青藏高原中部扎仓古湖系统的时空演化及其对硼、锂富集的指示意义

《CATENA》：Spatiotemporal evolution of the Zhacang paleolake system at Central Qinghai–Xizang Plateau and its implication for boron and lithium enrichment

　　

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  首次建立了札仓古湖的时空演化过程。
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  识别了札仓古湖湖水位演化的关键因素。
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  千年尺度的湖水位变化与全球气候事件相对应。
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  讨论了札仓古湖各子盆地中硼（B）和锂（Li）富集的不均一性。

引言

青藏高原（QXP）拥有世界上最大的硼（B）和锂（Li）卤水资源之一，拥有超过 200 个富集这些元素的盐湖（Zheng, 1989; Munk et al., 2016, Munk et al., 2025）。了解它们的时空演化对于阐明硼和锂在特定地质条件下的搬运和富集机制至关重要。然而，除了柴达木盆地和扎布耶盐湖等研究成熟的地区之外（Miao et al., 2022; Huang et al., 2023b），由于缺乏系统的年代学证据（Miao et al., 2022; Xue et al., 2025），青藏高原中部和北部许多盐湖的演化历史仍难以确定。这一局限性阻碍了我们对硼和锂卤水形成机制的理解。因此，重建这些湖泊的时空演化至关重要。

与湖相沉积物相比，古湖岸线代表了过去湖水位的直接地貌档案，为古湖的空间范围提供了有力的约束（Hudson and Quade, 2013; Hudson et al., 2015; Jonell et al., 2020; Chen et al., 2020）。此外，古湖岸线沉积物中保存的石英和钾长石为光释光（OSL）测年提供了极佳的材料，支持了过去湖水位波动的重建。基于青藏高原湖泊周围古湖岸线特征的广泛分布，Hudson 和 Quade (2013) 重建了 130 多个古湖，并揭示了湖泊演化显著的什么东西不对称性，反映了空间异质性的控制因素。随后整合 OSL 年代学和高程数据的研究进一步表明，青藏高原古湖演化受季风降水和冰川融水强烈影响（Liu et al., 2010; Hudson et al., 2015; Chen et al., 2020; Zhang et al., 2022; Zhao et al., 2025）。青藏高原西南部的湖泊（例如，塔若错、赛岭错和当惹雍错；“错”在藏区意为湖）主要受印度夏季风（ISM）控制，高水位期出现在全新世早期至中期（Hudson et al., 2015; Huth et al., 2015; Rades et al., 2015; Jonell et al., 2020; Cong, 2023; Hou et al., 2021; Huang et al., 2023a, Huang et al., 2023b）。相比之下，青藏高原西北部的湖泊，主要补给源为冰川融水（例如，结则茶卡、隆木错和鲁麻江东错；“茶卡”在藏区意为盐湖），在末次冰期终止和新全世早期显示出高水位（Zhang et al., 2022）。同时，青藏高原湖泊演化中冻土融化的作用不容忽视。几项研究表明，冻土融化是湖泊扩张的重要贡献因素（Zhang et al., 2017; Ji et al., 2025; Lan et al., 2025）。

除了古湖演化控制因素的差异外，硼和锂卤水沉积物在古湖系统内部往往分布不均。例如，塔若错古湖系统自晚新生代以来经历了多次湖水位波动，并在高水位期形成了统一的古湖（Qi and Zheng, 2005; Zhao et al., 2010; Huang et al., 2023b; Zheng et al., 2023）。在分裂之后，扎布耶盐湖和拉果错含有硼和锂卤水沉积物，而塔若错相对缺乏这些关键元素（Zheng, 1989; Zhao et al., 2010; Xue et al., 2025）。在赛岭错、当惹雍错和冈拉仁措古湖系统也观察到了类似的不均一性（Rades et al., 2013; Hudson et al., 2015; Ahlborn et al., 2016; Shi et al., 2017; Hou et al., 2021）（图 1b 和表 S1）。这些模式表明，硼和锂富集受多种地质因素控制。然而，驱动这种空间不均一性的机制仍不清楚，需要进一步调查。

