
创刊于1922年, 月刊
主编 :杨经绥
主管单位 :中国科学技术协会
主办单位 :中国地质学会
国际标准刊号 :ISSN 0001-5717
国内统一刊号 :CN 11-1951/P
国内邮发代号 :2-113
国外发行代号 :M 78
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郑绵平 , 袁鹤然 , 张永生 , 刘喜方 , 陈文西 , 李金锁
2010, 84(11):1523-1553.
摘要:中国大陆是由不同古气候环境下的若干小陆块(克拉通)、微陆块和造山带拼合而成,既可与其他大陆块对比,又有其特殊性,因而导致中国海、陆相盐盆地构造环境和成盐成钾的某些特殊性,表现为:具有成盐多期性;成盐时代的差异性;成盐作用迁聚性;物质成分多样性;海相盐盆地规模较小;盐盆地后期变动大和液态矿产等特点。构造基底性质对钾盐盆地形成的具有关键性控制作用:稳定构造区在准稳定区有利聚钾;准稳定在局部稳定构造区利于聚盐成钾。中国主要的古代盐盆地多产于“准克拉通(陆块)”、特别是海相盐盆地均发育于前寒武纪为基底的陆块中,该区是找钾的关键地区。且规模较大的叠合结构可溶盐沉积多发育于较稳定的陆核中。按中国成盐盆地所在构造域特点,划分为华北盐类成矿域、扬子盐类成矿域、塔(里木)—柴(达木)盐类成矿域以及羌北—滇西盐类成矿带,并分别讨论其成盐找钾远景。
2010, 84(11):1554-1564.
摘要:陕北奥陶纪盐盆地是我国目前发现最大的海相成盐盆地之一,笔者重点对该盆地最新完钻的5口钻井(米探一井、绥一井、佳一井、子洲一井、吴堡一井)原状岩芯的马五6亚段进行系统野外编录及采样。并对其进行了沉积学、矿物学和地球化学的综合研究,结果表明,马五6亚段成盐卤水演化已达钾石盐沉积阶段,尤其是东南部的绥一井岩芯的矿物学和地球化学特征显示其含钾显示较好,预示着陕北奥陶纪盐盆地具有成钾远景。
2010, 84(11):1565-1575.
摘要:本文以鄂尔多斯盆地陕北奥陶纪岩盐为主要研究对象,在深入分析以往岩盐的成因机制和充分利用前人的研究资料基础上,从区域古气候、古地理、古构造和岩相古地理方面综合分析认为,奥陶纪时期,陕北盐盆能够发育巨厚岩盐,并且岩盐沉积时的卤水达到钾石盐至光卤石的阶段,是由有利于成盐的干旱古气候条件,有利于蒸发岩发育的半封闭的区域构造、地质条件,以及区域上有利于氯化物盐类迁移富集的预备盆地发育的区域岩相古地理条件共同作用的结果。
2010, 84(11):1576-1584.
摘要:北美大陆拥有世界上最大的钾盐矿床,北美大陆的钾盐储量占全球已探明钾盐储量的一半数。本文在总结北美大陆地质构造单元划分、地质演化历史的基础上,重点分析了晚古生代地台沉积序列及其与钾盐矿床形成的关系,指出钾盐主要形成于欠补偿的海相地台型盆地,个别形成于海陆交互相的克拉通边缘地堑/裂谷盆地中;钾盐层主要位于海相台地序列的最后一个旋廻(Kaskaskia序列),以及从台地向前陆盆地转化的过渡阶段(Absaroka序列),当海相台地转化为前陆盆地之后,就不再有钾盐矿床的形成。北美晚古生代钾盐大规模集中成矿作用,也与该时期北美大陆古赤道位置密切相关。钾盐矿床的形成是构造-盆地-古气候等多种因素耦合的结果,钾盐找矿是有章可循的。
2010, 84(11):1585-1600.
