干旱区湖泊沉积物粒度组分记录的区域沙尘活动历史: 以新疆巴里坤湖为例

根据中国西北干旱区巴里坤湖BLK 1剖面沉积物的粒度分析,采用粒级—标准偏差法提取了对沉积环境变化敏感的粒度组分。结果表明,巴里坤湖沉积物中45～170 μm粒级组分含量和平均粒径对研究区区域性风沙活动较为敏感,据此结合14C测年数据重建了研究区9400 cal aBP以来的风沙活动历史。在过去的2 000年内,巴里坤湖地区尘暴事件多发或强风沙活动时段主要出现在240～440 cal aBP、600～1 280 cal aBP和1 400～1 800 cal aBP期间,这些时段同历史时期的雨土频率高值期、古里雅冰芯阴阳离子高含量期较为一致。从更长地质时期来看,8 000～8 300 cal aBP、7 400～7 700 cal aBP、6 500～7 000 cal aBP时段,特别是在中全新世(3 900～6 100 cal aBP)期间,区域性的尘暴事件或强风沙活动尤其频繁,这些时段同古里雅冰芯中微粒浓度、敦德冰芯中的微粒含量记录均可以进行良好的对比。干旱区封闭湖泊沉积是记录地质历史时期风沙活动的良好载体,但由于气候环境变化往往具有较强的区域性特征,因此,对某一剖面沉积物环境敏感粒度组分的提取及应用不具有普适性。     

南岭东部定南大湖沉积物粒度敏感组分及末次冰消期环境记录

为进一步探究定南大湖湖沼晚冰期以来的水文特征及气候变化,对研究区K02钻孔的粒度特征进行了详细的分析,采用粒级-标准偏差法和主成分分析法对348个沉积样品提取了对环境变化比较敏感的三个粒级组分:0.6~7.1 μm（组分1）,20~44.8 μm（组分2）和89.3~447.7 μm（组分3）。结合湖泊沉积物粒度一般分布规律,并根据敏感组分2和14C测年数据探讨了该区域近16 ka B.P.以来的气候变化。结果表明在过去的16 000年里,大湖地区的水文及气候变化可以分为4个阶段:1）在16.0~11.5 ka B.P.期间,气候总体偏冷干,敏感组分含量增降比较明显,能较好的对应老、中、新仙女木事件和B/A暖期;2）11.5~6.0 ka B.P.期间,大湖地区进入了湿润的全新世适宜期,敏感组分总体含量偏低;3）6.0~3.8 ka B.P.期间,敏感粒度组分含量迅速升高且波动较大,大湖湖沼地区进入一个相对干冷的时期;4）3.8 ka B.P.至今为第四阶段,敏感粒度组分含量总体偏低,考虑到人为干扰因素,暂不做详细讨论。通过对大湖地区水文状况的研究发现,大湖湖沼地区自晚冰期以来气候变化很不稳定。与格陵兰GISP 2冰芯、董哥洞D4石笋及其K02钻孔其他指标的记录对比可以发现,敏感组分2对仙女木、9.5 ka、8.2 ka等冷事件的记录更加明显,也说明了大湖地区的气候变化具有全球性,这种气候变化可能与太阳活动有关。     

新疆柴窝堡湖沉积物中环境敏感粒度组分揭示的环境信息

通过对柴窝堡湖沉积物剖面和流域表层沉积物进行粒度分析,结合沉积剖面年代序列,研究了柴窝堡地区的环境演变与沙尘暴事件。首先通过主成分因子分析,对柴窝堡湖沉积物剖面粒度不同粒级组分含量进行了研究,探讨了湖泊沉积物的物质来源,获得了两个主控因子F1和F2,它们控制了湖泊沉积物近97.7%的粒度变化特征。研究表明,F2代表了以57μm为众数粒径的次总体,主要来源于地表风沙侵蚀;而F1为以7μm为众数粒径的次总体,主要受流水作用控制。进而通过粒径—标准偏差法,提取了湖泊沉积物中环境敏感粒度组分,风成组分C2（20～209μm）反映了区域风沙活动的历史,并揭示了1910—1930年和1980—2000年为     

