地球科学进展

地球科学进展 ›› 2025, Vol. 40 ›› Issue (12): 1230 -1251. doi: 10.11867/j.issn.1001-8166.2025.088

地质资源与开发利用 上一篇    下一篇

开鲁盆地奈曼超大型天然碱矿床的相带分布与形成机制
禚喜准1(), 杨雪2(), 邵建欣2, 庞力源2, 王立成3, 付文钊1, 郭鹏超2   
  1. 1.辽宁工程技术大学 地质系，辽宁 阜新 123000
    2.中国石油辽河油田分公司，辽宁 盘锦 　124010
    3.中国科学院青藏高原研究所 青藏高原地球系统科学与资源环境全国重点实验室，北京 100101
  • 收稿日期:2025-09-01 修回日期:2025-11-11 出版日期:2025-12-10
  • 通讯作者: 杨雪 E-mail:zhuoxizhun@126.com;yangx3@petrochina.com.cn
  • 基金资助:
    国家自然科学基金项目(U2544210);地球深部探测与矿产资源勘查国家科技重大专项(2024ZD1001105)

Facies Distribution and Its Origin of the Naiman Super-Large Trona Deposit，Kailu Basin

Xizhun ZHUO1(), Xue YANG2(), Jianxin SHAO2, Liyuan PANG2, Licheng WANG3, Wenzhao FU1, Pengchao GUO2   

  1. 1.Department of Geology, Liaoning Technical University, Fuxin Liaoning 123000, China
    2.SINOPEC Liaohe Oilfield Company, Panjin Liaoning 124010, China
    3.State Key laboratory of Tibetan Plateau Earth System, Environment and Resources, Institute of Tibetan Plateau Research, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100101, China
  • Received:2025-09-01 Revised:2025-11-11 Online:2025-12-10 Published:2026-01-17
  • Contact: Xue YANG E-mail:zhuoxizhun@126.com;yangx3@petrochina.com.cn
  • About author:ZHUO Xizhun, research areas include rocks weathering and the mechanism of sediment differentiation. E-mail: zhuoxizhun@126.com
  • Supported by:
    the National Natural Science Foundation of China(U2544210);National Science and Technology Major Project for Deep Earth Exploration and Mineral Resources Exploration(2024ZD1001105)
全文 ( 8 ) 下载PDF ( 36 )

地处华北北缘与中亚造山带交接部位的开鲁盆地奈曼凹陷，其九佛堂组下段的天然碱—盐岩等蒸发岩十分发育，形成了世界第二大天然碱矿床，成为东北亚地区早白垩世古气候与古环境的重要深时记录，然而天然碱的“源—汇”过程和成因尚不清楚。因此，开展了多尺度的沉积学研究，包括区域尺度盆山耦合、岩心尺度的沉积旋回以及微观薄片尺度的矿物共生组合等，分析了奈曼天然碱的物质来源、沉积相带分布、关键界面、沉积分异机制和天文旋回。研究表明，奈曼天然碱矿床类似于美国西部的绿河组碱矿，蒸发岩位于湖盆凹陷沉积中心的暗色泥岩层系内，具有陆源碎屑—碱土碳酸盐—天然碱—盐岩的“牛眼式”分带特征，沉积分异受溶解度和湖盆地貌高差的控制。奈曼天然碱矿床的形成主要涉及两个过程：首先，在气候湿润期湖盆周缘的大量中基性火山岩中淋滤出的Na+、Ca2+、Mg2+、HCO3-和Cl-，以稀溶液形式注入湖盆，富含Na+-HCO3-的湖水大规模聚集，形成了碱土碳酸盐饱和的碱性咸水湖，为天然碱形成提供了物质来源；其次，湖盆在极端干旱气候条件下的高度浓缩，卤水达到天然碱—盐岩矿物的过饱和，最终在凹陷中心依次结晶析出。奈曼天然碱矿床具有泥页岩与蒸发岩互层的特征，反映了碱矿的发育具有多旋回性，湖平面存在多期波动。依据纹层尺度的蒸发岩沉积韵律和米兰科维奇旋回，推断主要的成碱期约为1.2 Ma，远小于九佛堂组下段的沉积时限（2.5 Ma）。奈曼凹陷天然碱矿床的“源—汇”沉积模式，将为类似Na-碳酸盐矿床的勘探开发提供借鉴。

关键词: 奈曼凹陷, 天然碱矿床, 九佛堂组, 关键界面, 形成模式

The evaporites in the lower part of the Jiufotang Formation of Naiman Sag，Kailu Basin, were widely developed, forming the world’s second-largest trona deposits, which serve as important deep-time records of the Early Cretaceous palaeoclimate and palaeoenvironment in Northeast Asia. However, the genesis of the trona deposit and its source-to-sink processes are still unclear. In order to investigate the formation processes of soda ash, we carried out a multi-scaled investigation of the sedimentary route system, involving regional “basin-mountain coupling”, core-scaled sedimentary cyclothemes and thin section-scaled analysis of mineral assemblages. And the material sources, facies distribution, key interfaces and sedimentary differentiation mechanisms of the Naiman trona deposit were explored. The results show that the Naiman trona deposit is similar to the Green River Formation in the United States, and the evaporites were precipitated in the central depression where black shales were also widely developed. Evaporite facies conform approximately to a bull’s eye pattern with a zonation of terrigenous clasts, alkaline earth carbonate, surrounding a basin centre accumulation of Na-carbonate and halite, indicating that the depositional differentiation is controlled by the solubility and geomorphic elevation of the basin. The formation of Naiman trona deposits mainly involves two processes: firstly, the Na+-HCO3- rich brine accumulated in the lake during the humid period with large amounts of Na+, Ca2+, Mg2+, HCO3-, Cl- leached from the intermediate-basic volcanic rocks around the periphery of the basin. Secondly, the lake basin was highly dried under extreme arid climate conditions, and the lake was saturated with trona-halite, which were precipitated sequentially in the center of the depression. The giant trona deposits are characterized by interbedded halite, trona, gypsum, and black shale, reflecting frequent fluctuations of the lake level and cyclicity of trona accumulation. The annual varves and Milankovitch cycle of evaporites in Naiman Sag indicate that the trona-accumulating period was about 1.2 Ma, much smaller than the depositional time of the lower part of the Jiufotang Formation (2.5 Ma). The source-to-sink depositional pattern of trona deposits in the Naiman Sag will provide a reference for the exploration and development of similar Na-carbonate evaporite deposits.

