斑岩型铜金矿床是全球铜和金的重要供给来源，近年来，研究人员在多个与碱性岩浆岩相关的斑岩型铜金矿床中发现硫同位素具有时空分带特征，并且该特征与矿体品位变化相对应，这不仅为理解斑岩矿床形成机制提供了新的视角，同时也为找矿勘查提供了新的思路。全球范围而言，斑岩型铜金矿床多与钙碱性岩浆岩有关，然而，硫同位素是否也具有分带特征及其对成矿作用指示意义尚不明确。近期，中国地质科学院矿产资源研究所（以下简称“资源所”）孙嘉副研究员研究团队以西藏多龙矿集区多不杂斑岩型铜金矿床为主，兼顾区内多个矿床开展了系统研究，以此为解决上述科学问题提供新的证据。

研究工作首先根据地质编录与矿物学研究结果，查明了多不杂矿床蚀变矿物组合类型及分布特征，并将成矿作用划分为3个阶段。其中，早阶段与钾硅酸盐化蚀变和青磐岩化蚀变有关，中阶段与绿泥石-绢云母化蚀变有关，晚阶段泥化蚀变局部发育，同时产出大量石英脉、硬石膏脉和黄铁矿脉。通过对比铜金矿体数据，确定成矿作用主要产于钾硅酸盐化蚀变带，而绿泥石-绢云母化蚀变带也有部分矿质沉淀。在此基础上，对上述不同成矿阶段和蚀变的相关脉体开展了硫同位素研究，共采集100余件样品进行系统分析。结果表明不同蚀变类型、成矿阶段的硫化物δ³⁴S值具有明显差异，具体表现为：早阶段钾硅酸盐化蚀变（-4.8‰~-0.4‰）相比青磐岩化蚀变（1.2~4.8‰）具有更低的δ³⁴S值，中阶段绿泥石-绢云母化蚀变（-2.6‰~0.6‰）相比钾硅酸盐化蚀变具有更高δ³⁴S值，晚阶段三类热液脉体δ³⁴S值逐渐升高（-3.1‰~0.5‰，-2‰~0.6‰，-0.7‰~2.3‰）。综合流体包裹体、氧同位素数据和模拟计算推测，硫同位素的分带变化主要与沸腾作用和水岩反应有关，而矿质沉淀则主要由沸腾作用导致的流体降温所引发。此外，硫同位素分带与矿体品位变化对比显示，该矿床矿体富集部位硫化物具有更低的δ³⁴S值（矿体Cu品位＞0.2%，黄铜矿δ³⁴S（‰）＜-1，黄铁矿δ³⁴S（‰）＜0），表明硫同位素对圈定矿化中心具有重要指示意义（图1）。

同时，对多龙矿集区波龙、拿若、拿厅、拿顿和铁格隆南矿床开展的研究指示，硫同位素在矿床范围内也表现出一定的时空变化规律，并可为探讨温度、氧逸度等变化提供佐证。值得注意的是，矿集区内各矿床主要矿化阶段的硫化物均具有较低的δ³⁴S，表明该特征在类似矿床的找矿勘查工作中也可发挥积极的指示作用。

 

图1. 多不杂斑岩型铜金矿床铜品位分布与硫同位素变化图解

（a.黄铁矿δ³⁴S值；b.黄铜矿δ³⁴S值）

1月7日9时5分，西藏日喀则市定日县（北纬28.50度，东经87.45度）发生6.8级地震，震源深度10千米。地震发生后，中国地质科学院地质力学研究所“活动构造与断裂作用”创新团队迅速对本次地震的构造背景和发震断裂进行分析研判，确认本次地震是发生在青藏高原南部南北走向地堑系内，丁木错（登么错）断裂上的一次正断型地震事件。

团队通过中国地质调查局自然资源航空物探遥感中心获取了震中地区遥感影像；通过对国产高分二号卫星震前、震后光学影像的解译和匹配计算，发现在尼辖错湖以北发育约4千米长的同震地表破裂带（图1），在登么错湖东岸断续分布约10km长的形变带，推测可能是湖岸松散堆积物因地震震动引起的滑塌挤压作用形成的挤压鼓包和张裂隙（图2A，B）。震前、震后影像亚像素匹配结果显示，尽管这次地震是典型的正断事件，但由于发震断层走向近SN且倾角较缓，破裂带两侧地表水平位移显著（图1C，D，E，F）：东西向伸展量最大可达3.9米（平均约2.5米），根据美国地质调查局（USGS）的震源机制解结果（断层倾角49°），推测本次地震的最大垂直位错量在4米以上，同时伴随平均约1米的左行走滑（最大约1.9米）。

团队地震应急考察组已于1月11日抵达震中地区，开展关于本次地震地表形变和相关灾害特征的调查，以及发震机理、地震趋势的研究，以期为灾区震后恢复重建和区域未来强震风险分析提供科学数据支撑。

 

图1 定日6.8级地震尼辖错湖以北地表破裂特征

A-震前高分2号卫星影像；B-震后高分2号卫星影像；C-震前/震后卫星影像亚像素匹配计算获得的地表东西向位移场；D-震前/震后卫星影像亚像素匹配计算获得的地表南北向位移场；E-影像匹配获得的东西向最大位移；F-影像匹配获得的南北向最大位移。

 

 

“年轻的时候什么工作都要做一点，现在年轻科技工作者学历很高，在某一个专业领域钻研得很深，但是也应该具有战略性的长远的思维，应该做到‘博观而约取，厚积而薄发’。”

——中国科学院院士、著名地质学家

沈 其 韩

1950年 

一名年轻的地质工作者 

怀抱炽热的爱国情怀 

投身于 

新中国找矿事业中 

辽宁鞍山 

湖北大冶 

山西中条山 

... 

他走南闯北、不知疲倦 

沉浸在为国家寻获矿产的 

巨大喜悦中 

 

中国科学院院士、著名地质学家沈其韩

回首当年

他激情澎湃：

“如果一辈子能够跑十几个地区

帮助建立十个八个矿山

也就很知足了。”

1984年，沈其韩在实验室用显微镜观察岩石薄片

1956年

他响应“国家需要”

迎来职业生涯的转变：

从热火朝天的

地质找矿一线

转入

当时相对冷僻的

地质科学研究

1985年，沈其韩（左4）在内蒙古野外进行地质观察

“我上大学的时候，

地球化学根本没有学过，

年代学也不知道，

都是在工作中边做边学起来的。”

