西藏扎布耶盐湖
目前，盐湖学面临盐类资源需求激增、盐类前沿科学急需发展、盐类技术发展存在瓶颈、盐类与人的健康发展要相协调等挑战。为此，国际盐湖学会主席、中国工程院院士郑绵平在前不久召开的第十四届国际盐湖会议上发出倡议，盐类科学要进一步拓展研究领域，创立盐类学，为盐类资源高效绿色开发与环境保护等作出贡献。近日，记者就有关科学问题采访了郑绵平。
盐类科学主要研究现代盐湖、古代盐类沉积以及其他盐类聚集体
郑绵平介绍，地球上目前已知的成盐元素有25个，主要盐类物质包括碳酸盐（碳酸氢盐）、硫酸盐、氯化物和硼酸盐等。从地球科学的盐类研究对象看，除了现代盐湖外，还包括古代的盐类沉积（固体盐矿和地下卤水），其他盐类聚集体如盐沼泽、盐碱地、盐泉等，以及其他行星的盐类聚集体。
据介绍，人类对盐类的利用较早，我国是开发利用盐类矿床历史最为悠久的国家。在四川自贡，早在公元76年~88年就开始了井盐生产。位于四川自贡的燊海井，是迄今保存最完整的井盐生产遗迹，也是一口兼产天然气和黑卤的生产井，开钻于年，井深达.42米，是世界上第一口由人工钻凿的超千米深井。
采用现代科学知识和理论来研究盐类资源，则是从19世纪开始。当时由于工业对膏盐、钾盐的需求，西欧各国加强了对蒸发岩的研究，逐渐形成专门的盐类学科。年，德国最先发现了二叠纪钾盐，同时期在法国、意大利、西班牙等地发现了第三纪钾盐矿床。年，奥克谢尼乌斯根据德国钾盐沉积特征，以海水蒸发试验结果为依据，提出了海相成钾的矿床成因学说——“沙洲说”，认为钾盐成盐盆地是一个海湾，由于强蒸发作用，海水依次沉积，最先沉积的是白云石，后续依次为石膏、石盐、钾镁盐。随后，根据现代盐湖成盐研究，年，学者沃尔瑟提出了陆相成盐学说——“沙漠说”，认为盐分主要来自陆源岩石的长期风化，易溶盐迁移到沙漠盆地中。由于蒸发作用，形成各种盐类物质。此后，对钾盐成因出现了许多争论，但多年来仍以“沙洲说”占主导地位。
具有中国特色的内陆盐湖钾盐成矿新认识，丰富了世界钾盐成矿理论
郑绵平说，新中国成立后，化工部地质矿山局于年组织开展了盐湖资源普查。年，中国科学院综合考察委员会组织成立了柴达木盐湖科学调查队，开展盐湖科学考察。就是这次考察中，在队长柳大纲的领导下，郑绵平找到了察尔汗找钾线索，并发现了钾盐矿物新生光卤石。随后，郑绵平带领一个小组，在附近90平方千米范围内圈定了含老光卤石的矿段。通过此次柴达木盐湖科学考察，估算氯化钾资源量达1.5亿吨。
察尔汗盐湖钾盐矿床的发现，不仅具有重要经济意义，而且也是世界上独特的内陆盐湖钾盐矿床实例。
由于欧美的大型钾盐矿床几乎都产自海相地层中，且现代的内陆盐湖中也没有见过丰富的钾盐沉积，因而多年来对钾盐矿床的成因研究都集中于海相矿床。郑绵平指出，在我国盐类科学发展进程中，盐类矿床学的杰出代表袁见齐教授首次提出“高山深盆”成盐模式，总结出一套具有中国特色的内陆盐湖钾盐成矿理论认识，丰富发展了世界钾盐成矿理论，打破了某些国外学者的“陆相卤素沉积中不能形成钾盐矿床”的论断，为我国盐类学学派的创立作出了重大贡献。
此后，陆相成钾理论在我国钾盐评价、勘查实践中又获得了进一步的深化与发展。
郑绵平指出，陆相成钾理论表明，陆相卤水承袭演化亦可形成大规模钾盐矿床。“通过对柴达木盐湖成盐元素深时演化研究，我们提出了‘多级湖盆深盆成盐模式’，即在大浪滩、昆特依、察尔汗分别形成钾镁沉积中心、钾镁盐的次级中心、巨量石盐和最大的钾镁盐沉积中心。这是由于察尔汗盐湖钾物质来源于古风化盐，在长期封闭的内陆盆地中，盐类在化学分异和重力场作用下聚集、承袭迁移，导致钾镁盐从分散—聚集，到超常聚集。”
近年来，中国地质调查局矿产资源研究所盐湖中心与青海省柴达木综合地质矿产勘查院密切合作，在柴达木西部成功找到新类型砂砾型含钾卤水，该地区几个干盐湖凹地的氯化钾资源量初步估算达6.3亿吨。
