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大柴旦湖又名大柴达木湖，蒙语称依克柴达木湖。在海西蒙古族藏族自治州，柴达木盆地东北边缘一盆地内，大柴旦钲西南5.0km；第四纪时期与小柴旦湖属同一大湖，后因气候变干，湖泊退缩，库尔雷克山山麓形成的冲积扇出露水面，遂演变为独立湖泊；滨湖为第四纪洪积、冲积平原和沼泽、盐碱地，面积200平方公里。呈“弓”形，水位3148.00m，长15.4km，最大宽3.9km，平均宽2.23km，面积34.3平方公里。
湖区属柴达木荒漠干旱、极干旱气候，年均气温1.6℃，年降水量80.8mm，年蒸发量2031.8mm。集水面积1614.0平方公里，补给系数47.1。湖水主要依赖泉水补给，入湖河流中八里沟河最大，长35.0km，源于柴达木山，在大柴旦钲东北1.0km处渗漏潜入地下，穿过钲区重以泉水出露汇集成2条小河汇入湖泊；其它入湖河流均为短小的泉集河，集水域内泉眼80多个。据1959年8月调查，湖水矿化度343.89g/L，阳离子Na+、K+、Mg2+含量分别为98216、6243.7、17873mg/L，阴离子Cl-、SO42-含量分别为183018、35869mg/L；Li、B2O3、Br含量分别为275、71.7、71.7mg/L。1980年4月调查，湖水密度1.174，pH值7.95，矿化度337.58g/L，阳离子Na+、K+、Mg2+、Ca2+含量分别为108632、3906、12000、549.7mg/L，阴离子Cl-、SO42-、CO32-+HCO3-含量分别为191643、20580、267.5mg/L；Li、B2O3含量分别为104、1813.7mg/L；属硫酸镁亚型盐湖。湖水中B、Li含量较高，是我国富硼盐湖之一。滨湖北部硼矿呈鸡窝、条带状分布，埋深很浅，便于露天开采，是大柴旦化工厂主要矿源，西部干盐滩石盐层厚6.0~8.0m。有公路可达湖边盐田。