知不足而后学

他在

变质岩石学

前寒武纪地质学

等研究领域

奋发图强

1991年10 月，沈其韩（左1）在北京密云观察变基性岩脉的特征

到了1980年

努力终得回报

他的研究成果屡次获得

地质矿产部科技成果奖

和国家自然科学奖

得到国际地质学界的

广泛关注和认可

2006年7月，沈其韩在黑龙江五大连池火烧山北侧考察

如今

这位年逾九旬的老人

仍在地质科学研究道路上

不倦跋涉

他对科学的热爱和求索之心

仿若大地上最寻常的岩石

历经风雨

坚韧如初

他是中国科学院院士、著名地质学家

沈 其 韩

 

破译地球的秘密

——记中国科学院院士、地质学家沈其韩

2019年1月，在2018年度国家科学技术奖励大会上，自然资源部项目《中国最古老大陆的时代和演化》荣获国家自然科学二等奖，这项成果是研究团队三代科学家近30年研究的结晶，获奖团队中就有时年96岁高龄的沈其韩院士。

在70多年的地质生涯中，沈其韩把所有的精力投入到早前寒武纪地质、变质岩石学和同位素年代学及铁铜矿产等研究中，在基础研究和应用研究方面作出了重要贡献。一年多之前，年逾九旬的沈其韩还坚持每天上午到办公室，翻阅报纸，了解国际国内重大事件，除了矿产新闻外，他格外关心的是土地污染治理和三农问题等。他还请助手把国内外有关寒武纪地质研究的论文打印出来，一篇篇仔细阅读，认真做摘要。正是这种精益求精的钻研精神，让他在90多岁时依然保持着出色的科研能力，再次摘下国家自然科学奖的桂冠，彰显着他为国家科技进步而努力奋斗的初心。

满腔热情为国找矿

1922年4月27日，沈其韩出生于江苏淮阴。1941年秋，在堂兄资助下，19岁的沈其韩经上海转浙西，偷渡日伪封锁线，终于在冬天抵达重庆。沿途祖国美丽的山河、破败的城镇、苦难的民众，给沈其韩留下了深刻印象。他渴望国家早一点强大起来。

1942年夏，沈其韩考入重庆大学地质系。上课时，沈其韩对岩石学非常感兴趣，尤其敬佩教授矿物学的王炳章先生。经过4年学习，沈其韩成为重庆大学那一届地质系仅有的7名毕业生之一。

1946年6月，沈其韩考入南京的中央地质调查所岩石学研究室，室主任是著名变质岩专家、中国科学院院士程裕淇。前辈地质学家身上那种严谨的工作态度、扎实的知识素养、开阔的学术视野、服务大局的工作意识、炽热的爱国情怀，深深地影响着沈其韩。

新中国成立后，国家重点发展重工业以尽快实现社会主义工业化，钢铁成为最急需的资源。发展工业，找矿先行，地质工作者们迅速行动了起来。

1952年，在湖北省黄石市铁山区成立了新中国第一支大型地质勘探队——大冶资源勘探队，后改称为429勘探队。沈其韩作为业务骨干参与组织铁山矿区和领导金山店矿区的后期详勘工作。他们白天到山野测量，夜晚在室内整理资料，很快完成了整个矿区精细的地形图。在两年多的时间里，沈其韩没有回过家，日夜都待在山上。1954年3月，勘探队向地质部提交了《湖北大冶铁矿地质勘探报告》，估计总储量高达亿吨以上。

从1950年起，从辽宁鞍山铁矿、湖北大冶铁矿到山西中条山铜矿，沈其韩走南闯北，不知疲倦，沉浸在为国家找到矿产资源的巨大喜悦之中。回首当年，年过九旬的沈其韩依然非常激动：“当时地质勘查工作非常辛苦，几乎都是白天黑夜地干，一个地质队、一两千人、三十几台钻机，就想着赶紧找到矿提交报告。一两年时间矿山就建立起来了，让我很有成就感。我当时就想，如果一辈子能够跑十几个地区，帮助建立十个八个矿山，也就很知足了。”

投身寒武纪地质研究

不过，沈其韩为国家建立十个八个矿山的愿望很快就被迫放弃了，另一个重要的领域正等待着他。

沈其韩在山西找矿劲头十足，这个时候，程裕淇院士向他发出召唤，让他回到地质研究所搞岩石学研究。向来服从工作安排的沈其韩内心有些不情愿：“我觉得找矿挺好的，我就留在山西算了。”

让沈其韩改变主意的只有4个字“国家需要”，国家需要他去找矿，他无怨无悔地奔波在湖北、山西各地。现在，国家需要一些有实际工作经验的人来搞基础研究，为将来的找矿工作做指导，那么，他也会竭尽全力，绝不辜负国家的期许。

变质岩石约占地壳总体积的27.4%，广泛地分布于早前寒武纪结晶基底及其以后的各种重要的地质构造单元中，绝大多数本来是见不到的，但是由于后来的构造运动，一些变质岩露出地表，带来深部地壳的各种信息。地质学家通过破解这些变质岩，研究地壳演化的历史。变质岩石学是岩石学的重要分支，但是相关研究一直进展缓慢，直到上个世纪初，变质岩研究才有所突破，而中国的变质岩研究当时还是一片空白。

程裕淇院士敏锐地意识到变质岩研究的重要性——除了能够了解早期地壳的演化、通过原岩恢复推断原岩的形成环境和构造背景外，还有助于利用变质岩来找矿。就这样，1956年秋天，沈其韩跟随程裕淇院士开始了长达60年的早前寒武纪地质、同位素年代学和变质岩区工作方法研究。

寒武纪是地质划分的一个年代，时间大约是距今5.4亿年至5.1亿年之间。在寒武纪开始后的数百万年时间里，包括现生动物几乎所有类群祖先在内的大量多细胞生物突然出现，这就是令古生物学家和地质学家百思不得其解的“寒武纪生命大爆发”。但凡所有的大爆发，之前一定有一段长期的力量积蓄储备期，地球上所有的矿产资源也正是形成于这个时期。剧烈的构造运动造成地壳抬升，将覆盖在变质岩之上的岩层剥蚀掉，使得变质岩得见天日。因此，沈其韩的研究便以早前寒武纪地层学为对象，试着从古老的变质岩中去推断地球演化的过程，解读地壳深处的信息。

在地质学家的眼里，一块看起来很普通的石头，或许比等量的黄金还要珍贵。从热火朝天的地质找矿一线转入到相对冷僻的基础研究领域，沈其韩迅速沉下心来，一步一个脚印，踏踏实实地开始工作。

博观约取获硕果

“我上大学的时候，地球化学根本没有学过，年代学也不知道，都是后来在工作中边做边学起来的。”知不足而后学，沈其韩格外关注新技术新方法在实际工作中的运用。后来的实践也证明，没有同位素地质年代学，前寒武纪研究寸步难行。通过向国外专家学习，引进国际上最先进的测定同位素的仪器设备，使得中国的寒武纪地质研究在起步较晚的情况下奋起直追，不断收获累累科研硕果，逐渐缩小与国际寒武纪地质研究的差距。

