兰州第四纪黄土/古土壤序列物源演变: 来自于碳酸盐矿物的证据*

黄土/古土壤的物源研究对于揭示第四纪气候变化和青藏高原隆升历史具有重要意义。本研究以位于黄土高原西部1.4 Ma以来的兰州黄土/古土壤沉积序列为研究对象,基于X射线衍射技术分析了黄土/古土壤中的主要矿物组成,侧重于碳酸盐矿物含量,追溯了兰州黄土/古土壤的直接物源。结果显示: (1)1.4 Ma以来兰州地区黄土/古土壤沉积物的主要直接源区为柴达木盆地沙漠区和阿拉善干旱区。(2)基于二元混合模型计算的潜在原始源区对兰州黄土白云石和总碳酸盐矿物的相对贡献率以及长石与石英比值结果一致支持1.4 Ma以来兰州黄土原始物源发生了多次变化。1.4~1.1 Ma和0.9~0.3 Ma青藏高原东北缘造山带(昆仑山、祁连山)和中亚造山带对兰州黄土的贡献相当,而1.1~0.9 Ma和0.3 Ma以来,中亚造山带对兰州黄土的物源贡献增加,这可能分别是对中更新世气候转型和0.3 Ma以来青藏高原及邻近地区干冷气候增强的响应。1.15 Ma和0.8 Ma兰州黄土/古土壤中高的白云石含量、碳酸盐矿物总含量以及0.8 Ma长石与石英比值的快速升高可能是对“昆黄运动”的响应,进而造成了昆仑山、祁连山对黄土高原物源贡献的增加。     

柴达木盆地两条中央断裂的特征及其发生上限震级地震的位移量估算

在收集整理最新取得的柴达木盆地南、北中央断裂物、化探资料的基础上,分析了这两条断裂的构造活动特征及其未来发生地震的危险性并粗略计算了各断层段发生上限震级地震的地表位移量以供工程界参考。     

柴北缘地区的两类块状硫化物矿床--Ⅰ. 锡铁山式SEDEX型铅锌矿床

作者以连续的两篇文章综述了柴北缘地区的加里东造山带中产出的两类不同的块状硫化物矿床,这就是喷流沉积(SEDEX)型Pb-Zn矿床和火山岩容矿的块状硫化物(VHMS)型Cu-S矿床.认为它们在成矿后的造山过程中受到过不同程度和不同成矿作用的改造,使之兼有后生矿床的特征.锡铁山Pb-Zn矿床的主体是属于以沉积岩为容矿岩石的喷流沉积(SEDEX)型矿床.它的含矿岩系形成于早奥陶世[(486±13) Ma]弧后盆地环境中,并在加里东期碰撞造山过程中发生了强烈的北东-南西向斜向挤压缩短,导致喷流沉积成矿作用形成的原始铅-锌-黄铁矿层,后期遭受了强烈的构造改造,从而在一定程度上使矿体的空间分布受到后期构造的控制.此外,该矿床也程度不大地受到过后期热液改造.为更加显示它的地区性特色和强烈的后期改造,作者建议将其称为"锡铁山式SEDEX型铅锌矿床".在该式矿床的勘查过程中,既要注重研究同生成矿作用对矿体的控制,也要重视研究后期构造对含矿层和矿体的破坏和改造.     

柴达本盆地沙下盐湖的卤水化学及矿物沉积特征——以察尔汗盐湖区北部外围地带为例

对柴达木盆地察尔汗盐湖区外围沙下盐湖的卤水及沉积进行了综合研究。沙下盐湖卤水化学组成与地表径流和开放性盐湖卤水之间存在明显的差异性,具有高Na⁺+Cl^-、低Mg²⁺+Ca²⁺+SO₄^2-、贫K⁺+CO₃^2-+HCO₃^-等特征。沙下盐湖析盐层位含有新生矿物并夹带碎屑矿物,其盐类矿物组合为:石盐+羟氯镁铝石+光卤石。25℃等温蒸发相图表明,其卤水演化方向往光卤石析出区迁移,在穿越上覆盖层通道中卤水发生的物理化学反应与独特的沉积特征,可以作为继续寻找沙下盐湖的指导。     