摘要:青藏高原湖泊的矿化度与其湖泊演化所处的自然环境,特别是与气候条件关系密切,根据取得盐湖数量和卫片解译,本区湖泊矿化度在空间上变化的总趋势是由北、西北向南、东南趋向下降,大体上与现代高原年干燥度(年蒸发量/年降水量)呈同步变化。高原盐湖的pH值既与水化学类型有关,又与湖水矿化度有关,即由碳酸盐型→硫酸钠亚型→硫酸镁亚型→氧化物型,其pH值趋于下降,而湖泊的pH值与矿化度大体呈反相关。根据库尔纳可夫—瓦良什科分类法及作者对碳酸盐型的细分,对青藏高原盐湖水化学进行了全面细致划分,从而取得了清晰的规律性认识:本区盐湖水化学具有南北分带,东西分区的特点。不同的盐湖水化学类型,具有不同的专属性,碳酸盐型代表性成矿组合为硼砂(三方硼砂)或硼砂—扎布耶石,以及碱—芒硝组合;硫酸钠亚型代表性成矿组合为芒硝(无水芒硝)—石盐以及镁硼酸盐(库水硼镁石、柱硼镁石等)—钠硼解石—芒硝;硫酸镁亚型代表性成矿组合为硫酸镁盐(泻利盐、白钠镁矾)—石盐、镁硼酸盐—芒硝、芒硝—软钾镁矾—石盐以及大量石膏;氯化物型代表性成矿组合则为光卤石—水氯镁石—石盐、光卤石—石盐,个别盐湖共生南极石。由此可见,青藏高原各类型盐湖矿物组合基本上具有冷相组合特征,芒硝及与其共生的冷相盐类矿物,可成为研究古气候变化的重要标志物。目前已检出青藏高原盐湖水含有59种元素,其中B与Li、Cs、K、Rb有密切共生关系,其含量随湖水矿化度增长大致呈正相关;B、Li、Cs、K、Rb最高正异常落在羌南碳酸盐型带(Ⅰ2)西段—昂拉陵湖区为中心地区;并与本区中新世火山沉积岩系和地热水B、Li、Cs、Rb等高值区并行不悖。以上有力证明B、Li、Cs等特殊元素物质与深部来源有关。据近期大量地球物理和火山岩岩石地球化学研究,其成因与印度—欧亚陆陆碰撞引起的重熔岩浆作用有密切成因联系。南美科迪勒拉高原硼锂(铯)盐湖即生成于活动大陆边缘,两者均说明全球特定的活动构造带是造成天然水B、Li、Cs(K、Rb)高丰度及其成矿作用的主因。
2010, 84(11):1601-1612.
摘要:聂尔错镁硼矿为新近发现的一处镁硼矿床。本文通过对其区域地质资料、矿床地质特征研究,并与国内外矿床进行对比,分析了成矿物质来源和成矿机制,总结了成矿模式。聂尔错镁硼矿床赋存于中上全新统,有三个含矿层,中、上含矿层为主要可采矿层,下含矿层为次要含矿层;矿石类型包括粒状集合体库水硼镁石矿、含芒硝库水硼镁石矿、蜂窝状/块状柱硼镁石和混和类型矿石等4种,前两种为主要开采矿石,后两种为次要开采矿石。矿床对比研究表明,聂尔错镁硼矿床与其北部相邻的扎仓茶卡镁硼矿在有工业价值的硼矿物组合和形成矿床的地质环境等方面相同,属同类型矿床,但不同于国内外其它硼矿床。该矿床的成矿物质来源主要为新近纪火山岩。印度板块与亚洲版块碰撞,在靠近班公湖怒江缝合带的聂尔错盐湖南部形成大面积富含B、Li、Mg、Na等成矿物质的新近纪火山岩,地热水及大气降水将大量成矿物质带入湖中,在干冷气候条件下,湖水浓缩成富含钠盐的饱和成矿溶液,并沉淀了库水硼镁石、柱硼镁石等,形成聂尔错镁硼矿床。
2010, 84(11):1613-1622.
