陳安東，顧佳妮，王學鋒，韓 光，李洪普，袁文虎

（1中國地質科學院礦產資源研究所自然資源部鹽湖資源與環(huán)境重點實驗室，北京 100037；2中國地質大學（北京）地球科學與資源學院，北京 100083；3中國科學院地質與地球物理研究所新生代地質與環(huán)境重點實驗室，北京 100029；4青海省柴達木綜合地質礦產勘查院青海省柴達木鹽湖資源勘探研究重點實驗室，青海格爾木 816099）

柴達木盆地第四紀鹽湖中不僅有巨厚的湖相沉積物，而且有豐富的鉀鹽、鋰鹽和芒硝礦等資源（Chen et al.，1986；鄭綿平等，2016）。盆地中部和西部鹽湖區(qū)第四系地層厚度多在500 m以上，盆地東部澀聶湖區(qū)厚度可達3100 m（朱允鑄等，1994）。柴達木盆地已探明鉀鹽儲量（以KCl計）為7.06×108t，占中國已探明鉀鹽儲量的65%以上（鄭綿平等，2006a）。鉀鹽礦主要分布在察爾汗、臺吉乃爾、一里坪、昆特依、馬海和大浪灘等鹽湖區(qū)，其中，察爾汗鹽湖區(qū)已建成中國最大的鉀鹽生產基地。中國已探明鋰資源儲量為5.70×106t（以金屬鋰計），柴達木盆地占比48.5%，主要分布在一里坪、臺吉乃爾和察爾汗鹽湖區(qū)（宋彭生等，2014）。柴達木盆地芒硝礦資源儲量達到1.15×1010t（以Na2SO4計），主要分布在察汗斯拉圖、大浪灘和昆特依鹽湖區(qū)。可見盆地中巨厚的湖相沉積物和豐富的鹽礦資源為成鹽環(huán)境研究提供了良好的研究對象。

氣候是控制鹽沉積的主要因素之一，是成鹽環(huán)境研究的重要內容。陳安東等（2017a；2020）和Chen等（2017b）對柴達木盆地鉆孔和剖面記錄的成鹽數據進行了總結，提出晚第四紀柴達木盆地蒸發(fā)巖沉積是冰期/間冰期氣候旋回背景下的蒸發(fā)巖沉積。柴達木盆地西部（以下簡稱柴西）鹽湖在MIS 6和MIS 2的冰期環(huán)境下大多有石鹽（NaCl）和芒硝（Na2SO4·10H2O）沉積（陳安東等，2020）。但是，柴達木盆地成鹽期與冰期對比方案還存在一些問題，比如未明確MIS 1和MIS 4的鹽沉積情況。此外，柴達木盆地中更新世MIS 8和MIS 7的鹽沉積資料也較多，該對比方案還可以繼續(xù)擴展。

本文以柴西察汗斯拉圖、昆特依和一里坪3個鹽湖共計6個中更新統(tǒng)—全新統(tǒng)含鹽地層剖面為研究對象（圖1a～c），通過多接收電感耦合等離子質譜（MC-ICP-MS）鈾系測年和光釋光測年（OSL）測定其成鹽年代，利用X射線粉晶衍射分析（XRD）測定其鹽類礦物種類。結合前人的成鹽年代數據和鹽類沉積資料，筆者對柴達木盆地成鹽期與冰期的關系進行了探討，進一步明確了冰期氣候對鹽沉積所起的作用。

圖1 柴西察汗斯拉圖、昆特依和一里坪位置圖（據Chen et al.，2018修改）a.青藏高原；b.柴達木盆地；c.研究區(qū)區(qū)域地質圖Fig.1 Location of Chahansilatu,Kunteyiand Yiliping in thewestern Qaidam Basin(modified after Chen et al.,2018)a.Qinghai-Tibetan Plateau;b.Qaidam Basin;c.Regional geological map of study area

1 區(qū)域和剖面概況

1.1 區(qū)域概況

柴達木盆地位于青藏高原東北部（圖1a），盆地內部海拔為2675～3350 m。盆地周邊被東昆侖山脈、祁連山脈和阿爾金山脈環(huán)繞（圖1b），是一個封閉的內流盆地，水源主要來自東昆侖山脈和祁連山脈的冰川融水和大氣降水（袁見齊等，1983；張彭熹，1987）。在高原大陸性氣候條件下，盆地西部地區(qū)降水量為20～60 mm/a，而蒸發(fā)量可達2000～3000 mm/a（張彭熹，1987）。盆地西部年均溫度為3℃（張彭熹，1987）。由于其嚴酷的自然地理條件，盆地西部形成了大面積的高寒荒漠、鹽湖和干鹽灘。

