柴达木盆地盐湖卤水型锂矿源汇过程及流域水文地貌演化与成矿联系

锂是一种重要的能源金属,随着新能源汽车及储能材料的广泛应用,全球锂资源需求量快速增加,预计未来十年内中国锂资源年需求量超过百万吨。锂矿主要分为三种类型,硬岩型、卤水型和沉积型。我国卤水型锂矿集中分布于青藏高原盐湖区,其中柴达木盆地盐湖锂资源最为集中,开发程度最高,是我国重要的盐湖锂资源产业基地。柴达木盆地一里坪、东-西台吉乃尔盐湖和察尔汗盐湖別勒滩区段卤水锂含量最高,是盆地主要的锂矿沉积区,流域锂资源的源-运-汇过程在盐湖卤水锂成矿中最具代表性,物质来源为那陵格勒河上游支流洪水河流域沿昆仑断裂分布的富锂热泉水补给,河水是携锂运移的主要载体,河水中的锂在出山口后历经多级冲积扇发生水岩反应(地表水/地下水转化与黏土矿物吸附/解吸)后到达尾闾盐湖区,最终蒸发浓缩富集成矿。同时,那陵格勒河流域中多级冲积扇的沉积演化制约着河流的摆动及锂的补给,导致尾闾盐湖成盐成矿时代和资源富集特征存在一定的差异,即成盐厚度东西端厚、中间薄,成盐时代西端老、东端新,而资源量东端富、西端少。因此,柴达木盆地中部富锂盐湖卤水矿床源-运-汇过程及那陵格勒河流域水文地貌演化研究是揭示尾闾盐湖成盐成矿及其空间差异联系的重要研究内容。     

柴达木盆地水—岩硼含量分布特征及其富集区域物源讨论

柴达木盆地盐湖是我国重要的硼资源富集区和成矿区。针对盆地内不同盐湖硼资源富集程度的差异性,采集柴达木盆地北缘河水和泉水样品,分析其硼和锂含量、矿化度和p H值,结合柴达木盆地不同流域补给水及蚀源区岩石已有的硼锂含量,总结盆地水—岩体系硼锂含量地球化学特征,并对柴达木盆地北缘富硼盐湖物源进行了探讨。结果表明,柴达木盆地北缘祁连山流域水体和岩石硼含量均较阿尔金山和昆仑山流域高,而其锂含量均较昆仑山那棱格勒河流域低,显示柴达木盆地北缘水—岩相对富硼贫锂的地球化学特征。综合对比柴达木盆地不同流域硼锂资源分布,显示出整个盆地硼锂含量的不均一性和不同步性特征。针对柴达木盆地北缘富硼盐湖的物源研究,主要归纳为祁连山系围岩(含电气石花岗岩)的风化淋滤、深部富硼地下水补给和含盐风成沉积溶滤输入成因,其中深部富硼地下水补给为最主要的来源。     

柴达木盆地水岩硼含量分布特征及其富集区域物源探讨

柴达木盆地盐湖是我国重要的硼资源富集区和成矿区。针对盆地内不同盐湖硼资源富集程度的差异性,本文采集柴达木盆地北缘河水和泉水样品,分析其硼和锂含量、矿化度和pH值,结合柴达木盆地不同流域补给水及蚀源区岩石已有的硼锂含量,总结盆地水岩体系硼锂含量地球化学特征,并对柴达木盆地北缘富硼盐湖物源进行了探讨。结果表明,柴达木盆地北缘祁连山流域水体和岩石硼含量均较阿尔金山和昆仑山流域高,而其锂含量均较昆仑山那棱格勒河流域低,显示柴达木盆地北缘水岩相对富硼贫锂的地球化学特征。综合对比柴达木盆地不同流域硼锂资源分布,显示出整个盆地硼锂含量的不均一性和不同步性特征。针对柴达木盆地北缘富硼盐湖的物源研究,主要归纳为祁连山系围岩（含电气石花岗岩）的风化淋滤、深部富硼地下水补给和含盐风成沉积溶滤输入成因,其中深部富硼地下水补给为最主要的来源。     