从1980年开始，沈其韩在地质科学研究上进入盛产期，他在早前寒武纪研究领域取得了一系列重大进展，研究成果屡次获得地质矿产部科技成果奖和国家自然科学奖。中国寒武纪地质研究的突飞猛进也引起了国际地质学界的广泛关注和认可，相关的研讨会和各种科学合作项目也有条不紊地推进起来。

回忆一生的科研事业，沈其韩认为，年轻的时候什么工作都要做一点，现在年轻科技工作者学历很高，在某一个专业领域钻研得很深，但是也应该具有战略性的长远的思维，应该做到“博观而约取，厚积而薄发”。

沈其韩说，他亲自经历了变质岩石学和前寒武纪地质学研究从落后到发展的过程，当前地质科学在飞跃发展，变质岩石学和前寒武纪地质学也应紧随时代的脉搏，不断前进。他勉励年轻地质工作者，紧紧抓住学科发展规律和国家需求，坚定信心，在学科的理论思维和实践应用等方面不断创新前行，为国家作出重要贡献。

从某种意义上来说，地质学家是这颗星球上最智慧的人之一，他们能够从一块岩石标本乃至一粒矿物晶体中看到整个造山带的动力学过程，推测出地球过去46亿年漫长历史中发生的故事，寻找到蕴藏于地球深处的各种丰富的矿产……斗转星移，寒来暑往，沈其韩院士已经在地质科学路上跋涉了70多年，时光把他从一位热血青年雕塑成一位世纪老人，但他对地质科学的热爱和执着追求科学真谛的心却从未改变过，正像这大地上随处可见的一块块岩石，历经风雨，坚韧如初！

杨经绥在国际会议上作报告

杨经绥在智利开展现代洋壳调查野外工作

2015年春节期间，杨经绥率团队在智利开展野外工作

杨经绥与白文吉研究员在俄罗斯乌拉尔野外

对杨经绥来说，科学研究也如同攀登，心中怀有信念和热爱，付出更多的汗水，才能登上一座座山峰，看到常人无法看到的独特风景。

2017年11月28日，中国科学院公布2017年院士增选结果，中国地质科学院地质研究所研究员杨经绥光荣当选。

杨经绥发现和厘定了我国柴北缘、东秦岭和西藏松多等3条高压/超高压变质带；厘定了东昆仑阿尼马卿和西昆仑库地蛇绿岩组合，为建立高原北部古板块体制的演化作出重要贡献。他建立的“蛇绿岩型（罗布莎型）金刚石”，为世界开启了研究深地幔物质的重要新窗口。

杨经绥从事地质科学研究已经整整40年。40年里，他大部分时间和精力都投入在青藏高原的崇山峻岭中，爬上了数不清的山峰。对他来说，科学研究也如同攀登，心中怀有信念和热爱，付出更多的汗水，才能登上一座座山峰，看到常人无法看到的独特风景。

从书本到野外

青藏高原给了他最好的淬炼

1977年，杨经绥从长春地质学院地质勘探系毕业，分配到中国地质科学院地质研究所工作。那时的他血气方刚，大学期间系统而刻苦的学习，让他装了满脑子地质学知识。可对地质学研究来说，野外实践尤其重要。刚刚走出校门的杨经绥，最需要的就是到野外一线去历练，把从书本上学到的知识投射到岩石上，真正走进大自然的地质王国。

这时，青藏高原的群山发来了遥远的呼唤。1978年正是全国铬铁矿会战的尾声，杨经绥参加了西藏藏北东巧铬铁矿和蛇绿岩填图及雅鲁藏布江蛇绿岩和罗布莎铬铁矿调研项目，他第一次来到青藏高原，就与这片大山结下了一生的不解之缘。

杨经绥无疑是幸运的，青藏高原虽然气候严酷，工作条件艰苦，但其地质的独特性、复杂性，作为野外地质工作的历练场，是再好不过的了。杨经绥满腔热血地投入野外工作中，跑路线、看剖面、填图、写报告，高寒缺氧的环境并没有难住他。这在一定程度上得益于他的知青经历。入学长春地质学院之前，杨经绥曾在北大荒从事了5年生产劳动。茫茫荒原，天寒地冻，练就了他健壮的体质，馈赠给他勇气和毅力。杨经绥曾说，经历过北大荒岁月，他对任何恶劣的自然条件不再有畏惧感。

项目负责人白文吉特别器重这个工作勤奋、踏实的小伙子，经常鼓励他，指导他。这让杨经绥很快成长起来，熟练掌握了一项项专业技能。短短几年的时间，他已经从初出茅庐的书生变成能够在野外独当一面的青年地质科技工作者。

项目结束后，杨经绥从西藏回到北京，但他很快就等来了再上高原的机会。1980年，中国与法国合作开展青藏高原地学研究项目同时，来自全国的地质精英组成了18个青藏高原地质调查分队，准备全面开展高原地质研究。得知这一消息后，杨经绥马上跑去找刚刚被任命为第一分队队长的姜春发。“姜老师，我在西藏东巧铬铁矿区填过图，很喜欢和向往高原工作，也不怕吃苦，让我加入您的团队吧。”杨经绥诚恳而充满期待地说。姜春发对杨经绥的人品和工作态度已有耳闻，痛快地答应了这个主动请缨的年轻人。

这一去就是5年。杨经绥在人烟稀少的高原，从事东、西昆仑蛇绿岩研究，探索曾经浩瀚的大洋，如今成为莽莽昆仑山的地质构造背景。在旁人看来艰苦而寂寥的工作，杨经绥却说“干得很过瘾”。是啊，昆仑山口、帕米尔、红其拉甫、阿里……光是这些名字，就有种天高海阔的豪迈。几辆车，几个人，带上帐篷、汽油、日用品，一跑就是几个月。最长的一次，他们在野外连续工作8个月。

在神奇美丽的边疆，杨经绥找到了施展才华的宽广舞台。“搞地质研究，看再多教科书，都不如去野外现场看一看。但光在野外跑，也不行。必须带着思考，带着科学问题跑。”随着对东、西昆仑上这一带了解的加深，杨经绥脑子里产生了一个个地质科学问题，他一边在野外工作，一边寻找问题的答案。

项目结束时，项目组合作的专著《昆仑开合构造》获得了当年原地矿部科技进步三等奖。姜春发把杨经绥的名字放在了作者中的第二位。“姜老师，我们7个人，我年龄最小，排在第二个不合适吧？”杨经绥一度谦让。姜春发说：“这个排名顺序是按照对项目贡献的大小，而不是年龄大小。”