本文研究區(qū)為柴西察汗斯拉圖（堿北凹地和拱南凹地）、昆特依（大鹽灘）和一里坪3大鹽湖（現為干鹽灘）。研究區(qū)沒有河流直接注入，水源補給條件較差，地表均為干鹽灘覆蓋。這3個鹽湖的第四系厚度均在500 m以上，中更新統(tǒng)以淺均有多層鹽類化學沉積。張彭熹（1987）曾依據地理分區(qū)將柴達木盆地鹽湖劃分成：祁連山南緣山間小盆地鹽湖和盆地中西部鹽湖2類。本文以后者為研究對象，這類鹽湖經歷了湖水遷移、鹵水分異和后期的摻雜作用，進入鹽沉積階段的時間也相對較早。

在本文的研究區(qū)中，察汗斯拉圖鹽湖最早進入石鹽沉積階段。察汗斯拉圖ZK4613鉆孔顯示其在3.596 Ma開始出現石鹽沉積（黃麒等，2007）。青海省第一水文地質大隊（1987）的調查資料顯示該鹽湖的中更新統(tǒng)賦存有5層芒硝礦，下更新統(tǒng)中還有一些芒硝和石鹽薄層。察汗斯拉圖中央拱起和堿北凹地北部有MIS 6的芒硝沉積，堿北凹地有MIS 2的芒硝和石鹽層（陳安東等，2020）。昆特依ZK3208鉆孔記錄的最早的石鹽沉積年代為1.15 Ma，主要的成鹽期小于0.774 Ma（馬喆等，2020）。一里坪西北部ZK801鉆孔記錄該鹽湖最早在2.88 Ma出現鹽沉積（黃麒等，2007）。一里坪中部15YZK01鉆孔記錄0.746 Ma才開始有石鹽沉積（Chen et al.，2017b），中更新世以來沉積了5段石鹽層（陳安東等，2017a；Chen et al.，2017b）。

本文的研究區(qū)均有企業(yè)從事鹽礦生產和探礦活動，開挖了大量的剖面和露頭。本文主要依托采礦企業(yè)開挖的鹵水渠、礦坑和抽水池等，選擇其中的含鹽地層作為研究對象。各剖面位置、剖面深度和主要鹽類礦物見表1，剖面照片見圖2a～f。

表1 研究區(qū)含鹽剖面概況Table 1 Information of evaporite-bearing profiles in the study area

1.2 剖面概況

察汗斯拉圖D19剖面為芒硝礦坑剖面，位于拱南凹地中更新統(tǒng)化學沉積和風成沉積區(qū)域（Qch+eolp2）。D19剖面頂部為黃褐色風成細砂與石鹽膠結的鹽殼，中部110～300 cm是以芒硝為主的鹽層，底部為灰綠色灰泥（圖2a）。剖面中既有相對純凈的芒硝層，又有含石鹽和石膏（CaSO4·2H2O）的芒硝層（圖2a、圖3a）。芒硝無色透明，芒硝層外被脫水的無水芒硝（Na2SO4）覆蓋（圖2a）。該剖面250～265 cm的芒硝層中含少量原生石膏晶體，石膏呈板柱狀，無色透明或者含黑色雜質，多具有灰綠色粗糙表面，長1～3 cm（圖3b）；芒硝層底部300 cm處也含有原生石膏薄層，晶體形狀與上層石膏相同。

圖2 研究區(qū)含鹽剖面照片a.D19剖面；b.D13剖面；c.KP4剖面；d.KP2剖面；e.YP2剖面；f.YP3剖面Ha—石鹽；Mi—芒硝；Td—無水芒硝；Gyp—石膏；Cn—光鹵石；Sg—鉀石膏；Sv—鉀石鹽Fig.2 Photos of salt-bearing profiles in the study area a.D19 profile;b.D13 profile;c.KP4 profile;d.KP2 profile;e.YP2 profile;f.YP3 profile Ha—Halite;Mi—Mirabilite;Td—Thenardite;Gyp—Gypsum;Cn—Carnallite;Sg—Syngenite;Sv—Sylvite

察汗斯拉圖D13剖面為新開挖的鹵水渠剖面，位于堿北凹地全新統(tǒng)化學沉積和風成沉積區(qū)域（Qch+eolh）。D13剖面35～145 cm細砂層中含有鉀鹽礦物，以深地層鹽類礦物主要為石鹽（圖2b）。含鉀鹽地層中可見片狀的石膏和鉀石膏（K2Ca（SO4）2·H2O）晶體，晶體表面有白色粉末狀的光鹵石（KMg‐Cl3·6H2O）和鉀石鹽（KCl，圖3c、d），也有一些光鹵石和鉀石鹽呈白色斑點狀分布在細砂層中（圖3e）。D13剖面的細砂層中還有一些石鹽，剖面底部有晶間鹵水形成的石鹽晶體（圖3f）。