柴达木盆地西部新生界异常高压:分布、成因及对油气运移的控制作用

如同世界上其它新生代沉积盆地那样,柴达木盆地在一定深度,区域上普遍存在异常高压。异常高压出现在快速沉积的厚层泥质岩中,水热增压效应明显,而且在上新世末至今发生了强烈的以水平挤压为主的构造运动,因此异常高压的形成是由于不均衡压实作用和构造挤压作用所引起的压应力增大以及热液压力引起流体体积的变化。异常高压是油气运聚的一种重要动力来源:在油气运移中,可以使上覆封隔层产生大量微裂缝,油气向上运移到在较低压储集层中,也可以使封闭性断层开启,通过断层进行侧向运移。     

柴达木盆地东部尕海短钻岩芯记录的过去近400 a区域环境变化

干旱区湖泊沉积可以有效记录区域湿度变化及粉尘活动历史,位于柴达木盆地德令哈南部的咸水封闭湖泊尕海具有恢复区域环境变化的潜力.该地区的长序列环境演变研究已开展了较多的工作,但缺乏短尺度、高分辨率的近代以来的环境变化湖泊记录.通过对尕海深水区短钻岩芯放射性核素210Pb和137Cs的年代测定和沉积物各指标分析,认为尕海沉积物碳酸盐含量可以反映区域湿度变化;而粗颗粒组分(66.9μm)主要由风力搬运入湖,其含量可以指示区域粉尘活动历史.区域近400 a的环境变化可划分为3个阶段:1633 1750 AD:各指标出现大幅度波动,表现出该时期气候环境的不稳定和干湿交替,其中1650 1720 AD的变化波动尤为显著,这与太阳活动进入Maunder极小期存在一定的联系.1750 1950 AD:区域气候环境无明显波动,碳酸盐含量逐渐降低,湿度增加.1950 2010 AD:各指标变动剧烈,区域虽降水增多,但由于蒸发加强,湿度降低;1974 AD以后粗颗粒组分含量急剧上升,表现出高强度尘暴事件.     

柴达木盆地东部地震地面运动放大效应

柴达木盆地是青藏高原东北部大型断陷山间盆地,该地区的流动观测记录了2008年11月10日发生于大柴旦附近的M_W6.3地震。和附近的基岩上的记录相比,盆地内部的记录显示出非常显著的地面运动放大效应,表现为峰值速度的增大、持续时间的延长,其呈现出长持续时间的后续震相。傅里叶频谱分析表明盆地内部显著的后续震相的频率和直达波相比较低,地面质点运动轨迹图显示后续震相为面波运动特征。为了解释地面运动的差异,构建二维模型,通过交错网格高阶有限差分方法计算了地震波在盆地内部的传播过程,结果显示盆地内部低速层的存在造成直达波的放大以及多次反射与转换,盆地边缘结构造成的波的相干叠加产生了强烈的次生面波,其低频、大振幅、长持续时间的特征是盆地内部地面运动放大的主要原因。     

晚第四纪MIS6以来柴达木盆地成盐作用对冰期气候的响应

气候是控制柴达木盆地盐类沉积的主要因素之一,但是其作用机制尚待明确。作者以柴达木盆地察汗斯拉图盐湖的3个含盐剖面为研究对象,采用多接收电感耦合等离子质谱(MC-ICP-MS)铀系测年测定其沉积时代,并通过X射线粉晶衍射(XRD)分析测定其盐类矿物种类。铀系测年显示D18剖面石盐和芒硝层的沉积时代为13.1±2.0 ka BP～15.9±2.5 ka BP,其中芒硝沉积年代属于末次冰期MIS2晚期;MXK2剖面芒硝层的沉积时代分别为131.7±39.5 ka BP和158.3±10.8 ka BP,D12剖面芒硝层的沉积时代分别为166.6±20.2 ka BP和198.0±20.6 ka BP,可以对应于倒数第二次冰期MIS6。XRD分析确定了3个剖面的盐类矿物主要为芒硝、石盐和石膏。综合多个盐湖晚第四纪成盐数据,本文认为倒数第二次冰期MIS6和末次冰期MIS2是柴达木盆地晚第四纪重要的成盐期,冰期的冷干气候有利于石盐和芒硝等盐类沉积。柴达木盆地"冰期成盐"的根本原因,是由于冰期环境下盆地周边山体冰川规模的扩张以及干冷的冰期气候,共同造成了盐湖补给水量的减少。此外,晚第四纪MIS6和MIS2的冰期降温也是导致盆地中冷相盐类沉积的直接原因。     

