中国科大研究揭示青海湖锂循环过程和锂同位素分馏机制

记者10月14日从中国科大获悉，近日，中国科学技术大学肖益林教授团队与青海省青海湖景区保护利用管理局、中国科学院青海盐湖研究所、美国宾夕法尼亚大学以及南宁师范大学合作，系统测定了青海湖的水、沉积物和补给水的元素及锂同位素组成，详细解剖了湖水系统的锂循环过程和锂同位素分馏机制。研究成果发表于《应用地球化学》。

青海湖是中国最大的咸水湖（4625平方公里），位于干旱区、高寒区和季风区的交汇处，对于全球气候变化十分敏感。同时该地区人口和农牧业活动少，人类活动影响可以忽略，因此青海湖可以很好地记录青藏高原区域的古气候信息。锂同位素由于具备分馏大、不受生物作用影响等独特优势，被认为是示踪古气候环境变化的良好工具。然而，在进行示踪工作之前，必须解开湖泊水和沉积系统中锂同位素分馏和元素循环的机制。

研究结果表明，湖水锂浓度为略微波动，主要受控于与氧化铁或悬浮物的吸附作用影响，锂同位素值则表现出显著的均匀性。不同采样点的湖泊沉积物矿物组成相差不大，与湖水之间的分馏高达千分之三十，主要是自生粘土形成所致，通过计算可以确定二者的平衡分馏系数为0.973。

该研究建立了青海湖的锂循环模型，模型显示，青海湖现阶段处于非稳态，锂输入略高于锂输出，在基于现阶段气候条件不变的情况下，湖泊的锂储量将逐渐上升，预计在1200年内达到稳定状态，湖水的锂同位素值将增加，直到6000年后达到千分之四十五。

研究人员介绍，该研究一方面加深了人们对封闭盆地内水系地球化学过程的理解，并对重建青藏高原古气候环境历史具有重要意义。另一方面，鉴于青海湖与海洋系统的高度相似性，也有可能为海洋锂同位素的演化提供见解，有助于加深人们对全球锂循环的理解。（记者 汪乔）