摘要:中国盐湖区受干旱-半干旱气候控制,现代盐湖主要分布于年降水量<500mm范围内。依据中国盐湖地貌、地质构造条件及物质成分特点,将中国盐湖划分为4个盐湖区,并简述第四纪以来各区由于古气候变化和地质构造活动性不同,而具有各自的盐湖演化特点。由于各区盐湖规模、经济价值和交通技术条件不同,开发利用程度有差异,以吉兰泰盐湖和运城盐湖综合利用和环境保护较好;以察尔汗为代表的钾盐湖开发规模最大。目前中国盐湖区环境还存在很多需要改善的问题,尤其是地处边远的中小型盐湖,采富弃贫、回收率低和单一矿种开采使大量伴生有用组分贫化等。同时,由于气候环境因素也引起盐湖环境的重大变化,在全球变暖的背景下,西北盐湖区,自1987年以来,出现向暖湿转型,湖泊有扩大上升趋势;青藏高原盐湖区则大致从1992年以来,由东往西,相继出现高湖面,显现向暖湿转型;而西北盐湖区仍处于暖干阶段,湖水位下降,盐湖沙化。随着中国全面建设小康和和谐社会的实施,生态环境保护日益受到重视,建议进一步吸取国内外在盐业综合利用、整体开发和环境保护的经验和先进技术,加强盐湖环境变化观察和监测,建设环境友好型的绿色大盐湖产业。
2010, 84(11):1623-1630.
摘要:文章选取柴达木盆地西部大浪滩盐湖沉积中心的钻孔岩芯为研究对象,通过U系年代学研究,建立了该地区140 ka BP以来的湖相地层沉积序列。从沉积特征来看,期间共经历了8次成盐期和6次淡化期,成盐期沉积的主要矿物为石盐、石膏、芒硝和白钠镁矾。淡化阶段主要矿物为粘土(伊利石占绝大多数,次为绿泥石和高岭石)、碳酸盐(方解石和白云石为主)和石英长石。对该时段碳氧同位素分析显示,140~113ka BP(92~84m),同末次间冰期的演化阶段(5e)有着很好的对应关系;113~93 ka BP(84~78m)(5d),从碳同位素组成特征看,该阶段也有多次气候的颤动发生,在78~80m层段,有近2m厚的中粗粒芒硝,其为冷相矿物,这说明该阶段水体温度变化频繁;此外,93~87 kaBP(78~74.6m)、87~79.5 kaBP(74.6~67.5m)、79.5~76 kaBP(67.5~63.5m)也都分别对应着末次间冰期后的5c、5b、5a三个阶段。 76~72ka BP(60~64m)(MIS4),氧同位素组成快速偏重(-4‰~-8‰(PDB)),温度下降,水体明显咸化;72~30 ka BP(60~16m)(MIS3),总体碳氧同位素组成偏重,代表干凉的古气候环境,期间有两次成盐期,代表了冷干时段;30~14 ka BP(16~0m)(MIS2),氧同位素组成明显偏重,代表了末次盛冰期的到来,进而结束了湖泊水体沉积。
施林峰 , 郑绵平 , 李金锁 , 王有德 , 侯献华 , 马妮娜
2010, 84(11):1631-1640.
