The unique sedimentary characteristics of the lake have not yet been identified.     

罗布泊盐湖区固体钾盐沉积特征、分布及成因探讨

文章对罗布泊盐湖区杂卤石、光卤石、钾盐镁矾等不同类型固体钾盐矿物特征、分布及成因进行了分析总结。杂卤石主要产于罗北凹地内部沉降区,以交代成因类型为主,代表了以硫酸盐型卤水为主体的罗布泊盐湖残余卤水钾镁富集到一定程度与石膏、钙芒硝发生水-盐反应的产物。光卤石沉积主要产于断陷带（近）地表,为深部氯化物型卤水经断裂向上运移至地表、与浅部卤水掺杂经蒸发浓缩而成。钾盐镁矾主要产于南小团地区,其形成可能与凹陷基底反转、罗北凹地高浓度卤水回灌有关。罗布泊盐湖区不同类型的固体钾盐沉积是构造-物源-气候3种成钾要素在特定时间窗下耦合的产物：在干旱气候条件下,构造活动一方面导致盆地地貌分异形成更加封闭的成钾次级凹地,为钾盐沉积提供可容纳空间;另一方面活化断裂为深部流体补给盐湖提供通道,为钾盐沉积提供不同类型的物质来源,改变盐湖卤水化学组成最终形成不同类型钾盐矿物。     

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。     

40～30ka B.P.中国西北地区暖湿气候的地质记录及成因探讨

新疆艾丁湖与柴窝堡湖记录、玛纳斯湖记录、巴里坤湖记录、伊犁黄土-古土壤记录、罗布泊沉积记录和塔里木盆地南缘克里雅河流阶地钙质结核层记录,青海察尔汗盐湖以及内蒙古古居延海沉积记录、白碱湖和吉兰泰盐湖、巴丹吉林沙漠钙质胶结层等记录均显示40～30kaB.P.时期整个西北地区气候温暖湿润.其中,内蒙古西部温度较现代高2.～3℃,西北大部分地区降水量成倍增加,气候显著湿润化.其成因可能是由于当时中、低纬度岁差周期高辐射所造成的海洋表面温度升高,蒸发加强,西风环流和夏季风为西北提供的水汽大幅度增多的缘故.     

新疆罗布泊盐湖卤水资源综合开发研究

罗布泊盐湖赋存有丰富的含钾硫酸镁亚型卤水,现已探明仅罗北凹地区段孔隙度储量2.67×109t(折合KCl),属特大型钾盐卤水矿藏,是生产硫酸钾的理想原料;此外,卤水中含有丰富的钠、镁、锂、硼等资源,综合回收利用价值较大。本文针对罗布泊盐湖卤水资源,在有效利用盐湖钾资源同时,加快其他共生资源的综合开发进程,将新疆罗布泊盐湖资源开发建设推向持续、合理、有效、高值的循环经济发展的道路,为国家西部经济开发做出贡献。     

基于砂箱模拟实验的罗布泊盆地新构造变形特征分析

在现有罗布泊盆地新构造活动特征分析的基础上,设计了刚性基底和塑性基底两种砂箱实验模型进行实验模拟。实验结果显示,在近南北向区域构造挤压应力作用下,罗布泊盆地两侧的阿尔金山与库鲁克塔格均以逆冲岩片的形式向盆地强烈逆冲,形成一系列向盆地推覆的冲断-褶皱带,且局部发育断层三角带。库鲁克塔格山发育一系列具右旋走滑作用的冲断层,而阿尔金断裂带则形成具左旋走滑的逆冲活动,在两者共同作用下,导致塔东地块发生向西逃逸,导致罗布泊盆地内部处于东西向伸展状态,发育一系列近南北向断层。模拟实验结果较好再现了罗布泊盆地新构造变形特征,有助于探讨塔里木地块东缘构造形成机制。模拟实验也表明罗布泊盆地两侧的盖层变形特征明显受控于基底发育特征,而两种模拟实验结果的分析比较表明罗布泊盆地具有刚性基底。实验结果为研究该区构造与成钾、油气成藏关系提供了依据。     

新疆罗布泊钾盐矿床成因类型探讨

钾盐矿床产于蒸发岩建造中,是含盐盆地发育过程最后阶段的产物.据已往成果及盐类矿物提供的新资料认为罗布泊以卤水钾矿为主,已查明钙芒稍储钾潜卤水承压卤水钾矿床为一种新类型钾盐矿.此外,深层碎屑岩储钾卤水钾矿层及光卤石——泻利盐沉积和杂卤石沉积交代型固体钾盐矿均是有待进一步查证的稀有类型钾矿.深入研究罗布泊钾盐矿床成因,将有...     

Holocene Yellow Silt Layers and the Paleoclimate Event of 8200 a B.P. in Lop Nur, Xinjiang, NW China

Many yellow silt layers have been identified in the Holocene sediments in the last lake of Lop Nur (playa), Xinjiang, northwestern China. Statistics of drill-hole cores have revealed more than one hundred layers, which exhibit regularity in time sequence. Study has further verified that these yellow silt layers were deposited through eolian processes. The time-frequency distribution diagram shows an obvious peak occurring at about 8200 a B.P., which is consistent with the dry, windy and cold climate event occurring at 8200 a in other places around the world. Therefore, this event is regarded as a response to the global climate change.     

多元地球化学指标指示的32～9 ka B.P.罗布泊地区环境及其对全球变化的响应

对位于新疆罗布泊地区罗北洼地的CK-2钻孔柱样,自距顶0.94 m到10.35 m部分,以5 cm间距采样,6个样的质谱,铀系法年龄为32～9 ka B.P.,用仪器-化学分析法得到了样品中Na、K、Ca、Mg、Fe、cu、Hg、Zn、Mn、Sr、As、Pb、P、Cl和TOC共15种元素的含量.通过对元素含量变化和主成分序列分析,探讨了罗布泊地区在32～9 ka B.P.期间,经历的从末次盛冰期(阶段Ⅰ)、暖干期(阶段Ⅱ)、末次冰期晚期(阶段Ⅲ),到全新世早期(阶段Ⅳ)的不同程度冷湿与暖干的变化阶段.与格陵兰冰芯(GISP2)和深海沉积物氧同位素序列对比结果表明,罗布泊地区经历了MIS3晚期、MIS2和早M1S1早期.在罗布泊环境演化序列中也出现了发生在北大西洋冰漂碎屑的Heinrich事件(H3、H2和H1)和新仙女木(YD)事件,以及快速回暖的D/O事件(IS4、IS3、IS2和IS1).这表明高纬度的大气环流影响到中纬度西风带的强度、相位和位移,制约了我国西北干旱化地区气候环境变化的格局.为此,罗布泊地区的湖相沉积环境不仅记录了受到西风带、青藏高原隆升以及远离东亚和南亚季风影响所具有区域性的冷湿与暖干的水热配置特点,并且还具有全球变化的印迹.     

罗布泊钾盐矿区供水方向初探

罗布泊钾盐矿区地处气候极端干旱的塔里木盆地东部 ,区域范围内水资源极为贫乏。然而 ,开发生产钾盐的基本条件之一是就近寻找和开采地下水资源。罗布泊钾盐矿区及其周围区域地下水资源的分布特点和水质特点的分析表明 ,罗北洼地首采区以东约 90km的阿其克谷地是最具有远景的地区 ,初步估算地下水补给量达 1 4× 10 8m3 /a。