晚第四纪柴达木盆地盐湖成盐期与冰期对比方案的再认识*

陈安东，顾佳妮，王学锋，韩 光，李洪普，袁文虎

（1中国地质科学院矿产资源研究所自然资源部盐湖资源与环境重点实验室，北京 100037；2中国地质大学（北京）地球科学与资源学院，北京 100083；3中国科学院地质与地球物理研究所新生代地质与环境重点实验室，北京 100029；4青海省柴达木综合地质矿产勘查院青海省柴达木盐湖资源勘探研究重点实验室，青海格尔木 816099）

柴达木盆地第四纪盐湖中不仅有巨厚的湖相沉积物，而且有丰富的钾盐、锂盐和芒硝矿等资源（Chen et al.，1986；郑绵平等，2016）。盆地中部和西部盐湖区第四系地层厚度多在500 m以上，盆地东部涩聂湖区厚度可达3100 m（朱允铸等，1994）。柴达木盆地已探明钾盐储量（以KCl计）为7.06×108t，占中国已探明钾盐储量的65%以上（郑绵平等，2006a）。钾盐矿主要分布在察尔汗、台吉乃尔、一里坪、昆特依、马海和大浪滩等盐湖区，其中，察尔汗盐湖区已建成中国最大的钾盐生产基地。中国已探明锂资源储量为5.70×106t（以金属锂计），柴达木盆地占比48.5%，主要分布在一里坪、台吉乃尔和察尔汗盐湖区（宋彭生等，2014）。柴达木盆地芒硝矿资源储量达到1.15×1010t（以Na2SO4计），主要分布在察汗斯拉图、大浪滩和昆特依盐湖区。可见盆地中巨厚的湖相沉积物和丰富的盐矿资源为成盐环境研究提供了良好的研究对象。

气候是控制盐沉积的主要因素之一，是成盐环境研究的重要内容。陈安东等（2017a；2020）和Chen等（2017b）对柴达木盆地钻孔和剖面记录的成盐数据进行了总结，提出晚第四纪柴达木盆地蒸发岩沉积是冰期/间冰期气候旋回背景下的蒸发岩沉积。柴达木盆地西部（以下简称柴西）盐湖在MIS 6和MIS 2的冰期环境下大多有石盐（NaCl）和芒硝（Na2SO4·10H2O）沉积（陈安东等，2020）。但是，柴达木盆地成盐期与冰期对比方案还存在一些问题，比如未明确MIS 1和MIS 4的盐沉积情况。此外，柴达木盆地中更新世MIS 8和MIS 7的盐沉积资料也较多，该对比方案还可以继续扩展。

本文以柴西察汗斯拉图、昆特依和一里坪3个盐湖共计6个中更新统—全新统含盐地层剖面为研究对象（图1a～c），通过多接收电感耦合等离子质谱（MC-ICP-MS）铀系测年和光释光测年（OSL）测定其成盐年代，利用X射线粉晶衍射分析（XRD）测定其盐类矿物种类。结合前人的成盐年代数据和盐类沉积资料，笔者对柴达木盆地成盐期与冰期的关系进行了探讨，进一步明确了冰期气候对盐沉积所起的作用。

图1 柴西察汗斯拉图、昆特依和一里坪位置图（据Chen et al.，2018修改）a.青藏高原；b.柴达木盆地；c.研究区区域地质图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 区域和剖面概况

1.1 区域概况

柴达木盆地位于青藏高原东北部（图1a），盆地内部海拔为2675～3350 m。盆地周边被东昆仑山脉、祁连山脉和阿尔金山脉环绕（图1b），是一个封闭的内流盆地，水源主要来自东昆仑山脉和祁连山脉的冰川融水和大气降水（袁见齐等，1983；张彭熹，1987）。在高原大陆性气候条件下，盆地西部地区降水量为20～60 mm/a，而蒸发量可达2000～3000 mm/a（张彭熹，1987）。盆地西部年均温度为3℃（张彭熹，1987）。由于其严酷的自然地理条件，盆地西部形成了大面积的高寒荒漠、盐湖和干盐滩。

