苏联时期哈萨克斯坦伊犁-巴尔喀什湖流域开发述评

位于哈萨克斯坦境内的巴尔喀什湖对于局地气候调节和流域社会经济发展都起着重要的作用,然而20世纪中后期伊犁-巴尔喀什湖流域内人类活动的加剧造成地区突出的生态环境问题。介绍了苏联时期哈萨克斯坦在该流域内的开发活动对巴尔喀什湖水量、水质的影响,分析了该湖水文状况的变化所产生的生态环境效应与社会经济效应。同时指出,应客观看待这一问题,并且加强国家间的合作以共同寻求解决方法。

伊犁河—巴尔喀什湖流域实际蒸散发时空变化特征及其环境影响因子

基于多种遥感数据,运用Mann-Kendall法、Theil-Sen median趋势分析、Pearson相关分析、水量平衡原理,探讨2000—2020年伊犁河—巴尔喀什湖流域实际蒸散发时空变化规律及其主要影响因素,并讨论了流域生态系统水资源供给量的变化。结果表明:(1)流域上、中、下游的多年平均年蒸散发量分别为439.0 mm、317.9 mm、201.1mm;其中上、中游在夏季的日蒸散发量最大,而下游在春季最大;流域上、中游蒸散发量的年内分配均为“单峰型”,峰值分别在7月与6月,下游为“双峰型”,峰值分别在3月与11月。(2)流域上、下游的年蒸散发量均呈现显著的上升趋势,显著区域主要分布在上游的伊犁河谷、天山山脉与下游的伊犁河三角洲附近;相对2000—2010年,2010—2020年伊犁河谷和伊犁河三角洲地区多年平均年蒸散发增加超过10%。(3)流域上、中游蒸散发与气温和NDVI呈现较高的正相关性;流域下游蒸散发与土壤湿度呈现较高的正相关性。(4)流域生态系统的水资源供给服务总量在2000—2020年有所下降,其中上游已多次出现缺口,中、下游在2020年开始出现缺口,需通过控制用水总量、提升用水效率保障水资源供需平衡。

伊犁盆地南缘含煤地层水放射性环境特征分析

本文以环境评价标准为基础,辐射污染防控标准为辅,同时参考煤矿相关标准,对伊犁盆地南缘含煤地层以及生产煤矿山的水放射性地质环境进行研究和评价。发现地下水铀异常点30个,其中铀氡双核素水异常点13个,其余为单核素异常点。共确定地下水水铀异常圈9个,其中单点异常圈4个。在生产煤矿、铀矿地浸采区附近水体调查中,个别煤矿的生活饮用水水铀含量达到地下水水铀异常,但水中总α、总β放射性符合《生活饮用水卫生标准》要求。

伊犁盆地南缘煤炭开发区水中放射性特征

为了查清伊犁盆地南缘重点煤炭资源开发区放射性环境现状,同时为煤田安全开发与辐射污染防控提供基础数据。在系统收集以往铀矿水化学调查资料的基础上,通过对研究区内井水、泉水、河水、水文地质长期观测孔内水、生产矿区饮用水及铀矿地浸采区地下水等水源采样分析其放射性活度浓度,初步了解了不同含水岩层中放射性核素的分布特征。本次调查共发现30个地下水铀异常点、10个地表水铀异常点、32个地下水氡异常点,划定地下水铀异常区9处、地表水铀异常区5处、地下水氡异常区11处;铀异常区主要分布在洪海沟—加格斯台、苏阿苏—达拉地一带,多位于铀矿床及其周边;氡异常区受矿床控制明显,个别受断层控制;煤矿排水中天然放射性核素浓度与全疆水平相当,生活饮用水中总α、总β符合生活饮用水卫生标准,但铀矿地浸采区地下水中总α、总β超标,不宜饮用。综合分析认为:研究区内铀异常、氡异常的形成多与附近铀矿化的发育存在密切关系,今后其附近地下水开发利用需要开展进一步的放射性环境评价。

哈萨克斯坦伊犁河—巴尔喀什湖水域现状

伊犁河是哈萨克斯坦和中国共有的河流,其主源特克斯河发源于汗腾格里峰北坡,流入中国新疆巩乃斯河后与喀什河汇合而成伊犁河,然后流入哈国巴尔喀什湖。从特克斯河源头到巴尔喀什湖河口全长1236.5公里(其中哈境内794.5公里),流域总面积为15.12万平方公里(其中哈境内5.67万平方公里)。河口水流量为329立方米/秒。

