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野外觀測(cè)人員進(jìn)行鹽湖湖水觀測(cè)與采樣。
提到鹽湖，人們往往會(huì)想到“天空之鏡”，它獨(dú)特的美景也吸引了很多游客前去“打卡”。然而，除此之外，鹽湖集大氣圈、水圈、生物圈和巖石圈演化的綜合信息于一體，還是天然的實(shí)驗(yàn)室。同時(shí)，鹽湖蘊(yùn)藏豐富的氯化鉀、氯化鎂等無(wú)機(jī)鹽及鋰、硼、碘等多種鹽類(lèi)礦產(chǎn)，是重要的戰(zhàn)略資源寶庫(kù)。
中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局所屬的中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)資源研究所建立的青藏高原鹽湖野外科學(xué)觀測(cè)研究站（以下簡(jiǎn)稱(chēng)野外站），至今已有30多年的觀測(cè)研究歷史。長(zhǎng)期以來(lái)，野外站所獲得的大量關(guān)鍵基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，為國(guó)家急需的鹽類(lèi)戰(zhàn)略礦產(chǎn)資源可持續(xù)利用及保護(hù)提供了基礎(chǔ)信息，也為揭示青藏高原環(huán)境變化機(jī)理提供了重要的數(shù)據(jù)支撐。
“一站四點(diǎn)”觀測(cè)網(wǎng) 覆蓋青藏高原典型鹽湖
青藏高原鹽湖分布廣泛、鹵水類(lèi)型齊全，不僅對(duì)全球水循環(huán)、生態(tài)環(huán)境、人類(lèi)活動(dòng)等具有重要影響，而且具有成礦特殊性，是我國(guó)急需的鉀、鋰等戰(zhàn)略資源的主要分布區(qū)。其中，以扎布耶為代表的西藏鹽湖，氯化鋰資源總量達(dá)到1156萬(wàn)噸，相當(dāng)于23個(gè)大型鋰礦，是富含鋰、硼、銣、銫的固液并存特種綜合性鹽湖礦。
自20世紀(jì)90年代，中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)資源研究所就在西藏扎布耶鹽湖建立了野外站，依據(jù)觀測(cè)數(shù)據(jù)，建成了我國(guó)首個(gè)鹽湖鋰鉀綜合開(kāi)發(fā)示范基地，開(kāi)創(chuàng)了我國(guó)鹽湖提鋰產(chǎn)業(yè)的先河。21世紀(jì)初，該所又在柴達(dá)木盆地察爾汗和西臺(tái)吉乃爾鹽湖建立了觀測(cè)點(diǎn)。此后，利用青藏高原重點(diǎn)鹽湖系統(tǒng)、全面的氣象—水鹽動(dòng)態(tài)變化科學(xué)數(shù)據(jù)，開(kāi)展了區(qū)域性鹽湖觀測(cè)、實(shí)驗(yàn)與全球變化協(xié)同研究，并推動(dòng)了鹽湖鋰鉀產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。
近年來(lái)，隨著國(guó)家對(duì)重要鹽湖野外科學(xué)觀測(cè)的高度重視，野外站的建設(shè)得到了快速發(fā)展，從最初的氣象、水文等較為單一的觀測(cè)，發(fā)展到地球化學(xué)、鹽類(lèi)沉積、水文模型、生態(tài)環(huán)境等綜合觀測(cè)。所獲取的大量基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，為鹽湖學(xué)的學(xué)科發(fā)展和脆弱生態(tài)環(huán)境預(yù)警及宏觀決策等提供了重要的支撐。
目前，野外站形成了以西藏扎布耶鹽湖觀測(cè)站為中心站，西藏當(dāng)雄錯(cuò)、班戈湖，青海西臺(tái)吉乃爾與察爾汗鹽湖為觀測(cè)點(diǎn)的“一站四點(diǎn)”鹽湖野外觀測(cè)研究網(wǎng)絡(luò)。
