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在地球廣袤的陸地表面，上億個(gè)湖泊星羅棋布，點(diǎn)綴著寬廣的大地。其中面積大于10公頃（一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)足球場(chǎng)的面積大約有1公頃）的就有140萬(wàn)個(gè)。湖泊就像地球上所有的生命一樣，要經(jīng)歷形成、發(fā)展、收縮的過(guò)程。它們的“一生”或長(zhǎng)或短，但最終都會(huì)消亡。而礦物里隱藏著湖泊“一生”的印記。讓我們以干旱地區(qū)的湖泊為例，去探索其中的奧秘吧！
湖泊里“開(kāi)”出“石頭花”
有一種“盛開(kāi)”在沙漠里的“石頭花”，叫作“沙漠玫瑰”，它們的“花瓣”由一叢叢沾滿細(xì)沙粒的石膏晶體組成。如果你在沙漠里有幸遇到“沙漠玫瑰”，那么，你的腳下很可能正踩著一個(gè)已經(jīng)被黃沙掩埋的古代湖泊，因?yàn)椤吧衬倒濉笔躯}湖中石膏結(jié)晶析出的產(chǎn)物。
干旱地區(qū)的湖泊，通常只有進(jìn)水口沒(méi)有出水口，湖水不斷蒸發(fā)，水中的礦物質(zhì)和鹽分逐年積累，因此，通常都是咸水湖。湖水中溶解了大量的鉀、鈉、鈣、鎂、鋰等金屬離子的氯化物、硫酸鹽和碳酸鹽。常年蒸發(fā)量大于注入量，導(dǎo)致湖水中溶解的化學(xué)物質(zhì)總是處于高飽和狀態(tài)。由于這些鹽類(lèi)的溶解度各不相同，隨著水分蒸發(fā)，湖水的鹽度不斷增高，各種化學(xué)物質(zhì)就會(huì)按照它們?nèi)芙舛鹊拇笮∫来纬恋硐聛?lái)，形成不同的礦物，“沙漠玫瑰”就是在這個(gè)過(guò)程中形成的。
湖泊的“一生”
第一階段：半咸水湖
干旱地區(qū)湖泊的湖水在逐漸蒸發(fā)咸化的過(guò)程中，溶解度最小的碳酸鹽首先達(dá)到過(guò)飽和狀態(tài)而結(jié)晶沉淀，形成以碳酸鈣為主的軟泥，有的地方還會(huì)生長(zhǎng)疊層石。等碳酸鈣沉積得差不多了之后，沉積物逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榘自剖吞K打。如果湖水中含有硼酸鹽，還會(huì)逐漸沉淀出硼砂。這個(gè)時(shí)期的湖泊，水域面積大、湖水比較深，湖水的成分和海水較為相似，屬于半咸水湖。
中國(guó)最大的內(nèi)陸湖泊青海湖，就是一個(gè)處于碳酸鹽沉積階段的半咸水湖。青海湖形成于距今200萬(wàn)~20萬(wàn)年之前。初期的青海湖是一個(gè)與黃河水系相通的淡水湖。后來(lái)隨著新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的進(jìn)行，周?chē)纳矫}隆起，堵住了青海湖通往黃河水系的河道，湖水只進(jìn)不出（干旱地區(qū)的蒸發(fā)量很大，水分被蒸發(fā)掉，但是流水帶來(lái)的礦物不斷沉積在湖泊里，因此湖泊面積會(huì)逐漸縮小），當(dāng)?shù)氐臍夂蛞仓饾u變得干燥少雨，湖水就逐漸由淡水演變成了咸水，湖面面積也在不斷縮小。
第二階段：咸水湖
隨著水分的進(jìn)一步蒸發(fā)，湖水的鹽度繼續(xù)升高，硫酸鈣開(kāi)始結(jié)晶析出并形成石膏，硫酸鈉會(huì)沉積下來(lái)形成芒硝，半咸水湖就變成了真正的咸水湖，也可以稱(chēng)為苦湖。
世界聞名的死海就是一個(gè)處于硫酸鹽沉積階段的咸水湖，湖水的鹽度高達(dá)正常海水的10倍。由于湖水鹽度太高，湖中除了細(xì)菌之外沒(méi)有其他的生物，漲潮的時(shí)候，從約旦河游來(lái)的魚(yú)一旦進(jìn)入死海，很快就會(huì)死亡，岸邊也只能稀疏地生長(zhǎng)適應(yīng)鹽堿地環(huán)境的鹽生植物。