本文研究区为柴西察汗斯拉图（碱北凹地和拱南凹地）、昆特依（大盐滩）和一里坪3大盐湖（现为干盐滩）。研究区没有河流直接注入，水源补给条件较差，地表均为干盐滩覆盖。这3个盐湖的第四系厚度均在500 m以上，中更新统以浅均有多层盐类化学沉积。张彭熹（1987）曾依据地理分区将柴达木盆地盐湖划分成：祁连山南缘山间小盆地盐湖和盆地中西部盐湖2类。本文以后者为研究对象，这类盐湖经历了湖水迁移、卤水分异和后期的掺杂作用，进入盐沉积阶段的时间也相对较早。

在本文的研究区中，察汗斯拉图盐湖最早进入石盐沉积阶段。察汗斯拉图ZK4613钻孔显示其在3.596 Ma开始出现石盐沉积（黄麒等，2007）。青海省第一水文地质大队（1987）的调查资料显示该盐湖的中更新统赋存有5层芒硝矿，下更新统中还有一些芒硝和石盐薄层。察汗斯拉图中央拱起和碱北凹地北部有MIS 6的芒硝沉积，碱北凹地有MIS 2的芒硝和石盐层（陈安东等，2020）。昆特依ZK3208钻孔记录的最早的石盐沉积年代为1.15 Ma，主要的成盐期小于0.774 Ma（马喆等，2020）。一里坪西北部ZK801钻孔记录该盐湖最早在2.88 Ma出现盐沉积（黄麒等，2007）。一里坪中部15YZK01钻孔记录0.746 Ma才开始有石盐沉积（Chen et al.，2017b），中更新世以来沉积了5段石盐层（陈安东等，2017a；Chen et al.，2017b）。

本文的研究区均有企业从事盐矿生产和探矿活动，开挖了大量的剖面和露头。本文主要依托采矿企业开挖的卤水渠、矿坑和抽水池等，选择其中的含盐地层作为研究对象。各剖面位置、剖面深度和主要盐类矿物见表1，剖面照片见图2a～f。

表1 研究区含盐剖面概况Table 1 Information of evaporite-bearing profiles in the study area

1.2 剖面概况

察汗斯拉图D19剖面为芒硝矿坑剖面，位于拱南凹地中更新统化学沉积和风成沉积区域（Qch+eolp2）。D19剖面顶部为黄褐色风成细砂与石盐胶结的盐壳，中部110～300 cm是以芒硝为主的盐层，底部为灰绿色灰泥（图2a）。剖面中既有相对纯净的芒硝层，又有含石盐和石膏（CaSO4·2H2O）的芒硝层（图2a、图3a）。芒硝无色透明，芒硝层外被脱水的无水芒硝（Na2SO4）覆盖（图2a）。该剖面250～265 cm的芒硝层中含少量原生石膏晶体，石膏呈板柱状，无色透明或者含黑色杂质，多具有灰绿色粗糙表面，长1～3 cm（图3b）；芒硝层底部300 cm处也含有原生石膏薄层，晶体形状与上层石膏相同。

图2 研究区含盐剖面照片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—石盐；Mi—芒硝；Td—无水芒硝；Gyp—石膏；Cn—光卤石；Sg—钾石膏；Sv—钾石盐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

察汗斯拉图D13剖面为新开挖的卤水渠剖面，位于碱北凹地全新统化学沉积和风成沉积区域（Qch+eolh）。D13剖面35～145 cm细砂层中含有钾盐矿物，以深地层盐类矿物主要为石盐（图2b）。含钾盐地层中可见片状的石膏和钾石膏（K2Ca（SO4）2·H2O）晶体，晶体表面有白色粉末状的光卤石（KMg‐Cl3·6H2O）和钾石盐（KCl，图3c、d），也有一些光卤石和钾石盐呈白色斑点状分布在细砂层中（图3e）。D13剖面的细砂层中还有一些石盐，剖面底部有晶间卤水形成的石盐晶体（图3f）。