“‘一站四點(diǎn)’分布在青藏高原典型鹽湖成礦帶上，在面向國(guó)家鉀、鋰戰(zhàn)略礦產(chǎn)需求和鹽湖學(xué)學(xué)科長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展需要方面，具有明顯的領(lǐng)域和區(qū)域代表性。”野外站站長(zhǎng)趙元藝研究員表示。其中，西藏扎布耶鹽湖是世界上唯一的天然沉積碳酸鋰鹽湖；當(dāng)雄錯(cuò)觀測(cè)點(diǎn)湖面變化對(duì)冰川消退反應(yīng)靈敏；青海察爾汗鹽湖是我國(guó)最大的氯化鉀生產(chǎn)基地；西臺(tái)吉乃爾湖是高鎂鋰比鹽湖鋰鹽和硫酸鉀的生產(chǎn)基地……
聚焦地質(zhì)科學(xué)前沿 30年觀測(cè)研究成果斐然
鹽湖蘊(yùn)含豐富的古今環(huán)境變化信息，是全球環(huán)境變化研究的重要載體。
趙元藝介紹，目前，野外站占地面積4.6萬(wàn)平方米，建筑面積約2200平方米，基礎(chǔ)設(shè)施完備，能夠保障各類(lèi)野外觀測(cè)研究的順利實(shí)施。30多年來(lái)，野外站觀測(cè)數(shù)據(jù)涵蓋了與鹽湖相關(guān)的大氣圈、水圈、生物圈和巖石圈的各類(lèi)數(shù)據(jù)，容量約200千兆字節(jié)，記錄本累計(jì)約600本（冊(cè)）。
例如，圍繞“鹽湖形成演化對(duì)地球?qū)尤换プ饔玫捻憫?yīng)”重大科學(xué)問(wèn)題，野外站獲取與鹽湖形成演化交互作用的多圈層共4類(lèi)38項(xiàng)關(guān)鍵參數(shù)。在鹽湖區(qū)，工作人員采用雷達(dá)水位遙測(cè)儀等設(shè)備，結(jié)合人工定點(diǎn)定時(shí)觀測(cè)，已經(jīng)積累了氣象、鹽湖、河水、泉水、生態(tài)、鹽類(lèi)沉積物等連續(xù)觀測(cè)數(shù)據(jù)。
觀測(cè)結(jié)果顯示，隨著全球氣候變暖，氣溫升高，鹽湖水位升高，部分鹽湖鹵水的元素含量保持穩(wěn)定。此外，野外站工作人員在西藏鹽湖中發(fā)現(xiàn)了耐寒耐鹽鹽藻新種，證明隨著鹽湖鹽度的升高，鹵水中的生物種類(lèi)呈現(xiàn)有規(guī)律的變化。
此外，通過(guò)多年的觀測(cè)，野外站總結(jié)出分布于青藏高原藏北地區(qū)的多級(jí)中淺盆鹽湖成礦模式和柴達(dá)木盆地的多級(jí)深盆鹽湖成礦模式。為青藏高原鹽湖的進(jìn)一步找礦提供了理論依據(jù)。
據(jù)統(tǒng)計(jì)，1990年以來(lái)，我國(guó)科學(xué)家依托野外站共計(jì)發(fā)表學(xué)術(shù)論文386篇、專(zhuān)著7部、咨詢報(bào)告4份。野外站依托單位作為第一獲獎(jiǎng)單位先后獲得國(guó)家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)（2項(xiàng)）、部級(jí)科學(xué)技術(shù)一等獎(jiǎng)（3項(xiàng)）、國(guó)家優(yōu)秀專(zhuān)利獎(jiǎng)（1項(xiàng)）等各級(jí)獎(jiǎng)項(xiàng)，獲發(fā)明專(zhuān)利4項(xiàng)。近10年，野外站完成了15個(gè)科技項(xiàng)目，獲得鹽湖礦產(chǎn)資源、生態(tài)環(huán)境的動(dòng)態(tài)變化原始數(shù)據(jù)，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)鹽湖觀測(cè)與野外觀測(cè)研究的空白。
目前，野外站實(shí)行以中國(guó)工程院院士、著名鹽湖學(xué)家鄭綿平為主任，中國(guó)工程院院士多吉、中國(guó)工程院院士毛景文等專(zhuān)家為成員的學(xué)術(shù)委員會(huì)指導(dǎo)下的站長(zhǎng)負(fù)責(zé)制，形成了一支老中青結(jié)合、專(zhuān)業(yè)結(jié)構(gòu)合理的鹽湖觀測(cè)隊(duì)伍，有多年的鹽湖野外觀測(cè)站操作運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，能長(zhǎng)期從事鹽湖科學(xué)觀測(cè)研究等工作。
