西藏富硼、锂盐湖—当雄错硼、锂同位素物源示踪与富集过程研究

In a salt lake system, the different geochemical behaviors between boron and lithium isotope geochemistry were observed. And they provide geochemical information about the evolution of salt lakes in different time. The present proposal will focus on boron and lithium isotope geochemistry in lacustrine sediments and tufa, and consider an example from the Damxung Co Salt Lake in Tibet where abundant boron and lithium deposits were formed. To understand the boron and lithium geochemical processes, constrained by OSL and Uranium-series, we will trace boron and lithium sources in the brine since late Pleistocene-Holocene and investigate their patterns of migration and enrichment after they were into the salt lake system. Further, our present study will reveal the evolution history of the Damxung Co Salt Lake and provide scientific basis for resource appraisal and development and utilization in salt lakes, along with services for the local society development.

盐湖体系内硼、锂同位素的地球化学行为具有独特的差异性，携带和记录了有关盐湖演化的不同历史地球化学信息。本申请拟以湖相沉积和泉华的硼锂同位素地球化学研究为切入点，选择西藏富硼、锂盐湖—当雄错为研究对象，以光释光（OSL）和铀系年代学为约束，结合对主要地质单元和所有补给水的元素地球化学与硼锂同位素地球化学研究，示踪晚更新世-全新世以来当雄错硼、锂物质来源，研究硼、锂组分进入盐湖体系后的迁移过程和富集规律；通过对研究区晚更新世-全新世湖相地层和泉华研究，重塑当雄错盐湖的地球化学演化历史，为盐湖资源评价及合理的开发利用提供科学依据，相关成果也将为当地的社会经济发展提供服务。

青藏高原盐湖多富集硼、锂，并且硼、锂富集的耦合程度很高。西藏盐湖的硼、锂物源示踪研究还多是基于元素分析、元素比以及D-O、S等同位素的间接示踪方法，无法为日益增长的盐湖资源开发利用提供更准确、详实的科学依据和建设性意见。本项目以西藏富硼、锂盐湖—当雄错为主要研究对象，开展其硼、锂同位素的物源示踪研究。首先，本项目尝试开展对湖相沉积物（碳酸盐粘土）这类复杂样品进行硼、锂同位素的分相分析，为掌握沉积物精细硼、锂地球化学特征及盐湖演化过程硼、锂的迁移和富集规律奠定基础。当雄错样品的硼、锂同位素数据表明，盐湖演化过程的硼、锂同位素地球化学行为并不相同。而湖相沉积物的光释光年龄表明，当雄错很可能经历过快速蒸发浓缩的过程。为了拓展研究视野和高度，本项目对硼、锂同位素数据丰富的柴达木盆地盐湖工作进行重新梳理。基于这一工作，对盐湖体系下硼、锂同位素分馏特征进行全新总结，确认了其物源示踪的可行性和示踪方法。并且首次提出了不同水化学类型盐湖硼同位素地球化学演化与成矿模式，进而认识和掌握了当雄错这一碳酸盐型盐湖的硼同位素地球化学演化与迁移富集规律。另外，为了拓展和学习盐湖体系其他的同位素与微量元素地球化学研究方法，本项目还开展了青藏高原东北缘茶卡盐湖地区样品的Sr、Nd同位素、微量元素和稀土元素分析，结合该区早期的古地磁年代学和构造地质学研究成果，探讨了沉积地球化学特征对茶卡盐湖盆地演化过程的响应。此外，针对硼矿资源需求中出现“核用硼矿”虚假概念的炒作现象，本项目依据已取得的研究成果，从地球化学角度入手解析硼矿同位素地球化学特征，揭示“核用硼矿”概念的错误根源，是其将同位素地球化学指标的相对丰度概念与硼矿中硼-10的绝对丰度指标混淆。同时指出硼矿资源无核用与非核用之分，研发高效低耗环保的硼同位素分离工艺才是硼矿核用的关键所在。