第三階段：鹽湖
湖水如果再進(jìn)一步濃縮，氯化物就開(kāi)始接近飽和，湖水變成天然鹵水，這時(shí)候的湖水已經(jīng)可以進(jìn)行工業(yè)開(kāi)采。鹵水進(jìn)一步蒸發(fā)，石鹽（氯化鈉）、光鹵石（鹵化物）和鉀鹽等氯化物就會(huì)陸續(xù)結(jié)晶沉淀。
位于青海省的茶卡鹽湖就是一個(gè)處于氯化物沉積階段的鹽湖。和青海湖的經(jīng)歷相似，茶卡鹽湖也曾經(jīng)是一個(gè)有出水口的淡水湖。但是從大約10萬(wàn)年前開(kāi)始，構(gòu)造運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致周?chē)纳矫}隆升，將茶卡變成一個(gè)內(nèi)流湖，湖水只進(jìn)不出，鹽度越來(lái)越高，演變成今天這樣一個(gè)可供開(kāi)采結(jié)晶鹽的鹽湖。
第四階段：沙下湖
鹽湖水消失之后，原來(lái)的積水洼地被沉積的各種鹽類(lèi)填滿，這樣的“湖泊”會(huì)逐漸被風(fēng)沙掩埋到地下徹底消失。
中國(guó)新疆著名的羅布泊就是這樣一個(gè)已經(jīng)被掩埋地下的沙下湖。在1000多年前，羅布泊周?chē)?jīng)活躍著許多游牧民族，當(dāng)時(shí)農(nóng)業(yè)發(fā)達(dá)，灌溉系統(tǒng)眾多。如今斗轉(zhuǎn)星移，再次站在羅布泊邊上，滿眼望去只有黃沙。
以上就是干旱地區(qū)湖泊完整的一生，從一個(gè)淡水湖開(kāi)始，經(jīng)歷碳酸鹽沉積階段（半咸水湖）、硫酸鹽沉積階段（咸水湖）、氯化物沉積階段（鹽湖），最后干涸變成埋到地下的沙下湖。
鹽湖中的寶藏
在古代，內(nèi)陸地區(qū)距海遙遠(yuǎn)，從鹽湖中提取的鈉鹽一直是當(dāng)?shù)厝耸雏}的主要來(lái)源。在山西運(yùn)城，我們的祖先從4000多年前就已經(jīng)學(xué)會(huì)如何開(kāi)采利用鹽湖。到了現(xiàn)代，鹽湖中的許多礦物仍然在國(guó)計(jì)民生中扮演著重要角色：鉀鹽可以用來(lái)做農(nóng)肥，鎂鹽是重要的醫(yī)藥原料，石膏可以用來(lái)做建筑材料……
隨著電子產(chǎn)品和新能源汽車(chē)等領(lǐng)域的發(fā)展，人類(lèi)社會(huì)對(duì)鋰電池的需求越來(lái)越大，而鹽湖中的鋰鹽正是制造鋰電池的主要材料。根據(jù)中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局的地球資源利用報(bào)告，中國(guó)鋰資源量的82%來(lái)自鹽湖，而青海和西藏的鹽湖是中國(guó)鋰礦的主要來(lái)源。
在地質(zhì)歷史上，經(jīng)歷以上滄桑巨變，驚鴻一現(xiàn)又消失的湖泊多如繁星，它們留下的億萬(wàn)噸的礦物，方解石、“沙漠玫瑰”、硬石膏、石鹽……要么埋藏在地下，要么散布在沙漠里。它們可以講述湖泊千萬(wàn)年的歷史，也可以告訴我們腳下正埋著無(wú)盡的財(cái)富。
知識(shí)拓展：鹽湖的“逆生長(zhǎng)”
受到構(gòu)造運(yùn)動(dòng)、氣候變化和物質(zhì)來(lái)源等很多因素的影響，不同湖泊的“一生”會(huì)表現(xiàn)出很大差別。例如，千百年來(lái)面積一直在收縮變小的青海湖，在最近20年里卻開(kāi)始“逆生長(zhǎng)”。青海湖的水量在最近20年里增加將近14億立方米，這樣龐大的水量相當(dāng)于100個(gè)西湖水量的總和。2000年，青海湖的總面積大約是4256平方千米，而到了2020年，它的總面積已經(jīng)增長(zhǎng)到4589平方千米。
作者單位：中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢）
責(zé)任編輯：胡惠雯