图3 研究区剖面中的主要盐类矿物（图中盐类矿物简写同图2）a.D19剖面250～265 cm芒硝、石盐和石膏；b.D19剖面265 cm石膏铀系测年样品D19-5；c.D13剖面85 cm石膏和钾石膏；d.D13剖面85 cm分离出的石膏和钾石膏晶体；e.D13剖面35～50 cm石盐、钾石盐和光卤石；f.D13剖面光释光样品D13-4及下方的石盐晶体；g.KP4剖面160～170 cm栉状石盐；h.KP4剖面350～365 cm石盐和芒硝；i.KP2剖面240～245 cm次生石膏晶体；j.YP2剖面45～50 cm石盐和光卤石；k.YP2剖面166～172 cm柱状石盐；l.YP3剖面150～160 cm石盐立方体晶体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剖面为新开挖的抽水池剖面，位于大盐滩东南部上更新统化学沉积区域（Qchp3）。该剖面的盐类矿物有石盐、芒硝和石膏（图2c）。剖面顶部0～106 cm的盐壳为致密胶结的石盐盐壳，106～120 cm和144～215 cm为干盐滩近地表环境下由毛细蒸发作用形成的栉状石盐（图3g）。剖面中部280～447 cm为芒硝和石盐层（图3h），其中，280～320 cm的部分芒硝被卤水溶解，375～447 cm的芒硝保存完好。剖面底部473～483 cm和500～585 cm的灰泥层中有次生的石膏晶体。KP2剖面位于大盐滩采矿区内部，是滨地钾肥公司早期开挖的卤水渠。KP2剖面的盐类矿物以石盐和石膏为主（图2d、图3i）。250 cm以浅地层中的石盐致密胶结，以深地层相对松散多孔隙，多可见次生的石盐立方体和石膏晶体。

一里坪盐湖的研究对象为卤水渠剖面（YP2、YP3），位于一里坪盐湖的全新统化学沉积（Qchh）区域。一里坪盐湖YP2和YP3剖面的盐类矿物均以石盐为主（图2e、f）。YP2剖面顶部26～95 cm的细砂层中的石盐表面有少量光卤石粉末（图3j），卤水渠输卤水位以深未见到固体钾盐矿物。卤水渠所在的采矿区大多可见两层致密的石盐盐壳（图2e、f），分别位于剖面顶部和埋深2 m左右。2个致密胶结的石盐层中间的石盐松散多孔隙，是由雨水淋滤或毛细蒸发作用形成。在松散石盐层中，YP2剖面166～172 cm以及YP3剖面58～213 cm可见柱状的石盐晶体（图3k），还有较多立方体石盐（图3l）。

2 样品处理和测试

2.1 MC-ICP-MS铀系测年

D19剖面和KP2剖面的铀系测年样品选用地层中的原生石膏晶体。2个剖面各取3个样，采样深度见表2。在样品前处理过程中，先将石膏晶体在超声波清洗机中用酒精洗去杂质，碾碎后再挑选其中无色透明的石膏碎片研磨成200目以下的粉末。

KP4剖面的铀系测年样品为4个原生石盐样品KP4-1、KP4-3、KP4-4、KP4-6，采样深度见表2。其中，KP4-1样品取自栉状石盐层以深的致密石盐层；KP4-3、KP4-4和KP4-6样品取自芒硝和石盐层。YP2和YP3两个剖面各取原生石盐样品3个，采样深度见表2。共计10个石盐样品，在测试前研磨成10目以下的碎块。