东海内陆架泥区沉积物的环境敏感粒度组分

对东海内陆架泥质沉积区的DD2孔和悬浮体进行了陆源物质提取,应用激光粒度仪做了粒度分析,并分析了DD2孔粒度参数的垂向分布序列。通过计算粒级-标准偏差的变化获得了DD2孔沉积物中对沉积环境变化较为敏感的粒度组分,约 19和 130μm是DD2孔所属区域对沉积环境敏感的粒级,分别对应于东海沿岸流和风暴流沉积动力过程。敏感粒度组分含量随深度变化的分析表明,该孔上段的沉积作用主要受控于沿岸流,沉积环境相对稳定;而下段沉积环境变化大,是风暴流和沿岸流的混合作用沉积的结果。     

新疆乌伦古湖沉积物粒度特征揭示的环境信息

在放射性同位素210Pb、137Cs定年的基础上,通过对沉积物粒度参数的分析,探讨了近200年来乌伦古湖沉积物粒度敏感组分特征及其环境意义。研究表明,乌伦古湖WL孔沉积物以黏土和细粉砂为主,但在1970 AD前后,粒度参数发生了突变,其中>16 μm组分所占含量迅速升高,在约1830~1842 AD及1910 AD前后这两个时期,沉积物的粒度参数也有较显著的变化。对沉积物粒度频率分布曲线的分析表明,在对应时期内,沉积物的搬运介质或搬运动力发生了变化。基于此,首先通过粒径-标准偏差方法提取了粒度中的敏感组分C2（7~25 μm）,进而通过粒度敏感组分与器测气象数据的相关性分析,明确了组分C2含量的环境指示意义。结果表明,组分C2含量的大小与研究区冬、春季温度和冬季降水量大小有关,反映了积雪融水入湖的强度。在约1830~1842 AD、1910 AD前后,组分C2含量偏高,反映入湖水量较大、湖泊水位较高。而20世纪60年代到70年代,沉积物粒度参数的显著变化与流域人类活动的影响有关。     

北京延庆古湖沉积物粒度敏感组分记录的区域冬季风演化历史

采用标准偏差方法提取了延庆盆地阜高营剖面湖相沉积物的敏感粒度组分,得出粗粒敏感组分2(26~159μm)能有效指示冬季风的强弱。根据经验正交函数(EOF)对其整体粒度进行了分解,其中EOF1组分(22μm)的贡献率高达53.8%,指示降水量的多少。研究显示,粗粒敏感组分2与EOF1组分比值的变化可以作为研究区冬季风强弱和干旱化的指标,粗粒敏感组分2增加,EOF1组分减少,表明冬季风加强,气候变干,湖泊发育受限。研究区冬季风演化过程表现出冰期-间冰期旋回特征:56.8~45.6ka冬季风弱,降水量大,湖面较高;45.6~31.5ka冬季风开始加强,降水量减少,水位略有下降;31.5~13.4ka冬季风强盛,降水量较少,湖泊趋于萎缩;13.4ka至今冬季风微弱,降水适中,湖泊发育缓慢。     

基于光释光测年的东海嵊山岛风尘黄土环境敏感粒度组分研究

以东海岛屿嵊山岛约2.75 m厚的风尘黄土剖面为研究对象,基于光释光测年建立的时间标尺,通过沉积粒度和环境磁学等分析,与黄土高原典型黄土以及东部下蜀黄土进行对比,探讨该地区晚更新世古气候特征。光释光测年结果显示,嵊山岛黄土沉积始于约51 ka,对应于末次冰期。黄土沉积粒度参数和磁学参数分析结果显示,与西北黄土相比,嵊山岛黄土的频率分布曲线呈"三峰分布",磁化率值偏大,波动幅度也较大。进一步运用粒级-标准偏差法提取环境敏感粒级组分,即细颗粒组分（< 23 μm）和粗颗粒组分（>23 μm）,分别代表该地区两种主要的粉尘搬运与沉积风力系统,可用于指示黄土沉积的阶段性特征。黄土粗细粒级环境敏感组分及环境磁学的变化揭示约49~35 ka期间研究区逐渐干旱化的气候历史,记录了末次冰期以来该地区古气候环境的演变过程。     