Key words: Naiman Sag, Trona deposit, Jiufotang Formation, Key interfaces, Formation model

中图分类号: 

图1 奈曼凹陷区域地质背景、地质图以及地震剖面
（a）中国早白垩世气候分带图（据参考文献［14］修改）；（b）开鲁盆地周围的白垩纪盆地和相应的隆升剥蚀区，显示侏罗系—下白垩统火山岩为开鲁盆地的主要母岩；（c） 华北白垩纪区域大地构造分区与岩浆活动分布［12］，展示了中生代岩浆活动时限从西向东逐渐年轻；（d）开鲁盆地的隆洼格局及奈曼凹陷位置；（e）奈曼凹陷的地震反射时间深度剖面及相应的蒸发岩沉积序列，安山岩位于蒸发岩沉积之下。
Fig. 1 Geological background， peripheral geological map and seismic profile of the Naiman Sag
（a） Climate distribution map of Early Cretaceous China （modified after reference ［14］）； （b） Cretaceous basins surrounding the Kailu Basin and corresponding uplifted and eroded areas， showing that Jurassic-Lower Cretaceous volcanic rocks serve as parent rocks； （c） Regional tectonics and distribution of magmatic activity in North China during the Cretaceous［12］， illustrating Mesozoic magmatic activities gradually get younger from west to east； （d） Uplift and depression pattern in the Kailu Basin and the location of the Naiman Sag； （e） Seismic reflection time-depth profile of the Naiman Sag and the corresponding evaporite sedimentary sequence， with andesite located beneath the evaporite deposits.
图2 奈曼凹陷九佛堂组岩性组合与沉积构造图版
（a）和（b）中粗砾岩，多为次圆—次棱角状，颗粒支撑—杂基支撑，反映砾岩主要为碎屑流沉积，R为岩屑颗粒；（c）盐岩—天然碱矿层夹薄层的黑色泥页岩； （d）和（e）为（c）的局部放大，其中（d）显示蒸发岩与暗色泥岩的互层；（e）堆晶结构的自形盐岩晶体。
Fig. 2 Lithological successions and sedimentary structures of Jiufotang Formation in Naiman Sag
（a） and （b） Medium-coarse conglomerates， mostly subrounded to subangular in shape， with particle-supported to matrix-supported textures， indicating primarily debris flow deposits， R is rock fragments； （c） Salt rock-trona ore layers interbedded with thin layers of black shale； （d） and （e） Close-ups of （c）， where （d） displays interbedding of evaporite rocks and dark mudstones， while （e） shows euhedral salt rock crystals with a cumulate texture.
图3 奈曼凹陷九佛堂组沉积期构造演化剖面与碎屑颗粒组成
（a）九佛堂组上段发育期的盆地剖面与碎屑颗粒组成特征；（b）九佛堂组下段发育期的盆地剖面与碎屑颗粒组成特征；（c）义县组发育期的盆地剖面；（d）地质剖面走向分布。
Fig. 3 Structural evolution profile and detrital particle composition during the sedimentary period of Jiufotang Formation in Naiman Sag
（a） The basin profile and detrital particle composition characteristics of the upper Jiufotang Formation； （b） The basin profile and detrital particle composition characteristics of the lower Jiufotang Formation； （c） The basin profile of Yixian Formation； （d） Trend of the profile.
图4 奈曼凹陷九佛堂组碎屑岩的结构与矿物组成
（a）和（b）含碳酸盐砾岩， （a）25×（-）， （b）25×（+）；（c）和（d）云质细粒长石岩屑砂岩，（c）100×（-）， （d）100×（+）；（e）和（f）含碳酸盐中细粒长石岩屑砂岩，杂基支撑， （e）25×（-），（f）25×（+）；（g）和（h）中粗粒岩屑砂岩，碎屑颗粒主要为次棱角状的中基性火山岩岩屑，杂基含量高，（g）25×（-），（h）25×（+）。Q为石英，F为长石，R为岩屑颗粒，Cal为方解石胶结物。
Fig. 4 The texture and mineral composition of the clastic rocks in the Jiufotang Formation， Naiman Sag
（a） and （b） Carbonate-bearing conglomerate， （a） 25×（-）， （b） 25×（+）； （c） and （d） Cloudy fine-grained feldspar lithic sandstone， （c） 100×（-）， （d） 100×（+）； （e） and （f） Fine-grained feldspar lithic sandstone containing carbonate， supported by matrix， （e） 25×（-）， （f） 25×（+）； （g） and （h） Medium-coarse grained lithic sandstones， with detrital particles mainly consisting of subangular intermediate basic volcanic rock fragments， high content of matrices； （g） 25×（-）， （h） 25×（+）. Abbreviations：Quartz （Q）， feldspar （F）， rock fragments （R）， Calcite cement （Cal）.