柴达木盆地那棱格勒河流域表层沉积物中锂的分布特征

柴达木盆地四湖区卤水锂资源极为丰富,那棱格勒河是其最重要的补给源,查清那棱格勒河流域表层沉积物中锂的分布和赋存特征对深刻理解卤水锂富集成矿过程具有重要意义。以那棱格勒河流域表层沉积物为研究对象,探讨了其中锂的赋存特征及分布规律。结果表明,研究区表层沉积物以砂和粉砂为主,锂主要赋存在粉砂和黏土粒级沉积物中;黏土矿物组成以伊利石和伊蒙混层为主,高盐度卤水环境有利于黏土矿物形成。元素地球化学分析显示,锂主要赋存在伊蒙混层矿物中,较高含量的K对于Li进入伊利石矿物晶格具有一定的抑制作用,Li和B在地质过程中应具有相似的地球化学行为。     

柴达木盆地中部高Mg/Li盐湖卤水富镁物源探讨

为了查清那棱格勒河尾闾盐湖—一里坪、西台、东台和察尔汗盐湖别勒滩区段高Mg/Li卤水富镁的主控因素及成因,系统采集了柴达木盆地那棱格勒河水、流域围岩和尾闾盐湖卤水样品,进行水样、岩样元素含量及矿物组合分析。结果表明,河水阴阳离子含量特征为Na~+>Ca~(2+)>Mg~(2+)和Cl~->HCO~-_3>SO■;与河水相比,卤水Ca~(2+)和HCO~-_3含量降低,Na~+、K~+、Cl~-和SO■明显富集,二者具有相似的Mg~(2+)离子含量所占阳离子总量的百分比(～25%);与南海海水和青海湖湖水蒸发曲线对比,卤水的镁含量落在曲线上,说明卤水富镁是由河水输入、蒸发浓缩控制的,而非盆地古湖自西向东浓缩迁移的结果;通过那陵格勒河流域围岩矿物和镁含量分析,发现河水流经的围岩中沉积有含镁矿物(白云石、含镁方解石和阳起石),且镁含量高达0.6%～11.5%,说明高镁的岩石风化溶滤是引起尾闾盐湖卤水富镁的主因。     

那棱格勒河流域及尾闾盐湖水文循环动力学模型的选择

流域水文模型的研制是水文科学中最重要的分支之一。其中包括集总式和分布式流域水文模型,分布式流域水文模型的种类很多,在我国的研究和应用比较普遍。那棱格勒河是柴达木盆地最大的一条河流,正确评价该河流的水文情况,对开发柴达木盆地盐湖资源具有十分重要的意义。应用分布式流域水文模型理论,对适用于那棱格勒河流域的水文循环动力学模型的类型进行选择,通过分析对比,选择出最适合本地区特殊条件的TOPKAPI模型,以便于探讨该地区水文循环的特点与规律,从而阐明盐湖区各类水体间的相互补给关系。     

克里雅河中下游流域地表沉积物的粒度与化学元素空间分布

通过对克里雅河流域的实地考察、地形测量、取样,分析其流经沙漠过渡带地表沉积物的粒度、化学元素的空间分布,得出以下结论：河流—沙漠过渡带地表沉积物的粒度组成以>2 φ的粒径为主,粒度特征明显表现出风成特点;化学组成上以Si、Al为主,和上陆壳平均化学组成相比,除Ca、Co、As外都有一定的亏损;不同河段自上游至下游,在不同动力条件下,地表物质粒度特征表现出河漫滩砂与阶地风成砂呈相反的递变趋势;不同河段A-CN-K图解及CIA揭示了克里雅河不同河段地表物质化学风化程度均很低,处于较弱的去Na、Ca阶段,其他元素未发生明显的化学风化或迁移,不同河段化学风化程度差异与物源及地貌格局息息相关;同一河段不同地貌单元,随距河道远近不同,粒度特征与化学风化程度呈现出一定的递变规律;克里雅河平均粒径与一些元素的相关性,说明粒径大小与表征化学风化程度数值的大小有一定关系。总之,在不同空间尺度上,克里雅河地表沉积物理化学特征的分异实质上反映风动力和水动力的差异性分选。     

