A Raman investigation on the boron form occurring in salt lake brine during evaporation

Boron resources are abundant in Da Qaidam salt lake of Qaidamu Basin. It has been given great attention for the polyborate species present in brine. In this study, the Raman spectroscopy was applied to investigate the existing-form of boron in brine during evaporation. The prepared solutions of MgO·2B2O3-H2O, MgO·2B2O3-MgCl2 -H2O, and MgO·2B2O3-MgSO4-H2O was also evaporated and recorded to study the influence of boron concentration, pH, and electrolytes on the borate speciation in brine. The mononborates of B(OH)3 and B(OH)4- were found to be the only forms present in the original salt lake brine. Brine evaporation promotes the formation of polyborate anions B3O3(OH)4-, B5O6(OH)4-, and B6O7(OH)62- and also disappearance of the B(OH)4- ion in brine with boron concentration of more than 11 g/L in B2O3. The pentaborate ion of B5O6(OH)4- was sensitive to the solution pH and found to be appeared under the pH value of 8.0. While the hexaborate ion of B6O7(OH)62- was observed more dependent on the electrolyte of magnesium chloride due to its special properties, such as promoting boron accumulation, lowering solution pH, and also the strong af?nity for water molecules, which is beneficial to the polymerization of borate ions in brine. The interaction mechanisms among polyborate anions during evaporation had also been proposed.     

中生代之前柴达木的演化研究

现今柴达木盆地的形成,中生代以来的构造运动起到了关键性作用,但是柴达木地块在中生代以前的演化也具有重要的意义。基于前人的研究,系统论述了柴达木在中生代以前的发展演化。柴达木盆地存在一个统一的前震旦系克拉通基底,基底存在双重结构,包括元古宙结晶基底和古生代褶皱基底。柴盆周边古老山体出露有下元古界区域热变质作用形成的达肯大坂群和金水口群,以及中上元古界的小庙群、冰沟群和丘吉东沟群。柴盆基底多登—小柴旦一线可能存在一个东西向的"中央断裂带",断裂带西北部的基底塑型强、埋深大,新生界地层发育;而东南部基底具刚性,埋深较浅,第三系不发育,地表主要为第四系盖层。自显生宙以来柴达木的演化,是与新元古代联合古陆的裂解,再到二叠纪中期北半球劳亚古陆形成的大地构造演化背景一致的;寒武纪时,柴达木地块还处于南半球低纬度,后逐渐向北漂移,至二叠纪时已位于北纬12.7°。关于柴达木盆地的形成,特别是中生代后逐渐演化为现今盆—山模式,主要是受到周边断裂带的控制,即柴北缘断裂带、东昆仑断裂带和阿尔金断裂带。因此,柴达木地块的演化,是在与周边地块不断适应、调整过程中实现的。     

柴达木盆地南八仙地区渐新世浅水三角洲物源及沉积演化

以古近系渐新统下干柴沟组上段(E23)为研究对象,在精细岩芯观察和钻(测)井资料综合分析的基础上,结合重矿物组合、ZTR指数、砂岩碎屑组分、粒度累积概率图和砂地比等参数综合分析结果,对柴达木盆地南八仙地区E23湖盆扩张期弱退积型浅水三角洲物源方向、砂体展布规律和沉积微相发育演化进行了深入研究。结果表明：① 南八仙地区E23沉积时期物源主要来自南祁连山中酸性岩浆岩和中高级变质岩发育区,物源方向为近北东—南西向,稳定重矿物(磁铁矿、石榴子石、白钛矿和锆石)含量高(质量分数介于81. 0%~99. 9%)、不稳定重矿物(绿帘石和角闪石)含量低。② 南八仙地区E23沉积时期为浅水三角洲—滨浅湖沉积环境,主要发育水下分流河道砂体,岩性主要为岩屑长石砂岩,其次为长石岩屑砂岩,砂体的成分成熟度一般中等—较差、分选磨圆度中等—较差,粒度概率图以反映河流作用的一跳跃一悬浮式为主;沉积构造类型多样,主要发育块状层理、正粒序层理、平行层理和槽状交错层理。③ E23沉积时期,南八仙地区继承性发育3条北东—南西向呈条带状展布的砂体富集带(砂地比值介于35%~65%之间),早期到中期砂体发育程度增强,呈进积式;中期到晚期砂体发育程度有所减弱,呈弱退积式。④ E23沉积时期,南八仙地区处于浅水三角洲前缘亚相沉积环境,持续发育3个呈北东—南西向展布的沉积朵叶体,主要发育水下分流河道微相,其次为水下分流间湾微相,早期到中期浅水三角洲前缘发育规模增大,中期到晚期发育规模减小。     

