新中國(guó)成立不久，柴達(dá)木盆地鹽湖資源的考察與開發(fā)利用受到黨和國(guó)家的重視，鹽湖科學(xué)研究工作逐漸得到蓬勃發(fā)展，逐步揭開了鹽湖寶藏的奧秘。
1951年，蘭州大學(xué)教授戈福祥上書政務(wù)院，建議國(guó)家重視柴達(dá)木盆地鹽湖資源的科學(xué)研究和開發(fā)，當(dāng)時(shí)政務(wù)院副總理李富春將此建議批轉(zhuǎn)給中國(guó)科學(xué)院考慮。1955年，中國(guó)科學(xué)院化學(xué)研究所據(jù)此建議組建了由柳大綱教授領(lǐng)導(dǎo)的物化分析組，1956年對(duì)青海茶卡鹽湖進(jìn)行物理化學(xué)研究。同年中蘇兩國(guó)科學(xué)院合作會(huì)談中，“柴達(dá)木盆地鹽湖科學(xué)調(diào)查”被列入合作項(xiàng)目之一。
隨著社會(huì)主義建設(shè)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，鹽湖資源系統(tǒng)的調(diào)查和研究，提到議事日程。1956年制訂的“十二年國(guó)家重大科學(xué)技術(shù)發(fā)展規(guī)劃”的第九項(xiàng)和第二十七項(xiàng)已有鹽湖礦床利用的研究?jī)?nèi)容。
1957年5月，在中國(guó)科學(xué)院綜合考察委員會(huì)的具體領(lǐng)導(dǎo)下，組建了以柳大綱為隊(duì)長(zhǎng)，袁見齊、韓沉石為副隊(duì)長(zhǎng)的“中國(guó)科學(xué)院鹽湖科學(xué)調(diào)查隊(duì)”。參加的單位有地質(zhì)部、化學(xué)工業(yè)部上海化工研究院、食品工業(yè)部鹽務(wù)總局，地質(zhì)部632石油地質(zhì)普查大隊(duì)。調(diào)查對(duì)象為柴達(dá)木盆地的大柴旦、察爾汗、達(dá)布遜、尕斯庫勒、昆特依和一里坪等鹽湖及芒崖礦區(qū)。鹽湖科研工作者滿腔熱情地踏進(jìn)了可愛的鹽湖區(qū)，從此我國(guó)鹽湖科研事業(yè)如春苗出土般迅速發(fā)展。
在1957年至1964年期間，鹽湖科學(xué)調(diào)查隊(duì)和其他有關(guān)單位，對(duì)柴達(dá)木盆地鹽湖特別是大柴旦和察爾汗兩湖區(qū)進(jìn)行了重點(diǎn)深入研究。開展了水文地質(zhì)及水化學(xué)、礦床物質(zhì)成分、采選礦、鹽田結(jié)構(gòu)與日曬工藝、化學(xué)加工、天然鹽物化分析、湖水綜合利用等試驗(yàn)研究工作，成績(jī)顯著，取得了開創(chuàng)性的成果。通過考察，編制出我國(guó)第一份五十萬分之一的柴達(dá)木盆地鹽湖水化學(xué)圖；分別在大柴旦和察爾汗鹽湖發(fā)現(xiàn)了柱硼鎂石礦和光鹵石礦；并在大柴旦鹽湖硼礦中陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了多種硼酸鹽，其中章氏硼鎂石和水碳硼石系在我國(guó)首次發(fā)現(xiàn)；為國(guó)家提供硼、鉀、鋰、鎂等礦產(chǎn)基地，并使這些資源盡早投入開發(fā)利用。1957年和1958年先后建大柴旦化工廠和察爾汗鉀肥廠，分別利用大、小柴旦湖的鈉硼解石礦生產(chǎn)硼砂，利用察爾汗鹽湖光鹵石礦生產(chǎn)鉀肥產(chǎn)品。
與此同時(shí)，以中國(guó)科學(xué)院地質(zhì)研究所所長(zhǎng)、學(xué)部委員侯德封教授為隊(duì)長(zhǎng)的中國(guó)科學(xué)院青（海）甘（肅）綜合考察隊(duì)也組成鹽湖分隊(duì)，對(duì)柴達(dá)木盆地西部鹽湖沉積、天青石沉積和東、西臺(tái)吉乃爾湖以及一里坪鹽湖進(jìn)行綜合考察。侯德封教授在指導(dǎo)石油地質(zhì)研究中，發(fā)現(xiàn)了湖泊沉積天青石礦層，并組織和指導(dǎo)中國(guó)科學(xué)院蘭州地質(zhì)研究所在大風(fēng)山開展了天青石礦床的地質(zhì)研究及鹽礦考察，進(jìn)行了有關(guān)礦產(chǎn)資源的地質(zhì)研究工作。
1958—1960年，中蘇兩國(guó)科學(xué)院合作開展了“柴達(dá)木盆地鹽湖資源勘探與利用”研究項(xiàng)目，參加單位有中國(guó)科學(xué)院化學(xué)研究所、蘭州地質(zhì)研究所、化工部上海化工研究院與天津化工研究院、北京地質(zhì)學(xué)院、北京大學(xué)和蘭州大學(xué)。柳大綱是這個(gè)項(xiàng)目的中方負(fù)責(zé)人。