本文用来测年的石膏样品取200 mg粉末，石盐样品取2 g碎块。样品均利用2 mol/L稀盐酸溶解。其余的化学处理步骤包括Fe共沉淀、U和Th元素分离以及上机样品制备均参照Edwards等（1986）。采用多接收电感耦合等离子质谱法进行铀系定年，使用美国Thermo-Fisher公司的Neptune Plus型多接收电感耦合等离子体质谱仪测定样品中U和Th的同位素比值，最后计算出230Th年龄。样品的质谱测量流程参照王立胜等（2016）的实验方法。在样品处理和测试过程中，内插STD76001和GBW04412铀系年龄标准物质监控测试质量。铀系测年实验在中国科学院地质与地球物理研究所铀系年代学实验室完成。

2.2 光释光测年

本文仅对D13剖面进行了光释光测年，样品总数3个。采样地层表面挖掉40～60 cm，然后在遮光环境下取样。采用直径5 cm、长25 cm的钢管垂直打入剖面中，钢管两端用黑色塑料袋填充，样品取出后用铝箔纸包裹密封。在取样过程中，在钢管采样位置采集200 g散样密封保存，用于U、Th和K含量测试。

样品的前处理在暗室红光下完成。样品均用10%的盐酸和30%的双氧水去除碳酸盐和有机质，湿筛后提取粗颗粒（90～125μm）组分。利用多钨酸钠重液分离出石英颗粒，用40%的HF除去石英颗粒表面受到α射线影响的部分，最后利用10%的HCl除去反应过程中产生的氟化物沉淀。低温（60℃）烘干后用磁铁除掉样品中的磁性矿物。用红外检测石英的纯度，将通过长石污染检测（IRSL/OSL＜10%）的石英进行等效剂量测试与计算。等效剂量的测试采用单片再生剂量法（Single Aliquot Regenerative-dose，SAR）+标准生长曲线法（Stan‐dardised Growth Curve，SGC）（赖忠平等，2013）。等效剂量测试设备为Risø-TL/OSL-DA-20释光测年仪。

样品的U、Th含量采用高压密闭酸溶-电感耦合等离子体质谱法测试，K含量采用高压密闭酸溶-电感耦合等离子体发射光谱法测试。宇宙射线的贡献率依据样品的海拔高度、埋藏深度及其经纬度综合考虑计算（Prescott et al.，1994）。基于以往盐湖沉积物的光释光测年经验（Zhang et al.，2012；Zeng etal.，2017），将该批样品含水量估算为（20±5）%。根据Aitken（1998）提供的公式和参数计算年剂量率。样品的前处理和测试在中国地质大学（武汉）完成。

2.3 XRD测试

盐类矿物样品采样后均低温密封保存，且未烘干。作者在每个含蒸发岩地层均选择1～3个盐类矿物样品，共计30个样品用于XRD分析测试。测试前用研钵将样品研磨至100目粉末。

盐类矿物的XRD测试仪器和条件与陈安东等（2020）一致：日本理学Rigaku MiniFlex 600型X射线粉晶衍射仪，CuKɑ靶，电压/电流为40 kV/15 mA，扫描角度为3°～70°，步长为0.02°。XRD测试在自然资源部盐湖资源与环境重点实验室完成。

3 测试结果

3.1 铀系和光释光测年结果

察汗斯拉图D19剖面3个石膏样品的铀系年龄分别为（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），年代相差较小，在误差范围内基本一致（表2，图4）。其中，D19-4和D19-6的测年数据相差无几，而D19-5的测年数据误差相对略大。D19-5样品数据误差略大的原因是该样品的230Th/232Th原子量比值低于另外2个样品，因而该样品经过地壳平均值（4.4±2.2）×10-6校正后误差相对略大。

昆特依KP4剖面的4个石盐样品的铀系年龄分别为（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，图4）。但是KP4剖面的测年数据误差为12.1%（KP4-1）至29.7%（KP4-4），数据误差均相对较大。KP2剖面的3个石膏样品均未得到有效的年龄数据，原因是该剖面样品的230Th/232Th原子量比值过低，介于（2.3±0.1）×10-6～（4.7±0.1）×10-6（表2），经过地壳平均值（4.4±2.2）×10-6校正后无法得到有效年龄数据，或者相对误差接近甚至超过100%。

