可可西里地区北部湖泊水体中铷和铯分布特征及其形成机制

可可西里盐湖中富集的铷和铯在保障我国资源安全中具有极其重要的战略地位。为了解可可西里湖泊水体中铷和铯资源元素的分布规律及其富集机制,本研究测试了湖水、地下水、河水以及降水的水化学、稳定同位素(δD和δ18O)以及元素含量,研究结果表明:(1)可可西里北部湖泊水的总溶解固体(TDS)值变化范围较大,介于0.42~31.99 g/L之间。铷和铯的含量范围分别为2.32~2467.7μg/L(均值:210.85μg/L)和0.65~945.53μg/L(均值:98.23μg/L)。在空间分布上,铷和铯的含量与TDS呈现中部最低、西部高于东部的趋势。其中,勒斜武担湖的铷和铯含量及其TDS值最高。然而,湖水存在明显的淡化现象,这将对未来盐湖铷和铯资源的开发利用带来挑战。(2)氢氧同位素组成显示可可西里北部湖水受大气降水、岩浆水以及河流和地下水共同补给,泉在上升过程中受到降水的混合作用与河水汇集补给湖区。除了饮马湖、盐湖以及库赛湖东部,其他湖泊中铷含量均高于铯含量,即Rb/Cs>1,物源和迁移过程共同控制了可可西里北部湖泊水体中铷和铯含量的差异。湖水中铷和铯的富集主要受高铷铯含量的热泉补给、水体蒸发浓缩作用和水岩作用影响。本研究一方面丰富了对可可西里盐湖铷和铯稀有金属富集机制的理论认识,另一方面为提升盐湖铷和铯资源持续保障能力提供了科学依据和基础支撑。