联合国助哈保护伊犁河-巴尔喀什湖流域

联合国开发计划署生态与可持续发展委员会的专家在撰写的题为《21世纪哈萨克斯坦的水资源》的报告中，分析了使伊犁河-巴尔喀什湖流域生态状况日渐恶化的人为因素，预测了可能造成的后果，研究了应对紧急状况的办法。

伊犁盆地含砂岩铀矿地层中稀土元素的富集研究

伊犁盆地位于新疆维吾尔自治区西部,地处西天山构造带,属于山间叠合盆地,矿产资源丰富。侏罗系水西沟群第Ⅴ旋回发育于伊犁盆地砂岩铀矿内,稀土元素在炭质砂岩及煤层中高度富集。经测定,煤层底板砂岩样品的稀土元素含量最高值达1589.0μg/g,煤样的稀土元素含量最高值达430.3μg/g。稀土元素配分模式以右倾的轻稀土富集型为主,呈现Eu的负异常。煤样中,稀土元素含量与铀含量呈正相关,稀土矿物以磷钇矿、水磷铈石和磷铝铈矿为主。研究表明,稀土元素源自盆地周边酸性岩风化蚀变作用,酸性岩释放的稀土元素和铀元素随着地下水流动,共同沉淀在有机质富集层位中。

新疆伊犁盆地燃煤电厂天然放射性水平评价

文章对新疆伊犁6家燃煤电厂的原煤、煤渣、煤灰及周围土壤中的天然放射性核素开展测量。结果表明:2家燃煤电厂煤渣、煤灰中天然放射性核素比活度大于1000 Bq/kg,煤渣和煤灰中天然放射性核素富集因子均值分别为1.5~6.3、4.1~16.7。原煤及周围土壤中的天然放射性核素比活度均处于本底水平。因此,建议对用作建筑材料的煤渣和煤灰进行放射性检测,严格控制高比活度的煤渣和煤灰在建筑材料中的比例。This article conducts a survey on six coal-fired power plants in Ili, Xinjiang, and analyzes and measures natural radioactive nuclides in raw coal, coal slag, coal ash, and surrounding soil. The results showed that the natural radioactive nuclide specific activity in the coal slag and coal ash of two coal-fired power plants was greater than 1000 Bq/kg, and the natural radioactive nuclide specific activity in the raw coal and the surrounding soil was at the standard level. Natural radioactive nuclides exhibit varying degrees of enrichment in coal slag and coal ash, with average enrichment index ranging from 1.5~6.3 and 4.1~16.7, respectively. Therefore, it is recommended that when cinder and coal ash are used as building materials, radioactivity testing is carried out to ensure that the radioactivity level in building materials is lower than the national standard limit.

巴尔喀什湖生态水位演变分析及调控对策

针对巴尔喀什湖百余年来的湖水位变化与伊犁河三角洲生态环境退化问题,选取卡依尔干、卡上171km、卡普恰盖、乌斯热尔玛等4处水文站的长系列资料,对伊犁河干流径流沿程变化情况进行分析,比较了卡普恰盖水库建成蓄水前后其对水库下游河道径流变化的影响。研究结果认为,巴尔喀什湖的水位变化主要受流域水文情势周期性变化规律的影响。就近期的水位变化情况来看,并未出现生态灾难,水位呈回升趋势。卡普恰盖水库的兴建和伊犁河中下游水资源过度开发利用,对入湖水量和河道流量过程产生了重大影响,这是导致入湖水量减少和三角洲生态环境恶化的根本原因。最后针对湖水位长期变化动态特征和三角洲生态耗水要求,考虑非生态用水不断增长的现实情况,探讨了解决巴尔喀什湖生态环境问题的对策措施。

新疆砂岩型铀矿床中稀土元素地球化学特征对比分析——以伊犁盆地铀矿床与巴什布拉克铀矿床为例

通过对伊犁盆地层间氧化带砂岩型铀矿床稀土元素地球化学行为特征的分析和蚀源区岩石对比,初步认为该区稀土元素主要来自蚀源区的安山岩和花岗岩,与玄武岩无关;对ΣREE的研究表明,在层间氧化岩石带中ΣREE有所亏损;通过对REE的分异性的研究,认为在不同的分带中REE的分异程度不同,在矿石带中分异程度最大,更加富集LREE,并且随着岩石粒径的增大,LREE和HREE的分异也有增大的趋势;通过对巴什布拉克砂岩型铀矿床稀土元素地球化学特征分析表明,矿石ΣREE明显低于围岩的ΣREE,矿石和围岩ΣREE差别较大,这可能是由于该矿床在成岩成矿和搬运过程中有大量的REE被淋滤流失掉的缘故,但围岩的REE分布模式和矿石的REE分布模式基本一致,这也反映了该区成岩成矿的继承性特征。通过对伊犁盆地流体和岩石的pH值分布情况研究表明,层间氧化岩石带和原生还原岩石带的pH值相似,而矿石带的pH值偏低,这与在偏碱性条件下,REE和U的络合物容易形成,并且REE和U的络合物随着pH值的降低而迁移和沉淀富集是相吻合的。

