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一、湖泊概述

巴里坤湖(43°36′-43°43′N，92°43′-92°51′E)位于新疆哈密地区巴里坤哈萨克自治县以西约15km处，天山东段巴里坤山与北部莫钦乌拉山之间的巴里坤盆地内（唐晓宏等，）。东距巴里坤哈萨克自治县城约14km，又称海子、蒲类泽、蒲类海、波悉海，元时称巴尔库勒淖尔，清代称巴尔库尔。

巴里坤地区卫星遥感图（吕雁斌等，）

巴里坤湖为盆地中的封闭性咸水湖，分南北两部分，分别称作南海子、北海子，中间以土坝相隔，不论南海子与北海子，卤水样品分析表明，盐湖卤水的水化学类型均属于硫酸盐型的硫酸钠亚型。湖面海拔m，入湖河流大部分发源于巴里坤山北坡和北山南坡，年径流量小，流程短促，主要由山地冰川及融雪水补给。

现代巴里坤湖地区气候干燥，年平均气温1.1℃，1月平均气温-18.6℃，7月平均气温16.9℃（唐晓宏等，）；而年蒸发量高达mm；其远大于年平均降水量.3mm。据巴里坤县气象站~年气象资料，该地区降水主要集中在夏季和冬季；从多年平均状况来看，气温和降水呈现出较显著的反相关关系，现出暖干/冷湿的水热组合特征(薛积彬等，)。湖水补给大约50%通过径流，50%通过冰雪融水。全新世晚期，由于气候向干热方向发展，成盐作用加强，湖水盐度急剧增大，至目前局部成为盐矿（汪海燕等，）。

巴里坤湖及其邻区卫星遥感图（据谷歌地图）

二、地质地貌背景

据哈密地区志记载(郑成加，)，巴里坤地形西北低，东南高，面积.64平方公里。南依巴里坤山，北踞阿尔泰山余脉，莫钦乌拉山横亘其中。山脉中间的两个地堑式盆地分别为北部的三塘湖盆地和南部的巴里坤盆地。高山和亚高山区位于巴里坤湖南部巴里坤山月牙山段和莫钦乌拉山西段的大黑山一带，平均海拔在米以上，最高海拔为米。

地层学证据显示巴里坤所处地块发生过局部褶皱运动及广泛的火山活动，然后是中基性和花岗岩浆的侵入，表明本区受华力西构造活动和火成岩的脉动作用非常明显。随着华力西运动的结束，岩浆侵入活动终止，开始了新的剥蚀阶段，因此巴里坤境内缺失了三叠纪的堆积物。侏罗纪时期，受印支运动的影响，使巴里坤沉陷洼地下沉，形成侏罗纪的岩系地层。白垩纪地块上升，长期处于剥蚀状态，所以看不到自平纪地层。新生代进入第四纪后，喜马拉雅构造运动对巴里坤地区影响比较强烈，在山区普遍发生了断裂和上升运动。主要沉积物为疏松未胶结的沉沙和砾石，冲积层厚度米以上，河谷下切比较深，造成了今日巴里坤的地貌景观（吕雁斌等，）。

古时的巴里坤湖面积约km2，年时湖水面积还剩km2，到年时己不到km2，平均水深为0.6m，最大水深约1m。湖盆长期以来为积盐中心，湖水矿化度高达～g/L，晶间盐水矿化度高达～g/L（顾晓颖等，）。湖盆主要由第四系冲、洪积河湖相细粉砂、沙质粘土以及第三系红色沙泥岩构成滨湖沉积。湖盆内部被近代细粉砂、粉砂质粘土以及盐类沉积所覆盖（吕雁斌等，）。

巴里坤地区地貌图（吕雁斌等，）

三、沉积特征

巴里坤湖表层沉积物碳酸盐矿物以文石和方解石(镁方解石)为主，其中部分方解石是风成解石，属外源物质，从岸边至湖泊中间区外源物质(石英和长石)锐减。方巴里坤湖的碳酸盐分布特征呈现出分圈层或分带的特征，由岸边至湖心先逐渐增加，至峰值后又有所降低，在较高水平上趋于稳定。

