“在矿床学家中，能够管理一个部门地勘队伍的不多；退休之后，仍然跑野外、布设钻孔的专家更少；80岁了还在爬山，下坑道，布设2000米、3000米深钻，并且都打到矿了，还有这样的老专家吗？有！陈毓川院士就是这样的老专家！”

这是一份颁奖词的开场白。在不久前召开的第十四届全国矿床会议上，中国地质学会矿床地质专业委员会颁发了首届终身成就奖，我国著名矿床地质学家、中国工程院院士陈毓川是两位获奖者之一。

在发表获奖感言时，陈毓川院士说：“我能取得今天的成绩，要感谢党、感谢国家、感谢人民、感谢团队。只要我还能出野外，就一定要到生产一线，继续发挥我的余热，为国家和人民的需求投入终身。”要知道，这位“八零后”院士今年已经84岁高龄了，但他依然活跃在矿床地质工作一线，无论是到野外开展矿产资源勘查研究，还是主持编撰《中国矿产地质志》，他无时无刻不在用自己兢兢业业的精神影响着身边的人。

作为一名长期从事矿床地质、地球化学、区域成矿规律、成矿预测研究及矿产勘查工作的专家，陈毓川院士多年来躬耕野外一线，取得了丰硕的研究成果。他深入研究广西大厂超大型锡多金属矿床，为指导找矿、总结成矿规律做出了重要的贡献；他系统地研究了宁芜、庐枞、南岭及全国区域成矿规律及找矿方向，提出了宁芜玢岩铁矿成矿模式，在国内开拓了区域矿床成矿模式研究领域；他总结了华南花岗岩有色、稀有矿床及陆相火山铁矿成矿规律，促进了全国火山岩区及花岗岩区地质找矿；与中国科学院院士程裕淇等研究提出了矿床的成矿系列概念，极大地丰富和发展了我国区域成矿理论。这些科研成果，被广泛应用于生产一线，并指导地质找矿实践，推动了找矿的重大突破。

更为难能可贵的是，陈毓川院士作为我国地质矿产事业发展的优秀领导者和组织者，曾长期在地矿部门担任领导职务，负责固体矿产勘查工作、全国金矿找矿工作、全国重要矿产潜力评价工作等，均取得突出成就。他始终心系地矿事业改革发展，多次向中央领导建言献策，提出加强地质找矿工作、发展我国矿业、科学有效地推进国有地勘队伍的体制改革、建设一流科研院所的对策和建议。特别是在国家地质工作处于低谷期间，于2003年联合37位院士向时任国务院总理温家宝提出了加强地质工作的具体建议，得到中央高度重视。《国务院关于加强地质工作的决定》的出台，对我国地质找矿事业的健康发展发挥了重要作用。

在第十四届全国矿床会议期间，《中国矿业报》记者对陈毓川院士进行了专访，请他就矿床学研究工作的发展趋势、矿业发展与环境保护、科学精神培养等方面的问题进行了深入解读。陈毓川院士提出的真知灼见，对业界去思考和探索矿床学科的发展有着很重要的参考意义。

陈毓川院士在第十四届全国矿床会议上作报告 张欣 摄

《中国矿业报》：作为一名老专家，您在矿床学研究方面取得了很多重要的成果，而且，您目前也仍然还在开展相关的研究工作。您对矿床学研究工作未来的发展趋势有何见解和判断？

陈毓川：矿床学的发展要从国家发展的需求和学科本身发展的需求两方面来考虑，这两者是完全可以结合的，因为矿床学研究是一个不断进行的过程，它是为国家不断发展服务的。矿床学本身并不是孤立存在的，它是地球科学领域众多分支学科中的重要组成部分，与其它分支学科是相关的。因此，从总的发展趋势来看，矿床学研究工作的视野要更加开阔，要与地球科学其它分支学科更为紧密地结合，开拓新的研究领域。我认为可以从三个方面予以考虑：

第一，矿床学研究必须要有时间、空间的三维概念，要点面结合。任何一个矿床都不是孤立存在的，是与周围的矿床有关系的，其联系点就是地质构造环境及相关的地质成矿作用。因此，搞矿床学研究的人不能简单地在某一个矿床内观察研究、取点样品，然后回室内测测成份、测测品位、测测年龄，必须要把矿床形成的地质构造环境和区域地质构造环境及其相关的地质成矿作用结合起来考虑，探讨矿床之间的空间及成因联系，以及空间里时间演化与矿床演变的关系。

第二，矿床学研究必须要跟经济结合起来，脱离了经济评价，研究成果无法应用。从事矿床学研究的根本目标就是要为国家和社会发展提供物质基础。因此，研究成果既要讨论矿床的成因、形成过程、规律等，又要考虑这个矿在经济方面——规模上、品位上、应用的范围上，是否也适合国家的需求，这是非常关键的一点。

陈毓川院士在野外开展工作

第三，矿床学研究必须考虑环境问题。目前，国家将环境保护工作放在非常重要的位置，因此搞矿床学研究的人必须考虑矿产资源初期勘查、勘查完毕矿山建设、开发完毕治理恢复等三个阶段的环境问题。将矿床研究和矿山环境结合起来，这与社会的发展阶段息息相关，每一个不同的社会发展阶段对于环境保护的要求是不一样的。因此，在新时代，找矿的、采矿的、研究矿的人都要共同考虑环境问题，要做到绿色勘查、绿色开发、绿色恢复。以目前科学技术水平来看，通过努力实现矿业与环保双赢是可以做到的。