图5 奈曼碱矿的岩性序列和矿物组合及现代碱湖的相带分布
（a）奈曼凹陷含碱序列的沉积韵律；（b）岩心A内碱矿层的局部放大；（c）~（e）分别为单偏光、正交偏光和阴极发光下的碱矿层微观结构照片，显示岩盐、石膏以及天然碱的共生，trona、Anh和Hl分别为天然碱、石膏和盐岩矿物；（f）达里诺尔碱湖及其附属盐盘，左侧可见广泛分布的“碱霜风化壳”与“碱卤高度浓缩”的“盐碱盘”；（g）吉林乾安县大布苏碱湖的航空照片，显示滨湖析碱与陆源泥砂注入共存，洼陷中心发育泡碱与芒硝；（h）为（g）对应的沉积相带分区。
Fig. 5 Lithological sequence， mineral assemblages of the Naiman trona deposit and the facies zonation of modern alkali lakes
（a） The sedimentary rhythm of trona-bearing sequences in the Naiman Sag； （b） Close-up of trona layer in core A； （c）~（e） are the microstructure photos of trona layers under planed polarization， crossed polarization， and cathodoluminescence， respectively， showing the coexistence of rock salt， gypsum， and trona. Trona， Anh， and Hl are abbreviations for trona， gypsum， and salt rock minerals， respectively； （f） On the left side， there are widely distributed “trona crust” and “highly concentrated alkali brine” “alkali pans” for the Dali Nuoer Lake and its affiliated salt pans； （g） Aerial photograph of Dabusu Alkali Lake in Qian’an County， Jilin Province shows the coexistence of lakeshore trona precipitation and the injection of terrestrial mud-sand clastics， with the development of trona and salt-rocks in the depocenter； （h） The sedimentary facies zones corresponding to （g）.
图6 奈曼凹陷天然碱矿床的相带分布
（a）奈曼凹陷九佛堂组下段沉积相图； （b）九佛堂组下段地层厚度与蒸发岩分布。
Fig. 6 Facies distribution of trona deposits in the Naiman Sag
（a） Sedimentary facies of the lower Jiufotang Formation in Naiman Sag； （b） Thickness and distribution of evaporites in the lower Jiufotang Formation.
图7 现代盐碱湖的关键成盐界面及成盐样式
（a）和（b）湖盆扩张期—收缩期的溶质获取与蒸发驱动概念模型；（a）丰水期主要离子组成与温度分层特征；（b）干涸期过饱和阶段的矿物析出和温度分层特征；（c）宽浅型的盐湖概念模型及其关键的成碱界面，展示了湖滨浅水成盐与洼陷带深水成盐共存，跟深水湖盆相比，容易干涸，碱矿层单层厚度小；（d）深盆—深水型盐湖概念模型，以卤水剖面厚度大的深水沉积为主，跟宽浅型的盐碱湖相比，形成碱矿层的单层厚度更大、分布更稳定；（e）和（f）固定离子组成的Na-碳酸盐矿物沉淀水化学模拟［45］，其中（e）为湖表与湖底卤水温度的季节变化，（f）为不同矿物的析出序列。
Fig. 7 The key interfaces for the deposition of evaporites and their accumulation pattern
（a） and （b） The conceptual models for solute acquisition and evaporation driving during the expansion-contraction period of the lake basin； （a） The main ion composition and temperature stratification characteristics during the wet period； （b） Mineral precipitation and temperature stratification characteristics during the oversaturation stage of the dry period； （c） The conceptual model of a wide and shallow salt lake and its key interfaces demonstrate the coexistence of shallow-water salt formation in the lake shore areas and deep-water salt formation in the depression zone， compared with deep-water lake basins， it is easier to dry up and the thickness of the alkaline mineral layer is smaller in a single layer； （d） The conceptual model of deep basin deep-water salt lake has thick brine profiles， compared with wide shallow saline-alkali lakes， the single-layer thickness and distribution of alkali mineral layers are larger and more stable； （e） and （f） is a numerical simulation of the precipitation hydrochemistry of Na-carbonate minerals with fixed ion composition［45］， （e） is the seasonal temperature variation in surface and bottom brines， and （f） is the precipitation sequence of different minerals in the lakes.
图8 开鲁盆地周缘岩浆活动与奈曼凹陷发育时限（据参考文献［26，53，57］修改）
Fig. 8 The durations for the magma activity around the Kailu Basin and the formation of Naiman Sag （modified from references ［26，53，57］）
图9 奈曼凹陷奈35井九佛堂组下段的频谱分析与天文周期旋回
（a）奈35井九佛堂组下段岩性序列与405 ka旋回；（b）频谱分析与米兰科维奇旋回。
Fig. 9 Spectral analysis and astronomical cycle of the lower member of Jiufotang Formation in Well Nai35 of Naiman Sag
（a） The lithological sequence and 405 ka cycle of the lower Jiufotang Formation in Well Nai35； （b） Spectral analysis and Milankovitch cycle.
图10 基于“深部热液来源假说”的奈曼凹陷天然碱沉积演化模式
（a）和（c）分别为广水期和干涸浓缩期沉积模式；（b）为热液喷口的溶质组分与烟囱沉积物组成；（d）Na+-HCO3-稀溶液形成概念模型，假若没有长石等硅酸盐矿物水解，水体将显示弱酸性，因而地表或近地表处富含斜长石的土壤、火山岩等多孔介质是HCO3-形成的有利场所，水解反应方程式参见参考文献［76］。
Fig. 10 Evolutionary model of trona deposit in Naiman Sag based on the “deep hydrothermal source hypothesis”
（a） and （c） are sedimentary models during the wet，dry periods， respectively； （b） The solute composition of the hydrothermal fluid and the mineral composition of the chimney； （d） A conceptual model is formed for the formation of Na+-HCO3- dilute solution. Without the hydrolysis of silicate minerals such as feldspar， the water will exhibit weak acidity. Therefore， porous media such as soil and volcanic rocks rich in plagioclase at or near the surface are favorable places for the formation of HCO3-. The hydrolysis reaction equation is based on reference ［76］.