摘要:本文展示了柴达木盆地西北地区大浪滩盆地梁ZK05钻孔上部330m岩芯的最新磁性地层结果。梁ZK05钻孔的磁极性序列记录了4个正极性亚时,分别对应于布容期、Jaramillo、Cobb Mountain和Olduvai。磁极性序列底部未出现Reunion亚时,其年代应小于2128ka,B/M界限深度位于94m。根据钻孔的平均沉积速率,我们推算出钻孔最顶部的年代为111ka,钻孔在330m深度的年代为2046ka。由此可知,钻孔330m以下的卵砾石层沉积的结束年代为2Ma,代表阿尔金山的这次强烈隆升应早于2Ma,与青藏运动B幕相当,其启始时间为2.6Ma,结束时间大致为2Ma。另外,梁ZK05钻孔记录了3次极性漂移事件,位于51~58m、207.5~212m和249~252m,分别对应于Calabrian Ridge 2(515~525ka)、Gardar(1465~1485ka)和Gilsa(1567~1575ka)。我们在沈振枢等人(1993)的8个钻孔磁性柱基础上,加上梁ZK05钻孔和ZK02钻孔的磁极性序列,辅以最新的国际标准磁极性年表,建立了柴达木盆地最新的磁性地层年代框架。
2010, 84(11):1652-1660.
摘要:高湖面是湖泊演化的鼎盛期,指示区域的温暖湿润气候。关于青藏高原湖泊高湖面的年代有不同的观点。一种观点(主要是基于14C测年)认为在氧同位素三阶段晚期青藏高原普遍存在“大湖期”或“泛湖期”,并且其温度和降水可能比全新世还高。另一种观点(主要基于释光、铀系测年等)认为青藏高原湖泊的最高古湖面出现在氧同位素五阶段,之后湖面逐渐下降。柴达木盆地位于青藏高原的东北部,其高湖面年代的研究可为认识青藏高原环境演化提供基础资料。本文选择柴达木盆地东部的托素湖和尕海湖高出现代湖面的湖相沉积和湖岸砂堤为研究对象,利用石英光释光测年方法建立其年代序列。根据沉积物沉积特征和光释光年代结果认为,尕海湖和托素湖古高湖面出现在82~73 ka、63~55 ka、34.4 ka和全新世早期。通过与青藏高原及周边湖泊高湖面年代记录对比,认为尕海湖和托素湖的最高湖面主体出现在氧同位素五阶段,之后湖面逐渐下降。
孔凡晶 , 马妮娜 , Alian Wang , Jan Amend
2010, 84(11):1661-1667.
摘要:通过火星遥感及火星登陆测量都发现了火星上存在大量的含水硫酸盐,这些盐类的状态和演化也见证了近代火星表面环境条件的变化。大浪滩盐湖是柴达木盆地第二大盐湖,也是中国最为干旱的地区之一, 而且大浪滩盐湖分布有与火星类似的硫酸盐盐类沉积。我们采集了蒸发盐表层盐壳,盐湖结晶盐以及剖面沉积盐类等样品,进行室内分离、培养及鉴定嗜盐菌研究。结果表明,大浪滩盐结晶及盐类沉积中分布有不同类型的嗜盐菌,主要类型为Virgibacillus, Oceanobacillus, Halobacillus, 和 Terribacillus等。大浪滩盐湖蒸发盐中内生嗜盐菌的分离鉴定,为探索火星高盐环境中生命存在的形式和机制提供一种类比模式。
2010, 84(11):1668-1679.
摘要:研究了西藏色卡执盐湖一个670 cm厚的钻孔SZK剖面中微体古生物包含的古环境信息,探讨湖区近22 ka以来环境气候的演变。SZK孔剖面含有丰富的介形类,但分异度较低,计有4属8种。据其在地层中的分布特征,将其划分为8个组合。根据这些组合及生态特征,结合U系和14C测年,发现色卡执湖区在近22ka以来经历了几次较大的气候和环境变动:① 22060~15070 a B.P.,湖水浅、水温低、气候较冷湿;② 15070~12425 a B.P.,湖面扩大抬升,水温回升,气候转暖湿;③ 12425~10010a B.P.,湖面下降,水温低,气候寒冷,其中10600~10010 a B.P.期间,气候突然变冷,为全球新仙女木寒冷事件在本区的反应;④ 10010~7550 a B.P.,湖盆水量增加,气候冷湿;⑤ 7550~6730 a B.P.,湖水温度继续回升,气候转暖湿;⑥ 6730~5760 a B.P.,湖面下降,气候趋于干冷;⑦ 5760~4750 a B.P.,湖盆发育晚期、气候干冷。
2010, 84(11):1680-1689.