走出校园后，杨经绥一脚踏入的野外，就是青藏高原，一晃就是8年。这段时期，杨经绥谦虚地称之为实习阶段。通过“实习”，他加深了对岩石、构造的认识，熟悉了青藏高原的地质环境，增长了见识，为之后的地学研究打下了坚实的基础。披荆斩棘的地学研究利剑，经过淬炼，锋芒初露。

解密特提斯

海外留学给了他全球的视野

1986年，杨经绥被公派留学加拿大，在达霍西大学吉姆霍尔教授的指导下，攻读博士学位。

早在两年前，霍尔教授就认识了这个来自中国的年轻人。1984年，杨经绥到塞浦路斯参加国际科学钻探培训班。他和来自印度和埃塞俄比亚的两名学生一组进行地质填图、写地质报告，吉姆正是指导老师。杨经绥过硬的基本功和严谨的科学作风让吉姆印象深刻。

再次见到杨经绥，吉姆问他：“你的论文打算做中国的青藏高原还是塞浦路斯呢？”杨经绥并没有马上回答。他用3个月的时间查阅各种英文文献，了解国际地学界岩石和构造领域的研究情况。当时，关于青藏高原的研究很少，文献多数来自国内。而关于塞浦路斯的研究，前人已经做了很多工作，已经有大量的论文发表，研究比较深入。塞浦路斯拥有全球最经典的古特提斯洋地质遗迹，记录了完整的地质层序和特提斯洋的历史。研究古特提斯洋形成和关闭的过程，有望对地球上大陆和海洋的形成产生新的认识。青藏高原，也是古特提斯洋的一部分。选择塞浦路斯，便于与国际同行之间的交流，也便于导师的指导。而选择塞浦路斯，也意味着必须要在前人研究的基础上取得新的发现，挑战性很强。吉姆认可了他的选择。

1987年，杨经绥再次来到塞浦路斯。吉姆帮他联系了当地一户人家，让他住在家里面。每天一大早，杨经绥就骑着山地车上山去，一个接着一个地看地质剖面，详细记录地质特征。有一天下山时，山地车速度很快，不小心撞到一道坎，连人带车都飞了出去。杨经绥的膝盖摔破了，山地车也摔坏了。那里距离他住的地方还很远，正发愁怎么回去时，幸好一辆卡车路过，停了车。车上下来一个当地人，在了解了杨经绥的困难之后，答应帮他修车。好心人把杨经绥带到家里，在车库里帮他修好了山地车。“真没想到一个中国年轻人会骑着自行车，在我们国家的大山里辛苦地研究地质，太了不起了。”

回到住处时，天色已晚。杨经绥远远地望见他借宿那户人家的老妈妈正在门口焦急地眺望。看到杨经绥，她眼泪流了出来，“到了时间还没回来，我担心你出了什么事。”“我没事，就是摔了一跤，车子已经修好了。”杨经绥一边安慰老妈妈，心中一股暖意涌了上来。

过了段时间，吉姆来检查杨经绥的工作，在看了他的各种记录和成果后，对他野外工作的扎实大加赞扬。反过来，导师严谨的治学态度、科学的培养方式、和善正派的为人，也给杨经绥很多有益的影响。

杨经绥的博士论文《塞浦路斯古海底构造重建》，在前人研究的基础上，提出了自己新的认识，得到了学术界的肯定。海外留学生涯，给了他地学研究的全球视野，使他把握到研究领域最前沿的脉动。他的剑，磨得更锋利了。

毅然返高原

在我国发现两条超高压变质带

1994年春节，杨经绥在大洋对岸收到时任中国地科院地质所所长许志琴发给国外留学人员的新春贺信。许志琴在信里说，所里正在与法国合作开展青藏高原研究项目，祖国需要人才，欢迎他们回来参加。

看到信后，杨经绥思绪万千，激动不已。青藏高原，那是他魂牵梦萦的地方，是他熟悉而热爱的地方。当年，自己还有一些问题没搞清楚，如今增长了知识，回去一定要解开谜题。

4个月后，杨经绥就坐上了回国的飞机，又从北京直奔东昆仑。那又是一段过瘾的时光，故地重游，杨经绥的眼里却看到了比过去更丰富的东西。同时，他也感受到了团队良好的科研氛围，每个人都很努力、很敬业。“我一直认为，搞科研，一方面要找到兴趣点，另一方面要有良好的团队。许志琴院士带领的青藏高原研究团队，正符合我的期待。更重要的是，我的事业在中国。”于是杨经绥对许志琴说：“我想回来，正式参加你们的项目。”许志琴听了非常高兴。

杨经绥的选择是正确的。1995年，地质研究所破格评杨经绥为研究员，1996年他开始带研究生，1998年被聘为地质研究所副所长，1999年成为博士生导师。2003年，杨经绥获得中央组织部、人事部、宣传部、教育部、统战部、科学技术部六部委颁发的“留学回国人员成就奖”。2007年，他荣获“何梁何利科学与技术进步奖”。

每一年，杨经绥和同事们都有很长一段时间奔波在青藏高原的野外。他们去的都是人迹罕至的地方，甚至无人区。危险时刻躲藏在他们身边。1997年在可可西里，科研团队突遇暴风雪，温度极低，气压下降，几乎所有人都被强烈的高原反应击倒。到了夜里，一位同事突然昏迷，情况危急，急需输液，可蜷缩在车里，液体怎么也输不进体内。为了挽救同事的生命，杨经绥二话不说，爬到车顶，高举起吊瓶，在凛冽的风雪中站了一个小时，直至同事病情好转。2004年秋天，杨经绥和他的科研小组在野外作业时，不幸遭遇车祸。他受了重伤，断了五根肋骨和一根锁骨。在危难之时，他首先想的是别人，让医生先抢救别的伤员。在敦煌医院重症病房里，他还念念不忘工作。

就在他们经历艰险的时候，新的发现也悄悄到来了。1996年，杨经绥和同事在柴达木盆地北缘鱼卡发现了榴辉岩，在柴达木盆地北缘都兰发现榴辉岩和含柯石英片麻岩，建立了中国西部一条长350千米的早古生代超高压变质带，开辟了西部超高压变质岩研究的新热点。

“榴辉岩和柯石英是板块碰撞时在超高压条件下形成的。温度不能太高，压力却要很高。基于当时的发现，我推测我国大陆沿着中央造山带发生过两次碰撞，一次发生在5亿年前，一次在2亿年前。但是推测需要证据来支撑。”杨经绥说。

2002年，支撑他推测的证据终于被找到了。那年春节期间，杨经绥和同事采用激光拉曼谱方法，对从秦岭取回来的几千个样本进行研究，从中发现典型的超高压矿物——金刚石。秦岭金刚石的发现，为中国西部的超高压变质带延至东秦岭提供了关键性的科学证据。杨经绥等人据此提出了沿中央造山带存在4000千米的早古生代和印支两期超高压变质作用事件的巨型超高压变质带的大思路，在国内外引起了很大反响。柴北缘和东秦岭两条超高压变质带，已被国际超高压权威标注在新的全球超高压变质带分布图上，为推进超高压变质带研究和中国关键构造问题的解决做出重要贡献。