图11 基于中基性火山岩风化假说的奈曼凹陷九佛堂组下段的源—汇过程概念模型
（a）和（b）分别为广水期和干涸浓缩期的沉积模式，注意成碱期的地表径流减少，Na+-HCO3-更多依靠地下潜流供给。
Fig.11 Conceptual model of source to sink processes in the lower Jiufotang Formation of Naiman Sag based on the hypothesis that Na+-HCO3- are derived from intermediate-basic volcanic rocks weathering
（a） and （b） represent the sedimentary models during wet， dry periods， respectively. Note the decline in surface runoff as the trona precipitated， with Na+-HCO3- mainly supplied by underground seepage.
表1 奈曼、塔木素与绿河组天然碱矿床地质特征对比
Table 1 Comparison of geological characteristics of Naiman， Tamusu， and Green River Formation trona deposits
碱矿床赋矿地层时代天然碱厚度/m碱矿沉积时限/Ma矿物组合参考文献
内蒙古奈曼碱矿九佛堂组早白垩世100~400<1.2天然碱、石膏和石盐本文
内蒙古塔木素碱矿巴音戈壁组早白垩世>20—天然碱、苏打石、碳钠钙石和磷碳镁钠石［13］
科罗拉多高原绿河组碱矿绿河组始新世20~401.6（51.5~49.9）天然碱、苏打石、碳钠钙石、片钠铝石和石盐［3-4］
[6] CHEN Zhenhong， CHEN Jianli， WANG Jiuyi， et al. Distribution and genesis of global Na-carbonate deposits and its prospecting potential［J］. Geology in China， 2023， 50（5）： 1 399-1 413.
陈振红， 陈建立， 王九一， 等. 世界天然碱矿床资源分布、成矿因素及找矿远景［J］. 中国地质， 2023， 50（5）： 1 399-1 413.
[7] Dalian Chemical Research and Design Institute. Soda ash engineering ［M］. 2nd edition. Beijing： Chemical Industry Press， 2004.
大连化工研究设计院. 纯碱工学［M］. 第2版. 北京： 化学工业出版社， 2004.
[8] PUTIRKA K， PLATT B. Basin and range volcanism as a passive response to extensional tectonics［J］. Geosphere， 2012， 8（6）： 1 274-1 285.
[9] WARREN J K. Evaporites through time： tectonic， climatic and eustatic controls in marine and nonmarine deposits［J］. Earth-Science Reviews， 2010， 98（3/4）： 217-268.
[10] EARMAN S， PHILLIPS F M， McPHERSON B J O L. The role of “excess” CO2 in the formation of Trona deposits［J］. Applied Geochemistry， 2005， 20（12）： 2 217-2 232.
[11] ÇAĞATAY M N， ÖĞRETMEN N， DAMCı E， et al. Lake level and climate records of the last 90 ka from the northern basin of Lake Van， eastern Turkey［J］. Quaternary Science Reviews， 2014， 104： 97-116.
[12] MENG Q R， ZHOU Z H， ZHU R X， et al. Cretaceous basin evolution in northeast Asia： tectonic responses to the paleo-Pacific plate subduction［J］. National Science Review， 2021， 9（1）. DOI：10.1093/nsr/nwab088 .
[13] DAI Chaocheng， ZHONG Chitao， LIU Xiaodong， et al. Genetic model of Na-cabonate in Tamusu trona deposit， Bayingobi Basin， Inner Mongolia［J］. Earth Science， 2024， 49（4）： 1 207-1 223.
戴朝成， 钟炽涛， 刘晓东， 等. 内蒙古巴音戈壁盆地塔木素碱矿Na-碳酸盐成因模式［J］. 地球科学， 2024， 49（4）： 1 207-1 223.
[14] WANG H. Atlas of palaeogeography of China ［M］. Beijing： Cartographic Publishing House， 1985.
[15] Geological Society of China. The 2020’s top 10 prospecting results of the geological society of China ［J］. Geological Review， 2021， 67（2）： 440， 475.
中国地质学会. 中国地质学会2020年度“十大地质找矿成果”［J］. 地质论评， 2021， 67（2）： 440， 475.
[16] HU Changhao， PEI Jiaxue， YANG Xue， et al. Geological characteristics and genesis of Trona deposit in Cretaceous Yixian formation of Naiman Sag， Kailu Basin［J/OL］. Lithologic Reservoirs， 2025： 1-12 （2025-09-25）［2025-10-01］. .
户昶昊， 裴家学， 杨雪， 等. 开鲁盆地奈曼凹陷白垩系义县组天然碱矿地质特征及成矿条件［J/OL］. 岩性油气藏， 2025： 1-12 （2025-09-25） ［2025-10-01］. .
[17] HE H Y， WANG X L， ZHOU Z H， et al. Timing of the Jiufotang formation （Jehol group） in Liaoning， northeastern China， and its implications［J］. Geophysical Research Letters， 2004， 31（12）. DOI： 10.1029/2004GL019790 .