1990年以来柴达木盆地小柴旦湖扩张及影响分析

柴达木盆地盐湖对维系区域生态平衡、保障农业安全和国民经济发展具有重要的作用。受青藏高原气候暖湿化影响,盆地湖泊格局发生了一系列变化。为分析盆地盐湖变化特征,本文以小柴旦湖为例,基于长时间序列卫星数据,利用随机森林法提取盐湖水域范围并解构、评估“点—线—面”形态变化,同时构建矿化度指数表征盐湖资源禀赋。结果表明:(1) 1990—2022年小柴旦湖面积呈“缓减—缓增—快增”的阶段性变化特征,岸线长度呈阶段性变化(2016年后增长明显),湖泊质心总体向西北方向迁移,截止2022年湖泊质心累计迁移距离为2363.49 m。(2) 1990—2022年矿化度指数波动下降,呈“淡化”态势。(3)气象数据显示研究区年平均气温升高、年降水量增多、年潜在蒸散量下降,处于暖湿化轻度转型期,降水增多、蒸发下降、增温引起的冰雪融水增加综合叠加效应引起区域水资源增加,进而导致湖泊扩张和“淡化”。(4)小柴旦湖扩张和“淡化”对社会经济和生态平衡影响明显,一方面,影响湖区周边基础设施,近70 km²区域受淹没直接影响,包括德小高速公路、柳格高速公路部分路段;另一方面,作为资源型湖泊,小柴旦湖...     

应用核磁共振技术分析干盐湖地区地下卤水空间分布特征——以昆特依干盐湖为例

昆特依干盐湖位于柴达木盆地西北部,为特大型综合盐类矿床.大盐滩是昆特依干盐湖内最大的盐滩,地下赋存有一定量的卤水矿床,但该矿床的水文地质条件差,主要卤水矿层含水性弱,开采难度大.核磁共振找水方法作为当今世界上唯一的直接找水地球物理新方法,具有高分辨力、高效率、信息量丰富和解的唯一性等优点,本文运用该方法对昆特依干盐滩地区地下卤水空间分布特征进行研究,通过对核磁共振数据进行处理与反演,结合已有的地质与钻井资料,对测点进行综合地质-地球物理解释,获得以下认识:1)大盐滩0~130 m深度范围内,共存在3个卤水含水层,主要呈扁平状或漏斗状、近似层状展布,W1为晶间潜卤水层,渗透系数较大,颗粒较粗,单位体积含水量为0.4%~2.7%,W2和W3为晶间承压卤水层,渗透系数较小,颗粒较粗,单位体积含水量分别为0.2%~1.1%和0.1%~0.8%;2)大盐滩地区存在两个卤水富集区,分别为研究区西南部沉积盆地中心的Ⅰ号富卤区和盆地东北部的Ⅱ号富卤区;3)根据区域内卤水富集分布以及构造情况,划定大盐滩向斜沉积中心、大盐滩北侧F1~F8及遥F6断裂发育区和冷湖构造带为区域内主要的找矿找水远景区;4)GMR核磁共振系统在干盐滩地区理论探测深度为130 m,该系统不仅可以有效地探测自由水,而且可以依据束缚水的分布解译地下各类含水盐类矿物和含水黏土矿物的存在与分布.