毛乌素沙漠东南缘湖沼相沉积物粒度特征记录的12.2 cal.ka B.P.以来的区域环境变化

选取毛乌素沙漠东南缘典型湖沼相沉积炭窑沟剖面,通过分析沉积序列粒度组成与粒度分布特征,结合AMS ¹⁴C年代数据,恢复了本区12.2 cal.ka B.P.以来的环境变化过程。结果显示：12.2 cal.ka B.P.之前沉积物较粗,以极细砂和细砂为主,粒度分布曲线与现代风成砂一致,为典型风成砂堆积,说明这一时期气候干旱,炭窑沟地区为沙漠环境;12.2~6.2 cal.ka B.P.堆积湖相沉积,粉砂和粘土含量增加,指示气候变湿,变为湖滨或浅湖环境;6.2~3.0 cal.ka B.P.发育泥炭,沉积物以粉砂为主,在细颗粒及300~500 μm处各有一个弱峰,说明这一时期气候持续好转,植被生长茂密,湖滨或浅湖变为湿地或沼泽;3.0 cal.ka B.P.之后沉积物平均粒径变粗,各组分随深度变化频繁,但粒度分布曲线主要表现为两种模式,一种为典型风成砂模式,一种为细颗粒显著增加的湖相沉积模式,指示这个时期气候总体变干,但期间经历了多次干湿变化。12.2 cal.ka B.P.以来毛乌素沙漠东南缘环境演化过程与季风边缘区气候变化有很好地一致性,与东亚季风变化也具有同步的变化规律,说明本区环境演化进程主要受到东亚季风的控制。

     

新疆罗布泊旅游资源特征

罗布泊曾为中国第二大内陆湖泊,随着自然环境的变迁以及塔里木河上游筑坝截流,使罗布泊无水流补给于1972年彻底干涸,干涸的罗布泊在卫星影像图上呈现出清晰的耳状环形图案,被称为神秘"地球之耳".在罗布泊古湖周围分布有龙城、白龙堆、阿齐克谷地等雅丹地貌,面积达约3 00km2,是我国仅次于柴达木盆的第二大雅丹地貌分布区,由于其位于塔里木盆地东部的荒漠地带,人迹罕至,是世界最神秘的雅丹地貌.除丰富的地质遗迹景观外,在罗布泊还分布有楼兰古城遗址、米兰古城遗址、贵族墓等众多绚丽多彩的人文景观资源.这里原始古朴,是一块充满神秘色彩的地方,是未来旅游开发的热点地区之一.     

Quaternary Climate and Environment in the Lop Nur, Xinjiang

Since the middle Early Pleistocene (1.20 Ma B.P.), the desert steppe climate and environment have predominated in the Lop Nur area, Xinjiang, characterized by warm humid epochs interrupted by dry cold intervals. The grain-size and magnetic susceptibility curves record 30 climatic oscillations, each with a ca. 40 ka cycle, in the area since 1.2 Ma B.P., which reflects the controlling effects exerted by the astronomic factor on the environment. The Quaternary sedimentary environment in the Lop Nur gradually changed from a fresh lake through a brackish lake to a saline lake, showing a spiral evolution, and finally it evolved into a playa.     