[18] ZHANG L J， SONG S Y， JI S， et al. High-precision age constraint for the Xiyingzi Bed of the Jiufotang Formation in western Liaoning， northeast China［J］. Palaeoworld， 2025， 34（4）. DOI：10.1016/j.palwor.2024.11.009 .
[19] WANG Y D， HUANG C M， SUN B N， et al. Paleo-CO2 variation trends and the Cretaceous greenhouse climate［J］. Earth-Science Reviews， 2014， 129： 136-147.
[20] KELLER C E， HOCHULI P A， WEISSERT H， et al. A volcanically induced climate warming and floral change preceded the onset of OAE1a （Early Cretaceous）［J］. Palaeogeography， Palaeoclimatology， Palaeoecology， 2011， 305（1/2/3/4）： 43-49.
[21] LI Y X， BRALOWER T J， MONTAÑEZ I P， et al. Toward an orbital chronology for the early Aptian Oceanic Anoxic Event （OAE1a， ~ 120 Ma）［J］. Earth and Planetary Science Letters， 2008， 271（1/2/3/4）： 88-100.
[22] WANG Z X， LIU S G， LI S G， et al. Linking deep CO2 outgassing to cratonic destruction［J］. National Science Review， 2022， 9（6）. DOI：10.1093/nsr/nwac001 .
[23] HOU Y F， ZHAO P， QIN H F， et al. Completing the loop of the Late Jurassic-Early Cretaceous true polar wander event［J］. Nature Communications， 2024， 15. DOI：10.1038/s41467-024-46466-7 .
[24] LIU Q Y， WEI Y B， LI P P， et al. Natural hydrogen in the volcanic-bearing sedimentary basin： origin， conversion， and production rates［J］. Science Advances， 2025， 11（4）. DOI：10.1126/sciadv.adr6771 .
[25] MENG Q R， HU J M， JIN J Q， et al. Tectonics of the Late Mesozoic wide extensional basin system in the China-Mongolia border region［J］. Basin Research， 2003， 15（3）： 397-415.
[26] ZHANG Y Q， QIU E K， DONG S W， et al. Late Mesozoic intracontinental deformation and magmatism in North and NE China in response to multi-plate convergence in NE Asia： an overview and new view［J］. Tectonophysics， 2022， 835. DOI：10.1016/j.tecto.2022.229377 .
[27] ZHANG Qi， WANG Yuanlong， JIN Weijun， et al. Eastern China plateau during the Late Mesozoic： evidence， problems and implication［J］. Geological Bulletin of China， 2008， 27（9）： 1 404-1 430.
张旗， 王元龙， 金惟俊， 等. 晚中生代的中国东部高原： 证据、问题和启示［J］. 地质通报， 2008， 27（9）： 1 404-1 430.
[28] LI Sanzhong， SUO Yanhui， LI Xiyao， et al. Mesozoic plate subduction in West Pacific and tectono-magmatic response in the East Asian ocean-continent connection zone［J］. Chinese Science Bulletin， 2018， 63（16）： 1 550-1 593.
李三忠， 索艳慧， 李玺瑶， 等. 西太平洋中生代板块俯冲过程与东亚洋陆过渡带构造—岩浆响应［J］. 科学通报， 2018， 63（16）： 1 550-1 593.
[29] LIU Xiaoli， PEI Jiaxue， CAI Guogang， et al. Sequence stratigraphy and sedimentary evolution during the rifting period of a half-graben basin： a case study of lower section of Jiufotang Formation in Naiman Depression， southwestern margin of the Songliao Basin［J］. Journal of Northeast Petroleum University， 2023， 47（2）： 91-103.
刘晓丽， 裴家学， 蔡国钢， 等. 箕状断陷湖盆裂陷期层序地层及沉积演化： 以松辽盆地西南缘奈曼凹陷九佛堂组下段为例［J］. 东北石油大学学报， 2023， 47（2）： 91-103.
[30] RISACHER F， FRITZ B. Origin of salts and brine evolution of Bolivian and Chilean salars［J］. Aquatic Geochemistry， 2009， 15（1）： 123-157.
[31] SCHAGERL M， RENAUT R W. Dipping into the soda lakes of east Africa［M］// Soda lakes of east Africa. Cham： Springer International Publishing， 2016： 3-24.
[32] MATTSSON H B， TRIPOLI B A. Depositional characteristics and volcanic landforms in the Lake Natron-Engaruka monogenetic field， northern Tanzania［J］. Journal of Volcanology and Geothermal Research， 2011， 203（1/2）： 23-34.
[33] DEGENS E T， WONG H K， KEMPE S， et al. A geological study of Lake Van， eastern Turkey［J］. Geologische Rundschau， 1984， 73（2）： 701-734.
[34] SUN Yutao， ZHANG Yue， GUO Zhengfu， et al. Output of greenhouse gas from volcanic lakes［J］. Quaternary Sciences， 2023， 43（2）： 473-484.
孙玉涛， 张悦， 郭正府， 等. 火山口湖温室气体释放规模研究［J］. 第四纪研究， 2023， 43（2）： 473-484.
[35] RAYMOND P A， HARTMANN J， LAUERWALD R， et al. Global carbon dioxide emissions from inland waters［J］. Nature， 2013， 503（7 476）： 355-359.
[36] MÜLLER R D， DUTKIEWICZ A， ZAHIROVIC S， et al. Solid Earth carbon degassing and sequestration since 1 billion years ago［J］. Geochemistry， Geophysics， Geosystems， 2024， 25（11）. DOI：10.1029/2024GC011713 .
[37] KEMPE S， DEGENS E T. An early soda ocean？［J］. Chemical Geology， 1985， 53（1/2）： 95-108.