这三大方面是矿床学可以有所创新的方向。第一方面的创新是科学性的，通过探索研究会不断有新的东西出来，指导新的找矿突破；第二方面的经济评价是矿床学科必须积极主张的；第三方面的环境问题符合目前国家生态文明建设的发展方向。

《中国矿业报》：您对目前我国矿床学人才的培养有哪些建议？

陈毓川：矿床学的发展，最重要的基础就是人才。矿床学人才培养是一个连续的过程，涉及到多个环节，必须要通盘考虑。

第一个环节是学校的培养，这是人才培养的起步阶段，必须要与野外实践紧密结合起来，目前有些高校忽略了这一点。青年学生的主要任务就是把基础知识学扎实，包括书本知识和野外实践知识。但是，现在很多大学生、研究生毕业后到了野外一线干不了活儿，这就是课内的实践做得不够造成的。因此，地学类的高校有必要增加学生的野外实习时间，而且要把宏观和微观相结合、书本和实践相结合提升到一定的高度。

第二个环节是生产单位的培养，无论是科研单位、勘查单位，还是矿山单位，都是矿床人才培养的“第二所大学”。对于刚从学校毕业的学生来说，无论到任何单位，都要结合所在单位的实践开展工作。从单位层面来说，不管是搞基础研究还是找矿勘查，都要结合具体的项目，给新同志设定目标，而且不要随意变化这个目标，要给人才成长创造一个相对稳定的环境。

第三个环节也是对生产单位提出的要求，组织领导要合理。各个单位要善于在实践中发现人才，要给予这些人才适当的条件，保障其发展成长。对于优秀的、出众的人才，一定要重点培养，除了创造相对稳定的成长环境，还要在待遇上充分考虑，要为他们配备合适的团队，帮助他们寻找稳定的合作者，还要给他们“出难题”，把真正难解决的问题交给他们，给他们创新和探索的机会。

《中国矿业报》：您认为如何培养地球科学研究的科学精神？

陈毓川：以我从事矿床学研究工作几十年的经验来说，有三点体会：

第一，必须要树立目标。目标分为国家、人民、家庭和个人四个层面，都很重要。从事科学研究工作，必须把国家和人民的需求放在第一位，这是我们工作的方向和取得进步的最大动力。人的一生是很曲折的，但不能因为挫折就低沉下去，仍然要坚持自己的目标不放弃。具体到工作上，我们必须要给自己设定长期目标和短期目标。科技工作者必须要明确地知道自己每个阶段需要干什么、应该干什么、正在干什么，这样才有前进的动力。

第二，必须要探索创新。这是科学精神的核心，尤其是对于地质学来说，未知的东西太多，特别需要探索创新的精神。科研工作的核心是实事求是，一定要到一线去学习调查研究，与地质对象直接接触，进行可靠的论证，注重探索的过程，真理一定是一线地质工作者总结出来的。科学探索是没有止境的，地球系统的复杂性也决定了地学研究的成果是阶段性的，因此一定要充分学习和尊重前人的研究成果，即使是自身取得了成绩也不能沾沾自喜、止步不前，必须要有不断探索创新的精神。

陈毓川院士在野外探勘

第三，必须要团队合作。个人的能力是有限的，科学精神的培养必须要依靠集体，如果没有团队成员间的通力合作，创新的难度会增大很多。地球科学是一门复杂的科学，这也决定了要取得创新的成果就必须依靠团队的力量，只有整个团队同心同德、相互关心、取长补短，才能共同前进。

《中国矿业报》：与先进的矿业国家相比，您认为我国的优势和差距存在于哪些方面？

陈毓川：很多发达国家从300年前就开始工业化进程，从那时起矿业也受到前所未有的重视。我国的现代矿业基本从新中国成立时才开始起步，在短短几十年时间内发展到现在的水平，是非常不容易的。与国外相比，我们有优势也有劣势。

目前来看，在局部领域，例如航空重力、某些钻探工具、岩矿测试等方面，我们还存在一定的差距，一些先进的设备仍然依赖从国外引进。在矿业市场建设与管理方面，我国尚有较大的差距，但在找矿勘查领域，可以说我国大部分的技术都较为先进。因为社会主义制度的优越性，国家高度重视和大力支持，并成立了专职的队伍、专职的机构开展地质勘查工作。例如，石油勘查技术，我认为我国是远远超过国外的；再例如，铜矿、铁矿、钨矿以及其它一些优势矿产资源的找矿勘查技术，我们的技术力量也是处于领跑地位的。

我国的地球科学发展具有自身明显的特色：一方面，在国家的大力支持下，我们可以快速引进国外的先进技术；另一方面，我国的科技工作者又能结合国家的实际情况进行新的创新，而且这种创新越来越多。例如，我国科学家提出来的陆相成油理论、焦家式金矿成矿模型等，都是根据我国的地质环境实际情况提出来的新东西，并且在全国范围内得到了很好的推广应用。再例如，在上世纪六十年代提出的钨矿“五层楼”找矿模式，到现在为止还在指导找矿；上世纪七十年代提出的宁芜地区玢岩铁矿成矿模式，是我国乃至世界首个完整的区域性成矿模式，这些研究成果对于指导找矿是非常有帮助的。

