94–9ka察尔汗盐湖的气候环境演化过程

本文依托柴达木盆地中东部察尔汗盐湖沉积中心102 m长钻孔(ISL1A)岩芯,应用AMS14C和不平衡U系测年方法建立了年龄-深度框架,对岩芯开展了元素地球化学分析,利用主成分分析提取影响察尔汗盐湖沉积物化学组成的2个主控因子:入湖径流量因子和湖泊蒸发量因子,结合孢粉、粒度、沉积物中石盐含量等环境代用指标,分析讨论察尔汗盐湖晚更新世湖泊波动与环境变化过程。结果表明:察尔汗古湖在晚更新世经历多次淡化期和咸化期,94–52 ka期间察尔汗古湖为微咸水-半咸水湖,湖泊入湖径流量较大,湖区植被为草原/荒漠草原植被;约52 ka各指标均反映了察尔汗古湖环境发生了显著变化,湖泊入湖径流量减小,蒸发量增加,湖泊由咸水湖退缩演化为盐湖,湖区植被由草原/荒漠草原演替为荒漠草原/荒漠。34–24 ka期间察尔汗盐湖入湖径流量增加,湖泊有所扩张,但湖水盐度较高;24–9 ka期间在冷干气候背景下,湖泊退缩演化为干盐湖。环境指标所指示的察尔汗盐湖波动演化过程得到了柴达木盆地及其周边地区其他环境变化记录的支持。     

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。     

察尔汗盐湖矿物组合特征及其成因指示

察尔汗盐湖赋存有硫酸镁亚型和氯化物型两种水化学类型,沉积了中国最大的液体钾镁盐矿床。为解释察尔汗盐湖卤水矿床成因,拟在别勒滩、达布逊、察尔汗和霍布逊区段选择4个剖面,剖面深度在0~7 m之间,属于全新统上含盐组的上部盐层,每隔10cm进行采样,运用XRD半定量方法分析矿物组合特征。结果表明,整个湖区矿物组合由石盐、石膏、水氯镁石和碳酸盐组成,其平均含量分别为70%、4.7%、3.4%和1%;显示其矿物组合特征简单,盐层主要沉积石盐而贫石膏和碳酸盐矿物。同时,研究发现各区段石膏(硫酸盐矿物)平均含量自西向东明显下降,含镁矿物平均含量自西南向东北明显下降。结合察尔汗盐湖区卤水化学组成和水化学类型的分带,基本符合盐湖北部和东北部卤水富Ca~(2+),贫Mg~(2+)和SO_4~(2-)的沉积事实,进一步说明盐湖北部和东北部卤水和盐类沉积受具有氯化物型盐泉水的补给影响,为察尔汗盐湖混合掺杂成因提供了一定的矿物学证据。     

青海囊谦盆地始新世石膏层沉积环境研究

囊谦盆地出露有晚始新世贡觉组石膏—红色泥岩沉积旋回,对研究古气候演化和沉积环境提供了良好的素材。以往的研究仅限于膏盐地层海陆相判定,而对其形成过程未有报道。采集囊谦盆地的盐泉水、贡觉组第三段的石膏和碎屑沉积物样品,并分析锶同位素比值和孢粉组合特征。结果表明,囊谦盆地盐泉水和石膏~(87)Sr/~(86)Sr比值分布在0.708 53～0.708 98之间,且位于陆源水的比值范围内;红色碎屑层孢粉组合主要以麻黄—白刺—栎粉为主,其中干旱成分占到45%,主要以麻黄粉(30%)和白刺粉(13%)为主,指示了干旱的气候环境;裸子植物杉粉在红色泥岩中的含量有所波动,最高含量达到36%,平均含量为9%,指示气候干湿交替变化。综合Sr同位素分析和孢粉分析认为,在全球中纬度干旱的大背景下,囊谦盆地石膏层形成于相对干旱和相对湿润的气候环境交替变化的陆相环境。     

盐湖沉积改造与地下卤水成因——以库车盆地和渤海湾盆地为例

2015年在新疆库车盆地发现富钾盐泉水,进一步为库车盆地地下钾盐找矿提供了线索。为探讨地下卤水成因,结合渤海湾盆地总结了受断裂活动控制发育的古盐湖底辟构造的盐湖沉积改造模式。控制盐体改造的断裂带及后期发育的断裂系为地下卤水的沟通和混合提供了空间和通道,从而影响地下卤水的矿化度和化学组分。氢氧同位素特征揭示,库车盆地富钾盐泉水的水体来源主要为当地大气降水,而钾的物质来源与古盐湖析盐后期浓缩卤水或地下固体钾盐的溶解有关;渤海湾盆地地层水则继承了古盐湖沉积卤水,后期经受水—岩反应、浅层水体掺杂等改造作用,最终形成矿化度分布具有极大差异性的地层水。沉积盐体的“古拗今隆”决定着钾盐的沉积、分异变形改造和保存,隆起盐体的次级拗陷及陡坡一侧是高矿化度卤水储存及钾盐矿物沉积的有利部位,值得关注和深入研究。     