这种分布格局是由湖泊的生物分布及活动、湖泊风场、水位变化以及湖水的物理化学性质所控制的。鉴于每个分带内的碳酸盐来源和形成过程不同，其记录的气候信息也不相同，这便导致了不同位置的钻孔记录的信息存在差异。对于现在的巴里坤湖而言，大气降尘是湖泊沉积物的重要来源，因此由风力向湖泊输送外源碳酸盐的含量不可忽视(赵家驹等，)。

BLK-1为一人工开挖剖面，剖面大致位于巴里坤湖中心部位(43°42′N-92°50′E)，深度为m。以岩芯上部的黑色淤泥层作为对比标志层，与ZK00A孔36cm以上的岩芯与60cm深的人工剖面(RG剖面)在岩性的细节进行对比（薛积彬等，）。

巴里坤湖相沉积岩芯岩性特征具有明显的旋回性。可以划分出9种不同类型的沉积相，它们分别是（薛积彬等，）：

(1)湖滨泥坪相棕色、棕红色粘土、亚粘土，块状结构，无层理，局部见有小砾石、圆粒状钙质小结核。它们属湖水强烈退缩，湖面下降，山前洪积扇前缘向前推进在湖滨形成的沉积物，有时被湖水淹没，但大部分时间处在湖水面之上。

(2)湖沼相灰色、深灰色粘土、亚粘土，局部含小砾石，富含有机质，可见植物碎片、根系，无层理，属湖滨或湖沼相沉积。

(3)湖滨相浅灰黄色、灰绿色砂、粉砂、砂砾石，一般分选较好，其中可发现介形虫碎屑。它们是在湖滨波浪作用下形成的沉积物。

(4)浅湖相A浅棕色、灰棕色、灰黄色粘土、亚粘土，有时夹绿色、灰绿色粘土、亚粘土，有时含石膏晶体，棕黄色锈斑较多，层理不发育，为湖滨与浅湖过渡带的沉积。

(5)浅湖相B浅灰黄色与青灰色粘土、亚粘土互层，与浅湖相A相比较青灰色、灰绿色成分增多，棕色成分减少，代表湖水变深，还原条件有所加强。

6)浅湖相C灰绿色、青灰色夹浅灰棕色粘土、亚粘土，较浅湖相B的颜色更深，棕色成分更为减少，代表湖水继续变深，但仍属浅湖。

(7)深湖相A灰绿色、青灰色含白色钙质斑点的粘土，水平薄层理，属浅湖向深湖过渡地段的沉积。

(8)深湖相B灰绿色、青灰色粘土，具白色钙质条带或条纹，白色条带或纹层发育，水平薄层理清晰，湖水较深湖相A深度更大。

(9)深湖相C灰绿色、青灰色粘土，粘土纯净、均一，水平层理清楚，是该岩芯中湖水最深时的沉积物（薛积彬等，）。

巴里坤湖钻孔及其主要研究剖面位置（薛积彬等，）

在巴里坤湖钻孔岩芯中，或可以见到1—9种完整的沉积旋回，或沉积旋回并不具备上述完整的种类型，而是由其中3或4种组成。但一般深湖相在下，泥坪相在上，代表了从深水到浅水的完整沉积序列（袁宝印等，）。

BLK-1剖面年代-深度关系及与ZKOOA孔、RG剖面的岩性对比（薛积彬等，）

(a)BLK-1剖面年代-深度关系；(b)RG剖面顶部Pb测试；(c)不同剖面岩性对比

全新世以来巴里坤湖地区的气候环境演变具有明显的阶段性变化：~0calaBP期间，气温较低，蒸发作用较为强烈，气候环境较为干旱，但气温开始转暖；0~calaBP期间为温凉湿润的“全新世气候适宜期”；~calaBP期间，气候环境在总体上较为暖而干燥，在向全新世晚期的过渡阶段呈现出了降温、增湿的趋势；~calaBP期间气温降低，蒸发作用减弱，湿润状况得到明显改善；calaBP以来气候环境明显偏干（薛积彬等，）。