几十年来，我国在陆相盐类研究开发方面还取得了如下重要进展：
青海盐湖卤水属于高镁锂比卤水，其提锂生产是世界难题。经过4个五年计划攻关，我国盐湖锂已实现了工业化生产，盐湖提锂技术处于国际先进水平。此外，通过青藏高原盐湖盐类矿物和水化学的系统研究，新发现水碳硼石、章氏硼镁石、三方硼镁石、多水氯硼钙石、扎布耶石和祁连山石6种新矿物；首次系统编制了1∶万青藏高原湖泊水化学分带图。通过研究我国南岭以南古新世盐湖区分布与变迁，取得了中国干旱带北迁了8个纬度的认识。这一认识成为后来古气候研究的基础格架。柴达木盆地西部含盐湖相沉积与全球变化关系研究、盐湖微生物研究、盐类与类地行星研究等也均有新的进展。
海相钾盐矿的寻找一直是盐类科学中难啃的“硬骨头”。郑绵平介绍，世界上钾盐成矿有两个大的构造背景：一个是泛大洋地质背景，一个是中新生代的特提斯海地质背景。泛大洋地质背景的海相地层主要是元古代—古生代，全世界钾盐矿床也主要在产自这个时代，海相钾盐矿处于当时南北纬30度之间的干旱带，主要在亚洲，被称作“亚洲现象”，如东西伯利亚钾盐矿储量达亿吨。而中新生代特提斯海背景下的钾盐矿，涉及中亚、我国云南等地区。
“目前看来，中国泛大洋背景下形成的蒸发岩是有的，但埋藏太深；特提斯海背景下的蒸发岩，由于中国是小板块、构造活动复杂、频繁，也不易找到。我国海相找钾从20世纪50年代开始做工作，一直没有取得大的突破。目前，国产钾盐主要靠陆相钾盐。但找钾盐需要海相、陆相并举。要突破，就必须下大力气对科学问题开展攻关。”郑绵平介绍，通过十几年工作，我国在海相成钾理论上有一些新的认识：通过研究和调查，认识到四川盆地东北部钾—锂—气是“三层楼”资源架构：一层楼是天然气产层，二层楼是新型杂卤石钾盐矿，三层楼是富钾卤水层。“在云南是‘二层楼’成钾模式，用这一模式指导找矿已经取得了进展。”
盐湖学进入多学科多领域交叉融合发展新时代
郑绵平说，盐湖处于大气圈、水圈、生物圈、岩石圈多圈层交汇处，是研究大气圈、水圈、生物圈、岩石圈演化的窗口。研究盐湖成矿规律需要对这些圈层进行长期、持续的观测。
说到盐湖学发展趋势，郑绵平认为，现代盐类科学发展在21世纪已进入多学科、多领域交叉融合发展的新时代，需要现代地质学、生物学、化学与化工等多学科研究盐湖与盐类沉积，已大大超越了矿床学和湖泊学的范畴，拓展到对盐类聚集体的研究，不但在盐类资源的地质、化学、工程技术领域日益深入，而且在生物学、医学、保健学和环境生态学领域也逐渐开展了探索。“相关研究表明，碱性盐湖和盐碱湿地具有碳汇功能，盐穴等具有储碳功能。我国现有碱性盐湖个。未来，应进一步开展全球性碱性盐湖和盐碱地的碳汇研究。”
郑绵平介绍，盐湖学面对的挑战有如下几个方面：
一是人类对盐类的需求居高不下。当前，我国锂矿对外依存度达70%。预测锂的刚性需求到年要增加3倍碳酸锂。钾盐也是如此，且是长期的刚性需求，如何保障我国钾盐稳定的供给是亟待解决的问题。
二是当今盐类科学发展的一些前沿问题还未解决。如：盐湖盆地的演化与多圈层研究；盐资源的形成与气候、物质和构造机制的耦合研究；陆相成钾理论的深化；碎屑岩类型的海相成钾规律及其后期保存机制；海相盆地富锂机制、锂的预富集与超常富集等。
三是如何破解盐类技术发展的关键瓶颈。如低浓度锂资源的提取利用、超前提锂等。
四是盐类与生态环境可持续发展。在当前水污染、生物多样性丧失以及盐田建造对草场、湿地造成破坏的情形下，盐湖生物多样性保护、生态环境保护、盐湖与盐碱地碳循环、盐藻与碳中和等课题亟待破解。
郑绵平强调，应对当前挑战，世界盐湖科学界要加强合作交流，进一步拓展盐类科学研究领域，为盐类资源高效绿色开发与环境保护、盐类产业高质量发展作出新贡献，共促盐湖事业繁荣发展。
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本文由中国自然资源报社