中國(guó)鹽湖科研的重大進(jìn)展與未來展望訪中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院鹽湖中心主任，中國(guó)工程院院士鄭綿平

本刊記者 段雯娟

中國(guó)鹽湖的科學(xué)技術(shù)取得了哪些進(jìn)展？未來中國(guó)鹽湖學(xué)研究的方向是什么？帶著這些問題，本刊記者在近日召開的第12屆國(guó)際鹽湖會(huì)議上采訪了中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院鹽湖中心主任、中國(guó)工程院院士鄭綿平。

《地球》：請(qǐng)介紹一下目前中國(guó)鹽湖區(qū)的大致分布情況。

鄭綿平：中國(guó)鹽湖區(qū)分布于北半球鹽湖帶東部，生成于復(fù)雜多樣的地貌地質(zhì)環(huán)境，青藏高原及其北部分屬于構(gòu)造活動(dòng)區(qū)和構(gòu)造穩(wěn)定區(qū)，從地球上海拔最高的青藏高原寒旱帶鹽湖到中溫帶亞旱區(qū)吐魯番盆地艾丁湖湖面，中國(guó)鹽湖區(qū)大致沿北緯28度～52度之間東西向延伸，東部大致以大興安嶺—太行山—秦嶺為界，主要分布在現(xiàn)代降水量<500m/a范圍內(nèi)。

《地球》：經(jīng)過這么多年的研究，我們?cè)邴}湖科研方面主要取得了哪些進(jìn)展？

鄭綿平：中國(guó)較大范圍鹽湖調(diào)查是從上世紀(jì)50年代中開始的，經(jīng)過近60年的多學(xué)科研究，取得了若干進(jìn)展：

一是鹽湖沉積與古氣候、古環(huán)境研究。例如中國(guó)新生代鹽湖帶變遷對(duì)全球變化的響應(yīng)研究，揭示了在南嶺以南65～57Ma存在確鑿的干旱期，約在47Ma則變?yōu)槌睗駳夂颉?/p>

還有青藏高原新生代湖泊演化古氣候研究：高原新生代出現(xiàn)兩次大面積穩(wěn)定湖相沉積期，即早中新世和中晚更新世。前者面積達(dá)50余萬km2，沉積物孢粉分析揭示中新世溫帶暗針葉林替代漸新世熱帶亞熱帶植被，后者達(dá)36萬余km2；在第四紀(jì)132～35 ka之間，發(fā)生5次高湖面，反映高原冷溫/冷濕事件的不穩(wěn)定性；鹽湖沉積地球化學(xué)和微體古生物與鹽礦物組合研究，揭示柴達(dá)木盆地西部出現(xiàn)多次冷濕事件，反映西風(fēng)帶對(duì)該區(qū)有重要影響；全面將鹽類礦物劃分為冷相、暖相和廣溫相三種類型，為鹽礦物氣候轉(zhuǎn)換指標(biāo)厘定提供依據(jù)。

二是鹽湖礦產(chǎn)資源地質(zhì)學(xué)調(diào)查。我們對(duì)全中國(guó)的鹽湖作了廣泛調(diào)查，分別劃分古代（第三紀(jì)）和第四紀(jì)鹽湖區(qū)，揭示了全球水化學(xué)分帶規(guī)律；發(fā)現(xiàn)和評(píng)價(jià)陸相鉀鹽察爾汗和羅布泊鉀鎂鹽型礦床和扎布耶新類型鋰硼（銫、銣、溴）特種鹽湖礦床，為建立我國(guó)鉀鹽和鋰硼基地奠定了基礎(chǔ)；發(fā)現(xiàn)章氏硼鎂石、水碳硼石、多水氯硼鈣石、扎布耶石、祁連山石等新的鹽類礦物。

三是鹽湖資源化學(xué)，包括水鹽體系熱力學(xué)平衡態(tài)和介穩(wěn)態(tài)相圖，硫酸鹽型、碳酸鹽型和氯化物型等平衡溶解度相圖及應(yīng)用，結(jié)晶動(dòng)力學(xué)和溶解轉(zhuǎn)化動(dòng)力學(xué)等。特別還對(duì)不同類型的含鋰、硼的鹽湖鹵水新體系作了較深入的研究。

四是鹽湖資源開發(fā)工程技術(shù)和綜合開發(fā)利用：鉀鹽的工業(yè)開發(fā)工程技術(shù)、鋰鹽的規(guī)模開發(fā)工藝技術(shù)、硼酸鹽工業(yè)開發(fā)工程技術(shù)。

五是環(huán)境保護(hù)和鹽湖與健康：建立鹽湖長(zhǎng)期科學(xué)觀察站；在西藏建立扎布耶站（1990至今）、當(dāng)雄錯(cuò)（2004年至今）、班戈-色林錯(cuò)（2005、2007、2013年至今），并與重點(diǎn)礦區(qū)察爾汗、吉蘭泰、解池、西臺(tái)吉乃爾湖、羅布泊等觀測(cè)站聯(lián)網(wǎng)；開展中國(guó)西部鹽湖遙感信息研究，全面分析上世紀(jì)70年代、90年代、2000年前后、2010年前后和2013年五期遙感鹽湖（湖泊）影像時(shí)空變化和不同鹽度光譜特征等；開展解池等鹽湖鹵水漂浮浴、療泥保健研發(fā)。