伊犁盆地南缘东段郎卡-达拉地铀成矿条件分析与远景评述

伊犁盆地是中国重要的铀矿基地,在盆地南缘中西段相继发现了一系列大、中型可地浸层间氧化带砂岩型铀矿床,但南缘东段(朗卡-达拉地一带)至今未有较大的突破,是否存在如蒙其古尔、洪海沟地区成矿规模的“第三个”铀成矿富集区的问题亟待解决。因此,文章以伊犁盆地南缘东段郎卡-达拉地地区的铀成矿条件分析与远景情况评述为主要研究内容,在总结分析前人研究成果的基础上,通过充分收集钻孔、物探资料和野外实地调查,以及室内分析和编图综合研究,系统分析研究区成矿构造、沉积及古水动力条件,进而论述研究区成矿潜力与远景,以期为实现该盆地的资源扩大提供勘查部署建议。研究结果表明:郎卡-乌尔坦倒转洼陷地区为现有重点勘查区及外围资源量扩大、拓展深部“第二找矿空间”的有利地段;库鲁斯台-达拉地复式向斜带及其以北地区成矿规模局限,但阿尔玛来和阿尔玛来-苏阿苏以北地区是值得进一步勘查的远景区。

新疆伊犁盆地北缘砂岩型铀矿找矿新思考

伊犁盆地北缘自西向东发育多个铀矿(化)点,产矿层位以中侏罗统西山窑组为主,矿化类型以煤岩型为主,少量为砂岩型。受构造活动复杂、层间氧化带发育规模偏小等影响,区内铀矿找矿进展缓慢(师志龙,2005)。因此,重新梳理构造、岩性-岩相特征及后生氧化蚀变与铀矿化间的关系,对盆地铀矿资源的持续扩大尤为迫切。

伊犁盆地南缘蒙其古尔铀矿床东部黏土矿物分布特征

伊犁盆地南缘蒙其古尔铀矿床是近年来探寻出的储量可观的铀矿床之一,含矿岩系主要为下侏罗统三工河组上、下段及中侏罗统西山窑组上、下段。本文通过X射线衍射、扫描电镜等分析测试手段,初步探讨含矿岩层砂体黏土矿物分布特征及转化关系。研究发现蒙其古尔铀矿床东部地区黏土矿物以高岭石为主,其次为伊利石、伊利石/蒙脱石混层,少量绿泥石及蒙脱石。黏土矿物种类及含量随地层埋深增加及地下水运移方向存在一定的变化规律:随深度增加高岭石含量呈递增趋势,伊利石/蒙脱石混层呈递减趋势,伊利石呈微弱递增趋势;沿地下水运移方向高岭土含量持续递减,伊利石/蒙脱石混层含量呈递增趋势,伊利石呈微弱递减趋势。高岭石一部分为陆源碎屑成因,另一部分为成岩初期的次生产物;伊利石大部分是成岩前期的自生矿物,另一部分则是由蒙脱石最终转换而成;伊利石/蒙脱石混层则是蒙脱石向伊利石过渡转化的中间产物。高岭石和伊利石/蒙脱石混层含量呈明显负相关性;伊利石和伊利石/蒙脱石混层表现为微弱负相关,高岭石和伊利石二者相关性较差,表明由原生矿物长石、云母等转变成伊利石与高岭石,并且存在高岭石向蒙脱石及绿泥石的转化,而蒙脱石经伊利石/蒙脱石混层中间产物后向伊利石转化的过程。