柴达木盆地西南缘山前沙丘区沉积物地球化学特征及其指示意义

以柴达木盆地西南缘山前沙丘区为研究区,采用地球化学元素分析方法,阐明了研究区不同类型地表沉积物的地球化学元素特征,并探讨其风化特征、物质来源及输移过程。结果表明：(1)研究区沉积物常量元素组成以SiO₂、Al₂O₃和CaO为主,三者的平均含量总和超过83%。微量元素以Cl、Ba、Sr和Zr含量较高。与上陆壳(UCC)平均化学元素组成相比,常量元素CaO轻微富集,微量元素As高度富集,Co轻微富集。(2)研究区化学蚀变指数(CIA)变化较小,为40.90～53.05,平均47.51,化学风化程度较弱,均处于风化的初期阶段。(3)特征元素比值表明,研究区沉积物具有相同的物质来源。柴达木盆地西南缘东昆仑山中的岩石经过风化剥蚀产生的碎屑物质在季节性流水作用下被搬运至山前堆积,形成广布的山前冲-洪积平原,后经风力吹蚀改造形成现在的地表景观。本研究不仅可以丰富区域风沙地貌研究内容,而且也可为区域风沙灾害的防治提供理论基础。     

柴达木盆地那棱格勒河冲积扇浅层地下水的脆弱性评价

那棱格勒河冲积扇含水层中赋存了巨大的地下淡水资源,除了维持流域生态用水之外,将用于为尾闾盐湖区提供生产和生活用水,其潜力十分巨大。地下水脆弱性评价是为了表征人类活动或自然作用下地下水水质对地表污染物的敏感性。本文在收集和整理了 42口水文地质钻孔数据的基础上,利用 DRASTIC模型对那棱格勒河流域 1级冲积扇潜水进行脆弱性评价。结果显示,那棱格勒河 I级冲积扇脆弱性指数大小范围为 110～170,按脆弱性指数大小 110～ 140、140～150、150～160、160～170分别分为极低—低敏感区、中等敏感区、高敏感区和极度敏感区 4个区域,所占的面积比分别为 2.13%、4.35%、17.81%和 75.72%,高敏感区和极度敏感区主要分布在冲积扇中部和整个冲积平原地带,沿着河流方向地下水的脆弱性越大。评价结果表明那棱格勒河冲积扇地下水的固有脆弱性较脆弱,即对地表污染物的敏感度高。研究结果将对那棱格勒河冲积扇地下水资源的保护和开发利用提供科学依据。     

青海可可西里东部盐湖水化学及沉积特征初步研究

2008 a夏对可可西里地区东部4个新发现的盐湖,进行了卤水水化学组分、矿物组成及其石盐元素含量分析。结果表明,该区水体卤水矿化度高,湖表卤水富硼锂等组分。通过对化学组分及水化学特征系数的研究,卤水的水化学类型主要为硫酸镁亚型和硫酸钠亚型。卤水pH值随着矿化度的增加而降低。Na+、Cl-含量与总矿化度呈正相关,SO42-"与矿化度呈负相关。Li与Mg物源、迁移规律近似。本区盐类沉积物以石盐为主,石盐中Si、Al、Fe、Sr含量低,其间相关性好,物质来源可能为周围岩石风化。布查盐湖盐类沉积存在少量硬石膏、半水石膏和铁白云石,表明布查盐湖的盐类物质来源很可能与地下热水作用有关。     