在区域成矿规律的研究方面，我国也有自己的优势，有很多创新的理念。例如，成矿系列的概念。这个理论强调要将区域内所有矿床作为一个整体来研究，考虑时间、空间、成因等三个因素，研究对象是在同一个时代、同一个地质构造环境、同一个成矿作用三位一体条件下形成的有成因联系的矿床组合。目前来看，这是矿床学研究未来的一个发展方向，这对于研究矿床的发展演化是很有意义的，能够更好地总结成矿规律，反过来又能更好地研究解释地球演化过程中物质变化和成矿物质变化的过程。

《中国矿业报》：目前，环境保护已是我国矿业界普遍关注的一个重要问题，您认为如何协调好矿业开发和环境保护之间的关系？

陈毓川：从我国目前的科学技术水平来看，环境保护和矿业开发是完全可以实现双赢的。前面已经讲到，对于环保的要求必须适应我国社会的发展阶段，因此千万不能搞“一刀切”。但从目前的情况来看，过于严苛的环保要求已经对我国矿业的健康发展造成了影响，甚至说已经影响到国家的资源能源安全。例如，据我了解，今年我国黄金产量较去年很可能要下降，因为划定在保护区内的很多金矿已经停产了。

当前，国际形势动荡不定，我国很多大宗矿产品的对外依存度也越来越高，在这样的背景下我们更应该加强自身的资源储备和自主供应能力，这是保障国家资源能源安全和经济安全的根本。因此，在矿产资源问题上，我认为国家不能减少人才物力的投入，应该将矿产勘查工作放在一个相对重要的位置上，保持一定强度的勘查工作，在鼓励市场资本进入的同时，政府也要主导必要的投入，靠“两条腿走路”。同时，在充分利用好国外矿产资源的情况下，保证国内一定的生产水平和资源储量增加的水平。

在环保问题上，我们要坚持“绿水青山就是金山银山”的理念，但也要根据我国经济社会发展的实际情况，摒弃那些不切实际的做法。对此，我提几点建议：第一，从实际情况出发，由国家按照统一的标准划定各类保护区，不宜再由各个部门按照各自不同的标准来划定，保护区的范围也不宜太大；第二，要对划定的保护区进行分级，要分出次序、区别对待；第三，在大部分的保护区内要允许进行基础的地质调查和矿产调查，因为地质调查是摸清地质情况的基础工作，而使用现在先进的物探化探方法开展矿产调查，对保护区的环境也几乎是没有影响的；第四，通过调查工作，如果在保护区内发现重要的矿产资源，要允许在一定范围内进行必要的勘查工作，如果勘查确认是国家亟需且具备开采价值的矿产资源，要允许严格按照绿色矿山的标准进行建设和开发，对于非紧缺矿产资源，作为资源储备进行登记备案。

其实，在环境保护方面，地质工作是大有可为的。例如，地质调查工作可以将全国的地质环境情况摸清楚，这是开展环保工作的基础；水工环地质工作可以对各个地区的水文地质环境有一个全面的了解，调查结果对开展工程地质、地质灾害防治等有重要意义；城市地质工作，对于城市地下空间的合理利用、城市环境的改善等都非常有用。地质工作对于保持好国家的地质环境、自然环境都具有重要的作用，自然资源部、自然资源部中国地质调查局等已经开展了大量的工作。国家也应该把地质工作放在一个重要的位置，因为这对于资源能源、环境保护、基础建设等方面都有着很重要的基础性作用。

我的大半生都是泡在海洋里的，只要国家需要，我必倾力而为！

——中国工程院院士、中国海底科学奠基人之一

金翔龙

海洋石油勘探

大陆架研究

地球物理探测

……

他把自己的生命

融进了祖国的海洋事业

每一次面临人生抉择时

“国家需要”始终是

决定性的砝码

中国工程院院士、中国海底科学奠基人之一 金翔龙

 

在六十余载的科研生涯中

他取得了诸多成就

为我国海洋科学事业作出了

重大贡献

 

1990年

在联合国海底管理局

和海洋法法庭筹委会会议上

他为我国

争得了15万平方公里的

东太平洋理想矿区

使我国成为世界上

国际海底先驱投资者

 

20世纪90年代后期

在他的推动下

海洋“863”项目启动

并最终研发出

海底声像处理系统

海底视像处理系统

多波束海底地形电子成图系统

打破了国外软件在该领域的

长期垄断

 

近年来

他积极推动

海底天然气水合物资源勘探研究

为我国南海神狐海域

天然气水合物试采成功

奠定基础

金翔龙在海洋调查船上

 

如今

他仍活跃在海洋事业一线

在他的带领下

一批批年轻的科研人员

成为我国海底科学研究的

中流砥柱

他对此倍感欣慰：

“我已到夕阳西下的时候，

只想尽力多做些工作，

为年轻人铺铺路，

海洋广袤的舞台真正属于他们。”

他是中国工程院院士

自然资源部第二海洋研究所研究员

中国海底科学奠基人之一

金翔龙

 