伊犁盆地南缘洪海沟矿床头屯河组下段含矿砂体结构及氧化带分布特征

伊犁盆地作为中国重要的产铀基地,在盆地南缘相继发现一系列大、中型可地浸砂岩型铀矿床,洪海沟矿床是盆地铀成矿区西部矿集区重要的矿床之一,目前主要层位头屯河组下段沿北西向仍有进一步扩大的潜力,但含矿目的层的砂体结构、氧化带空间展布尚有待精细化研究。为此,文章在充分利用钻孔岩心、测井资料及样品分析测试结果的基础上,结合地质背景,通过钻孔数据统计及连井剖面对比,综合运用沉积学及砂岩型铀成矿理论,对研究区含矿目的层砂体结构、氧化带分布特征进行研究。研究区含矿砂体骨架结构可划分出4种类型:砂-煤接触面型、一杂两灰夹两黄型、下灰上黄型和基底接触式型。不同地段含矿砂体空间展布具有差异性,部分地段可划分为上、下亚段。含矿层氧化砂体呈现出3种产出样式:含矿层氧化砂体产出于头屯河组下段上亚段与杂色泥岩底板直接接触部位,含矿层氧化砂体在上、下亚段均见产出,含矿层氧化砂体只产出于灰色泥岩夹层下伏下亚段砂体。本次研究结果可为该地区下一步铀矿勘查工作提供指导。

伊犁盆地南缘砂岩型铀矿千米钻孔孔斜防控技术研究应用

近年来,砂岩型铀矿钻探工作量迅速增长,勘查方向、范围不断扩大,对铀矿钻探施工提出了更高的技术要求。伊犁盆地南缘深部地层是铀矿找矿主要突破方向之一,但该区千米钻孔存在地质条件复杂、孔斜大、成孔困难等问题,严重影响千米钻孔钻探效率、钻孔质量和地质找矿成果,同时深孔孔斜防控也是钻探关键技术之一。在对伊犁盆地南缘工区地层特征和已完成的千米钻孔施工情况分析的基础上,基于地层、钻井工具、操作因素3方面对形成孔斜的原因进行分析,从底部钻具组合和钻具中和点位置两个关键点切入,开展钻孔防斜打直技术优化和改进研究。2022年,改进的防斜钻具组合在工区3个千米钻孔应用成功,千米钻孔孔斜偏距得到了有效控制,钻孔施工质量良好,达到深部勘查找矿目的。推广和应用改进后的钻孔孔斜防控技术,可解决伊犁盆地南缘千米钻孔的孔斜控制难的问题,降低钻孔偏距,减少孔眼位置的不确定性,为区内深孔防斜打直提供了新的方法和途径,也可为今后其他相似地区钻探施工提供参考和借鉴。

综合物探方法在伊犁盆地南缘蒙其古尔地区采空区勘探中的应用效果分析

为满足经济快速发展的需求,中国每年矿石开采量达到数十亿吨,矿石的开采将形成大面积的采空区。若采空区未及时有效地回填和灌浆,上覆岩层将在重力作用下坍塌,最终成为采空塌陷区,导致地下水枯竭,农田破坏,生态环境恶化,房屋等建筑物受损,威胁人民生命财产安全。因此,有效探测采空区对环境治理具重要意义。当采空区充满水时,表现出明显的低阻特性。瞬变电磁法对该类采空区取得了良好的探测结果。伊犁盆地南缘蒙其古尔地区受地下水和天气降水量较少的限制,大部分采空区未充水,相对于围岩表现出相对较高的电阻率特征。与瞬变电磁法相比,音频大地电磁法对这类采空区具更高的施工效率和更好的探测效果。地面高精度磁测可圈定采空区平面位置,但该方法的垂直分辨率较低,很难圈定其空间分布。为更好的探测伊犁盆地南缘的采空区,建立了采空区的音频大地电磁测量和地面高精度磁法测量的正演模型,研究了采空区的电性、磁性异常特征,在研究区实测了音频大地电磁测量点和地面高精度磁测剖面,并基于音频大地电磁反演图及地面高精度剖面,分析了研究区内采空区分布。结果表明:(1)在蒙其古尔地区推断了13片采空区,分析了采空区在地电断面上的宽度、埋深等特征。推断采空区中有9片分布在已知采矿巷道的走向具相同特征,剩余采空区埋深较深,较为完整,在后续钻探工作中需合理规避。(2)蒙其古尔地区采空区具高阻、弱磁特征,综合音频大地电磁测量和地面高精度磁测对采空区具有更好的探测效果,可在伊犁盆地南缘类似地段推广应用。

