早在50年代后期，在青藏高原某些碳酸型盐湖微细的“淤泥”沉积物中，即已发现有含量较高的锂离子，但是锂在沉积物中的赋存状态多年来未搞清，有关专业地质队将其归因于粘土耐锂离子的吸附作用。郑绵平在1965年初步研究指出：1．Li2O含量与CO2呈明显正相关，含碳酸盐为主的“泥灰质淤泥”含锂较高；2．碳酸盐型盐湖与硫酸盐型盐湖比，相当的卤水浓度，后者含锂量较前者为高，而后者“泥灰质淤泥”含锂量则相反，即硫酸盐型比碳酸盐型盐湖含锂高，但两种类型粘土矿物成分却相近。如果是吸附作用为主，则硫酸盐亚型的粘土应更富含锂，而实际数据却相反。根据锂的极化能力较大（α=0.0295），它大大地高于周期表第一族其他碱金属离子的极化系数，因而锂化钠、钾难于溶解。如碳酸锂在冷水中的溶解度为1.54％（10℃），在沸水中为0.70％（100℃），而苏打（Na2CO3·10H2O）在冷水中溶解度为56.4％，在热水中极易溶解。鉴于西藏若干碳酸盐型湖中已发现大量碳酸盐矿物，因而可以推想，锂碳酸盐沉积是完全可能的。这个推定后来证明是完全正确的。当时他已收集了有关人工碳酸锂矿物等数据，以做偏光显微镜下鉴定对比。应当讲，这个难题已接近解决，但主要由于当时特定的历史原因，而未能如愿做进一步矿物研究。科学的发现，偏爱那些锲而不舍和有思想准备的人。1980年，地矿部组织青藏高原第三轮盐湖考察，郑绵平先后主持盐湖队在著名的班戈湖和扎布耶盐湖打钻取样。在他领导下，他和同事通过室内外深入测试后，先后查明该类微细含锂沉积主要为：含锂菱镁矿（新变种，产地班戈湖， 1982年），扎布耶石（新矿物——天然碳酸锂，扎布耶湖，1983），含锂白云石（新变种，扎布耶湖，1987），解决了我国20余年来悬而未决的该沉积中锂赋存状态之谜。美国人经过长期研究，把各种新生代的湖泊含锂沉积归同于含锂蒙脱石；美国地调所锂矿专家J．D．Vine在研究盐湖含锂沉积时指出：“未知有天然锂盐存在，如果有也是特别难于鉴别。”智利阿塔卡湖南也有含锂较高的湖泊沉积，迄今尚未确定其赋存状态。郑绵平等人的研究成果，使我国在该研究领域跃居国际先进水平。这项研究的突破还意味着：发现和确立了一种新型的、巨大的沉积型潜在锂矿床类型。由于含锂碳酸盐较锂辉石、锂蒙脱石均易提炼，并达到工业品位（按锂辉石标准），规模巨大，因此，有重大经济意义。以往的教科书认为只有内生条件下锂才能交代异价镁，这一发现提供了一个外生条件下锂可以类质同象交代镁的首例。展现了一个扎布耶石存在6a 超结构和在碱土碳酸盐中矿物中锂如何占位的崭新课题，从而引起国内外结晶学界的高度兴趣。
地质学是一门特殊的科学，地质学家是把脑力劳动和艰苦的体力劳动相结合的特殊的职业者。为了研究盐湖的成因，郑绵平数十次深入青藏高原考察，藏北无人区和罗布泊“耳环”中心都留下他的足迹。他还主持在高原腹地海拔4420m的扎布耶盐湖建立了长期科学观察站。他从丰富多采的中国青藏高原盐湖长期的研究实践中演绎出：“多级盐湖成矿”模式（图1），建立了“湖区—湖系—湖群—湖链”的内陆湖盆体系和高阶湖——低阶湖成矿系列理论。这个理论对形成盐湖的重要属性（湖盆演化、物质来源、盐分迁移方式、富集成矿条件和过程等），用互相联系和运动的系统论观点加以概括。通常盐湖都是由淡水湖长期演化而成的。在高原盐湖前期的淡水湖湖域规模较大，河湖串连，称为“泛河湖期”，并常形成以高分水岭为界，相互分隔的、面积达1万至数万平方公里的湖域，称为湖系。在湖系内部次湖盆地之间呈网状连通。以后，随着气候干旱和构造、水文地质条件变化，湖系解体，但在大湖周围或侧面的次湖盆地之间往往还“藕断丝连”，形成多条湖链或湖环排列组合的若干个次湖盆群，称为“湖群”。湖链是由一个方向上有地下或地表水联系，并往往有由高往低台阶变化盐度不一的串珠状排列的若干次湖盆地所组成。盐湖往往在这些湖链收缩分离阶段形成，在其高位盐湖的次湖盆称为“高阶（盐）湖”；在其低位形成者称为“低阶（盐）湖”。郑绵平的研究表明，这种台阶式展布的盐湖次盆地，在青藏高原以至美洲、非洲盐湖区相当普遍；根据其特定的成矿规律和成矿系列（图1），他提出了“多级盐湖次盆地成矿模式”，论证由于在其次盆地所处的高程和存在的时间差异，在重力场、磁场和选择性化学分异下，盐类组分必然由高阶湖向低阶湖迁移，形成不同组合的固液相成矿系列。通常易溶盐，即离子键结合组分和一价的碱金属较易于向低阶湖迁聚，它们属于强迁的组分（Cl、SO4、Na、K、Li、Rb、Cs、Br、I、B 等）；由于离子作热运动到相对均衡状态所聚积的能量不同，离子由高往低运动的速度和数量各不相同；受重力场制约，湖水的矿化度具有向低阶湖增高的普遍规律；而各种阴、阳离子迁移能力，受重力场影响，与离子密度大小有关；但因介质环境、特别是水化类型和酸碱度的差别，使离子由高阶湖向低阶湖迁移的强度有所变化：
本文标题：郑绵平与我国盐湖科学(2)
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