罗布莎突破

深地幔研究领跑世界

杨经绥心里，还有一个谜没有解开。1980年，西藏罗布莎铬铁矿，选矿时选出了金刚石。此事曾轰动一时，多数人不相信，认为地质背景完全不对，不可能出现金刚石。还有几名外国专家专程来考察，认为选出的金刚石是混染的。

当年，杨经绥和老师白文吉就在罗布莎，亲身经历了这件事。明明就是金刚石！杨经绥意识到，把这件事情研究清楚，将真相大白于天下，有可能会带动重大理论突破。他在心中暗下决心，一定要弥补自己和白老师当年留下的遗憾，重回罗布莎。

2006年，杨经绥如愿承担了罗布莎铬铁矿研究项目。这一次，他们很快就又发现了金刚石，而且是在原矿石里发现的。可消息传出去，国际地学界依然是一片质疑声。澳大利亚的科学家来了，日本的科学家也来了，要取回样品自己验证。当他们也选出金刚石，在自己的实验室里做微量元素分析后，终于相信了中国科学家的发现。他们就像发现新大陆般惊喜万分，回国后，在各种会议上为罗布莎的金刚石正名。铬铁矿里金刚石等超高压矿物的发现，把过去认识中浅部的地质运动，一下延伸到400公里深。

过去研究地球深部的运动，都是在实验室里模拟，找不到样品来研究、来证实。如今终于有了看得见摸得着的岩石，来讲述地球演变的故事。美国一位院士撰写文章指出，杨经绥团队发现的罗布莎型金刚石，或者说蛇绿岩型金刚石，为世界地学界打开了一扇研究深地幔矿物和作用的窗口。2015年，国际地科联批准了国际地球科学研究计划“金刚石与地幔再循环”项目（IGCP-649）。

杨经绥的全球视野，让他提出全球化的研究思路，即从全球尺度选择不同时代和地区的代表性蛇绿岩，查明金刚石等强还原超高压矿物群在古今大洋岩石圈中的空间展布、赋存状态及其形成和保留机制，探讨和揭示全球不同构造背景的地幔物质组成和深部地质作用。在这一思路指导下，他们的团队得到中国地质调查局和国家基金委支持，分别开展了塞浦路斯特罗多斯、阿尔巴尼亚、缅甸、土耳其和俄罗斯等地的蛇绿岩和铬铁矿调查取样。

中国地质调查局地质研究所地幔研究中心团队通过蛇绿岩型铬铁矿这个窗口，研究地幔过渡带深度的矿物群，探讨铬铁矿的深部成因，为蛇绿岩铬铁矿的研究提供了新的思路。目前，我国的研究在国际上处于领先和领跑地位，带动了多国科研人员参与合作。杨经绥说：“例如，我们目前与美国、德国、法国和英国科研人员开展广泛和深入合作，每年我们都有研究人员去国外开展地质调查，取回不少样品，进行实验室合作研究，以我为主发表了合作论文。有些国家的科研人员已经用我们提出的研究思路，申请到了科研项目，并且邀请我们为项目指导。”

2017年，杨经绥带领各国科学家在古巴采集了近3吨蛇绿岩和铬铁矿样品。运用现代高科技分析测试手段，它们可能揭开古加勒比大洋的裂解和关闭历史，同时可以探讨铬铁矿的成因，探讨深地幔矿物和深部物质的循环和侵位。明年，“金刚石与地幔再循环”项目计划去澳大利亚和新加里多尼亚举办研讨会并进行野外调查取样，将首次取得南太平洋小岛上的铬铁矿。杨经绥说：“我们十分期待，来自地球南半球的样品会带来什么样的惊喜和奥秘。”

40年的科研生涯，杨经绥在自己的专业领域里，向着心中坚定的方向一步步攀登。如今，他已经带着一个中国科学家的自豪，登上了深地幔研究的世界高度。但他依然没有松懈，因为更美的风景在更高更远处。

8月8日，由中国地质调查局武汉地质调查中心教授级高级工程师程龙牵头的海生爬行动物研究团队与中国地质大学（武汉）、湖北省地质科学研究院和英国布里斯托大学合作研究的成果“First filter feeding in the Early Triassic: cranial morphological convergence between Hupehsuchus and baleen whales（海洋滤食方式在早三叠世首现：湖北鳄与须鲸的头骨形态趋同）”在线发表于国际知名期刊《BMC Ecology and Evolution》。中国地质大学（武汉）地球科学学院与武汉地质调查中心联合培养的博士生方子晨为第一作者，程龙为唯一通讯作者。

湖北鳄是一类史前生活在海洋中的爬行动物，与熟知的鱼龙来自同一祖先。湖北鳄是最早的海生爬行动物之一，与最早的鱼龙几乎同时在早三叠世晚期（距今约2.48亿年）出现。鱼龙在三叠纪-白垩纪晚期的海洋中广泛分布，但是湖北鳄不仅只出现在我国湖北省的南漳和远安两县交界地区的南漳-远安动物群中，而且在早三叠世末期迅速灭绝。迄今为止，湖北鳄共包括5个属种，南漳湖北鳄是其中最常见的物种。

南漳湖北鳄的吻部细长且不长牙齿，背部生长一列骨板，肋骨肿大，腹膜肋粗壮且紧密排列。南漳湖北鳄的身体笨重，在水中游泳能力较弱。以往发现的南漳湖北鳄化石标本往往呈侧向保存，无法全面观察到头骨的特征，导致不能准确认识它的生活习性。近年来，研究团队长期从事南漳-远安动物群研究，采集到了两件呈顶面出露和一件呈腹面出露头骨的南漳湖北鳄化石标本。通过对上述化石标本研究，发现南漳湖北鳄的两侧前颌骨和鼻骨几乎不接触，在吻部中间形成一条狭长的吻中缝；上颌的两侧唇边各发育一列浅槽。在几何形态测量学研究的基础上，通过与现生的130种水生四足动物进行形态趋同对比分析，研究团队发现南漳湖北鳄的吻部结构趋同于现代海洋中的须鲸。

须鲸体型巨大，是现代海洋食物链顶端的特殊类型，它的上颌生长梳状排列的角质须，只以小型浮游动物为食。须鲸在捕食时，借助吻中缝和下颌扩充口腔空间，尽可能张开大口一次吞下大量海水，接着闭上嘴巴将水吐出，海水中的食物便会被鲸须挡住而留在口中。所以，研究团队推测出南漳湖北鳄的上颌可能也生长类似鲸须的软组织。另外，结合南漳湖北鳄较弱的运动能力，研究团队进一步提出南漳湖北鳄可能类似须鲸中的弓头鲸或露脊鲸，采取游速较慢的持续滤食方式在海水表层小型浮游动物。