札仓盐湖是青藏高原中部典型的富硼富锂盐湖。既往研究表明，在高水位时期，它与别罗则错和达若错在水文上相连（Zheng et al., 1988; Zheng, 1989）。然而，由于地质年代学和地貌学约束有限，其时空演化及子盆地间硼锂差异化富集的控制因素仍不清楚。为此，我们进行了野外调查、古湖岸线遥感分析、OSL 年代学以及 X 射线衍射（XRD）测试，跨越札仓盐湖及相邻盆地（尼日错、别罗则错、纳乌错和达若错）。整合这些结果，我们重建了札仓古湖系统的时空演化，检验了驱动其湖水位变化的机制，并调查了其子盆地间硼锂差异化富集的因素。这些发现为青藏高原古湖系统的演化和硼锂卤水沉积物的形成机制提供了新的见解。

章节摘要

地质与气候背景

研究区位于青藏高原中部，处于印度夏季风域与中纬度西风带的过渡区（图 1a）。区域气候特征为降水稀少且季节性强烈（图 1c）。格尔测站的气象记录表明，10 月至次年 5 月月降水量通常较低（<10 毫米），夏季风季节期间显著增加，并在 7 月至 8 月达到峰值，约为每月 45–50 毫米（图 1c），而

样品采集

对札仓盐湖、别罗则错、尼日错、纳乌错和达若错古湖岸线特征的遥感解译指导了后续的野外调查以及在札仓盐湖、别罗则错、达若错和尼日错进行的采样（图 2a 和 3）。2023 年冬季，共从研究区从东到西分布的七个站点的 25 个沉积剖面中采集了 30 个 OSL 样品（图 2a，图 3，图 4）。采样海拔范围为 4350 至 4454 米（海拔）。

OSL 特征

OSL 信号在前 2 秒内迅速衰减至背景水平，表明它们主要由快成分主导。对于 WQQ–1，不同样份的生长曲线形状相似。此外，使用 SAR 和 SGC 方法获得的等效剂量（D_e）比率主要在 0.90–1.10 范围内（图 5f），表明两种 D_e 估计值之间高度一致。这种一致性表明，使用 SGC 方法获得的 D_e 值是可靠的，可用于后续

岸线年龄评估

沉积前 OSL 信号的漂浅是青藏高原湖相和岸线沉积物中的常见问题（Shi et al., 2017; Liu et al., 2020; Yang et al., 2021, Yu, 2022），这可能导致埋藏年龄被高估。在本研究中，单个样品的 D_e 分布表现出不同程度的离散，CAM 衍生的过度漂浅（OD）值范围为 11.23% 至 48.58%（表 1 和表 S2）。同时，某些样品的 Abanico 图显示 D_e 分布呈正偏态，

结论

(1) 在高水位时期，札仓盐湖、别罗则错、达若错、尼日错和纳乌错合并为统一的札仓古湖系统，达到 4454 米的海拔峰值和 2392 平方公里的最大面积。鉴定出两次高水位期：晚更新世 12.62 ± 0.93 至 12.20 ± 1.03 ka 之间的高水位期，以及全新世中期 7.33 ± 0.69 ka 的高水位期。此后系统在全新世中晚期逐渐收缩，札仓盐湖最终被分割

CRediT 作者贡献声明

Huibin Zhao：写作 – 审阅与编辑，写作 – 初稿，可视化，调查研究，正式分析，数据管理，构思。Weiliang Miao：写作 – 审阅与编辑，写作 – 初稿，指导，资源，调查研究，资金获取，正式分析。Chang Huang：写作 – 审阅与编辑，写作 – 初稿。Pin Gao：写作 – 审阅与编辑，写作 – 初稿。Xiaochen Ma：写作 – 审阅与编辑，资金获取。Yulong Li：

利益冲突声明

作者声明他们不存在已知的可能影响本文报告工作的竞争财务利益或个人关系。

致谢

感谢易雷博士、沈志远先生、罗昌浩先生和赵龙城先生在地 外工作和采样期间的帮助。感谢卢涛先生在光释光（OSL）测年方面的指导。本工作得到国家自然科学基金（U22A20573; 42502091; 42402257），中国科学院战略性先导科技专项（XDA0430104），青海省昆仑英才·科技创新领军人才计划（资助

Huibin Zhao|Weiliang Miao|Chang Huang|Pin Gao|Xiaochen Ma|Yulong Li|Weigang Su|Xiying Zhang|Yixuan Wang|Changzhong Li