六是鹽湖生物的研究。我國(guó)正在研究和開發(fā)利用一些有利用潛力的鹽水生物，主要有：鹵蟲、鹽藻、蒙古裸腹蚤、螺旋藻、褶皺臂尾輪蟲，以及西藏?cái)M溞和耐鹽魚類等。上世紀(jì)80年代以來，中國(guó)開始鹵蟲和鹽藻調(diào)研，已查有鹵蟲鹽湖100余個(gè)，年資源量可達(dá)60000-80000 t（鮮重）。卵年資源量接近1000 t（成品）。鹽藻制品已在吉蘭泰和天津生產(chǎn)。褶皺臂尾輪蟲和蒙古裸腹蚤開發(fā)也有30余年歷史。西藏?cái)M藻培植也作了一些試驗(yàn)。

在極端嗜鹽菌研究方面，中國(guó)微生物與生物技術(shù)研究者開展了大量分子生物學(xué)研究，揭示相關(guān)開發(fā)潛力的嗜鹽古菌應(yīng)用前景。例如向華等，以地中海富鹽菌為研究材料，在闡明其PHBV（羥基丁酸羥基戊酸共聚酯）合成途徑及調(diào)控機(jī)制的基礎(chǔ)上，通過進(jìn)一步工藝優(yōu)化，使地中海富鹽菌有望成為未來PHBV工業(yè)化生產(chǎn)古菌細(xì)胞工廠，并為鹽湖微生物的深層次開發(fā)利用提供指導(dǎo)。

《地球》：中國(guó)未來鹽湖學(xué)與鹽體系研究的主要方向是什么？

鄭綿平：隨著經(jīng)濟(jì)及科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，下列這些將成為或繼續(xù)成為中國(guó)鹽科學(xué)的重要方向。其中，古代鹽類沉積及鹽湖地質(zhì)礦床學(xué)將繼續(xù)仍將是重點(diǎn)研究和優(yōu)先發(fā)展的領(lǐng)域，對(duì)鉀、鋰、硼、溴、碘等戰(zhàn)略礦產(chǎn)資源的勘察及綜合評(píng)價(jià)對(duì)我國(guó)工農(nóng)業(yè)及國(guó)防安全具有重要意義。

鹽工業(yè)的合理發(fā)展，即礦產(chǎn)資源的綜合利用、有效管理及相關(guān)環(huán)保是當(dāng)今首要的任務(wù)，這就涉及到鹽類相關(guān)熱力學(xué)研究、采礦工程學(xué)研究、化工選礦學(xué)、化工工藝、化工工程(如新興鹽梯度太陽(yáng)池技術(shù))等，這些研究最終將促進(jìn)綠色大鹽湖產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

鹽湖及鹽堿地?fù)碛卸喾N極端環(huán)境，這些環(huán)境對(duì)生物學(xué)領(lǐng)域的研究具有極高價(jià)值，如地質(zhì)生態(tài)學(xué)、系統(tǒng)生物學(xué)、環(huán)境生物學(xué)、生物技術(shù)、生物多樣性及其保護(hù)和利用相關(guān)領(lǐng)域，包括抗鹽抗低溫經(jīng)濟(jì)作物和活性物質(zhì)研究。更重要的是，這些領(lǐng)域的研究將有助于新型“鹽湖農(nóng)業(yè)”及“鹽土農(nóng)業(yè)”的形成。我國(guó)廣袤的鹽堿地加上鹽水域面積超過15億畝，這是有待引起重視的潛在的土地、礦產(chǎn)資源。

鹽湖及其沉積物很好地記錄了地質(zhì)過程及環(huán)境條件信息，對(duì)其的研究可以獲取大量信息，用于更好地理解相關(guān)的地質(zhì)事件、古氣候、鹽類礦床成因及油氣成藏作用。例如，位于青藏高原北部的柴達(dá)木盆地的鹽湖，具有獨(dú)特的區(qū)位地質(zhì)背景及環(huán)境條件，該區(qū)鹽湖擁有晚新生代以來的巨厚細(xì)粒連續(xù)湖相沉積，成為青藏高原隆升、油氣鹽類挽近成礦響應(yīng)及古環(huán)境條件的精細(xì)檔案庫(kù)。此外，該區(qū)鹽湖良好的類火星地質(zhì)及環(huán)境條件使之成為火星鹽類類比研究最好的地點(diǎn)之一。

鹽湖及其沉積物可用于開發(fā)多種保健及美容產(chǎn)品，可以促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。很多鹽湖還是非常好的旅游景點(diǎn)，大力發(fā)展鹽湖旅游業(yè)可以較好地促進(jìn)鹽湖區(qū)的環(huán)境保護(hù)。