这种现代海洋生态系统中独特的进食策略在早三叠世南漳-远安动物群中的发现，进一步说明二叠纪末生物大灭绝之后随着生物快速复苏，现代海洋生态系统的雏形在早三叠世时期已经形成。

 

南漳湖北鳄滤食生态复原图

17岁进入地质队，到今年他已57岁。四十年山水相依，四十年风雨兼程，周琦说，他仅仅做了一件事——高原寻锰。

风餐露宿的勘探，日晒雨淋的跋涉，这位贵州省地矿局首席科学家的脸色也基本上成了“锰褐色”。曾几何时，锰矿是南半球的“专利”，而如今，中国“贫锰”的帽子，如同当年贫油的帽子一样，被远远甩向了太平洋。周琦，一个土生土长的贵州汉子，率领团队，在黔东地区发现并探明了4个世界级超大型锰矿床，一举改变了中国锰矿在世界的格局。贵州锰矿资源储量一跃成为亚洲第一，黔东地区成为了中国锰矿资源最丰富的地区和世界级锰矿资源富集区。

“锰矿，穷毕生精力找到它，作为地质人，我初心无悔。”周琦对笔者说。

寻找接续资源迫在眉睫 

进入21世纪以来，贵州锰工业迅速发展，锰矿资源需求量迅速上升，锰矿石供需缺口加大。已探明的老矿区锰矿资源几近枯竭，寻找接续矿产资源迫在眉睫。

时任贵州省地矿局103地质队队长的周琦，把找锰当成了第一要务。他带领团队在松桃西溪堡地区开展地质普查评价，历尽曲折，未见进展。接着又在笔架山一带布置了两个钻孔，也没有结果。就这样，吃在大山里，宿在大山里，梦在大山里，周琦恨不得钻进地下看个明白，一探究竟。

2000年春节刚过，第一个钻孔完成，显示无矿；接着打第二个钻孔，结果还是无矿……接连的失败，接踵的打击。矿在哪里呢？如何找到它？

周琦17岁自昆明地质学校中专毕业后，就分配到103地质队，开始寻锰生涯。原有的专业知识，已有的找矿经验，显然不能回答现实问题。接二连三的失败与打击，对于弱者可能是灭顶灾难，对于强者却是营养和力量。逆水行舟，面对重重压力，必须提升自我，站到巨人肩上去。周琦选择考研，下决心深造。他一边探索，一边研学，由硕到博，完成了嬗变。“后来我才明白，传统的外生沉积成锰理论是导致失败的主因，必须寻求新路。”通过孜孜求学与独立思考，周琦渐渐找到了打开“芝麻开门”的钥匙。看那地表露头的锰矿，已经被开采得差不多了，我们必须目光向下，向深部要矿，必须将目光深入到千米以下，寻找地下的全隐伏锰矿。因为限于当时的技术条件，千米以下找“盲矿”，难度大，风险高；而传统的方法是由浅入深，即从露头的矿体顺藤摸瓜，大致推测一个方向，再打钻孔检验是否有矿。周琦认为，这种方法不适用于攻深找盲，也找不到深部隐伏锰矿。

周琦在野外踏勘

关键时刻改变找矿方法 

细节决定成败，思路决定出路。周琦决心沿着这一思路，探索创建一套适合于我国的锰矿成矿理论和找矿方法。理论的“大厦”，总是生长于一砖一瓦。每当野外勘查时，周琦总是发现，锰矿体中含有沥青，面对这一种奇异的地质现象，问号总在脑子里打转，“锰矿里怎么会有沥青跑进来呢？”周琦白天走路在想，晚上做梦也在思。为了搞明白就里，每到野外，周琦就坐在公路边或者坑道中，用心观察锰矿，用素描将形态画下来，用相机拍下来。饿了不知道吃，累了不知道困。回到家就翻资料，分析研究。看到他如此“痴迷”，不少人都觉得不可思议：矿，本就是那样；人，却陷入了物我两忘。可周琦偏偏就死抓住这一细节不放。他翻遍了相关文献，他到处请教业内专家，拜师教授，上下求索路径，苦苦寻找着答案。

周琦决定，再次安排技术人员对西溪堡进行更为详尽的地质工作，在不同的区域点上取样，对锰铬比值进行细致地测试分析。通过数据分析发现，在西溪堡地区，预测的矿体由北到南、从厚到薄、从有到无，分布的规律非常明显。于是周琦便决定在盆地的中心位置设计钻孔，安排带钻普查。

第一个钻孔打下去，到500多米就见到矿，而且品位超过20%，这样高的品位在103队近几年的锰矿勘查中是极少见到的。团队上上下下都感到了振奋。第二个钻孔打下去，却没有见到矿；第三个钻孔打下去还是不理想。是停下来，还是继续勘探？为了证明自己的理论，应当坚持。第四、第五个孔相继见矿了。但整个矿区还不能连成一个整体。周琦经过仔细分析和慎重考虑，决定改变思路，放弃钻探，改为坑道勘探。当坑道打到508米时，主矿体出现了，这是一个相当完整的矿体啊。周琦终于用实践证明自己的找矿理论是科学的！关键时刻，改变找矿方法，变钻探为坑探的思路与决策，无疑是天才灵感之妙笔！

改变世界锰矿资源格局 

2008年8月8日，贵州省地矿局与铜仁市政府签订合作协议，按照“战略合作、促进发展、成果共享、风险共担”原则，对铜仁市优势矿产资源开展合作勘查，由此建立了“地方政府、地勘单位、企业”“三位一体”矿产资源合作勘查的“铜仁模式”。随即，他们对锰矿率先实施了整装勘查，开展了空前的找锰大会战。作为锰矿整装勘查指挥长的周琦，深感找锰突破的历史性机遇来了。他有对黔东地区南华纪“大塘坡式”锰矿从事30多年的理论研究与实践探求，也走出了初期找锰的种种困惑，锰矿找矿新突破的曙光就在眼前。