近年來(lái)，野外站在積累的連續(xù)、準(zhǔn)確、高精度的第一手觀測(cè)數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，搭建了開(kāi)放的野外觀測(cè)數(shù)據(jù)共享平臺(tái)，開(kāi)展了形式多樣的科普活動(dòng)，并進(jìn)行了廣泛的國(guó)際學(xué)術(shù)交流。
推動(dòng)成果轉(zhuǎn)化 鹽湖中提取“白色石油”
有著“白色石油”之稱(chēng)的鋰，已經(jīng)成為各國(guó)當(dāng)前重要的戰(zhàn)略資源之一。
根據(jù)《中國(guó)鋰礦資源調(diào)查報(bào)告》，我國(guó)鋰礦類(lèi)型分為鹵水型和硬巖型兩大類(lèi)，其中鹵水型鋰礦包括鹽湖鹵水型鋰礦和地下鹵水型鋰礦，硬巖型鋰礦包括花崗偉晶巖型鋰礦和花崗巖型鋰礦。有數(shù)據(jù)顯示，全球鋰資源主要存在形式為鹽湖鹵水、礦石鋰和黏土鋰等，其中鹽湖鋰資源占據(jù)58%，是全球最重要的鋰資源。
青藏高原鋰礦資源豐富，創(chuàng)新適宜高原條件的提鋰技術(shù)，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)化顯得尤為重要。
“野外站開(kāi)展野外觀測(cè)和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)的研究數(shù)據(jù)，有力支撐了鹽湖鋰、鉀資源開(kāi)發(fā)工藝研究，形成了多項(xiàng)專(zhuān)利，為當(dāng)?shù)刭Y源開(kāi)發(fā)利用提供了科學(xué)依據(jù)。”趙元藝介紹，早在2000年，鄭綿平領(lǐng)導(dǎo)的鹽湖團(tuán)隊(duì)發(fā)明了鋰鹽開(kāi)發(fā)的“鹽田工藝—選礦”一體化技術(shù)，利用太陽(yáng)池從碳酸鹽型鹵水中結(jié)晶析出碳酸鋰的方法，不添加任何化學(xué)試劑就能生產(chǎn)高品位的鋰精礦，屬于典型的綠色開(kāi)發(fā)技術(shù)。
2003年，該技術(shù)由西藏扎布耶鋰業(yè)高科技有限公司使用，開(kāi)創(chuàng)了我國(guó)鹽湖鹵水提鋰之先河，在扎布耶鹽湖建設(shè)完成了年產(chǎn)5000噸碳酸鋰精礦的生產(chǎn)線，產(chǎn)生了很好的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。2018年開(kāi)始，鄭綿平科研團(tuán)隊(duì)加快了對(duì)該技術(shù)的優(yōu)化研究，圍繞鹽田制鹵和太陽(yáng)池結(jié)晶過(guò)程中存在的瓶頸問(wèn)題，采用兌鹵等優(yōu)化手段，大幅提高了太陽(yáng)池中鋰精礦的產(chǎn)量和品位，切實(shí)為該企業(yè)增產(chǎn)增效，實(shí)現(xiàn)了科技成果的進(jìn)一步轉(zhuǎn)化。截至2021年，團(tuán)隊(duì)已先后申請(qǐng)國(guó)家專(zhuān)利7項(xiàng)，獲授權(quán)4項(xiàng)。
中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)資源研究所副所長(zhǎng)趙余表示，下一步，野外站將利用青藏高原區(qū)位和鹽湖學(xué)學(xué)科優(yōu)勢(shì)，繼續(xù)獲取長(zhǎng)期、連續(xù)、高精度的鹽湖綜合觀測(cè)數(shù)據(jù)；闡明青藏高原鹽湖水鹽動(dòng)態(tài)變化、成礦作用、鹽湖極端生態(tài)環(huán)境，以及鹽湖沉積對(duì)環(huán)境的響應(yīng)，為戰(zhàn)略性礦產(chǎn)資源保障、青藏高原環(huán)境保護(hù)、重大工程安全提供預(yù)警和支撐。
野外氣象觀測(cè)
來(lái)源：中國(guó)自然資源報(bào)
責(zé)任編輯：宋晰