六十余载海底勘探路

——记中国工程院院士、著名海底科学家金翔龙

金翔龙，中国工程院院士、自然资源部第二海洋研究所研究员，中国海底科学奠基人之一。如今已是耄耋之年，但他依然活跃在学术研究和工程生产一线。

“我的大半生都是泡在海洋里的，只要国家需要，我必倾力而为！”金翔龙说。

从致力于海洋石油勘探，到大陆架研究；从中国边缘海海底勘查，到渤海、黄海、东海和南海地球物理探测；从推动中国参与引领大洋矿产开发，到推进海洋高新技术开发与海洋工程产业“突围”……在他每一次的人生选择中，“国家需要”始终是那颗最具决定性的砝码。

“对，就是她，海洋！”

1934年11月，金翔龙出生于江苏南京。彼时的中国正处于民族危急、国难当头的关口，他的幼年和童年是在动荡和战乱中度过的。尽管当时的生活颠沛流离，但他酷爱读书，从小就养成了独立好学的习惯和爱国的情怀。

18岁那年，为了响应国家发展地质事业的号召，金翔龙报考了北京地质学院，选择了当时较为冷门的地质专业。随后4年的刻苦学习以及对柴达木盆地的实地考察，为他日后开展地质工作打下了坚实的基础。

在金翔龙毕业前夕，国家正在制定《十二年自然科学技术发展纲要》，“向科学进军”的号角振奋着一代热血青年。金翔龙陷入了沉思：国内地质勘探与国外相比差距很大。在国外，海洋早已成为热点，而我国的地质调查却仅限于陆地，海域还是一片神秘的“处女地”。

“对，就是她，海洋！”在一次学术讨论会上，他把自己的选择告诉了马杏垣老师，诚恳地征询其意见。马杏垣听完他的想法后说：“从沙漠到海洋，这条路对！”

20世纪50年代，中国海洋科学研究仅限于生物学，海洋地质科学仍是一块空白。因此，在海洋科学领域，金翔龙没有可借鉴的经验。经过一番思考，他回到母校求教王鸿祯老师。王鸿祯写了一封信，让他去北京饭店找正在参加中科院学部会议的童第周（时任科学院生物学部主任）和曾呈奎（专事海洋生物学研究）。面对这位执著的青年，两位先生十分高兴，欢迎他走进海洋科学的天地。

1957年，金翔龙带着几件简单的行李来到中科院水生生物研究所青岛海洋生物研究室（中科院海洋研究所前身）报到。5月的青岛空气清新，走在街上，夹杂着海腥味的细雾迎面扑来，金翔龙心绪难平，他暗暗鼓励自己：目标已确定，路就在脚下，勇敢向前！

开启海洋石油的大门

到青岛后，金翔龙便开始着手组建实验室、组织人员培训、组建试验基地，为全国首次海洋普查做准备。

1958年，我国首次大规模海洋普查工作全面展开。那年冬天，一次惊心动魄的海上经历让金翔龙至今记忆犹新。“当时海上风浪骤起，船长建议我们避风。我正在后甲板采集样品，采样器已经下海，机器还在运转，不能停下来。海浪一浪高过一浪，调查船在波峰浪谷间剧烈颠簸。突然间，天昏地暗，身体也不由自主往下滑，我意识到一定是船被浪压到水下了。我本能的反应是四处乱抓，好在摸到一根钢缆，并死死地抓住。最后船终于露出水面，海水向甲板四周溢去。这时我才发现，刚才海水已把我冲到甲板的边缘，多亏了那根钢缆，否则后果不堪设想。”

那时的海上调查，只是采集海底沉积物、测量海水的深度。“学地质、搞勘探，最终目的不就是为了找矿嘛。”金翔龙说。而要找到矿就要进行海底地震勘探。经过不懈努力，他们终于踏上了海底地震勘探的征程。金翔龙带领我国第一个海洋地震队成功完成了中国海上第一条地震剖面（龙口-秦皇岛）的勘测。金翔龙根据海上地震勘测及钻井资料，识别出渤海是一个断裂控制形成的、具有巨厚沉积的构造盆地，并划分出其海底构造单元，评价了其海底油气远景，指出渤海西南部为油气富集区。

随后几年里，他全身心投入中国边缘浅海的海底勘查与研究，率先开展渤海、黄海和东海地球物理探测，探查海底地质构造、海底沉积物、海洋地球物理与地质构造特征、矿产资源等。

掀开海洋地质学新篇章

1985年，金翔龙调入位于杭州的海洋二所工作。通过与德国和法国的国际合作，在南海和东海展开以海洋地球物理探测为主的大规模海底探查。在南海首次取得深海地壳洋壳性质的重要证据，发现了铁锰结壳等。

“八五”期间，他主持了大陆架及邻近海域勘查和资源远景评价研究国家攻关项目，并主持、负责原国家海洋局承担的大洋多金属结核资源勘探与开发研究国家重大专项。大陆架与邻近海域的调查有力地支持了我国大陆架与专属经济区的国家海洋权益维护，受到国家表彰。