圖3 研究區(qū)剖面中的主要鹽類礦物（圖中鹽類礦物簡寫同圖2）a.D19剖面250～265 cm芒硝、石鹽和石膏；b.D19剖面265 cm石膏鈾系測年樣品D19-5；c.D13剖面85 cm石膏和鉀石膏；d.D13剖面85 cm分離出的石膏和鉀石膏晶體；e.D13剖面35～50 cm石鹽、鉀石鹽和光鹵石；f.D13剖面光釋光樣品D13-4及下方的石鹽晶體；g.KP4剖面160～170 cm櫛狀石鹽；h.KP4剖面350～365 cm石鹽和芒硝；i.KP2剖面240～245 cm次生石膏晶體；j.YP2剖面45～50 cm石鹽和光鹵石；k.YP2剖面166～172 cm柱狀石鹽；l.YP3剖面150～160 cm石鹽立方體晶體Fig.3 Evaporite minerals in the profiles of the study area(the abbreviations of the evaporites are the same as that in Fig.2)a.Mirabilite,halite and gypsum at depth of 250～265 cm in D19 profile;b.Gypsum U-series dating sample D19-5 at depth of 265 cm in D19 profile;c.Gypsum and syngenitecrystalsat depth of 85 cm in D13 profile;d.Gypsum and syngenitecrystalsof D13 profile;e.Halite,sylviteand carnallite of 35～50 cm in D13 profile;f.OSL sample D13-4 and a halitecrystal in D13 profile;g.Pectinatehaliteat depth of 160～170 cm in KP4 profile;h.Haliteand mirabiliteat depth of 350～365 cm in KP4 profile;i.Secondary gypsum crystalsat depth of 240～245 cm in KP2 profile;j.Haliteand carnalliteat depth of 45～50 cm in YP2 profile;k.Columnar halitecrystalsat depth of 166～172 cm in YP2 profile;l.Cubic halite crystals at depth of 150～160 cm in YP3 profile

昆特依KP4剖面為新開挖的抽水池剖面，位于大鹽灘東南部上更新統(tǒng)化學沉積區(qū)域（Qchp3）。該剖面的鹽類礦物有石鹽、芒硝和石膏（圖2c）。剖面頂部0～106 cm的鹽殼為致密膠結的石鹽鹽殼，106～120 cm和144～215 cm為干鹽灘近地表環(huán)境下由毛細蒸發(fā)作用形成的櫛狀石鹽（圖3g）。剖面中部280～447 cm為芒硝和石鹽層（圖3h），其中，280～320 cm的部分芒硝被鹵水溶解，375～447 cm的芒硝保存完好。剖面底部473～483 cm和500～585 cm的灰泥層中有次生的石膏晶體。KP2剖面位于大鹽灘采礦區(qū)內部，是濱地鉀肥公司早期開挖的鹵水渠。KP2剖面的鹽類礦物以石鹽和石膏為主（圖2d、圖3i）。250 cm以淺地層中的石鹽致密膠結，以深地層相對松散多孔隙，多可見次生的石鹽立方體和石膏晶體。

一里坪鹽湖的研究對象為鹵水渠剖面（YP2、YP3），位于一里坪鹽湖的全新統(tǒng)化學沉積（Qchh）區(qū)域。一里坪鹽湖YP2和YP3剖面的鹽類礦物均以石鹽為主（圖2e、f）。YP2剖面頂部26～95 cm的細砂層中的石鹽表面有少量光鹵石粉末（圖3j），鹵水渠輸鹵水位以深未見到固體鉀鹽礦物。鹵水渠所在的采礦區(qū)大多可見兩層致密的石鹽鹽殼（圖2e、f），分別位于剖面頂部和埋深2 m左右。2個致密膠結的石鹽層中間的石鹽松散多孔隙，是由雨水淋濾或毛細蒸發(fā)作用形成。在松散石鹽層中，YP2剖面166～172 cm以及YP3剖面58～213 cm可見柱狀的石鹽晶體（圖3k），還有較多立方體石鹽（圖3l）。