[38] ZHENG Xiyu. Saline lakes of Inner Mongolia ［M］. Beijing：Science Press， 1992.
郑喜玉.内蒙古盐湖［M］.北京：科学出版社， 1992.
[39] ZHENG Xiyu， Yaping LÜ. Formation and evolution environment of Dabusu Alkali Lake［J］. Journal of Salt Lake Research， 1995， 3（4）： 10-17.
郑喜玉， 吕亚平. 大布苏碱湖的形成演化环境［J］. 盐湖研究， 1995， 3（4）： 10-17.
[40] OLSON K J， GUILLERM E， PEAPLE M D， et al. Application of Brillouin thermometry to latest Pleistocene and Holocene halite from Searles Lake， California， USA［J］. Earth and Planetary Science Letters， 2023， 602. DOI：10.1016/j.epsl.2022.117913 .
[41] ZHUO Xizhun， ZHENG Xu， CHEN Xiaoshuai， et al. Forming conditions and indicators for deep-water evaporite deposits in inland lake basins： a case study of the Dongpu Sag and modern salt lakes［J］. Earth Science Frontiers， 2021， 28（1）： 43-59.
禚喜准， 郑旭， 陈骁帅， 等. 内陆湖盆“深水成盐”形成条件和识别标志： 以东濮凹陷与现代盐湖为例［J］. 地学前缘， 2021， 28（1）： 43-59.
[42] KIRO Y， GOLDSTEIN S L， GARCIA-VEIGAS J， et al. Relationships between lake-level changes and water and salt budgets in the Dead Sea during extreme aridities in the eastern Mediterranean［J］. Earth and Planetary Science Letters， 2017， 464： 211-226.
[43] SIROTA I， ENZEL Y， LENSKY N G. Halite focusing and amplification of salt layer thickness： from the Dead Sea to deep hypersaline basins［J］. Geology， 2018， 46（10）： 851-854.
[44] OLSON K J， LOWENSTEIN T K. Searles Lake evaporite sequences： indicators of late Pleistocene/Holocene lake temperatures， brine evolution， and pCO2 ［J］. GSA Bulletin， 2021， 133（11/12）： 2 319-2 334.
[45] OLSON K J， DEMICCO R V， LOWENSTEIN T K. Seasonal dynamics of evaporite mineral precipitation， dissolution， and back-reactions in shallow and deep hypersaline lakes［J］. Geochimica et Cosmochimica Acta， 2023， 351： 51-65.
[46] ZHUO Xizhun， ZHANG Linyan， CHEN Xiaoshuai， et al. The similarity of salt-forming between flume experiment and modern salt lake［J］. Acta Sedimentologica Sinica， 2018， 36（6）： 1 119-1 130.
禚喜准， 张林炎， 陈骁帅， 等. 现代盐湖沉积与岩盐析出模拟的相似性及其对成盐模式的启示［J］. 沉积学报， 2018， 36（6）： 1 119-1 130.
[47] BERNHART O R， RENAUT R W， MUIRURI V M， et al. Quaternary history of the Lake Magadi Basin， southern Kenya Rift： tectonic and climatic controls［J］. Palaeogeography， Palaeoclimatology， Palaeoecology， 2019， 518： 97-118.
[48] ZHANG Sanhou， WANG Hongwang. Research on the new process of “extracting two-layer alkali containing lake mud alkali, separating it in the lake, producing brine separately, and directly producing baking soda and caustic soda” ［J］. Soda Ash Industry， 1995（1）： 14-19.
张三厚， 王红旺. “溶采二层碱 （含湖泥碱）， 湖内分离， 分别制卤， 直接生产小苏打和烧碱” 新工艺的研究［J］. 纯碱工业， 1995（1）： 14-19.
[49] ZOLITSCHKA B， FRANCUS P， OJALA A E K， et al. Varves in lake sediments—a review［J］. Quaternary Science Reviews， 2015， 117： 1-41.
[50] ARNON A， SELKER J S， LENSKY N G. Thermohaline stratification and double diffusion diapycnal fluxes in the hypersaline Dead Sea［J］. Limnology and Oceanography， 2016， 61（4）： 1 214-1 231.
[51] TÄNAVSUU-MILKEVICIENE K， FREDERICK S J. Evolution of an organic-rich lake basin-stratigraphy， climate and tectonics： Piceance Creek basin， Eocene Green River formation［J］. Sedimentology， 2012， 59（6）： 1 735-1 768.
[52] STOCKHECKE M， KWIECIEN O， VIGLIOTTI L， et al. Chronostratigraphy of the 600， 000 year old continental record of Lake Van （Turkey）［J］. Quaternary Science Reviews， 2014， 104： 8-17.
[53] WOODCOCK N H. Life span and fate of basins［J］. Geology， 2004， 32（8）： 685-688.
[54] WALTHAM D. Milankovitch period uncertainties and their impact on cyclostratigraphy［J］. Journal of Sedimentary Research， 2015， 85（8）： 990-998.
[55] XU Debin， LI Baofang， CHANG Zhenglu， et al. A study of the U-Pb isotope age and the sequence of the Cretaceous volcanics and coal-searching in Fuxin-Zhangwu-Heishan area， west Liaoning Province［J］. Earth Science Frontiers， 2012， 19（6）： 155-166.
徐德斌， 李宝芳， 常征路， 等. 辽西阜新—彰武—黑山区白垩系火山岩U-Pb同位素年龄、层序和找煤研究［J］. 地学前缘， 2012， 19（6）： 155-166.
[56] SCHOENE B， CONDON D J， MORGAN L， et al. Precision and accuracy in geochronology［J］. Elements， 2013， 9（1）： 19-24.