长期以来，大洋矿产资源是国际资源争夺的一个焦点。1990年，金翔龙受命代表我国出席联合国海底管理局和海洋法法庭筹委会会议，接受联合国技术专家组对我国东太平洋多金属结核矿区申请的技术审查。面对联合国从各国聘请来的十几位专家，金翔龙以流利的英语作了技术介绍，阐述我国太平洋勘探区的面积与位置、采用的调查手段与船只、勘探程序与精度、矿区选定与划分的原则，并提出5种矿区分配方案。

金翔龙说：“中国的申请方案在具有相等商业价值的含义上是个最佳建议，诸位专家在检验与计算后一定也会这么认为。”

经过5天5夜的奋战，金翔龙最终为我国争得了15万平方公里的东太平洋理想矿区，使我国成为世界上第5个国际海底先驱投资者。

20世纪90年代后期，在他的推动下，海洋“863”项目开始启动，他主持了“863”海洋高技术研究项目海底地形地貌与地质构造探测技术研究，组织项目并重点研究海底多波束和深拖系统的全覆盖高精度探测技术，自主设计、开发了海底声像处理系统、海底视像处理系统和多波束海底地形电子成图系统3套软件，打破了国外软件在该领域的长期垄断。

海洋强国梦

进入21世纪，面对国家能源供应日趋紧张的严峻形势，金翔龙积极推动我国海底天然气水合物资源的勘探研究，并于2001年2月与戴金星院士共同主持了以“天然气水合物研究现状及我国的对策”为主题的第160次香山学术研讨会。

随着天然气水合物国家专项的持续调查与研究，我国在南海北部陆坡天然气水合物勘探和资源评价方面取得重大成果，并成功获取了水合物实物样品。

2017年5月18日，正在我国南海神狐海域作业的钻探平台“蓝鲸一号”传来了令人振奋的消息——我国海域天然气水合物试采取得圆满成功，中国从此成为全球领先掌握海域天然气水合物试采技术的国家。

作为我国海底科学的奠基人之一和学科带头人，金翔龙时刻关注国家海洋事业的发展。自然资源部组建以来，他着力推动海洋高新技术开发和海洋工程科学在国民经济方面的应用，积极为海洋强国建设献计献策。

金翔龙认为，参与全球竞争的关键在于深海的技术研发，尤其是基础技术研发，除了各种“大国重器”的研发、设计外，很多看似不起眼的“小部件”才是真正的核心技术，更需要基础研发来支持，防止在各种高端设备的关键元器件上被国外“卡脖子”。

金翔龙表示，党的十八大以来，我国对海洋发展越来越重视，要关心海洋、认识海洋、经略海洋。建设海洋强国，迫切需要年轻的海洋人才，希望更多地引进技术人才，通过自主培养和引进“两条腿走路”，实现人才交流的良性循环。

时至今日，金翔龙为我国的海洋科学事业已奋斗60余载。在他的带领下，一批批年轻的科研人员成为我国海底科学研究的中流砥柱。金翔龙倍感欣慰：“我已到夕阳西下的时候，只想尽力多做些工作，为年轻人铺铺路，海洋广袤的舞台真正属于他们。”

金翔龙把自己的生命融进了祖国的海洋事业，他的信念、理想始终未变。“我的中国梦，就是看到一个强大的祖国，一个真正的海洋强国。”金翔龙说。

古元古代是地史上重大地质构造转变时期之一，也是第一个重要成矿期

瓦尔巴拉超大陆是一个理论上曾经存在的超大陆，自38亿年前开始形成，31亿年前成形，28亿年前分裂。

前寒武纪地质年表

今年世界地球日的主题是“珍惜自然资源呵护美丽国土——讲好我们的地球故事”。那么，对于“生物大爆发”之前远古时代的地球，你又知道多少？今天，就让我们请来一位研究前寒武纪50多年的地质专家——来自中国地质调查局天津地质调查中心的沈保丰研究员，请他讲讲从46亿年前地球诞生到距今5.41亿年寒武纪开始近40亿年的漫长时光中，地球经历了哪些重大地质事件。

1 前寒武纪涵盖40亿年的地球时光，分为冥古宙、太古宙、元古宙三个地质时代

记者：说起寒武纪，人们会想到地球历史上第一次生物大爆发，大量且门类众多的海生无脊椎动物在几百万年的很短时间内“突然”地出现了。从此，地球逐渐成了一个生机勃勃、丰富多彩的“生命家园”。那么在之前的前寒武纪时期，地球又经历了怎样的演化过程？

沈保丰：地球的年龄是45.68亿岁，以5.41 亿年的寒武纪为界，之前约40 亿年的地质时代称为前寒武纪。

前寒武纪又分为冥古宙、太古宙与元古宙三个地质时代，是陆壳形成、生长、壳幔圈层分异耦合并形成稳定陆块的重要阶段。应该说，在这个漫长的时间尺度上，地球发生了一系列决定地球命运的地质大事件。揭示这些事件的性质和过程，对于理解行星演化、大陆的聚合与漂移、矿产资源的形成、生命的演变，以及地球未来的发展都具有重要意义。

记者：但以往人们了解得并不多。

沈保丰：的确。尽管它占据了地球生长期近87.7%的时间，但人们对这段时期的了解相当少。这是因为前寒武纪少有化石记录，且岩石已严重变质，不是已经破坏侵蚀，就是埋藏在显生宙地层之下。

