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野外觀測人員進行鹽湖湖水觀測與采樣。
提到鹽湖，人們往往會想到“天空之鏡”，它獨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，還是天然的實驗室。同時，鹽湖蘊藏豐富的氯化鉀、氯化鎂等無機鹽及鋰、硼、碘等多種鹽類礦產(chǎn)，是重要的戰(zhàn)略資源寶庫。
中國地質(zhì)調(diào)查局所屬的中國地質(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)觀測研究站（以下簡稱野外站），至今已有30多年的觀測研究歷史。長期以來，野外站所獲得的大量關(guān)鍵基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，為國家急需的鹽類戰(zhàn)略礦產(chǎn)資源可持續(xù)利用及保護提供了基礎(chǔ)信息，也為揭示青藏高原環(huán)境變化機理提供了重要的數(shù)據(jù)支撐。
“一站四點”觀測網(wǎng) 覆蓋青藏高原典型鹽湖
青藏高原鹽湖分布廣泛、鹵水類型齊全，不僅對全球水循環(huán)、生態(tài)環(huán)境、人類活動等具有重要影響，而且具有成礦特殊性，是我國急需的鉀、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，氯化鋰資源總量達到1156萬噸，相當于23個大型鋰礦，是富含鋰、硼、銣、銫的固液并存特種綜合性鹽湖礦。
自20世紀90年代，中國地質(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)觀測數(shù)據(jù)，建成了我國首個鹽湖鋰鉀綜合開發(fā)示范基地，開創(chuàng)了我國鹽湖提鋰產(chǎn)業(yè)的先河。21世紀初，該所又在柴達木盆地察爾汗和西臺吉乃爾鹽湖建立了觀測點。此后，利用青藏高原重點鹽湖系統(tǒng)、全面的氣象—水鹽動態(tài)變化科學(xué)數(shù)據(jù)，開展了區(qū)域性鹽湖觀測、實驗與全球變化協(xié)同研究，并推動了鹽湖鋰鉀產(chǎn)業(yè)化進程。
近年來，隨著國家對重要鹽湖野外科學(xué)觀測的高度重視，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，發(fā)展到地球化學(xué)、鹽類沉積、水文模型、生態(tài)環(huán)境等綜合觀測。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站為中心站，西藏當雄錯、班戈湖，青海西臺吉乃爾與察爾汗鹽湖為觀測點的“一站四點”鹽湖野外觀測研究網(wǎng)絡(luò)。
“‘一站四點’分布在青藏高原典型鹽湖成礦帶上，在面向國家鉀、鋰戰(zhàn)略礦產(chǎn)需求和鹽湖學(xué)學(xué)科長遠發(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；當雄錯觀測點湖面變化對冰川消退反應(yīng)靈敏；青海察爾汗鹽湖是我國最大的氯化鉀生產(chǎn)基地；西臺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年觀測研究成果斐然
鹽湖蘊含豐富的古今環(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，能夠保障各類野外觀測研究的順利實施。30多年來，野外站觀測數(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數(shù)據(jù)，容量約200千兆字節(jié)，記錄本累計約600本（冊）。
例如，圍繞“鹽湖形成演化對地球?qū)尤换プ饔玫捻憫?yīng)”重大科學(xué)問題，野外站獲取與鹽湖形成演化交互作用的多圈層共4類38項關(guān)鍵參數(shù)。在鹽湖區(qū)，工作人員采用雷達水位遙測儀等設(shè)備，結(jié)合人工定點定時觀測，已經(jīng)積累了氣象、鹽湖、河水、泉水、生態(tài)、鹽類沉積物等連續(xù)觀測數(shù)據(jù)。
觀測結(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，鹵水中的生物種類呈現(xiàn)有規(guī)律的變化。
此外，通過多年的觀測，野外站總結(jié)出分布于青藏高原藏北地區(qū)的多級中淺盆鹽湖成礦模式和柴達木盆地的多級深盆鹽湖成礦模式。為青藏高原鹽湖的進一步找礦提供了理論依據(jù)。
據(jù)統(tǒng)計，1990年以來，我國科學(xué)家依托野外站共計發(fā)表學(xué)術(shù)論文386篇、專著7部、咨詢報告4份。野外站依托單位作為第一獲獎單位先后獲得國家科學(xué)技術(shù)進步獎二等獎（2項）、部級科學(xué)技術(shù)一等獎（3項）、國家優(yōu)秀專利獎（1項）等各級獎項，獲發(fā)明專利4項。近10年，野外站完成了15個科技項目，獲得鹽湖礦產(chǎn)資源、生態(tài)環(huán)境的動態(tài)變化原始數(shù)據(jù)，填補了國內(nèi)鹽湖觀測與野外觀測研究的空白。
目前，野外站實行以中國工程院院士、著名鹽湖學(xué)家鄭綿平為主任，中國工程院院士多吉、中國工程院院士毛景文等專家為成員的學(xué)術(shù)委員會指導(dǎo)下的站長負責(zé)制，形成了一支老中青結(jié)合、專業(yè)結(jié)構(gòu)合理的鹽湖觀測隊伍，有多年的鹽湖野外觀測站操作運行經(jīng)驗，能長期從事鹽湖科學(xué)觀測研究等工作。
近年來，野外站在積累的連續(xù)、準確、高精度的第一手觀測數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，搭建了開放的野外觀測數(shù)據(jù)共享平臺，開展了形式多樣的科普活動，并進行了廣泛的國際學(xué)術(shù)交流。
推動成果轉(zhuǎn)化 鹽湖中提取“白色石油”
有著“白色石油”之稱的鋰，已經(jīng)成為各國當前重要的戰(zhàn)略資源之一。
根據(jù)《中國鋰礦資源調(diào)查報告》，我國鋰礦類型分為鹵水型和硬巖型兩大類，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)，推動產(chǎn)業(yè)化顯得尤為重要。
“野外站開展野外觀測和現(xiàn)場試驗的研究數(shù)據(jù)，有力支撐了鹽湖鋰、鉀資源開發(fā)工藝研究，形成了多項專利，為當?shù)刭Y源開發(fā)利用提供了科學(xué)依據(jù)?！壁w元藝介紹，早在2000年，鄭綿平領(lǐng)導(dǎo)的鹽湖團隊發(fā)明了鋰鹽開發(fā)的“鹽田工藝—選礦”一體化技術(shù)，利用太陽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，開創(chuàng)了我國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)生了很好的社會經(jīng)濟效益。2018年開始，鄭綿平科研團隊加快了對該技術(shù)的優(yōu)化研究，圍繞鹽田制鹵和太陽池結(jié)晶過程中存在的瓶頸問題，采用兌鹵等優(yōu)化手段，大幅提高了太陽池中鋰精礦的產(chǎn)量和品位，切實為該企業(yè)增產(chǎn)增效，實現(xiàn)了科技成果的進一步轉(zhuǎn)化。截至2021年，團隊已先后申請國家專利7項，獲授權(quán)4項。
中國地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)資源研究所副所長趙余表示，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，繼續(xù)獲取長期、連續(xù)、高精度的鹽湖綜合觀測數(shù)據(jù)；闡明青藏高原鹽湖水鹽動態(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、重大工程安全提供預(yù)警和支撐。
野外氣象觀測
來源：中國自然資源報
責(zé)任編輯：宋晰