[57] MITCHELL J M. An overview of climatic variability and its causal mechanisms［J］. Quaternary Research， 1976， 6（4）： 481-493.
[58] LI L， HE W T， LIU Z J， et al. Volcanic activity drives lacustrine carbon sequestration after Oceanic Anoxic Event 1a［J］. Palaeogeography， Palaeoclimatology， Palaeoecology， 2023， 621. DOI： 10.1016/j.palaeo.2023.111595 .
[59] YU Z Q， WANG M， LI Y J， et al. New geochronological constraints for the Lower Cretaceous Jiufotang Formation in Jianchang basin， NE China， and their implications for the late Jehol Biota［J］. Palaeogeography， Palaeoclimatology， Palaeoecology， 2021， 583. DOI：10.1016/j.palaeo.2021.110657 .
[60] XU Kun， LI Yu. Late mesozoic strata of the Kailu Basin ［J］. Journal of Stratigraphy， 1995， 19（2）： 88-95.
许坤， 李瑜. 开鲁盆地晚中生代地层［J］. 地层学杂志， 1995，19（2）： 88-95.
[61] XI Dangpeng， WAN Xiaoqiao， LI Guobiao， et al. Cretaceous integrative stratigraphy and timescale of China ［J］. Science China： Earth Sciences， 2019， 49（1）： 256-286.
席党鹏，万晓樵，李国彪，等.中国白垩纪综合地层和时间框架［J］. 中国科学：地球科学， 2019， 49（1）： 256-286.
[62] SU Nan， ZHU Guang. Stratigraphical sequences and chronological framework of Cretaceous in the western Liaoning region［J］. Geotectonica et Metallogenia， 2022， 46（5）： 993-1021.
苏楠， 朱光. 辽西地区白垩纪地层序列与年代学框架［J］. 大地构造与成矿学， 2022， 46（5）： 993-1021.
[63] MIALL A D. The valuation of unconformities［J］. Earth-Science Reviews， 2016， 163： 22-71.
[64] MIALL A D. Updating uniformitarianism： stratigraphy as just a set of ‘frozen accidents’［J］. Geological Society， London， Special Publications， 2015， 404（1）： 11-36.
[65] HOLBROOK J M， MIALL A D. Time in the rock： a field guide to interpreting past events and processes from siliciclastic stratigraphy［J］. Earth-Science Reviews， 2020， 203. DOI：10.1016/j.earscirev.2020.103121 .
[66] SCHWARZACHER W. Repetitions and cycles in stratigraphy［J］. Earth-Science Reviews， 2000， 50（1/2）： 51-75.
[67] ANDERSON R Y， DEAN W E. Lacustrine varve formation through time［J］. Palaeogeography， Palaeoclimatology， Palaeoecology， 1988， 62（1/2/3/4）： 215-235.
[68] O’SULLIVAN P E. Annually-laminated lake sediments and the study of Quaternary environmental changes： a review［J］. Quaternary Science Reviews， 1983， 1（4）： 245-313.
[69] SCHLAGER W. Fractal nature of stratigraphic sequences［J］. Geology， 2004， 32（3）： 185-188.
[70] MEYERS S R， SAGEMAN B B. Quantification of deep-time orbital forcing by average spectral misfit［J］. American Journal of Science， 2007， 307（5）： 773-792.
[71] LI M， HINNOV L， KUMP L. A time-series analysis software package （acycle） for paleoclimate research and education ［J］. Computers & Geosciences， 2018， 127： 12-22.
[72] EINSELE G. Sedimentary basins： evolution， facies， and sediment budget ［M］. Berlin： Springer-Verlag， 2000.
[73] ALLEN P A. From landscapes into geological history［J］. Nature， 2008， 451（7 176）： 274-276.
[1] GARRETT D E. Natural soda ash： occurrences， processing， and use ［M］. New York： Van Nostrand Reinhold， 1992.
[2] DILL H G. The “chessboard” classification scheme of mineral deposits： mineralogy and geology from aluminum to zirconium［J］. Earth-Science Reviews， 2010， 100（1/2/3/4）： 1-420.
[3] LOWENSTEIN T K， JAGNIECKI E A， CARROLL A R， et al. The Green River salt mystery： what was the source of the hyperalkaline lake waters？［J］. Earth-Science Reviews， 2017， 173： 295-306.
[4] WARREN J K. Evaporites： a geological compendium［M］. Cham： Springer International Publishing， 2016.
[5] GUO Pei， LI Changzhi. Genesis of evaporites in petroliferous basins and the sedimentary and climatic significances［J］. Journal of Palaeogeography， 2022， 24（2）： 210-225.
郭佩， 李长志. 含油气盆地蒸发盐矿物成因类型及其地质意义［J］. 古地理学报， 2022， 24（2）： 210-225.
[74] LERMAN A. Saline lakes’ response to global change［J］. Aquatic Geochemistry， 2009， 15（1）： 1-5.
[75] LOWENSTEIN T K， DOLGINKO L A C， GARCÍA-VEIGAS J. Influence of magmatic-hydrothermal activity on brine evolution in closed basins： Searles Lake， California［J］. Geological Society of America Bulletin， 2016， 128（9/10）： 1 555-1 568.
[76] WERNER S. Chemistry of the solid-water interface： processes at the mineral-water and particle-water interface in natural systems ［M］. Chichester： Wiley Press， 1992： 428.
[77] EDMONDS M， TUTOLO B， IACOVINO K， et al. Magmatic carbon outgassing and uptake of CO2 by alkaline waters［J］. American Mineralogist， 2020， 105（1）： 28-34.
