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Scientific Reports:柴达木盆地西部SG-1b钻孔矿物组成及其构造和环境意义
2016-10-21

  中新世晚期以来,青藏高原强烈的抬升对柴达木盆地演化产生了重要影响,这体现在柴达木盆地发育的多个次级盆地和巨厚的沉积物中。沉积物的主要成分是矿物,矿物不仅记录了环境信息,也一定记录了构造隆升信息。由于缺乏长尺度连续的、有定年结果的沉积物序列,矿物序列反映构造隆升和环境变化的研究并不多。

  基于此,中国科学院青藏高原地球科学卓越创新中心方小敏研究员、青藏高原研究所李明慧副研究员选择了柴达木盆地西部碱山的高分辨率钻孔SG-1(古地磁定年7.3-1.6Ma),对大约6百万间的沉积物进行了详细的矿物学研究,特别是盐类矿物和粘土矿物。盐类矿物中的碳酸盐矿物主要是方解石和文石,其次为铁白云石和白云石;硫酸盐矿物有石膏和天青石;氯化物矿物是石盐。粘土矿物主要是Fe-Mg伊利石、伊蒙混层和绿泥石,高岭石和蒙脱石含量较少。这些矿物中,文石、大部分方解石、石膏、天青石和石盐为湖泊的自生矿物,铁白云石和天青石的析出与热液作用有关。粘土矿物为外力搬运而来,但大部分都受到过低级热液变质作用。这些矿物的种类、含量和性质的变化显示:(a)7.3-1.6Ma时期古湖为咸水湖,3.3Ma时,湖水性质(如Mg/Ca比值, SO42-含量, 盐度等)发生了明显变化;(b) ~6.0 Ma, 4.5–4.1 Ma 和 3.3 Ma时,盆地发生了快速抬升或剥蚀;(c) 7.3–6.0 Ma的孔隙水或流体化学性质富含Fe-Mg, 6.0–4.5 Ma时期富含Mg,4.1–1.6 Ma时期富含K;(d)7.3-1.6Ma时期虽然有较强的蒸发作用,但明显比现代弱。
图1钻孔取样位置
图2 钻孔SG-1b蒸发盐矿物、碳酸盐矿物种类、含量、分布和性质变化及湖水化学性质
   
图3 钻孔SG-1b中粘土矿物种类、含量、分布和性质变化及孔隙水性质
  本研究得到国家然科学基金(41321061, 41271100)、973项目(2013CB956401)和中国科学院战略科技先导专项B类(XDB03020400)项目资助。成果已发表于Scientific Reports.
 
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