作为锰矿整装勘查的指挥长和技术总负责，周琦拼了，他带领的找矿团队也拼了。他们不断总结找矿经验，完善找矿理论，使黔东地区南华纪“大塘坡”式锰矿研究不断取得新突破，创立了锰矿气液喷溢沉积成矿原创性理论和隐伏新类型锰矿找矿预测关键技术方法等，用以指导锰矿整装勘查区找矿预测研究和勘查工作。新的找锰理论技术指导和支撑大会战，找矿成果凸显。仅钻探工作量就完成了30多万米 ，若将钻杆相连，可以从贵阳市拉到铜仁市了。就这样，他们先后发现并探明了亚洲最大的锰矿——松桃普觉隐伏超大型锰矿，以及道坨隐伏超大型锰矿、桃子坪隐伏超大型锰矿和松桃高地隐伏超大型锰矿等4个世界级隐伏超大型锰矿，新增锰矿资源量6亿多吨。要知道，全球仅有13个储量超1亿吨的超大型锰矿，贵州铜仁就占4个，不仅改变了世界锰矿资源勘查开发格局，还一举改写了世界超大型锰矿床主要分布在南半球的历史。

梅花香自苦寒来。历经40年，周琦终于建立起一套较为完善的锰矿成矿新理论，并据此创建了一个新的隐伏锰矿找矿预测方法，使我国找锰实现了历史性重大突破，同时还创造了上万亿元的潜在资源价值。周琦因此于2017年获得了我国地质科学领域的最高奖——李四光地质科学奖；2018年，荣获贵州省最高科学技术奖；2020年5月，获得第二届全国创新争先奖状。

四十年，周琦只做了这一件事，把青春无悔地献给高原，将论文写在了祖国的大地上。

《吉林大车背沟等8幅矿产地质调查》项目为2020年度新开项目，为了解工区基础地质概况，建立统一的野外工作标准和认识，项目组克服人员少、天气冷等困难，于2020年4月14日至4月19日，对工区进行了实地踏勘。在新立村一带，发现了变质砂岩、斜长角闪岩、二云母片岩等，并具有“构造混杂”的特征，推测其与古亚洲洋闭合有关。 

珍惜矿产资源 科学规划开发路线图

——谈矿业产业发展规划的作用、意义及编制

郭 敏 赵军伟 赵恒勤

对资源型地区来说，矿业在地方国民经济中占有重要地位，矿产资源的开采开发、矿产品加工以及延伸产业对地方经济发展发挥了重要的支柱作用。但随着生态文明建设的不断推进、世界矿业经济增长放缓，社会发展对资源开发提出了新的更高要求。矿业产业发展规划可以统筹协调好地方资源、环境、经济社会发展等各方面问题。

矿业在经济社会的基础地位

矿业是国民经济的基础产业，人类的衣、食、住、行、用、医等以及国家经济、社会建设与发展都离不开矿产资源。能源和原材料矿产是工业必不可少的“血液”和“粮食”。当今世界上，95%以上的能源、80%以上的工业原材料、70%以上的农业生产资料均来自矿产资源。

矿业支撑了我国经济社会全面发展，为经济建设提供了巨大的物质财富。我国是煤炭、铁矿石、铅矿、水泥用灰岩、建筑石料用灰岩等20多种矿产品的全球最大生产国和消费国，一些战略性新兴产业矿产品产量全球占比已从1990年的20%～30%增长到当前的70%～90%以上。目前，我国年矿石开采总量超过300亿吨，在全球矿产品生产和消费中占有关键性的地位。

矿业产业发展规划的作用与意义

矿业产业是依托矿产资源勘查、开采、选冶、加工、贸易等环节的全产业链经济活动，对区域经济社会发展发挥着巨大的带动作用。

矿业产业发展规划是对区域矿业产业发展进行细致而全面的专项规划。它依托区域优势矿产资源，在综合考虑区域经济基础和发展潜力的前提下，从区域特色资源、优势产业出发，因地制宜对矿产业布局做出合理安排，带动其他相关产业协调发展。矿业产业发展规划对加快区域矿业产业发展，将资源优势转化为经济优势，促进矿业产业结构转型升级，提升产业聚集度及辐射力，推进区域经济高质量发展等具有重要意义。

矿业产业发展规划的组成和编制

矿业产业发展规划的内容主要包括规划编制背景（产业发展环境）、区域矿产资源现状及发展基础、产业发展任务与思路、产业链设计、产业布局、规划保障措施等部分。

矿业产业发展规划编制的一般方法和过程为：首先对区域优势特色矿产资源开发、矿产品加工现状、产业发展环境进行广泛深入的调研，根据区域产业基础、特点及发展环境，分析产业发展面临的机遇、挑战及优劣势，预测产业发展方向；其次针对产业发展现状及发展条件，明确矿业产业发展定位，提出发展的总体战略和目标任务；再次提出总体产业布局，主导产业及相关产业类型及规模，细化拟落实的规划重点项目；最后，提出组织管理、资金、技术、人才等方面的措施、建议，以保障规划实施。

矿业产业发展规划编制要点

1.明确产业规划的定位

产业定位是产业发展规划的核心。产业规划编制前，一定要明确规划的定位，依据资源基础，确定产业发展方向。

同时，在规划编制过程中协调好矿业与其他相关产业的关系，如矿产品加工产业与材料产业的发展，以实现产业链融合发展。

2.设计好产业总体布局

产业规划布局是产业发展规划的重要内容，包括产业体系、产业结构、产业链、空间布局等，总体上要做到因地制宜、统筹兼顾、扬长避短、突出重点、综合发展，综合考虑生态环境保护、环境承载力、文物和动植物保护、水源地保护、土地利用等因素。同时在产业规划编制中，需要设置一批规划重点项目，明确项目实施的主要内容、建设空间布局、矿产品结构及方向、投资进度、预期效益等，以保证项目的可行性。

3.重视规划前期调研

矿业不同于其他产业，矿业开发涉及资源、安全、环保等领域，面广且形势复杂。规划编制过程中必须对产业发展现状进行广泛深入调研，研判产业发展形势和潜力，查询了解各种信息，搜集相关资料，需要到当地发改委、工信委、环保局等管理部门了解当地产业政策、招商引资情况、环保要求等，还需要到典型矿山企业调研资源开发现状，为合理安排规划任务、设计产业布局提供切实可行的保证。

4.提出针对性的保障措施

为了保证产业规划实施并达到预期效果，需要一系列可行的、有针对性的保障措施，主要包括规划实施主体的设置与组织管理、政策扶持、投（融）资方案、招商引资、技术改造与研发、人才培养等。结合当地实际情况，规划编制中要落实好如何实施，以获得理想的预期效果。

钨矿的开发利用

张红新 赵恒勤

世界钨矿资源储量比较丰富，地壳中钨的含量为0.001%，具有开采价值的只有黑钨矿和白钨矿。世界钨矿资源主要集中在阿尔卑斯-喜马拉雅山脉和环太平洋地质带。中国钨储量居世界第一，主要分布在中国南岭山地两侧的广东东部沿海一带，江西南部的储量最多。据中国矿产资源报告（2019）的数据，截至2018年底，我国钨矿查明资源储量为1071.57万吨(WO3含量)，约占全球总量的60%。其次为加拿大(29万吨)、俄罗斯(25万吨)和美国(14万吨) 。