伊犁河⁃巴尔喀什湖流域生态系统水分利用效率时空演变特征及其影响因素

水分利用效率(water use efficiency,WUE)是联系生态系统水碳循环耦合关系的重要指标,探明生态系统水分利用效率时空演变特征及其影响因素,对优化区域水、碳资源综合管理和提升生态系统生产力至关重要。基于MODIS遥感数据、CRU气象数据以及CCI土地利用数据,利用MK检验与Sen趋势分析以及偏相关分析,探讨了伊犁河⁃巴尔喀什湖流域不同时空尺度生态系统WUE的空间分布与时间变化规律,讨论了其影响因素。结果表明:流域春秋两季与多年平均WUE值从东南部至西北部呈现先增后减再增的变化特征,但夏季恰好相反,而冬季绝大部分区域都接近于0;全流域四季的多年平均WUE由高到低依次为夏季、春季、秋季、冬季;全流域年平均WUE呈略微上升趋势,上升区域主要集中在WUE较低的下游;全流域90%以上区域的夏季年平均WUE呈下降趋势,其中巴尔喀什湖、伊犁河谷与天山山脉附近区域下降趋势显著(P<0.05);上中下游年尺度WUE值依次由高到低变化,且它们的年际变化程度和趋势均不明显;上中下游夏季WUE值的排序与年尺度正好相反,且均呈下降趋势,其中上下游的下降趋势显著(P<0.05);不同区域WUE的年内分配极不均匀,峰值均出现在8月;就影响因素而言,总初级生产力和降水对WUE的影响要分别大于蒸散发和气温。

基于GRACE监测数据的伊犁--巴尔喀什湖盆地水储量变化特征及影响因素

气候变化和人类活动对伊犁—巴尔喀什湖盆地自然生态环境的影响逐渐加剧,导致该盆地水资源问题日益突出。地处干旱区的伊犁—巴尔喀什湖盆地水资源的形成和耗散空间分离并且水文气象数据匮乏,使该地区的水资源研究和管理都相对欠缺。采用2003年1月至2014年5月1°×1°GRACE重力卫星的UTCSR-RL05L-2月数据反演得到伊犁—巴尔喀什湖盆地水储量变化,并利用全球陆面同化数据(GLDAS)对比分析,结合水量平衡原理,分析该地区水储量时空变化特征及影响因素。结果表明:伊犁—巴尔喀什湖盆地水储量变化呈现明显的年周期,该地区每年11月至次年4月水储量呈现增加趋势,水储量减少则出现在5月至10月;全年中8月份水储量减少最快,12月份增加最快。在影响整个盆地水储量变化的影响因素中,降水蒸发差是整个盆地水储量变化的最重要的影响因子,其次是蒸发,降水相对最弱。伊犁—巴尔喀什湖盆地水储量变化的影响因子具有明显的空间差异。水资源形成区水储量变化受降水影响最大,然而水储量耗散区水储量受降水蒸发差最明显。蒸发对耗散区的水储量变化的影响程度高于形成区。

新疆伊犁盆地的构造特征与形成演化

伊犁盆地是在天山造山带所夹持的微地块上发展演化而成的山间叠合盆地，其现今垂向结构为自下而上由中、新元古代变质基底、石炭纪裂谷火山岩系变形基底和二叠纪以来的盆地沉积岩系组成的３ 层结构，南北向剖面形态总体为两侧造山带相对向盆地逆冲的对冲构造几何学样式，伊犁盆地内则呈现为二山三盆的复杂次级山 盆构造组合。伊犁盆地的形成演化与天山造山带，尤其与其南北两侧相邻的不同性质造山带密切相关。伊犁地块和盆地的形成演化可概括为４ 个大的构造阶段和４ 个成盆期。现今的伊犁盆地正是不同成盆期的原型盆地复合叠置的综合产物。石炭－ 二叠纪和侏罗纪是伊犁山 盆构造系统的主造山成盆期。

伊犁盆地南缘西段中下侏罗统水西沟群沉积体系及其对铀成矿的控制作用

通过野外地质露头和钻孔岩心观察以及对大量钻孔岩心编录和测井解释资料的综合统计分析,笔者将伊犁盆地南缘西段中下侏罗统水西沟群划分出4个大的沉积体系:八道湾组(J1b)的冲积扇沉积体系、三工河组—西山窑组一段的辫状河三角洲沉积体系、西山窑组二段至三段的浅湖沼泽沉积体系和西山窑组四段至五段的曲流河三角洲沉积体系。文中详细讨论了伊犁盆地南缘西段水西沟群各沉积体系的沉积相特征,研究了水西沟群沉积体系及沉积相与砂岩型铀矿的成矿关系,指出辫状河三角洲沉积体系是砂岩型铀矿成矿最有利的沉积体系,三角洲前缘河口坝及席状砂亚相、三角洲平原辫状河流亚相、扇中-扇端亚相及三角洲平原分流河道亚相是砂岩型铀矿主要的控矿沉积相。