巴里坤湖的湖积地层，由粘土质砂、亚粘土等粒级较粗的沉积组成，其结构疏松、性脆、颜色呈黄色、黄灰色、黄褐色及褐色等，一般为浅水氧化“暖干”环境下的沉积；而一些灰黑色、灰白色及灰绿色且结构致密的细粒粘土，常常是深水环境下的沉积，表现为“冷湿”的环境特征。在深水相碳酸盐中包裹有芒硝、石膏、赤铁矿等晶体碎屑，而在浅水相及湖滨相碳酸盐中有“斑晶”状无水芒硝碎屑和薄层石膏，彼此随着剖面自下而上呈现有规律的交替变化（韩淑提，）。

四、湖泊的形成和演化

巴里坤盐湖是经巴里坤盆地演化而成，而巴里坤盆地的形成与演化是历次构造活动作用的结果。由于新构造运动的影响，盆地南、北山体隆起，并造成了隆起幅度之差异，使湖盆由南向北扩张、迁移。第三纪以来，控制山体与盆地的断裂重新复活，盆地开始下降，中央凹地蓄积水体面形成巴里坤湖。第四纪早更新世以来，随着新构造运动和气候的不断变化，其规模和湖水水体也在不断缩小和浓缩，巴里坤湖初步形成，并且由东向西迁移（李志飞，）。早更新世是新疆大湖的形成时期，当天山与青藏高原上升到m高度时，西南季风和西风带来大量水气，为巴里坤湖的发育提供了物质来源。由于盆地四周山体一直处于阶段性上升，所以盆地边缘未发育第四纪早、中、晚期的湖相沉积。全新世以来湖盆四周保留了四级高、中、低、最低级湖岸阶地。

据C14测年数据研究，约在38—30.0kaBP，已演化成了盐湖，并在该湖的西南部沉积了薄层含泥砂芒硝层。全新世早期，气候温暖湿润，沉积了含有较多有机质的砂质粘土层。之后，气候趋于干热，湖水也逐渐咸化，约在4.2kaBP开始大量析出厚层芒硝(3m)，成为该湖的第二成盐期，至全新世中后期，气候又波动为冷湿。全新世末，约在1.7kaBP，由于盐湖北部隆起而将其分割为南、北两个湖盆，气候急剧向干热方向波动，盐湖水体也随之急剧蒸发浓缩，成盐作用在该时期得到了进一步加强，厚层芒硝、无水芒硝矿层得以形成，亦为该湖空前发展的成盐作用期（李志飞，）。

汪海燕等（）通过新疆北天山东段巴里坤山北麓巴里坤湖及周缘地区7个剖面的沉积相带划分、OSL测年、粒度分析、磁化率测试，研究了全新世以来巴里坤湖区湖面积变化：aB.P.末次冰盛期晚期，东天山地区冰川发育，由于水体封存于巴里坤山冰川，导致巴里坤湖萎缩至1#剖面以北。0~aB.P.巴里坤山冰川融化，巴里坤湖扩张进入全新世以来最大湖期，湖泊扩张至1#剖面以南，面积达到km2。东天山地区温暖湿润的全新世适宜期为0~aB.P.。其后湖泊逐渐萎缩，~aB.P.湖泊面积大约km2。~0aB.P.面积萎缩至km2。在aB.P.左右湖泊曾经基本干涸，在目前湖心地带出现泥坪沉积。其后巴里坤湖进入小湖期，湖泊面积在km2范围波动，时有扩张或干涸（汪海燕等，）。

全新世以来巴里坤湖水面范围变化（汪海燕等，）

全新世巴里坤湖水位变化主要受北半球夏季太阳辐射变化控制，具体表现在北半球冰盖由扩张转为融化背景下，全新世早期巴里坤山冰川发育和全新世中期的巴里坤湖冰川融水的注入扩张；巴里坤地区受东亚夏季风影响甚弱，西风环流带给的水量补充有限，全新世中晚期巴里坤地区向干旱环境发展。

全新世以来巴里坤湖面积变化（汪海燕等，）

巴里坤湖及其邻区卫星遥感图（据必应地图）

本文据（李江海，0，《亚洲大地构造》（讲义））修改补充