目前，已知地球上地壳的最古老物质记录，是澳大利亚杰克山太古宙沉积砾岩中的碎屑锆石，它的年龄大约是44亿多年。

2 冥古宙的“黑暗地球”，经历了由天文行星演化到地质演化的质变

记者：地球形成的初始阶段是没有地壳的？

沈保丰：早期地球经历了由天文行星演化到地质演化的质变。

在冥古宙，即距今45.68亿年到40.3亿年，早期地球经历了一段“黑暗时代”，那是一段没有岩石记录的时期。

冥古宙又可分为混沌代和杰克山代或锆石代两个代，其分界线为44.04亿年。混沌代主要是太阳系及其早期地球等行星形成及演化时期，其间包括太阳系的形成、早期地球的增生、金属地核和硅酸盐地幔形成、月球的形成、一颗“火星大小”的行星撞击等天文行星演化事件。

距今44.04亿年左右，地球就进入到地质发展时期。在这一时期内，有原始地壳和原始地核起源，初始地幔、水、大气圈和海洋的形成，陆壳、洋壳及生命起源等重大地质发展问题，都需要人类进一步去认识和研究。

早期地球的研究是当今地球科学研究的热点和难点，因为有关近似火星大小的天体大撞击、全球岩浆海、地幔翻转、陆壳起源、生命出现等大事件都发生在这一时期。但因为在这时期保存的记录极少，又很难得出较完整的结论。因而人类对早期地球的认识程度极低。

从地质角度对早期地球的研究、获取相关信息的途径，其中对冥古宙碎屑锆石包含信息的研究尤为重要。

记者：人类都在哪里发现过冥古宙碎屑锆石？

沈保丰：保存较好的地点是西澳的Mt. Narryer、Jack Hills和Maynard。Mt. Narryer的碎屑锆石年龄为41.5亿年及42亿年；Jack Hills为44.04±0.08亿年，是全球最老的碎屑锆石年龄。

在中国大陆的西藏三江造山系中的喜马拉雅地块、北羌塘地块、北秦岭西端、北祁连走廊带、天山的东准噶尔和华夏造山系等7个地点，也发现了早于40亿年的碎屑锆石，其中有4个大于40.3亿年，3个接近4亿年。

3 太古宙是陆核形成、陆壳巨量堆积、许多矿产形成的重要时期

沈保丰：太古宙是陆核形成、陆壳巨量堆积、高度还原性水圈、大气圈和铁、金、铜、锌矿产形成的重要时期。

太古宙是陆核和陆壳巨量堆积时期。根据已有的地质资料，地球陆壳的80%～90%是在早前寒武纪形成的，绝大多数形成于太古宙中的中—新太古代。全球陆壳的巨量增生在29亿～27亿年，主要的岩石类型是高钠的长英质片麻岩，其次是镁铁质—超镁铁质火山岩。据推测，陆壳增生与超级地幔柱事件有关。

太古宙地幔热对流循环剧烈，构造活跃，火山活动速率较大，这有利于早期大陆物质大量产生，并漂浮于紊流状态的地幔之上。随着地球冷却，原始大陆固结为一些小陆块。依据南非卡普瓦尔和澳大利亚皮尔巴拉克拉通的年代学和古地磁研究，在33亿年左右，甚至可早到36亿年，可能有一些陆块增生并形成地球上第一个构造上更稳定的瓦尔巴拉超大陆。有专家提出，在太古宙末期，27亿年左右或25亿年，可能存在一个肯洛兰超大陆。约24亿年左右，肯洛兰超大陆开始裂解，形成了一系列的大规模放射状基性岩墙群，在23亿年左右形成了古元古代冰川事件。

记者：太古宙已经开始形成矿产资源？

沈保丰：太古宙形成的大量绿岩带中有着明显的成矿作用。

根据其规模、形态、形成时代、岩石组合、变质程度以及成矿作用等方面的差别，全球的绿岩带可分为4种类型：巴伯顿型（35亿～33亿年），形成时代较老，主要矿产有金、铁、铬和少量镍；苏必利尔型（27亿～26亿年），主要矿产有铜、锌、金、铁和少量镍；伊尔岗型（27亿～26亿年），产出的矿产有铜、镍、金、铁等；达瓦尔型（26亿～23亿年），与之有关的矿产有金、铁、锰等。

4 距今26亿～25亿年间，华北陆块发生了一次大氧化事件

记者：现在的中国大陆在太古宙时期经历了怎样的变迁？

沈保丰：太古宙地层在中国大陆出露面积为7.4万平方公里。中国大陆主要有三个陆块区，分别是华北、塔里木和扬子。其中，以华北陆块面积最大，变质基底分布范围最广，时代跨度最长——从略大于38亿年到18亿年。

作为中国最大的陆块，华北陆块的面积约30万平方千米。尽管与世界上其他陆块（克拉通）相比，它的面积不算大，但它不仅具有超过38亿年的漫长地质历史，而且经历了复杂的构造岩浆热事件叠加和改造，记录了几乎所有地球早期的发展的重大地质构造事件。

在26亿～25亿年，华北陆块是陆壳巨量堆积的高峰期。由于陆壳巨量堆积引起由缺氧到富氧的地球环境的剧变，构造体制重大转折，同时导致了元素的巨量迁移、重新分配和成矿。