粒度在沉积物物源判别中的运用

自然界中沉积物的组成和成因具有多样性。应用粒度方法可以区分、提取和判别沉积物中的各个组分。粒度方法主要有频率曲线和累积曲线分布法、数学函数组分提取法(包括Weibull分布函数拟合法、端元模型分析法、标准偏差法、粒度分维法等)和粒度参数判别公式法。综合应用上述方法可有效地判别出单一沉积物的物质来源或者复杂沉积物中的各个组分,而这些方法被前人广泛地应用于湖泊研究中,提取了过去的环境变化信息,也指导了作者在盐湖沉积中的研究工作。     

瞬变电磁法解释煤矿地下含水构造研究—以内蒙古东明露天矿为例

内蒙古呼伦贝尔东明露天煤矿矿坑边帮地下水渗漏的问题日益严重,矿区原有的疏干降水井排水能力及效果已不能满足生产需求,同时对矿区生态环境也造成一定程度破坏。目前,对矿区周边的水文地质条件和水力联系缺乏精准全面的认识和数据。本文通过瞬变电磁法对矿区地下水渗漏较严重的西北部进行三条勘探线(77个物理点)勘查,结果表明该区存在三处视电阻率低阻异常带,判定其主要为含水断层(裂隙)所致;结合矿区地形、地层岩性与矿区地下水矿化度,对上述异常带进行了科学合理的综合解释,并结合新施工的疏干降水井抽水验证了上述异常的可靠性,为矿区后期布置疏干降水井圈定了靶区,对当地同类型矿区地下水渗漏灾害治理起到了应用示范作用。     

“凹口凸”钾盐成矿模式与找钾方法

钾盐是我国紧缺的七大宗矿产资源之一,找钾思路新突破和新方法是解决我国找钾难题的重要途径。通过综合研究对比国内外固体钾盐沉积及后期变化特征,得出钾盐沉积前期受盆山地形决定,钾盐沉积于盆地汇水中心,呈"凹"形态;钾盐沉积过程中因重力分异导致上覆碎屑盖层下降,比重轻的盐岩及钾盐向上隆起,呈"口"形态;钾盐埋藏后期随构造活动的挤压和推覆,盐岩及钾盐进一步向上凸起,呈"凸"形态。因而,钾盐沉积形态的变化决定钾盐最终的赋存空间。通过盆山周边地质及综合地球物理资料解译,研究目标区域内盐岩体剖面沉积形态,即可预测钾盐埋藏位置,这对具体找钾工作具有重要意义。     

昌都地区盐泉水化学特征与找钾研究

昌都地区发育有大量的膏盐、白云石及菱镁矿,研究其区域成钾潜力意义重大。在对昌都盆地蒸发岩矿点实地考察过程中,共采集12个盐泉水样及2个泉水样。通过常微量元素及水化学特征系数研究,查明研究区盐泉水水化学类型为氯化物型和硫酸钠亚型,属于岩盐溶滤成因,溶滤了大量的石盐和少量的碳酸盐岩及硫酸盐岩,纳西盐井盐泉水同时还受深部循环水的影响。昌都地区盐泉水样中Na、Cl含量及矿化度由北向南逐渐降低,Br、Li、B含量较低,整体上呈现以贡觉为中心,向北、向南逐渐增高的变化趋势。研究区盐泉水具有内陆盐湖性质,北部含盐地层更具海相成因特征,盆地由北至南从海相沉积环境逐渐过渡为内陆海沉积环境,受陆表水影响愈大。研究表明,类乌齐含盐地层经历了最强烈的浓缩蒸发及岩盐溶滤作用,其浓缩阶段晚于纳西及贡觉含盐带,其成钾潜力同样也优于纳西及贡觉含盐带,可作为钾盐矿异常点。贡觉和纳西含盐地层在不同程度上受到了陆表水的影响。综合对比前人研究成果,发现囊谦—昌都—兰坪盆地自北向南,成钾潜力逐渐变优。     

同位素在风成沉积物物源判别中的运用

同位素示踪方法在风成沉积物物源研究领域应用较广泛,由于风成物质在风化、传输和沉降过程中其同位素地化特性不会发生变化,因此通过物源区和沉积区风成沉积物同位素组成的对比,相似同位素组成的地区可确定为物源区。同位素物源示踪的主要方法有石英颗粒的δ18O、硅酸盐部分的Sr-Nd组成、沉积物的Hf和Pb组成特征等。这些方法在中国西部盆地(如塔里木盆地)沙漠砂来源、黄土高原黄土物源(如柴达木盆地对黄土高原的物源贡献)等领域得到了广泛应用,取得了众多成果。