摘要:本文综合分析了青藏高原日土地区RT1剖面中介形类和孢粉种类组合的变化,结合三个光释光测年数据,探讨了该地区6510 a BP以来古环境、古气候的演变。分析表明:日土地区在全新世中期曾有一个温暖湿润期(6170~5540 a BP),之后气候环境频繁波动,逐渐趋向冷干,接近现代气候环境。43~30 ka BP期间在鲁玛江冬错和班公错之间的古泛湖解体后,日土地区因为地势低洼,而在当时成为一个封闭的水体,并且一度与相邻的班公错相连。当时的水体一直持续到全新世,在经历了全新世暖湿期时短暂的湖涨期以后,逐渐萎缩,至约1570~1380 a BP最终干涸消失,形成现今地貌。研究表明全新世大暖期在本地区也有反映,但是在高原深部,大暖期更为短暂,气候波动更为频繁。
2010, 84(11):1690-1696.
摘要:我国杂卤石矿资源丰富,由于其较难溶性和深埋藏的特点,至今仍未开发利用。根据杂卤石矿成矿条件分析,该矿具有良好的封闭围岩,具备溶浸开采的基本地质条件。溶浸开采杂卤石的技术关键在于其中有效成分的溶出。理论及实验基础研究表明CaCl2等无机盐溶液可改善杂卤石的溶解性能。溶浸开采可能成为深埋藏杂卤石的开发的有效途径。通过实验考查溶浸剂CaCl2浓度、矿石粒度、渗滤速度、渗滤路径等影响杂卤石溶解过程的技术因素,溶解过程动力学研究结果表明用氯化钙溶液渗滤浸出杂卤石的过程符合В.С.Голубев—Г.Н.Крuчев建立的金属浸出动力学模型即C=CH〖JB([〗1-e〖SX(〗-γ(χ-vBt)〖〗U-vB〖SX)〗〖JB)]〗。浸出液中K+浓度同渗滤速度与渗滤路径长度之比呈指数关系。根据溶解实验数据求得钾浸出速率常数及钾充分浸出开始到进入液相所需的时间。当渗滤速度从0.159m/h提高到0.318m/h时,浸出速率常数分别为0.03132h-1和0.04383h-1,金属离子充分浸出开始到进入液相所需的时间由297.528h降为218.997h。地浸开采深埋藏杂卤石可以缓解我国钾盐资源紧缺矛盾。
2010, 84(11):1697-1703.
摘要:针对西藏扎布耶盐湖卤水组成,采用等温蒸发法分别研究了含钾四元体系Na+, K+// Cl-, B4O2-7 H2O 308.15 K、五元体系K+//Cl-, CO2-3, SO2-4, B4O2-7H2O 273.15 K下的介稳相关系。分别测定了上述体系308.15K、273.15 K 时介稳平衡液相组成及密度、pH值。根据实验数据绘制了相应的介稳相图、水图。结果表明,本文研究的两个体系均为简单共饱型,无复盐和固溶体生成。其中,四元体系介稳相图由2个共饱点,5条单变量曲线,4个结晶区组成。平衡固相分别为Na2B4O7·10H2O、K2B4O7·4H2O、NaCl和KCl。对比四元体系308.15 K和273.15 K下的介稳相图发现,平衡固相盐的种类及结晶形式均没有发生变化,但结晶区大小产生变化:在308.15 K下,Na2B4O7·10H2O结晶区变小,K2B4O7·4H2O结晶区变大。五元体系投影图中有1个共饱点、3条单变量曲线和3个结晶相区。结晶相区分别为K2CO3·3/2H2O、K2SO4和KCl。K2CO3·3/2H2O结晶区面积最小,K2SO4结晶区面积最大。K2CO3 对KCl有较强的盐析作用。
2010, 84(11):1708-1714.