一里坪YP3剖面3个石盐样品的铀系年龄为（6.2±2.7）ka BP（YP3U2）、（2.7±0.8）ka BP（YP3U3）和（2.7±1.1）ka BP（YP3U4），误差都比较大（表2，图4）。YP2剖面的3个石盐样品铀系年龄分别为（52.5±23.0）ka BP（YP2U2），（25.8±19.2）ka BP（YP2U3）和（37.2±24.3）ka BP（YP2U4）。YP2剖面的测年数据出现误差过大，没有明确的年代序列，且与该区域地层资料明显不符的情况。造成这一现象的原因是YP2剖面的样品不仅230Th/232Th原子量比值均低于10×10-6，而且238U含量均较低（介于（1.2～3.9）×10-9），无法计算得到有效的年龄数据。

察汗斯拉图D13剖面的光释光测年数据为（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，图4）。但是，在盐湖沉积物的光释光测年工作中，需要计算沉积物中的U、Th和K含量决定的年剂量，而这些元素在盐湖沉积物中可能会出现富集的情况。D13-1样品就出现这种问题，散样中的w(K)达到（5.64±0.56）%，高于其他样品。此外，晶间卤水中K的富集也是不能忽略的。由此造成某些样品的年剂量异常，测年数据有待以后进一步检验。

图4 研究区剖面柱状图及其成盐时代（柱状图中的颜色代表新鲜剖面的地层颜色）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 察汗斯拉图D13剖面光释光测年结果Table 3 Optically stimulated luminescence dating results of D13 profile

3.2 盐类矿物鉴定结果

XRD分析鉴定出D19和KP4剖面的盐类矿物主要为芒硝（Na2SO4·10H2O）、石盐（NaCl）和石膏（CaSO4·2H2O）；D13剖面的细砂层中的盐类矿物主要为钾石膏（K2Ca（SO4）2·H2O）、光卤石（KMgCl3·6H2O）、钾石盐（KCl）和石膏。KP2、YP2和YP3剖面的盐类矿物主要为石盐，YP2剖面顶部样品检出光卤石。此外，XRD还检出D19和KP4剖面存在无水芒硝（Na2SO4）。

笔者认为D19和KP4剖面中检出的无水芒硝可能是在采样和测试芒硝过程中脱水形成的。因为该芒硝在刚采样时是无色透明的晶体，而暴露在柴达木盆地干燥多风的环境下，迅速脱水形成白色粉末状的无水芒硝。D19剖面的芒硝层表面就有松散的无水芒硝层覆盖，清理干净后暴露出无色或者白色的芒硝晶体。因此，芒硝层中检出的无水芒硝不宜用于提取古环境信息。

4 分析与讨论

4.1 数据分析

察汗斯拉图D19剖面的测年数据显示其盐层形成于中更新世晚期，对应于MIS 7早期，符合该区域的地质资料。柴西盐湖在MIS 7芒硝沉积的同位素测年数据并不多，但是石盐同位素测年数据较多。尕斯库勒钻孔ZK2605的石盐36Cl测年数据为（241.9±55.7）ka BP；大浪滩钻孔ZK402的石盐230Th的测年数据为（229.0±29.0）ka BP，钻孔ZK312的230Th的测年数据为（230.0±32.5）ka BP；马海钻孔ZK4012的230Th的测年数据为（203.0±16.1）ka BP（沈振枢等，1993；黄麒等，2007），以上数据表明柴西盐湖在MIS 7有石盐沉积。此外，察汗斯拉图熊西干沟的雅丹剖面有白钠镁矾沉积，其230Th的测年数据为（182.1±2.5）ka BP～（206.7±7.0）ka BP，对应于MIS 7晚期（Gu et al.，2022）。另外，本文研究表明柴西盐湖在MIS 7早期还有芒硝沉积。