2 樣品處理和測試

2.1 MC-ICP-MS鈾系測年

D19剖面和KP2剖面的鈾系測年樣品選用地層中的原生石膏晶體。2個剖面各取3個樣，采樣深度見表2。在樣品前處理過程中，先將石膏晶體在超聲波清洗機中用酒精洗去雜質，碾碎后再挑選其中無色透明的石膏碎片研磨成200目以下的粉末。

KP4剖面的鈾系測年樣品為4個原生石鹽樣品KP4-1、KP4-3、KP4-4、KP4-6，采樣深度見表2。其中，KP4-1樣品取自櫛狀石鹽層以深的致密石鹽層；KP4-3、KP4-4和KP4-6樣品取自芒硝和石鹽層。YP2和YP3兩個剖面各取原生石鹽樣品3個，采樣深度見表2。共計10個石鹽樣品，在測試前研磨成10目以下的碎塊。

本文用來測年的石膏樣品取200 mg粉末，石鹽樣品取2 g碎塊。樣品均利用2 mol/L稀鹽酸溶解。其余的化學處理步驟包括Fe共沉淀、U和Th元素分離以及上機樣品制備均參照Edwards等（1986）。采用多接收電感耦合等離子質譜法進行鈾系定年，使用美國Thermo-Fisher公司的Neptune Plus型多接收電感耦合等離子體質譜儀測定樣品中U和Th的同位素比值，最后計算出230Th年齡。樣品的質譜測量流程參照王立勝等（2016）的實驗方法。在樣品處理和測試過程中，內插STD76001和GBW04412鈾系年齡標準物質監(jiān)控測試質量。鈾系測年實驗在中國科學院地質與地球物理研究所鈾系年代學實驗室完成。

2.2 光釋光測年

本文僅對D13剖面進行了光釋光測年，樣品總數3個。采樣地層表面挖掉40～60 cm，然后在遮光環(huán)境下取樣。采用直徑5 cm、長25 cm的鋼管垂直打入剖面中，鋼管兩端用黑色塑料袋填充，樣品取出后用鋁箔紙包裹密封。在取樣過程中，在鋼管采樣位置采集200 g散樣密封保存，用于U、Th和K含量測試。

樣品的前處理在暗室紅光下完成。樣品均用10%的鹽酸和30%的雙氧水去除碳酸鹽和有機質，濕篩后提取粗顆粒（90～125μm）組分。利用多鎢酸鈉重液分離出石英顆粒，用40%的HF除去石英顆粒表面受到α射線影響的部分，最后利用10%的HCl除去反應過程中產生的氟化物沉淀。低溫（60℃）烘干后用磁鐵除掉樣品中的磁性礦物。用紅外檢測石英的純度，將通過長石污染檢測（IRSL/OSL＜10%）的石英進行等效劑量測試與計算。等效劑量的測試采用單片再生劑量法（Single Aliquot Regenerative-dose，SAR）+標準生長曲線法（Stan‐dardised Growth Curve，SGC）（賴忠平等，2013）。等效劑量測試設備為Ris?-TL/OSL-DA-20釋光測年儀。

樣品的U、Th含量采用高壓密閉酸溶-電感耦合等離子體質譜法測試，K含量采用高壓密閉酸溶-電感耦合等離子體發(fā)射光譜法測試。宇宙射線的貢獻率依據樣品的海拔高度、埋藏深度及其經緯度綜合考慮計算（Prescott et al.，1994）?；谝酝}湖沉積物的光釋光測年經驗（Zhang et al.，2012；Zeng etal.，2017），將該批樣品含水量估算為（20±5）%。根據Aitken（1998）提供的公式和參數計算年劑量率。樣品的前處理和測試在中國地質大學（武漢）完成。

2.3 XRD測試

鹽類礦物樣品采樣后均低溫密封保存，且未烘干。作者在每個含蒸發(fā)巖地層均選擇1～3個鹽類礦物樣品，共計30個樣品用于XRD分析測試。測試前用研缽將樣品研磨至100目粉末。

鹽類礦物的XRD測試儀器和條件與陳安東等（2020）一致：日本理學Rigaku MiniFlex 600型X射線粉晶衍射儀，CuKɑ靶，電壓/電流為40 kV/15 mA，掃描角度為3°～70°，步長為0.02°。XRD測試在自然資源部鹽湖資源與環(huán)境重點實驗室完成。

3 測試結果

3.1 鈾系和光釋光測年結果

察汗斯拉圖D19剖面3個石膏樣品的鈾系年齡分別為（231.8±20.6）ka BP（D19-4）、（239.5±40.4）ka BP（D19-5）和（231.5±19.5）ka BP（D19-6），年代相差較小，在誤差范圍內基本一致（表2，圖4）。其中，D19-4和D19-6的測年數據相差無幾，而D19-5的測年數據誤差相對略大。D19-5樣品數據誤差略大的原因是該樣品的230Th/232Th原子量比值低于另外2個樣品，因而該樣品經過地殼平均值（4.4±2.2）×10-6校正后誤差相對略大。