柴达木盆地烃蚀变矿物高光谱遥感识别研究

高光谱遥感识别烃蚀变矿物可用于探测油气烃类微渗漏和定位地下油气藏.以有天然气分布的柴达木盆地东部三湖地区为研究区,对Hyperion高光谱数据进行重采样处理,克服了目标识别矿物不明显和传感器低信噪比的影响.通过确定烃蚀变矿物高光谱遥感探测的指示标志,采用线性光谱(SAM)拟合与光谱匹配(SAM)相结合的方法确定了影像端元对应的矿物组分.识别结果表明,合理缩减影像波段数和确定影像端元的方法,能有效提高烃蚀变矿物的高光谱遥感识别精度.     

柴达木盆地北缘冷湖七号构造油气成藏过程与模式

本文在对冷湖七号油气成藏条件综合分析的基础上,依据构造发育史与烃源岩生、排烃史,结合流体包裹体均一温度,分析了冷湖七号构造油气藏形成期次和过程,总结了东、西2个构造高点的油气成藏模式。研究结果表明:①冷七1井N12层包裹体主要为含烃盐水包裹体和气态烃有机包裹体,其均一温度明显分为60~70℃和110~130℃两个峰值区,对应地质时间分别为N21—N22时期和N2末—现今。结合源岩生、排烃史和构造演化史分析表明N12—N22时期为冷湖七号油气成藏的主要时期;②冷湖七号东高点N21气藏形成机理与模式为:断控同生隆起—单源供烃—不整合、断裂输导—浮力驱动—次生型断裂遮挡油气成藏模式;西高点E3油藏形成机理与模式为:同生隆起—双源供烃—不整合、断裂输导—浮力驱动—残留型原生油藏成藏模式。     

柴达木盆地北缘上三叠统—侏罗系层序特征与含油气系统划分

本文应用层序地层学理论将柴达木盆地缘上三叠统－侏罗系划分为5个层序、12个体系域，确定了该区烃源岩主要赋存在层序Ⅱ和层序Ⅲ的湖侵体系域深湖相泥岩中；通过地震剖面追踪，圈定了烃源岩赋存于下株罗统层序Ⅱ和中株罗统层序Ⅲ中，主要以冷湖－南八仙构造带为边界；烃源岩发育层段的地震相、沉积相研究表明，下株罗统层序Ⅱ的湖侵体系域发育大面积的滨浅湖、沼泽相沉积，在湖盆中心发育面积较小的半深湖－深湖相沉积，中株罗统层序Ⅲ的湖侵体系域仅在鱼卡凹陷及其周缘发育半深湖相；依据层序划发、沉积相的研究成果，确定了主要生烃中心，并依据烃源岩分布特征将柴达木盆地北缘划发为J1（！）－R和2(!)-E2个含油气系统，其中J1（！）－R含油气系统为中等丰度的含油气系统，围绕其周围的昆特依构造、冷湖七号构造、伊克雅乌汝构造是有利的勘探目标；J2（！）－E含油气系统面积较小，烃源岩厚度较薄，勘探潜力较小。     

从冷科1井下部地层的归属探讨柴达木盆地成盆时间

冷科1井是近年来柴达木盆地北缘最重要的一口科学探索井。因该井首次发现了巨厚的新地层，所以对该井的4666－5200m地层划分存在较大争议。前人主要依据孢粉资料把冷科1井4666－5200m层段归属为下侏罗统，也有人依据从该段发现的海相化石碎片认为该段为石炭系。本文从岩性组合、古生物特征、地震剖面、测井电性及水介质特征等多方面对该层段进行了分析，否定了该段为下侏罗统和石炭系的可能，认为该段为上三叠统。该研究改变了过去柴达木盆地始于早侏罗世的观点，指出柴达木盆地起始于晚三叠世零星分布的断陷沉积。     