罗布泊盐湖钾盐矿床形成的地球化学研究

文章阐述了罗布泊盐湖主要钾盐矿床富钾卤水的化学特性。采用元素地球化学技术、同位素地球化学技术，研究晶间卤水的起源、补给方向、富集机理等卤水演化过程，揭示出罗布泊盐湖晶间卤水主要起源于大气降水，盐分的富集以蒸发作用为主。开展罗布泊不同钾盐矿区的对比研究，探讨了卤水物质来源、卤水演化过程及阶段的差异。硫同位素确定了卤水硫酸盐和固体硫酸盐的同源性，且硫物质的演化以溶解、沉积作用为主。     

新疆罗布泊K1孔磁性地层及古纬度初析

Ｋ１孔位于罗布泊“耳轮”构造的北缘。磁性地层初步研究得知,在孔深６１～６２ｍ处为界,以上为布容正向极性时（Ｂｒ）,以下为松山反向极性时（Ｍａ）。在孔底９７～１００ｍ处的正向极性偏移应属Ｃｏｂｂ Ｍｏｕｎｔａｉｎｓ事件,对照Ｓ．Ｃ．Ｃａｎｄｅ和Ｄ．Ｖ．Ｋｅｎｋ修定的古地磁极性年表,氏地层的年代为１．２Ｍａ,归属早更新世中期。中更新世地层厚５０余米,晚更新世地层厚１０ｍ左右,全新世地层厚度小于５ｍ。根     

新疆罗布泊地区凝结水试验

采用称重法,在高含盐量的罗布泊北部凹地首次进行了凝结水的野外监测,根据监测数据分析了罗布泊地区凝结水的生成规律.研究结果表明罗布泊存在凝结水;2005年7月、10月、12月3次监测时期里日均凝结水量分别为0.293,0.127,0.275 mm;凝结水来源于空气中的水气和深部土壤水分;发生的时间基本在晚上22∶00至次日凌晨8∶00;影响凝结水产生的主要因素为近地面大气温度与地表土壤温度差、空气相对湿度、冻结期等,土壤的高含盐量也有利于凝结水的生成.     

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。     

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。     

A lacustrine record from Lop Nur,Xinjiang, China: Implications for paleoclimate change during Late Pleistocene

Climate variability during the Late Pleistocene is studied from the proxies in core CK-2 drilled from the Luobei Depression (91°03′E, 40°47′N), Lop Nur in the eastern Tarim Basin, Xinjiang, China. Geophysical and geochemical properties, including magnetic susceptibility, granularity, chroma, carbonate content, loss on ignition and trace elements, have been determined to reconstruct the environmental evolution of the area during 32–9 ka BP. The chronology is established by uranium–thorium disequilibrium dating techniques.Our data suggest four paleoclimate stages, indicating glacial variations between cold–humid and warm–arid environments. A period of extreme humidity occurred during 31,900–19,200 yr BP is attributed the last glacial maximum (LGM). The period was followed by a warm–arid episode during 19,200–13,500 yr BP. Then a cold–humid interval during 13,500–12,700 yr BP may correspond to another cooling phases at high latitudes of the Northern Hemisphere. The last stage from 12,700 to 9000 yr BP has a trend that the climate turned warm and arid. The Lop Nur region is characterized by particularly humid stadials and arid interstadials. The climate variability in Lop Nur was constrained by global climate change because it is correlated with Dansgaard–Oeschger and Heinrich events, which were observed at the northern high latitudes. The synchroneity of the palaeoclimatic events suggested that cold air activity at the northern high latitudes was the most important factor that influenced the climate evolution in the Lop Nur region. A probable mechanism that involves the migration of westerly winds is proposed to interpret this synchroneity.     

应用自然电场法寻找地下富钾卤水的探讨

本文探讨自然电场法在盐湖区寻找和评价富钾卤水的应用及效果。根据罗布泊地质、本文地质和卤水化学特征研究,鉴于富钾卤水具有低电阻率的特点,论证了自然电场法在监测区找富钾卤水的地球物理机理和可行性。在罗北凹地已查明的富钾卤水区开展自然电场法测量方法试验,负异常对应干盐湖的卤水分布区,正异常主要分布于山前地区;应用于铁南凹地,自电负异常带南北长约24km、东西宽约3km,面积约100km^2,解译该带为高盐度卤水的富集地。结果表明,自然电场法可为盐湖区寻找和评价卤水钾矿提供一种新的、快速的技术手段。