昆特依KP4剖面的4個石鹽樣品的鈾系年齡分別為（53.7±6.5）ka BP（KP4-1）、（63.0±13.0）ka BP（KP4-3）、（63.7±18.9）ka BP（KP4-4）和（76.8±19.7）ka BP（KP4-6），具有良好的年代序列（表2，圖4）。但是KP4剖面的測年數據誤差為12.1%（KP4-1）至29.7%（KP4-4），數據誤差均相對較大。KP2剖面的3個石膏樣品均未得到有效的年齡數據，原因是該剖面樣品的230Th/232Th原子量比值過低，介于（2.3±0.1）×10-6～（4.7±0.1）×10-6（表2），經過地殼平均值（4.4±2.2）×10-6校正后無法得到有效年齡數據，或者相對誤差接近甚至超過100%。

一里坪YP3剖面3個石鹽樣品的鈾系年齡為（6.2±2.7）ka BP（YP3U2）、（2.7±0.8）ka BP（YP3U3）和（2.7±1.1）ka BP（YP3U4），誤差都比較大（表2，圖4）。YP2剖面的3個石鹽樣品鈾系年齡分別為（52.5±23.0）ka BP（YP2U2），（25.8±19.2）ka BP（YP2U3）和（37.2±24.3）ka BP（YP2U4）。YP2剖面的測年數據出現誤差過大，沒有明確的年代序列，且與該區(qū)域地層資料明顯不符的情況。造成這一現象的原因是YP2剖面的樣品不僅230Th/232Th原子量比值均低于10×10-6，而且238U含量均較低（介于（1.2～3.9）×10-9），無法計算得到有效的年齡數據。

察汗斯拉圖D13剖面的光釋光測年數據為（2.6±0.4）ka BP（D13-1）、（3.7±0.5）ka BP（D13-2）和（4.3±0.5）ka BP（D13-4），具有良好的年代序列（表3，圖4）。但是，在鹽湖沉積物的光釋光測年工作中，需要計算沉積物中的U、Th和K含量決定的年劑量，而這些元素在鹽湖沉積物中可能會出現富集的情況。D13-1樣品就出現這種問題，散樣中的w(K)達到（5.64±0.56）%，高于其他樣品。此外，晶間鹵水中K的富集也是不能忽略的。由此造成某些樣品的年劑量異常，測年數據有待以后進一步檢驗。

圖4 研究區(qū)剖面柱狀圖及其成鹽時代（柱狀圖中的顏色代表新鮮剖面的地層顏色）Fig.4 Lithology and dating results of the profiles in the study area(the colour shown in the histogram indicates the stratum colour of the fresh profile)

表3 察汗斯拉圖D13剖面光釋光測年結果Table 3 Optically stimulated luminescence dating results of D13 profile

3.2 鹽類礦物鑒定結果

XRD分析鑒定出D19和KP4剖面的鹽類礦物主要為芒硝（Na2SO4·10H2O）、石鹽（NaCl）和石膏（CaSO4·2H2O）；D13剖面的細砂層中的鹽類礦物主要為鉀石膏（K2Ca（SO4）2·H2O）、光鹵石（KMgCl3·6H2O）、鉀石鹽（KCl）和石膏。KP2、YP2和YP3剖面的鹽類礦物主要為石鹽，YP2剖面頂部樣品檢出光鹵石。此外，XRD還檢出D19和KP4剖面存在無水芒硝（Na2SO4）。

筆者認為D19和KP4剖面中檢出的無水芒硝可能是在采樣和測試芒硝過程中脫水形成的。因為該芒硝在剛采樣時是無色透明的晶體，而暴露在柴達木盆地干燥多風的環(huán)境下，迅速脫水形成白色粉末狀的無水芒硝。D19剖面的芒硝層表面就有松散的無水芒硝層覆蓋，清理干凈后暴露出無色或者白色的芒硝晶體。因此，芒硝層中檢出的無水芒硝不宜用于提取古環(huán)境信息。

