单水方解石（CaCO₃·H₂O）是一种亚稳定含水碳酸盐矿物,具有重要的环境意义,但该矿物的成因一直存在争议。西藏纳木错单水方解石只出现在湖泊沉积物中。根据纳木错湖泊的湖水性质,本文通过模拟纳木错湖水底部温度,在温度为4℃的低温条件下,调控反应溶液中的Mg/Ca摩尔比,进行了单水方解石的合成实验研究。用XRD、ICP-OES、TG-DTA、Picarro氢氧同位素仪等对单水方解石进行了矿物学研究,讨论了单水方解石的形成机制并揭示了其矿物学特征。主要研究结果如下:1.单水方解石的形成与Mg²⁺有关,即单水方解石可在Mg/Ca摩尔比≥2的溶液中形成。单水方解石的形成过程受Mg²⁺调控,当反应溶液中的Mg/Ca=2时,单水方解石在反应1h后开始出现,在溶液中存在了12h就转化为了文石和方解石相。而在Mg/Ca>2时,单水方解石的开始形成时间逐渐推迟,并且在溶液中可保持240h不向其他碳酸盐矿物相转化。溶液中Mg²⁺含量越多,单水方解石的存在时间越长。同时Mg²⁺也会抑制方解石在溶液中的成核作用。2.温度不是影响单水方解石形成的主要因素。但是温度会影响单水方解石在溶液中的存在时间,环境温度越低,单水方解石的存在时间越长。3.发现两种不同形貌的单水方解石,一种为“球形”或“孪生球形”,另一种为“哑铃形”聚集体;“球形”单水方解石中含有比较高的镁离子（10.93mol%）,“哑铃形”单水方解石中的镁离子含量较低（3.95mol%）。XRD分析发现两种单水方解石的衍射峰也明显不同,镁离子含量高的单水方解石衍射峰强度低且宽化,而镁离子含量低的单水方解石衍射峰强度高并且尖锐。该结果可能与镁离子的化学形态有关,即镁离子可能以无定形含镁碳酸盐的形式存在于单水方解石中。TG-DTA测试结果发现了两种单水方解石存在热力学特征差异,原因可能是镁离子的水合能比钙离子高20%。因此,高镁单水方解石完全脱水温度比低镁单水方解石高。单水方解石结晶水的H、O同位素研究,得出了δ¹⁸O和δD分馏系数分别为1.0029（±0.002）和0.9863（±0.004）,填补了单水方解石在该方面研究的空白。