昆特依KP4剖面的测年数据显示其芒硝和石盐层形成于晚更新世中期，归属于MIS 4，符合该区域的地质资料。虽然有数据表明昆特依盐湖在末次冰盛期（Last Glacial Maximum，LGM）出现盐湖干涸和干盐滩面积扩张的情况（黄麒等，2007），但KP4剖面的铀系测年数据显示该区域干涸的时间略早于之前的研究。大盐滩在MIS 4有冷相矿物芒硝沉积，对末次冰期早冰阶有明确的响应。该区域在MIS 3之后处于干盐滩环境下，并在毛细蒸发作用下形成栉状石盐盐壳。KP4剖面的盐沉积特征表明在MIS4之后大盐滩东南部逐渐干涸，对MIS 3的冷湿气候和“泛湖期”没有明确的响应。

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察汗斯拉图D13剖面的测年和盐类矿物鉴定数据显示其固体钾盐矿物赋存于全新统地层，符合该区域的地质资料，对应于MIS 1。XRD分析确认35～145 cm的细砂层中有钾石膏、钾石盐和光卤石等钾盐矿物。这些钾盐矿物的存在可能会影响到D13剖面的光释光测年数据。D13剖面位于碱北凹地的核心部位，是察汗斯拉图盐湖最后干涸的区域。碱北凹地矿区内部D18剖面的铀系年代数据显示其干涸时间为晚更新世末期至全新世初期（陈安东等，2020），而D13剖面所在的区域干涸的时间更晚。光释光测年数据表明该盐湖在全新世完全干涸，固体钾镁盐在3～2 ka BP伴随风成沉积在湖中心低洼处沉积。

一里坪YP3剖面的测年数据显示其石盐形成于全新世，符合该区域的地质资料，对应于MIS 1。该剖面160～213 cm的致密石盐层与最顶部的石盐盐壳的特征相似，推断应为该盐湖上一次干涸后形成的古盐壳。本文测年数据显示该层盐壳的形成时代为（2.7±1.1）ka BP（YP3U4），剖面下部210 cm处的石盐测年数据为（2.7±0.8）ka BP（YP3U3），虽然测年误差较大，但可以表明该盐湖在3～2 ka BP干涸。黄麒等（2007）采用14C测年获得一里坪中部82CK1钻孔顶部6.72 m石盐层的年代为（2.1±0.3）ka BP，与本文的测年数据基本可以对比。

4.2 采矿对浅地层测年材料和盐矿物的影响

一里坪YP2剖面和大盐滩KP2剖面的测年结果表明对于238U含量低于10×10-9且230Th/232Th原子量比值低于10×10-6的盐湖铀系测年材料，MCICP-MS铀系测年往往不能得出良好的测试数据。本文认为造成这种结果的原因主要是因为该卤水渠已经用来输卤，工业卤水对测年材料造成影响。在卤水渠的输卤过程中，造成卤水渠剖面地层中的盐矿物溶解和重结晶，盐矿物中的U和Th元素会和外界发生交换；此外，地质层中的铀矿物可溶于水，长期的卤水冲刷会降低盐矿物中的w(U)。所以一里坪YP2剖面和大盐滩KP2剖面样品的238U含量明显低于未受到卤水采矿影响的其他剖面（表2）。除了输卤之外，在采矿过程中随着钾盐矿物品位下降，采矿企业向矿区漫灌溶采或者向地层中注水溶矿，这种溶采活动也会对矿区的测年样品造成影响。一里坪YP2剖面和大盐滩KP2剖面盐矿物铀系测年的失败表明在深度开发的矿区和长期使用的卤水渠，浅地层的盐矿测年样品不适合用于铀系测年。并且，可以预见的是，今后随着锂、钾盐的开采和溶采活动的加强，盐湖矿区浅地层的测年材料也会受到更大的影响。