1960年4月，鹽湖科學(xué)調(diào)查隊(duì)在北戴河召開第一次全國(guó)鹽湖鹽礦學(xué)術(shù)會(huì)議。會(huì)上，柳大綱先生根據(jù)前幾年鹽湖考察和科研作報(bào)告，概括了柴達(dá)木盆地鹽湖資源具有多、大、富、全的四大特點(diǎn)，提出了以資源為對(duì)象的如同海水化學(xué)一樣的“鹽湖化學(xué)”分支學(xué)科，并論述了鹽湖化學(xué)研究有十個(gè)方面的具體任務(wù)。
1962年10月，中國(guó)共產(chǎn)黨召開的八屆十中全會(huì)，確定以農(nóng)業(yè)為基礎(chǔ)的方針。由于農(nóng)業(yè)急需化肥，在中國(guó)科學(xué)院副院長(zhǎng)竺可楨的倡導(dǎo)下，鹽湖科研工作進(jìn)一步活躍起來。1963年2月，中共中央、國(guó)務(wù)院在北京召開全國(guó)農(nóng)業(yè)科技會(huì)議，會(huì)上確定在察爾汗鹽湖建設(shè)年產(chǎn)十萬噸鉀肥廠。隨后國(guó)家科委組建了以許杰（地質(zhì)部副部長(zhǎng)）、柳大綱、孫艷青（化工部科技司司長(zhǎng)）為副組長(zhǎng)的鹽湖專業(yè)組，組織和協(xié)調(diào)鹽湖開發(fā)利用研究工作。根據(jù)黨的八屆十中全會(huì)精神和國(guó)務(wù)院的指示，國(guó)家科委曾于1963-1964年主持制訂了1963-1972年“十年鹽湖科學(xué)研究規(guī)劃”，明確提出了鹽湖科研工作的方向與任務(wù)。為從組織上能保證完成任務(wù)，《規(guī)劃》中還明確要求地質(zhì)部組建鹽湖地質(zhì)研究所，中國(guó)科學(xué)院成立鹽湖研究所，化工部建立鹽湖化工綜合利用研究所。
1964年5月，中國(guó)科學(xué)院黨組決定以院屬西北化學(xué)研究所為基礎(chǔ)，抽調(diào)蘭州地質(zhì)所、北京化學(xué)所和西北高原生物研究所的有關(guān)研究人員組建鹽湖研究所，由西北化學(xué)所負(fù)責(zé)籌建。從各方面條件考慮，所址設(shè)在西寧。經(jīng)過一年的籌建，建所條件基本具備，中國(guó)科學(xué)院鹽湖研究所于1965年3月6日在西寧正式成立。柳大綱兼任所長(zhǎng)，常韜任副所長(zhǎng)，景松林任黨委副書記，全所職工共211人。
1965年，化工部以部屬天津化工研究院、上海化工研究院、連云港化工礦山設(shè)計(jì)研究院等部分室組為主，以及部屬其他幾個(gè)單位部分人員和青海省海西州大柴旦鹽田試驗(yàn)隊(duì)等單位籌建化工部鹽湖化工綜合利用研究所。1966年6月，由國(guó)家建委提議，國(guó)家科委批準(zhǔn)，化工部鹽湖化工綜合利用研究所并入中國(guó)科學(xué)院鹽湖研究所，隸屬中國(guó)科學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)。
1970年，由中國(guó)科學(xué)院與青海省雙重領(lǐng)導(dǎo)，所名改為中國(guó)科學(xué)院青海鹽湖研究所，一直沿用至今。
1981年，中國(guó)科學(xué)院委托蘭州分院代管，實(shí)行以中國(guó)科學(xué)院和青海省雙重領(lǐng)導(dǎo)，并以中國(guó)科學(xué)院為主的領(lǐng)導(dǎo)體制。從此，我國(guó)鹽湖事業(yè)的發(fā)展進(jìn)入了科研力量相對(duì)集中，科研條件逐漸改善，科研水平不斷提高的新階段。
2016年5月，經(jīng)中國(guó)科學(xué)院黨組決定，由寒區(qū)旱區(qū)環(huán)境與工程研究所、蘭州油氣資源研究中心、蘭州文獻(xiàn)情報(bào)中心以及西北高原生物研究所、青海鹽湖研究所整合成立中國(guó)科學(xué)院西北生態(tài)環(huán)境資源研究院，青海鹽湖所成為西北研究院二級(jí)事業(yè)法人單位。
2023年5月，青海鹽湖所由西北生態(tài)環(huán)境資源研究院的下屬事業(yè)單位調(diào)為院直屬事業(yè)單位。
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