察尔汗盐湖线形沙丘沙物质来源及输移路径

采用地球化学元素方法,探讨了察尔汗盐湖北岸线形沙丘的沙物质来源,并对区域物质输移路径进行了讨论。结果表明：戈壁、雅丹廊道流沙和线形沙丘的常量元素均以SiO₂、Al₂O₃和CaO为主,微量元素均以Cl、Ba、Sr和Co含量较高;线形沙丘与戈壁表层沉积物的常量与微量元素的UCC标准化值分布模式均较一致,且与距盐湖较近的雅丹廊道流沙也存在一定程度的相似性;沉积物的化学风化程度较弱,均处于早期的脱Na、Ca阶段,且在A-CN-K三角图中均位于大陆风化趋势线的反向延长线上,可能代表河流溶质的风化趋势。因此,戈壁表层沉积物和雅丹廊道流沙在线形沙丘形成过程中均可提供沙物质来源,且前者提供的沙物质应该更多。柴达木盆地可能为其下风向黄土的物质源区之一,但是提供的粉尘颗粒有限。     

昌都—兰坪思茅盆地含盐系地层地球化学特征及物源属性探讨

碎屑岩的地球化学特征对应于特定的源区和构造环境,本文利用主微量元素对昌都盆地的早白垩纪景星组地层进行了地球化学分析,并与兰坪思茅盆地的早白垩纪地层进行了物源对比研究。岩相学研究显示景星组沉积岩的成分成熟度较低,其物源以火山岩为主。昌都地区景星组的主量元素地球化学分析显示其源区为石英质沉积岩源区和长英质火成岩源区。相比兰坪思茅地区早白垩纪地层,景星组地层物源的输入比较单一。景星组地层的CIA在59～78之间,平均为67,明显低于扒沙河组地层,表明兰坪思茅盆地的早白垩纪地层的风化强度明显高于昌都盆地。主微量构造环境判别图解显示昌都—兰坪思茅盆地早白垩纪地层的物源构造环境主要为被动大陆边缘与活动大陆边缘,同时具有大陆岛弧的特征。     

Aeolian sediment provenance and transport in the upper and middle reaches of the Yarlung Zangbo River,Tibet Plateau

Frequent and serious aeolian disasters occur in the upper and middle reaches of the Yarlung Zangbo River, which runs through the high-elevation Tibet Plateau. Sediment geochemical characteristics can be used as a proxy to identify the sediment's provenance. To determine the provenance of aeolian sediments in the river's basin, we analysed major and trace element contents from surface samples and local clastic rocks throughout the basin. We found that the major and trace elements differed between the middle reaches, upper reaches and regions south of the river. Major element contents were similar in the upper and middle reaches, but trace elements differed. Al₂O₃, MgO and Na₂O concentrations increased from the upper reaches to the lower reaches, and in the lower reaches, MgO and Na₂O were enriched compared with the crustal average. The similarities between samples in the lower part of the upper reaches and those in the middle reaches indicated that sediment transported by fluvial systems from the upper reaches were first deposited in the wide valleys near Xigaze, where they formed a large area of shifting sand. These deposits were then transported by the wind to the river's middle reaches, where they formed a large area of shifting sand. When we compared aeolian sediment in the middle reaches with the local clastic rocks, they appeared to be unrelated. The difference between sediments south of the river and those in the middle reaches means that the southern sediments were not transported to the middle reaches. Therefore, the aeolian sediment in the middle reaches of the Yarlung Zangbo River mainly came from the lower part of the upper reaches, not from the local clastic rocks.     

萨拉乌苏河流域干沟子剖面全新世湖相沉积的地球化学元素特征及其反映的物源变化

为探究萨拉乌苏河流域中上游段湖相沉积物的来源及沉积环境,通过测量干沟子剖面3个样品的年代和113个样品的地球化学元素的含量,分析了干沟子剖面地球化学特征反映的沉积物的来源,探讨了其代表的全新世以来的沉积环境变化.结果 表明:在剖面垂直方向上,CaO、MgO、Sr、C1、Br以110 cm为界,含量发生剧烈变化,250-...