一个有趣的现象是：华北陆块大约30万平方千米面积上，在26亿～25亿年间忽然大规模地形成了几千个规模大小不等的氧化物相条带状铁建造（BIF）型铁矿床，累计查明资源储量已达335.36亿吨，占全国铁矿总资源储量46%。这种在一个不是很大的地区集中产出几千个矿床和矿点，并呈氧化物相条带状铁建造的铁矿床产出，在全球很少见，华北陆块可能是唯一的地区。这也说明在新太古代26亿～25亿年时，华北陆块发生了一次大氧化事件。

记者：铁矿床的形成与氧化有什么关系？

沈保丰：铁是变价元素，在自然界有Fe2+和Fe3+两种离子存在。氧化环境中铁呈Fe3+状态存在，Fe3+的迁移能力极小。还原环境中铁以Fe2+状态存在，形成Fe(OH)2、FeCO3、FeCl2等化合物。因而氧化环境有利于铁的沉淀，还原环境有利于铁的迁移。即：在酸性环境下，铁的还原作用增强，促使二价铁被溶解到溶液中去；在碱性环境下，铁的氧化作用增强，促使三价铁从溶液中沉淀下来。

在华北陆块在26亿年之前，由于强烈的火山和洋底的喷流作用，大气圈和海盆基本是处于强酸性和强还原的环境，在盆地中大量的铁呈二价离子、氢氧化铁或其他络合物形式存在海盆中。在26亿~25亿年由于处于氧化环境，Fe2+便从溶液中沉淀下来，形成了大量的铁矿。

5 古元古代是地史上重大地质构造转变时期之一，也是第一个重要成矿期

沈保丰：古元古代是地史上重大地质构造转变时期之一。在此期间，发生了古元古代初超大陆裂解、大量基性岩墙（席）侵位、大量巨厚被动陆缘型沉积建造、大陆壳的快速生长、俯冲—碰撞造山作用的首次出现等。同时，这一时期构造体制发生了本质的变化，由太古宙全活动体制转换为活动带和稳定地块并存的构造格局。出现不同规模、不同构造性质的活动带、裂陷槽、岛弧带、活动大陆边缘、被动大陆边缘等。

记者：全球古元古代大致发生了哪些重大地质事件？

沈保丰：24.2亿～22.5亿年在古元古代初期，发育有广泛的冰川活动，产生了全球性的地幔慢速下沉和大气圈的氧化。

这个时期的古老冰川活动被称为休伦冰川活动。它紧随在肯洛兰超大陆破裂、大氧化事件在全球广布条带状铁建造之后。在24.2亿～22.5亿年全球岩浆活动寂静期之后，从22.5亿～20.6亿年岩浆活动重新活跃，出现以玄武质岩浆活动为代表的全球事件。古元古代中期，也是磷矿产生的重要时期。

20.6亿～17.8亿年是地球历史上重要的地壳生长期，世界上最大镁铁—超铁镁质层状侵入体以及南非含大量矿产的大规模基性布什维尔德岩浆岩省，就产生于这一时间。这一全球的构造事件还导致了哥伦比亚超大陆在距今18亿年时的形成。

此时的华北陆块也发生了与超大陆形成有关的造山事件。大量丰富的地质记录证实，在古元古代末18.5亿年完成了最后一次前寒武纪聚合造山和变质作用，完全固结成为一个整体的刚性克拉通。在古元古代末，经吕梁运动，华北、塔里木、华南等古大陆相联，组成一个统一的中国古大陆的结晶基底。

全球哥伦比亚超大陆形成后，从17. 8亿年开始陆续进入裂解期，形成裂谷盆地和被动陆缘盆地。

古元古代也是地史上第一次十分重要的成矿期。它以矿种多、成矿规模大、矿床类型复杂著称。比如中国就有大量这一阶段因古大陆裂解离散-造山而产生的矿产，构成了铁、铜、铅锌、金、硼、菱镁矿、滑石、金红石等矿床成矿带和成矿系列。

6 “雪球地球事件”之后，温室效应导致地球变暖，元古宙进入尾声，显生宙拉开序幕

记者：从您的讲述来看，早期地球虽然没有大量生物出现，但故事也是惊心动魄。

沈保丰：的确非常精彩。

17.8亿～8.5亿年是地球演化过程中相对稳定期，以硫化物发育的深海洋、疑源类的缓慢演化、哥伦比亚超大陆的解体和距今11亿～9 亿年罗迪尼亚超大陆的汇聚为主要特色。

8.5亿～5.41亿年是地史中由隐生宙向显生宙过渡的重要阶段，也是生命演化最关键的时期。在这时期的开始阶段，即从7.7亿年开始，地球进入了元古宙第二次环境剧变阶段，广泛发生低纬度冰川，整个地球覆盖着冰雪，形成一个雪球，称为“雪球地球事件”。