4 分析與討論

4.1 數據分析

察汗斯拉圖D19剖面的測年數據顯示其鹽層形成于中更新世晚期，對應于MIS 7早期，符合該區(qū)域的地質資料。柴西鹽湖在MIS 7芒硝沉積的同位素測年數據并不多，但是石鹽同位素測年數據較多。尕斯庫勒鉆孔ZK2605的石鹽36Cl測年數據為（241.9±55.7）ka BP；大浪灘鉆孔ZK402的石鹽230Th的測年數據為（229.0±29.0）ka BP，鉆孔ZK312的230Th的測年數據為（230.0±32.5）ka BP；馬海鉆孔ZK4012的230Th的測年數據為（203.0±16.1）ka BP（沈振樞等，1993；黃麒等，2007），以上數據表明柴西鹽湖在MIS 7有石鹽沉積。此外，察汗斯拉圖熊西干溝的雅丹剖面有白鈉鎂礬沉積，其230Th的測年數據為（182.1±2.5）ka BP～（206.7±7.0）ka BP，對應于MIS 7晚期（Gu et al.，2022）。另外，本文研究表明柴西鹽湖在MIS 7早期還有芒硝沉積。

昆特依KP4剖面的測年數據顯示其芒硝和石鹽層形成于晚更新世中期，歸屬于MIS 4，符合該區(qū)域的地質資料。雖然有數據表明昆特依鹽湖在末次冰盛期（Last Glacial Maximum，LGM）出現鹽湖干涸和干鹽灘面積擴張的情況（黃麒等，2007），但KP4剖面的鈾系測年數據顯示該區(qū)域干涸的時間略早于之前的研究。大鹽灘在MIS 4有冷相礦物芒硝沉積，對末次冰期早冰階有明確的響應。該區(qū)域在MIS 3之后處于干鹽灘環(huán)境下，并在毛細蒸發(fā)作用下形成櫛狀石鹽鹽殼。KP4剖面的鹽沉積特征表明在MIS4之后大鹽灘東南部逐漸干涸，對MIS 3的冷濕氣候和“泛湖期”沒有明確的響應。

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察汗斯拉圖D13剖面的測年和鹽類礦物鑒定數據顯示其固體鉀鹽礦物賦存于全新統(tǒng)地層，符合該區(qū)域的地質資料，對應于MIS 1。XRD分析確認35～145 cm的細砂層中有鉀石膏、鉀石鹽和光鹵石等鉀鹽礦物。這些鉀鹽礦物的存在可能會影響到D13剖面的光釋光測年數據。D13剖面位于堿北凹地的核心部位，是察汗斯拉圖鹽湖最后干涸的區(qū)域。堿北凹地礦區(qū)內部D18剖面的鈾系年代數據顯示其干涸時間為晚更新世末期至全新世初期（陳安東等，2020），而D13剖面所在的區(qū)域干涸的時間更晚。光釋光測年數據表明該鹽湖在全新世完全干涸，固體鉀鎂鹽在3～2 ka BP伴隨風成沉積在湖中心低洼處沉積。

一里坪YP3剖面的測年數據顯示其石鹽形成于全新世，符合該區(qū)域的地質資料，對應于MIS 1。該剖面160～213 cm的致密石鹽層與最頂部的石鹽鹽殼的特征相似，推斷應為該鹽湖上一次干涸后形成的古鹽殼。本文測年數據顯示該層鹽殼的形成時代為（2.7±1.1）ka BP（YP3U4），剖面下部210 cm處的石鹽測年數據為（2.7±0.8）ka BP（YP3U3），雖然測年誤差較大，但可以表明該鹽湖在3～2 ka BP干涸。黃麒等（2007）采用14C測年獲得一里坪中部82CK1鉆孔頂部6.72 m石鹽層的年代為（2.1±0.3）ka BP，與本文的測年數據基本可以對比。

4.2 采礦對淺地層測年材料和鹽礦物的影響

一里坪YP2剖面和大鹽灘KP2剖面的測年結果表明對于238U含量低于10×10-9且230Th/232Th原子量比值低于10×10-6的鹽湖鈾系測年材料，MCICP-MS鈾系測年往往不能得出良好的測試數據。本文認為造成這種結果的原因主要是因為該鹵水渠已經用來輸鹵，工業(yè)鹵水對測年材料造成影響。在鹵水渠的輸鹵過程中，造成鹵水渠剖面地層中的鹽礦物溶解和重結晶，鹽礦物中的U和Th元素會和外界發(fā)生交換；此外，地質層中的鈾礦物可溶于水，長期的鹵水沖刷會降低鹽礦物中的w(U)。所以一里坪YP2剖面和大鹽灘KP2剖面樣品的238U含量明顯低于未受到鹵水采礦影響的其他剖面（表2）。除了輸鹵之外，在采礦過程中隨著鉀鹽礦物品位下降，采礦企業(yè)向礦區(qū)漫灌溶采或者向地層中注水溶礦，這種溶采活動也會對礦區(qū)的測年樣品造成影響。一里坪YP2剖面和大鹽灘KP2剖面鹽礦物鈾系測年的失敗表明在深度開發(fā)的礦區(qū)和長期使用的鹵水渠，淺地層的鹽礦測年樣品不適合用于鈾系測年。并且，可以預見的是，今后隨著鋰、鉀鹽的開采和溶采活動的加強，鹽湖礦區(qū)淺地層的測年材料也會受到更大的影響。