阿尔金造山带中、新生代的演化

塔里木盆地东缘的阿尔金造山带中、新生代经历了一个复杂的大地构造演化历程：中生代早期(T)为隆升夷平,中生代中后期(J-K)为裂陷沉积阶段;自古新世一中新世因塔里木盆地向东挤压使得阿尔金造山带东南缘出现了右行走滑仰冲,柴达木壳体向阿尔金造山带之下俯冲,阿尔金造山带隆起。塔里木盆地相对柴达木盆地向北移动,最大距离可达400～500km,使得原来统一的塔里木-敦煌-柴达木联合盆地裂解。由于逆冲走滑使阿尔金造山带内部发育了一系列小型的走滑盆地,形成了复杂的盆地沉积建造,并伴有动力变质及火山作用;中新世末,东西向挤     

柴北缘鱼卡河榴辉岩围岩的变质时代及其地质意义

利用阴极发光和LA-ICP-MS原位分析方法,对柴北缘鱼卡河超高压榴辉岩的直接围岩——石榴石白云母角闪钠长片麻岩和含蓝晶石的石榴石云母片岩进行了详细的锆石微量元素和U-Th-Pb同位素分析。结果表明,石榴石白云母角闪钠长片麻岩中的锆石主体呈浑圆状形态,内部结构以扇状和冷杉树状为主,稀土总量和重稀土含量均较低,重稀土富集程度低,具明显正Eu异常,Th/U比值均小于0.1,指示其形成在与石榴石平衡共生而不含斜长石的变质条件下。而含蓝晶石的石榴石云母片岩中的锆石显示明显的核-边结构,核部显示碎屑锆石特征,边部为与石榴石共生的变质新生锆石。LA-ICP-MS原位定年获得两种围岩的峰期变质年龄分别为(431±3)Ma和(432±19)Ma。这两组年龄在误差范围内一致,而且与已获得的紧邻的两类超高压榴辉岩的变质年龄((436±3)Ma和(431±4)Ma)以及带内指示大陆深俯冲作用时代的都兰含柯石英副片麻岩锆石的柯石英微区年龄(424~432Ma)完全一致。参考这两类岩石与超高压榴辉岩的野外产状关系、含蓝晶石的石榴石云母片岩的原岩特征以及榴辉岩中超过变质年龄达300Ma的原岩残核的存在,共同表明,柴北缘鱼卡河超高压变质地体是典型的大陆深俯冲碰撞作用的产物,本区大陆深俯冲发生的时代为430~435Ma的早古生代。     

大陆碰撞造山带的两类橄榄岩——以柴北缘超高压变质带为例

论述了大陆俯冲碰撞带中地幔橄榄岩的基本特征和成岩类型,并重点讨论柴北缘超高压变质带中不同性质的橄榄岩及其成因。根据岩石学特征,我们确定柴北缘超高压带中发育有两种类型的橄榄岩:(1)石榴橄榄岩,岩石类型包括石榴二辉橄榄岩、石榴方辉橄榄岩、纯橄岩和石榴辉石岩,是大陆型俯冲带的标志性岩石。金刚石包裹体、石榴石和橄榄石的出溶结构、温压计算等均反映其来源深度大于200km。地球化学特征表明该橄榄岩的原岩是岛弧环境下高镁岩浆在地幔环境下堆晶的产物。(2)大洋蛇绿岩型地幔橄榄岩,与变质的堆晶杂岩(包括石榴辉石岩、蓝晶石榴辉岩)和具有大洋玄武岩特征的榴辉岩构成典型的蛇绿岩剖面,代表大洋岩石圈残片。这两类橄榄岩的确定对了解柴北缘超高压变质带的性质和构造演化过程有重要意义。