西藏盐湖开发自然能与成矿关系——以结则茶卡为例

The salt lake resources in Tibet are abundant, but most of the salt lakes are located in the areas where the altitude is high, traffic is inconvenient, and the ecological environment is bad. There is no industry base for the development of the salt lake resources. Therefore, the best strategy for developing the salt lake resources is to make full use of natural energies firstly, then to obtain salt materials locally. The researches of this project focus on the Jieze Chaka salt lakes which possess strong regional characters. The scientific researches we propose to carry out are listed below. (1) Study the relationship between the distribution of natural energies (solar, wind, cold energy) and the formations of the salt minerals, revealing the laws of crystallizations of the salt lake brines under natural environmental conditions. (2) Associate the meteorological data with the properties of salt lakes brines, obtaining the relationship between the meteorological data and the temperature, concentration, and crystallization of the salt lakes brines. (3) Characterize the salt minerals and borate minerals, which are generated by modelling the ore-forming conditions at low temperatures, by using low-temperature X -ray diffraction method. (4) Based on the relationships between the natural energies and the phase chemistries at variable temperature, crystallization and dissolution kinetics of the salt lake brines, obtain the salt minerals with high quality by solely utilizing natural energies. (5) Provide the basic data and theoretical basis for the technical route of development of salt lake resources in high altitude areas. Keywords: salt lakes of Tibet, natural energies, crystallizations of mineral salts, the ecological environment of salt lakes

西藏盐湖资源丰富，但盐湖大多分布于海拔高、交通不便、没有工业基础的生态环境极度脆弱地区，就地取材、充分利用自然能是实现西藏盐湖开发的必然选择。本项目以正在开发的具有很强地域代表性的结则茶卡为对象，研究湖区自然能（太阳能、风能、冷能等）的分布情况与盐类矿物结晶形成的关系，揭示不同阶段盐湖卤水在自然环境条件下的析盐规律；将该地区的气象数据和卤水相关性质数据相关联，获得气象数据与卤水温度、浓度及结晶成盐的关系；利用低温X射线衍射法，采用模拟卤水低温结晶成矿条件，完成低温结晶盐矿、硼酸盐矿物的鉴定；结合实际卤水中主要盐类矿物的结晶/溶解动力学数据，将盐湖卤水成盐的变温相化学、结晶和溶解动力学与自然能利用有机地结合起来，实现完全利用自然能从盐湖卤水中得到高品质盐田矿物，为高海拔地区盐湖资源开发方案、技术路线的确定提供基础数据和理论依据。 关键词：西藏盐湖；自然能；盐类矿物结晶；盐湖生态环境

西藏是我国盐湖资源异常丰富的地区，盐湖中的锂、硼、钾等资源在全国名列前茅。西藏盐湖大多分布于海拔高、交通不便、没有工业基础的生态环境极度脆弱地区，盐湖资源开发面临诸多困难。在为数不多的几个正在开发的盐湖中，地处藏北高原的结则茶卡盐湖具有很强的地域代表性，湖区日照时间长、蒸发量大、温差大，卤水矿化度低。为了低成本、无污染的开发结则茶卡盐湖，需要因地制宜的对当地丰富的自然能资源加以利用。在此背景下，本项目开展了结则茶卡盐湖自然能与盐类矿物结晶关系研究。具体内容包括通过气象监测系统获取湖区自然能分布情况，并据此开展室内卤水模拟蒸发、冷冻实验，获取盐类矿物结晶路线、析出矿物种类、卤水中主要离子浓度变化情况等。开展卤水状态与自然能的匹配性研究，分析卤水温度、浓度和蒸发量与湖区气象数据之间的关联度。开展盐田现场实验，研究卤水在不同季节的成矿规律。研究卤水在自然蒸发状态下的成盐过程以及人工调节下卤水在不同季节的成盐过程。根据卤水在低温下析出矿物的组成，开展混盐矿溶解动力学研究。.取得的成果有：搭建了基于GPRS网络的气象数据采集系统，获得了2015年至2018年湖区的气象数据。掌握了不同阶段的结则茶卡卤水在模拟自然条件下的蒸发、冷冻析盐规律。借助低温X射线衍射法完成了卤水在冬季低温环境下析出矿物的鉴定。通过现场试验获得了结则茶卡卤水中主要离子在不同季节的浓度变化情况并据此制定了盐田功能区划分、不同阶段卤水节点控制等方案，提出了利用自然能获取高品位碳酸锂矿的清洁生产工艺。该工艺充分利用结则茶卡湖区的风能、太阳能和冷能资源，实现了生产工艺流程与季节相匹配。发表期刊论文4篇，授权专利6项。本项目的研究成果不仅为企业带来了经济效益也为阿里地区带来了社会效益，对同类型西藏盐湖的清洁开发具有示范意义。