此外，前人研究表明一里坪礦區(qū)全新統(tǒng)地層中有鉀石鹽固體礦（青海省柴達木綜合地質礦產勘查院，2011），大鹽灘礦區(qū)早期的鉆孔記錄淺地層中富含雜鹵石（宣之強，1995；張星等，2020；李俊等，2021）。但是筆者對一里坪YP2剖面和大鹽灘KP2剖面的固體鹽類礦物進行XRD分析，發(fā)現以上2個剖面的輸鹵水位以深地層的主要鹽類礦物是石鹽，沒有發(fā)現固體鉀鹽礦物晶體。當然，本文研究的大鹽灘KP2剖面可能未達到雜鹵石賦存地層，或者存在沉積區(qū)域分異。如果排除以上2種情況，本文認為，在這種深度開發(fā)的礦區(qū)，淺剖面地層中的鹽類礦物可能受到了工業(yè)開采和溶采活動的影響。

總體來說，察汗斯拉圖是柴達木盆地西部鹽湖中鹽類礦物保存相對較好的鹽湖之一。因為該鹽湖沒有大規(guī)模的鉀鹽生產和溶礦活動，所以淺地層的鈾系測年材料和鹽類礦物都沒有受到太大的影響。察汗斯拉圖鹽湖淺地層樣品的鈾系測年數據相對較好，鹽類礦物也得到了較好的保存。而昆特依和一里坪鹽湖礦區(qū)歷經多年的鹵水采礦活動，鹵水渠淺地層中的鹽類礦物已經受到影響，所以樣品鈾系測年數據質量不佳，鹽類礦物數據也與早期的研究不完全一致。

4.3 柴西鹽湖晚第四紀成鹽期與冰期對比

陳安東等（2020）對晚第四紀MIS 6以來柴達木盆地鹽沉積資料和測年數據進行了總結，并與青藏高原冰期序列進行了對比，初步提出了成鹽期與冰期對比方案。本文不擬重復以往的工作，但希望根據新的研究將該方案的深海氧同位素階段由MIS 6擴展到MIS 8，并對MIS 4和MIS 1的鹽沉積情況進行補充，最終提出MIS 8以來柴達木盆地成鹽期與青藏高原冰期對比方案。

MIS 8以來是柴達木盆地鹽湖重要的鹽沉積期，有較多的測年數據（沈振樞等，1993；黃麒等，2007；馬妮娜等，2011；陳安東等，2017a；2020；Gu et al.，2022），并且已經有清晰的冰期序列可以與之對比（施雅風，2002；易朝路等，2005；崔之久等，2011；趙井東等，2011）。察汗斯拉圖ZK5025進尺83.0 m處含石鹽芒硝的230Th年齡為（256.0±27.1）ka BP；昆特依ZK3208鉆孔進尺114.95 m處石鹽的230Th年代為（292±32）ka BP；大浪灘ZK402鉆孔進尺71.0 m處石鹽的230Th年代為（247.0±34.9）ka BP；尕斯庫勒ZK2605鉆孔進尺67.27 m處石鹽的230Th年代為（271.0±57.0）ka BP（沈振樞等，1993；黃麒等，2007）。如果不考慮測年誤差，以上鉆孔的鹽沉積年代均可歸屬于MIS 8。因此，綜合研究表明柴西鹽湖的鹽沉積不僅限于寒冷的MIS 6，而是在MIS 8～MIS 6均有鹽沉積（表4）。

芒硝作為冷相鹽類礦物，對柴達木盆地晚第四紀冰期冷環(huán)境有明確的響應，其沉積與MIS偶數階段（MIS8、MIS6、MIS4、MIS2）有對應關系。深海氧同位素偶數階段指示冷期，奇數階段對應于暖期（趙井東等，2011）。陳安東等（2020）提出柴達木盆地西部鹽湖在MIS 6和MIS 2的冰期環(huán)境下均有石鹽沉積，多個鹽湖出現芒硝沉積。結合本文對柴西鹽湖在MIS 8鹽沉積的總結，以及昆特依MIS 4芒硝和石鹽沉積的研究，筆者認為柴達木盆地的芒硝沉積是冰期環(huán)境的良好指示礦物，盆地西部鹽湖在MIS 8、MIS 6、MIS 4和MIS 2的冰期冷環(huán)境下大多有芒硝沉積（表4）。但也有與MIS偶數階段不完全對應的情況出現，比如察汗斯拉圖拱南凹地在MIS 7早期有芒硝沉積。此外，察汗斯拉圖堿北凹地在MIS 1早期有芒硝沉積，與MIS 2沉積的芒硝沒有明顯的分界線（Gu et al.，2022）。