此外，前人研究表明一里坪矿区全新统地层中有钾石盐固体矿（青海省柴达木综合地质矿产勘查院，2011），大盐滩矿区早期的钻孔记录浅地层中富含杂卤石（宣之强，1995；张星等，2020；李俊等，2021）。但是笔者对一里坪YP2剖面和大盐滩KP2剖面的固体盐类矿物进行XRD分析，发现以上2个剖面的输卤水位以深地层的主要盐类矿物是石盐，没有发现固体钾盐矿物晶体。当然，本文研究的大盐滩KP2剖面可能未达到杂卤石赋存地层，或者存在沉积区域分异。如果排除以上2种情况，本文认为，在这种深度开发的矿区，浅剖面地层中的盐类矿物可能受到了工业开采和溶采活动的影响。

总体来说，察汗斯拉图是柴达木盆地西部盐湖中盐类矿物保存相对较好的盐湖之一。因为该盐湖没有大规模的钾盐生产和溶矿活动，所以浅地层的铀系测年材料和盐类矿物都没有受到太大的影响。察汗斯拉图盐湖浅地层样品的铀系测年数据相对较好，盐类矿物也得到了较好的保存。而昆特依和一里坪盐湖矿区历经多年的卤水采矿活动，卤水渠浅地层中的盐类矿物已经受到影响，所以样品铀系测年数据质量不佳，盐类矿物数据也与早期的研究不完全一致。

4.3 柴西盐湖晚第四纪成盐期与冰期对比

陈安东等（2020）对晚第四纪MIS 6以来柴达木盆地盐沉积资料和测年数据进行了总结，并与青藏高原冰期序列进行了对比，初步提出了成盐期与冰期对比方案。本文不拟重复以往的工作，但希望根据新的研究将该方案的深海氧同位素阶段由MIS 6扩展到MIS 8，并对MIS 4和MIS 1的盐沉积情况进行补充，最终提出MIS 8以来柴达木盆地成盐期与青藏高原冰期对比方案。

MIS 8以来是柴达木盆地盐湖重要的盐沉积期，有较多的测年数据（沈振枢等，1993；黄麒等，2007；马妮娜等，2011；陈安东等，2017a；2020；Gu et al.，2022），并且已经有清晰的冰期序列可以与之对比（施雅风，2002；易朝路等，2005；崔之久等，2011；赵井东等，2011）。察汗斯拉图ZK5025进尺83.0 m处含石盐芒硝的230Th年龄为（256.0±27.1）ka BP；昆特依ZK3208钻孔进尺114.95 m处石盐的230Th年代为（292±32）ka BP；大浪滩ZK402钻孔进尺71.0 m处石盐的230Th年代为（247.0±34.9）ka BP；尕斯库勒ZK2605钻孔进尺67.27 m处石盐的230Th年代为（271.0±57.0）ka BP（沈振枢等，1993；黄麒等，2007）。如果不考虑测年误差，以上钻孔的盐沉积年代均可归属于MIS 8。因此，综合研究表明柴西盐湖的盐沉积不仅限于寒冷的MIS 6，而是在MIS 8～MIS 6均有盐沉积（表4）。

芒硝作为冷相盐类矿物，对柴达木盆地晚第四纪冰期冷环境有明确的响应，其沉积与MIS偶数阶段（MIS8、MIS6、MIS4、MIS2）有对应关系。深海氧同位素偶数阶段指示冷期，奇数阶段对应于暖期（赵井东等，2011）。陈安东等（2020）提出柴达木盆地西部盐湖在MIS 6和MIS 2的冰期环境下均有石盐沉积，多个盐湖出现芒硝沉积。结合本文对柴西盐湖在MIS 8盐沉积的总结，以及昆特依MIS 4芒硝和石盐沉积的研究，笔者认为柴达木盆地的芒硝沉积是冰期环境的良好指示矿物，盆地西部盐湖在MIS 8、MIS 6、MIS 4和MIS 2的冰期冷环境下大多有芒硝沉积（表4）。但也有与MIS偶数阶段不完全对应的情况出现，比如察汗斯拉图拱南凹地在MIS 7早期有芒硝沉积。此外，察汗斯拉图碱北凹地在MIS 1早期有芒硝沉积，与MIS 2沉积的芒硝没有明显的分界线（Gu et al.，2022）。