[78] GILFILLAN S M V， LOLLAR B S， HOLLAND G， et al. Solubility trapping in formation water as dominant CO2 sink in natural gas fields［J］. Nature， 2009， 458（7 238）： 614-618.
[79] CARROLL J J， SLUPSKY J D， MATHER A E. The solubility of carbon dioxide in water at low pressure［J］. Journal of Physical and Chemical Reference Data， 1991， 20（6）： 1 201-1 209.
[80] MONNIN C， SCHOTT J. Determination of the solubility products of sodium carbonate minerals and an application to Trona deposition in Lake Magadi （Kenya）［J］. Geochimica et Cosmochimica Acta， 1984， 48（3）： 571-581.
[81] WEISS R F. Carbon dioxide in water and seawater： the solubility of a non-ideal gas［J］. Marine Chemistry， 1974， 2（3）： 203-215.
[82] RESING J A， SEDWICK P N， GERMAN C R， et al. Basin-scale transport of hydrothermal dissolved metals across the south Pacific Ocean［J］. Nature， 2015， 523（7 559）： 200-203.
[83] SPIESS F N， MACDONALD K C， ATWATER T， et al. East Pacific rise： hot springs and geophysical experiments［J］. Science， 1980， 207（4 438）： 1 421-1 433.
[84] RISACHER F， CLEMENT A. A computer program for the simulation of evaporation of natural waters to high concentration［J］. Computers & Geosciences， 2001， 27（2）： 191-201.
[85] NAVARRE-SITCHLER A， BRANTLEY S. Basalt weathering across scales［J］. Earth and Planetary Science Letters， 2007， 261（1/2）： 321-334.
[86] WHITE A F， BRANTLEY S L. The effect of time on the weathering of silicate minerals： why do weathering rates differ in the laboratory and field？［J］. Chemical Geology， 2003， 202（3/4）： 479-506.
[87] ASWASEREELERT W， MEYERS S R， CARROLL A R， et al. Basin-scale cyclostratigraphy of the Green River formation， Wyoming［J］. Geological Society of America Bulletin， 2013， 125（1/2）： 216-228.
[88] SOROKIN D Y， BERBEN T， MELTON E D， et al. Microbial diversity and biogeochemical cycling in soda lakes［J］. Extremophiles， 2014， 18（5）： 791-809.
[89] SHI Haiyan， FAN Qishun， LIU Wanping， et al. Hydrological recharge study of potassium salt deposition in Dongling Lake at the northern margin of the Qarhan Salt Lake from a source-sink perspective［J］. Acta Petrologica Sinica， 2025， 41（3）： 1 067-1 083.
石海岩， 樊启顺， 刘万平， 等. 从源汇视角探讨察尔汗盐湖北缘东陵湖钾盐沉积的水文补给研究［J］. 岩石学报， 2025， 41（3）： 1 067-1 083.
[90] PECORAINO G， D’ALESSANDRO W， INGUAGGIATO S. The other side of the coin： geochemistry of alkaline lakes in volcanic areas［M］// Volcanic lakes. Berlin， Heidelberg： Springer， 2015： 219-237.
[91] REIMER A， LANDMANN G， KEMPE S. Lake Van， eastern Anatolia， hydrochemistry and history［J］. Aquatic Geochemistry， 2009， 15（1）： 195-222.
[92] ZHANG Xiying， ZHU Haixia， ZHU Lei， et al. The variations of meteorological and hydrological factors across different temporal scales and their influences on evaporation within salt ponds of the Qarhan Salt Lake［J］. Journal of Salt Lake Research， 2024， 32（1）： 88-98.
张西营， 朱海霞， 朱磊， 等. 不同时间尺度下气象—水文要素变化对察尔汗盐湖盐田蒸发作用的影响［J］. 盐湖研究， 2024， 32（1）： 88-98.
[93] GREEN W J， CANFIELD D E， LEE G F， et al. Mn， Fe， Cu and Cd distributions and residence times in closed basin Lake Vanda （Wright Valley， Antarctica）［J］. Hydrobiologia， 1986， 134（3）： 237-248.
[94] LI Y H. A brief discussion on the mean oceanic residence time of elements［J］. Geochimica et Cosmochimica Acta， 1982， 46（12）： 2 671-2 675.
[95] ZHU Xiaomin， WANG Guiwen， LI Binyang， et al. Lower Cretaceous sequence stratigraphy and hydrocarbon evaluation of Luxi Depression in Kailu Basin［J］. Acta Sedimentologica Sinica， 2002， 20（4）： 531-536， 567.
朱筱敏， 王贵文， 李滨阳， 等. 开鲁盆地陆西凹陷下白垩统层序地层学和油气评价［J］. 沉积学报， 2002， 20（4）： 531-536， 567.
[96] LI Y N， XUE J Q， WANG S， et al. Mixed siliciclastic-carbonate-tuffaceous sedimentation in a rift lacustrine basin： a case study of the Lower Cretaceous Jiufotang Formation in the Luxi Sag， Songliao Basin［J］. Marine and Petroleum Geology， 2024， 164. DOI：10.1016/j.marpetgeo.2024.106851 .
[1] 朱必清, 古团, 李朋朋, 李福来, 魏永波, 刘全有. 松辽盆地西南部奈曼凹陷烃源岩地球化学特征及资源前景[J]. 地球科学进展, 2025, 40(12): 1252-1266.
阅读次数
全文


摘要

地址：甘肃省兰州市天水中路8号
QQ：114723517
电话：0931-8762293　E-mail：adearth@lzb.ac.cn
陇ICP备2021001824号-5　 甘公网安备62010202000687