记者：“雪球地球”？连赤道也被冰雪覆盖吗？

沈保丰：当然。全球年平均气温低达-50C°，海洋表面冰层达到1000米厚。整个地球成为一个雪球。

这也是元古宙休伦冰期后的第二次全球冰雪时期。

在新元古代中期，罗迪尼亚超大陆裂解。在这一时期，地球构造运动加强，广泛形成陆内裂谷，同时引起大规模风化剥蚀和沉积作用，使大气中CO2的消耗量大大超过火山喷发释放的CO2量，并出现“冰室效应”：全球气温迅速降低，首先在地球两极的海洋上形成冰盖，随着冰盖面积的扩大，冰面对阳光反射增大，加速了地球表面的气温下降，直至全球冰冻，形成“雪球地球”景观。

不过，有一句话叫物极必反。由于温度极低，水文循环基本停滞，几乎没有降水作用，消耗CO2的化学循环基本停止。但同时，地球上的岩浆作用依然活跃，火山喷发释放出大量的CO2，且不断增加。经过上千万年的日积月累，大气中的CO2终于达到了一个足够高的浓度，便又产生了强大的温室效应。之后，地球迅速变暖，冰雪大片消融，最终出现了另一极端——解冻加速，一场酷热随之而来。

随之而来的还有生物界的蓬勃孕育。6.35 亿年，埃迪卡拉纪开始，埃迪卡拉动物群首现，至5.41亿年寒武纪生物大爆发，元古宙结束，显生宙拉开序幕。

7 元古宙是多种矿种大型、超大型矿床形成的高峰期，中国至少有该时期形成的超大型矿床40余处

记者：看来，中—新元古代是地球演化历史上最重大的变革时期之一，为之后地球成为丰富多彩的生物家园奠定了地质基础和气候基础。

沈保丰：我今年83岁，是从1964年开始研究前寒武纪矿床。我想要告诉大家的是，地球演化和环境变化也与成矿作用息息相关。如，“雪球地球事件”为我国的华南地区留下了大量的铁矿、锰矿和磷矿，特别是锰和磷，规模很大，品位很高。

记者：那么，我国前寒武纪矿床主要有哪些矿种？

沈保丰：中国前寒武纪超大陆旋回与成矿作用关系十分密切，我们曾提出，中国前寒武纪大规模成矿作用的主要控制因素是大地构造背景和大型地质构造环境。我国前寒武纪有包括铁、铜、镍、锌、稀土、金、磷等矿种在内的14个矿种产出超大型和特大型矿床，其中超大型矿床40多处、特大型30多处。

记者：有哪些是我们现在熟知的大矿？能举个例子吗？

沈保丰：比如白云鄂博。

记者：我们知道位于内蒙古的白云鄂博矿赋存着大量稀土，在我国乃至世界稀土工业占据举足轻重的地位。它也是在前寒武纪哪个阶段形成的？

沈保丰：白云鄂博稀土、铌、铁矿床是我国中元古代一个世界级的巨型矿床。初期，我国开发白云鄂博是开采铁矿石，后来才发现并应用其中的稀土、铌等重要矿产资源。

如果说中国稀土的资源储量约为世界稀土资源储量一半，其中白云鄂博稀土资源储量就能占到全国稀土资源储量的近九成。如今，人们已在矿区内已发现73种元素，构成160种矿物，有综合利用价值的矿产达26种，除稀土之外，铌、钍资源储量都占世界第二位。

白云鄂博矿床有着复杂的形成历史。

据研究，白云鄂博矿床有两次成矿期，是早期中元古代以铁-铌-稀土矿为主的岩浆型和晚期加里东期为铌—稀土矿热液叠加而形成的多成因、复合型的叠生矿床。

在中元古代早期，大约17.5亿年左右，随着全球哥伦比亚超大陆的裂解，太古宙的华北陆块也开始裂解，形成白云鄂博裂谷，并在裂谷中沉积了白云鄂博地层及有关岩浆岩。在14亿～12亿年，这里火成碳酸岩呈岩床或似层状体和岩墙侵位。就在火成碳酸岩岩浆熔离过程中，形成了岩浆期的稀土—铌—铁矿床。这也是白云鄂博的主矿化期。

在5亿年～4亿年加里东期，这里又叠加了一期构造热事件，形成了第二期稀土、铌热液矿脉。它们也是地壳深部物质部分熔融的产物。

沈保丰：总的来说，前寒武纪中的元古宙是多种矿种大型、超大型矿床形成的高峰期。除了白云鄂博超大型稀土—铌—铁矿床外，中国此时形成的知名矿床还有：内蒙古东升庙超大型硫铁—铅—锌矿床、甘肃金川超大型铜镍矿床、海南石碌超大型铁矿床、贵州松桃西溪堡（普觉）超大型锰矿床、贵州松桃道坨超大型锰矿床、贵州开阳超大型磷矿床、贵州瓮安超大型磷矿床、黑龙江柳毛超大型石墨矿床、黑龙江云山超大型石墨矿床等。

记者：大自然的奥秘真是太多了。谢谢您为我们分享了一段有关早期地球的精彩故事。

专家出镜

沈保丰，研究员、博士生导师。1959年毕业于前苏联乌克兰顿涅茨克工业大学地质系，曾任原地矿部天津地质矿产研究所所长（现为天津地质调查中心）。50多年来，主要从事矿床、前寒武纪地质、区城成矿规律和成矿预测研究，专长前寒武纪成矿作用；先后发表论文100多篇，出版专著14部；曾获国家科技进步奖、省部级科技或果奖等多项，1992年起享受国务院特殊津贴等。