巴丹吉林沙漠以沙山、湖泊、鸣沙、泉水、寺庙五大自然、人文景观吸引着国内外学术界的长期关注和研究,尤其是对沙漠湖群的形成机理至今未形成统一的见解。研究巴丹吉林沙漠湖泊水化学是了解沙漠湖泊水质的一项基础性工作,探明其时空格局、变化特征,可为后续探究沙漠湖群形成机理这一科学问题提供参考。本文是在2009、2010、2011、2012年连续四年对巴丹吉林沙漠开展野外科学考察、取得大量第一手湖泊水文数据资料的基础上,借用水文地球化学的相关手段与方法,较全面地分析了巴丹吉林沙漠湖泊水化学的时空分布特征,并尝试对其形成原因做了一定的解释。首先,通过对比2009年9月与1999年9月、2010年9月,以及2010年9月和2011年1月、4月、7月的沙漠湖泊水化学分析结果,初步探明了巴丹吉林沙漠湖泊水化学的年际、年内变化特征；其次,针对2010年9月采集的119个湖泊的水样,较全面地分析了其水化学的空间分布特征；第三,选择沙漠典型湖泊——诺尔图,分别于2011年4月、7月、10月和2012年1月对其展开分层采样工作,以观测其季节性的分层理化特性。主要研究结果和初步结论如下：(1)巴丹吉林沙漠湖泊水离子的年际变化较稳定,映射出湖泊补给源、补给途径等在近10年来变化不大。湖泊离子浓度的季节变化受湖泊地理位置的影响较大,但可以看出秋季出现相对高值,夏季次之,冬春两季较低。(2)湖泊盐度具有“腹地高边缘低”的分布规律。在巴丹吉林沙漠119个常年积水湖泊中,盐湖占65.5%,淡水湖和微咸水湖各占15.1%。南缘湖泊计31个,其中淡水湖占多一半,微咸水湖占三分之一；东缘和西北缘零星分布着8个微咸水湖和咸水湖；腹地湖泊80个,盐湖占九成。(3)湖泊面积具有“南小北大”的空间分布特点。南缘几乎均为面积小于0.1km2的湖泊,沙漠中少有的几个面积大于1km2的湖泊都出现在腹地,即湖泊TDS值与湖泊面积呈正相关,这可能与湖水补给-排泄的循环速率、总量有关。(4)湖泊水化学类型呈现出“南线北片”的明显差异。南缘淡水湖和微咸水湖大多以Cl·SO4-Na形式沿东北-西南一线分布。腹地湖泊离子组分总体上呈现不稳定的状态,不同水化学类型的湖泊以“片状”的形式集中出现,从东向西依次为SO4-Na型、Cl·CO3-Na或CO3-Na型、Cl-Na型湖泊。这种分布格局,与湖群下伏地下水的水化学特性有密切关系；时间、湖泊形态特征、水离子地球化学作用等因素可以影响到湖水中主要离子的百分含量。(5)诺尔图湖水垂直方向上,湖水理化特性分层最显著是春季(4月),夏季(7月)次之,秋季(10月)和冬季(1月)湖水相对均一,分层结构不明显。这是风速、气温、地下水补给等因素在不同季节下作用强度不同所致。