表4 柴达木盆地MIS 8以来成盐期与青藏高原冰期对比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是柴达木盆地盐湖钾镁盐沉积的重要时间段。柴达木盆地多个盐湖在MIS 1已经进入干涸和消亡阶段，盐湖演化末期的卤水伴随着风成沉积在低洼处沉积成矿。虽然有研究表明在全新世大暖期（施雅风等，1992）察尔汗盐湖出现洪泛期（袁见齐等，1995），但是本文认为洪泛期对距离补给源比较近的柴东盐湖影响可能较大，而对于昆特依和察汗斯拉图这种补给条件较差的盐湖影响有限。陈安东等（2020）总结得出，在MIS 1柴达木盆地盐湖中沉积钾镁盐，但未将其明确为“成盐期”。笔者认为从MIS 2开始，随着干旱化程度的加剧，柴达木盆地濒临干涸的盐湖已经进入持续有利于蒸发岩沉积的环境，MIS 1应该被明确为成盐期（表4）。

5 结论

察汗斯拉图D19剖面芒硝沉积的铀系年代为（231.5±19.5）ka BP～（239.5±40.4）ka BP，对应于MIS 7早期；昆特依KP4剖面的铀系年代为（76.8±19.7）ka BP～（53.7±6.5）ka BP，其中，芒硝沉积的年代可以对应于末次冰期早冰阶MIS 4；察汗斯拉图D13剖面的光释光年代为（6.6±1.0）～（2.6±0.4）ka BP，对应于MIS 1；一里坪YP3剖面的铀系年代为（6.2±2.7）ka BP～（2.7±1.1）ka BP，对应于MIS 1，但测年误差较大。通过XRD分析确认，D19和KP4剖面的盐类矿物主要为芒硝和石盐；D13剖面的盐类矿物为钾石膏、光卤石和钾石盐；YP3和YP2剖面主要为石盐，且YP2剖面可见光卤石。

在深度开发的矿区和长期使用的卤水渠，浅地层的盐类矿物不适合作为MC-ICP-MS铀系测年材料，易溶盐类矿物的种类也会受到工业卤水开采影响。一里坪YP2剖面铀系测年数据误差过大，昆特依KP2剖面未能得到有效的测年数据。YP2和KP2剖面铀系测年数据质量不佳的原因是这两个剖面样品的238U含量过低且230Th/232Th原子量比值过低，本文认为造成这种现象的原因是剖面地层受到卤水开采、输卤和溶矿的影响。

柴西盐湖在MIS 8～MIS 6大多有盐沉积，是柴西盐湖重要的石盐和芒硝成盐期。昆特依大盐滩东南部在MIS 4有芒硝和石盐沉积，随后在MIS 3进入干盐滩环境。本文结合前人研究表明芒硝沉积与深海氧同位素偶数阶段有对应关系，柴西盐湖在MIS 8、MIS 6、MIS 4和MIS 2有芒硝沉积。芒硝作为冷相盐类矿物，其沉积对柴达木盆地晚第四纪冰期冷环境有明确的响应。随着干旱化程度的加剧，柴达木盆地濒临干涸的盐湖自MIS 2开始进入有利于蒸发岩持续沉积的环境，因此，笔者建议，MIS 1为成盐期。

致谢在野外地质调查和采样过程中，得到了冷湖滨地钾肥有限责任公司、五矿盐湖有限公司和森盛矿业有限公司的大力支持。MC-ICP-MS铀系测年工作得到了中国科学院地质与地球物理研究所马志邦研究员的指导。审稿专家为本文提供了宝贵的修改意见。笔者在此一并致谢！