地球環境所在西藏典型鹽湖戰略資源成礦元素物質循環的Li-B-K非傳統穩定同位素耦合示蹤取得進展

班公措-怒江構造帶是青藏高原關鍵構造帶，也是特提斯洋主支消亡的遺跡。受到洋-陸俯沖與陸-陸碰撞影響，其戰略資源豐富。拉果錯鹽湖位于班公措-怒江構造帶西端，是一個大型鹵水礦床，鋰、硼、鉀、銣等關鍵資源儲量大，氯化鋰約248萬噸，三氧化二硼約382萬噸，氯化鉀約744萬噸，氧化銣資源儲量1.42萬噸，是目前西藏少數正在商業化開發的鹽湖之一（圖1）。

圖1?拉果錯鹽湖區域位置

中國科學院地球環境研究所聯合多家單位，將Li-B-K非傳統穩定同位素應用于拉果措鹵水礦床，對其戰略資源的元素來源及地球化學行為進行了分析。在湖表鹵水中，鉀同位素組成呈現出與鋰硼同位素不同的非均一特征，且呈現出雙端元聚集，揭示了關鍵構造帶鹽湖與海水接近的鉀同位素組成及其表生-深部耦合控制的元素來源（圖2）。

圖2?拉果錯鹽湖鉀來源、同位素特征及其對UHP的啟示

在補給河流上游，深部熱液對于鹵水型戰略資源的供給十分重要，其供給量大約可以占補給河流總量的80%，這可能與深部風化作用相關。而在河流的末端，蒸發鹽對河流中戰略資源的貢獻逐漸增強。此外，湖中特殊的鉀同位素組成以及周圍區域的鉀同位素異常值暗示了關鍵構造帶鹽湖的鉀同位素可能與其周圍的蛇綠巖套及洋殼俯沖作用存在聯系，這也為鹵水型鉀資源的元素來源及形成機制提供了新的推斷，為后續的資源開發及礦床勘探工作提出了理論基礎（圖 3）。

圖3?拉果錯鹽湖鉀同位素特征及其來源分析

研究也進一步表明鉀同位素作為地球化學行為示蹤劑的靈敏性和特殊性。未來的進展在于整合多種同位素系統（如耦合的K-Li-B-Mg）、進一步探究同位素的分餾機制以及擴展跨學科應用，在更多不同類型的礦床資源及環境變化中進行應用。

同時團隊還聚焦最新的鉀非傳統穩定同位素的前處理、測試及應用進展，以期其在未來具有更好的應用前景。

圖4?鉀同位素分離提取、分析測試及應用進展

以上研究成果于2026年發表在地球科學期刊Geoscience Frontiers以及光譜學期刊Journal of Analytical Atomic Spectrometry上，研究工作受到深地國家科技重大專項（2025Z01006607、2024ZD1003302）、昆侖英才·高端創新創業人才-領軍人才、中國科學院西部之光（XAB2022YN02）等資助。

相關論文信息如下：

Li, Z., Cheng, Y., He, M., Zhou, J., Wen, X., Deng, L., Li, B., 2026. Potassium isotope characteristics of typical salt lake in key tectonic zones, china: sources and evolutionary models. Geosci. Front. 102261.

https://doi.org/10.1016/j.gsf.2026.102261

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Zhang, X., Cheng, Y., Wen, X., He, M., Li, Z.Y., Deng, L., Li, Y., Ma, Y., Rao, H., Liu, Z., Wen, J., 2026. Advances in high-precision potassium isotope geochemistry: analytical techniques, reservoir compositions, and multi-disciplinary applications. J. Anal. At. Spectrom.

https://doi.org/10.1039/D5JA00418G

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