表4 柴達木盆地MIS 8以來成鹽期與青藏高原冰期對比Table 4 Comparison between evaporite-deposition period in the Qaidam Basin and Quaternary glacial period in the Qinghai-Tibetan Plateau since MIS 8

MIS 1是柴達木盆地鹽湖鉀鎂鹽沉積的重要時間段。柴達木盆地多個鹽湖在MIS 1已經進入干涸和消亡階段，鹽湖演化末期的鹵水伴隨著風成沉積在低洼處沉積成礦。雖然有研究表明在全新世大暖期（施雅風等，1992）察爾汗鹽湖出現洪泛期（袁見齊等，1995），但是本文認為洪泛期對距離補給源比較近的柴東鹽湖影響可能較大，而對于昆特依和察汗斯拉圖這種補給條件較差的鹽湖影響有限。陳安東等（2020）總結得出，在MIS 1柴達木盆地鹽湖中沉積鉀鎂鹽，但未將其明確為“成鹽期”。筆者認為從MIS 2開始，隨著干旱化程度的加劇，柴達木盆地瀕臨干涸的鹽湖已經進入持續(xù)有利于蒸發(fā)巖沉積的環(huán)境，MIS 1應該被明確為成鹽期（表4）。

5 結論

察汗斯拉圖D19剖面芒硝沉積的鈾系年代為（231.5±19.5）ka BP～（239.5±40.4）ka BP，對應于MIS 7早期；昆特依KP4剖面的鈾系年代為（76.8±19.7）ka BP～（53.7±6.5）ka BP，其中，芒硝沉積的年代可以對應于末次冰期早冰階MIS 4；察汗斯拉圖D13剖面的光釋光年代為（6.6±1.0）～（2.6±0.4）ka BP，對應于MIS 1；一里坪YP3剖面的鈾系年代為（6.2±2.7）ka BP～（2.7±1.1）ka BP，對應于MIS 1，但測年誤差較大。通過XRD分析確認，D19和KP4剖面的鹽類礦物主要為芒硝和石鹽；D13剖面的鹽類礦物為鉀石膏、光鹵石和鉀石鹽；YP3和YP2剖面主要為石鹽，且YP2剖面可見光鹵石。

在深度開發(fā)的礦區(qū)和長期使用的鹵水渠，淺地層的鹽類礦物不適合作為MC-ICP-MS鈾系測年材料，易溶鹽類礦物的種類也會受到工業(yè)鹵水開采影響。一里坪YP2剖面鈾系測年數據誤差過大，昆特依KP2剖面未能得到有效的測年數據。YP2和KP2剖面鈾系測年數據質量不佳的原因是這兩個剖面樣品的238U含量過低且230Th/232Th原子量比值過低，本文認為造成這種現象的原因是剖面地層受到鹵水開采、輸鹵和溶礦的影響。

柴西鹽湖在MIS 8～MIS 6大多有鹽沉積，是柴西鹽湖重要的石鹽和芒硝成鹽期。昆特依大鹽灘東南部在MIS 4有芒硝和石鹽沉積，隨后在MIS 3進入干鹽灘環(huán)境。本文結合前人研究表明芒硝沉積與深海氧同位素偶數階段有對應關系，柴西鹽湖在MIS 8、MIS 6、MIS 4和MIS 2有芒硝沉積。芒硝作為冷相鹽類礦物，其沉積對柴達木盆地晚第四紀冰期冷環(huán)境有明確的響應。隨著干旱化程度的加劇，柴達木盆地瀕臨干涸的鹽湖自MIS 2開始進入有利于蒸發(fā)巖持續(xù)沉積的環(huán)境，因此，筆者建議，MIS 1為成鹽期。

致謝在野外地質調查和采樣過程中，得到了冷湖濱地鉀肥有限責任公司、五礦鹽湖有限公司和森盛礦業(yè)有限公司的大力支持。MC-ICP-MS鈾系測年工作得到了中國科學院地質與地球物理研究所馬志邦研究員的指導。審稿專家為本文提供了寶貴的修改意見。筆者在此一并致謝！