摘要:我国青藏高原上分布有许多盐湖,其中扎布耶等碳酸盐型盐湖、东台吉乃尔等硫酸镁亚型盐湖是著名的富锂盐湖,已成功开发生产出碳酸锂产品。青藏高原上还有许多硫酸钠亚型盐湖,其卤水锂浓度高,钾、镁、硼等有用成分丰富。针对这些盐湖资源,目前尚未进行开发利用研究。这些卤水的等温蒸发实验研究,是必不可少的关键工作之一。本文使用我们由Pitzer电解质溶液理论建立的Li+,Na+,K+,Mg2+/Cl-,SO2-4-H2O体系的热力学模型,对25℃下几种硫酸钠亚型富锂卤水等温蒸发过程进行了计算机模拟,预测蒸发过程中盐类矿物的析出顺序、卤水组成变化规律、钠、钾、镁、锂盐的饱和点,并在此基础上进行卤水蒸发过程物料平衡关系的理论计算等。本文对西藏3种硫酸钠亚型卤水和国外2种硫酸钠亚型卤水25℃等温蒸发过程进行了模拟。其析盐顺序的特点是:在第一个矿物石盐饱和析出后,接着析出的含钾矿物是钾芒硝,而不是钾镁矾类矿物。其后钾盐则会以钾岩盐形式析出。锂盐饱和后则主要以复盐Li2SO4·K2SO4形式析出。美国银峰卤水的模拟结果与实验蒸发过程完全一致,并给出其继续蒸发时的析盐状况。另4种硫酸钠亚型卤水的模拟结果不仅可以作为未来实验研究的基本参考和注意点,同样也可作为其盐田设计和工艺安排的基本理论依据。本文研究为该类型卤水资源综合开发利用工艺路线的确立提供理论参考。
2010, 84(11):1641-1651.
摘要:本文应用全溶样品的等时线模式,较成功地测定了藏北高原西南部扎布耶盐湖SZK01孔岩芯中含不等量碳酸盐粘土的230Th/238U年龄,建立了青藏高原腹地海拔4000 m以上湖泊120 ka以来连续的同位素年龄标尺,从而为扎布耶盐湖及其周缘地区古环境古气候演化研究奠定了时间坐标。根据230Th/238U年龄数据,SZK01孔的平均沉积速率约为68 cm/ka。然而不同层段的沉积速率差异较大,变化在20.8~128.8 cm/ka,其快慢变化反映了该湖从短命深湖、动荡浅湖、滨湖到盐湖的环境变化,与高分辨率SZK02孔的研究结果相一致。讨论了测年模式的适应性﹑样品的U封闭性和应用的优越性,提出开展湖区及周边各类型水体的U、Th同位素化学行为研究和检验沉积物中多源Th对定年的影响将是今后年代学研究的重要内容。
2010, 84(11):1704-1707.
摘要:采用等温溶解平衡法研究了288K时Li+, Mg2+//SO2-4, B4O2-7- H2O四元体系的固液相平衡关系,测定了该四元体系在288K时平衡液相的溶解度和密度。依据实验测定的平衡溶解度数据及对应的平衡固相,绘制了该四元体系的平衡相图及密度组成图。研究结果表明:交互四元体系Li+, Mg2+//SO2-4, B4O2-7- H2O 288K时平衡相图中有2个共饱点,5条单变量曲线,4个结晶区对应的平衡固相分别为Li2B4O7·3H2O,Li2SO4·H2O,MgB4O7·9H2O和MgSO4·7H2O。

创刊于1922年, 月刊
主编 :杨经绥
主管单位 :中国科学技术协会
主办单位 :中国地质学会
国际标准刊号 :ISSN 0001-5717
国内统一刊号 :CN 11-1951/P
国内邮发代号 :2-113
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