我国钨矿地下开采矿山数量和产量都居主要地位，在112座钨矿山中，地下开采钨矿105座、露天-地下联合开采钨矿4座、露天开采钨矿3座。钨矿资源的选矿工艺根据资源类型的不同，存在较大差异。总体而言主要有三种工艺。一是黑钨矿选矿工艺。目前，黑钨矿选矿工艺一般可分四阶段进行回收，即粗选、重选、精选和细泥处理阶段。二是白钨矿选矿工艺。白钨矿资源常与多种钼、铋等有色金属伴生或共生，有用矿物嵌布粒度较细，白钨矿选矿工艺流程以浮选为主。三是黑白钨混合矿选矿工艺。黑白钨矿混合矿属难选矿石，其特点是钨品位低、嵌布粒度细、黑白钨与多种有用矿物密切共生，脉石矿物组成复杂。目前，黑白钨混合矿的选别采用硫化矿浮选-黑白钨混浮-白钨粗精矿加温精选-黑钨细泥浮选的主干全浮流程。

选矿后的钨精矿经冶金工艺制备出高纯的钨锭或钨粉。钨是高熔点稀有金属，具有优异的物理、力学和化学性能，主要用于制备金属加工、石油天然气及其他矿石的开采及建筑领域中各种硬质合金切削工具及钻头，也用于切割用的碳化钨和耐磨材料中，还用于制造重金属合金、电极、电子工业、钢材、特种合金等化学制品。

钨在高技术领域也得到较为重要的应用，高纯硅化钨由于其电阻仅为多晶硅的1/10，在超大规模集成电路中取代多晶硅作为栅电极材料，取代铝合金作为接线材料。高纯钨可取代铅和铝化合物作为集成电路陶瓷零件的线路材料、半导体的电接线和内部连线。钨和钨铜合金可用作硅晶片的散热材料。

钨矿也和我们的生活息息相关的，是制造灯用金属材料中最重要的一种材料。

虽然中国钨矿资源储量丰富，但是由于黑钨矿富矿多、易开采，资源被大量消耗。所以，加强钨矿节约和保护刻不容缓。

加强磷石膏综合利用 促进长江经济带高质量发展

张利珍 张永兴

磷石膏是硫酸与磷矿反应萃取磷酸生产过程中产生的副产物。目前，全国磷石膏累计堆存量达5亿吨，每年新产生近8000万吨，综合利用率不到40%。在“共抓大保护、不搞大开发”的新形势下，应加快磷石膏固废资源化利用，以降低大量堆存带来的环境和安全风险，促进长江经济带高质量发展。

磷石膏“堆”不是办法，“用”才是出路。目前，其“用”的主要途径有五个方面——

一是用于水泥工业，制水泥缓凝剂、硫酸联产水泥。水泥缓凝剂是水泥生产中的添加剂，磷石膏使用量为水泥量的3%~5%。用磷石膏替代天然石膏生产水泥缓凝剂，可有效提高磷石膏的综合利用率。而磷石膏制硫酸联产水泥工艺，在实际生产中难以推广应用。

二是生产石膏建材制品，其中用磷石膏生产建筑石膏是目前磷石膏应用中最为成熟的方法。将预处理后的磷石膏经过干燥、煅烧、陈化等流程制成建筑石膏，以建筑石膏为原料生产纸面石膏板、纤维石膏板等。

三是生产化肥，如硫酸铵、硫酸钾。磷石膏制硫酸铵的原理是磷石膏与碳酸铵反应生成硫酸铵，副产碳酸钙，该工艺技术成熟，生产设备通用，工艺条件易于控制，但是生产费用比单独生产尿素和硝酸铵高很多，工业推广价值不高。硫酸钾是一种重要的无氯钾肥，已工业化的方法是两步法，该工艺反应条件温和、能耗低、投资少、产品质量稳定，但是反应过程中钾的转化率不高。

四是筑路或采空区回填。磷石膏作为一种品质优良的路基填料，在工程建设中使用可不同程度地改善半刚性基层的性能。磷石膏还可用作充填骨料，和黄磷渣胶结重新回填到磷矿山采空区，减少地质灾害。

五是在农业上用作土壤改良剂。将磷石膏加入氮肥中,可减少氮挥发，提高氮肥利用率；磷石膏中含有钙、磷、硫、镁及有机质等农作物生长所需的营养成分，可用作土壤调理剂来调节土壤酸碱平衡，消除碳酸盐对农作物的毒害，解决土壤盐渍化、土壤缺磷等问题，促进农业高质量发展。

磷石膏当前以低值化利用为主，制得的磷石膏产品不仅受有限销售半径内的市场容量限制，而且产品的可替代性大，缺乏市场竞争力，导致应用率相对较低。因此，磷石膏的资源化利用，一方面要在磷石膏规模化消纳技术和高值化利用技术的研发上发力，提高消纳能力和产品价值；另一方面要在磷石膏综合利用产品的推广应用上发力，提高大众认可度。这就需要国家相关部委、地方、科研院所联手行动，共同推动磷石膏的综合利用，实现磷化工产业绿色转型发展，为生态文明建设助力。

全球“钴”事

王威

钴是重要的新能源材料，在现代工业发展中有许多不可替代的用途。钴被美国和欧盟列入影响国家和地区安全及未来经济发展的关键矿物和材料清单，也被我国列入战略性矿产目录。那么钴为何如此重要？它在全球的分布情况如何？

什么是钴

钴，元素符号Co，银白色铁磁性金属，熔点1493℃，沸点3100℃，密度8.9g/cm3，莫氏硬度5.0~5.5。钴比较硬而脆，是生产耐热合金、硬质合金、防腐合金、磁性合金和各种钴盐的重要原料。自然界中含钴的矿物种类超过百种，钴作为基本元素的矿物种类超过了59种，工业上常见的钴矿物有辉钴矿、硫钴矿、辉砷钴矿、方硫镍钴矿、钴镍黄铁矿以及表生矿物中的水钴矿和杂水钴矿等。我国是世界上最主要的精炼钴生产国和钴消费国之一，但钴矿储量仅占全球总储量的1.1%，钴原料大量依靠进口，2017年钴资源对外依存度高达90%。

钴矿开采历史

钴被用于陶瓷和玻璃至少有2600年的历史，古埃及和古罗马及中国唐朝的陶瓷釉料和玻璃制品中就已开始使用钴矿物作为蓝色颜料。钴矿开采从16世纪开始，当时钴矿山主要集中在欧洲，钴矿主要用于生产钴蓝颜料和钴蓝颜料玻璃粉用于陶瓷、玻璃和和绘画。1864年，在法属新喀里多尼亚发现了钴矿，欧洲钴的开采也随之减少。1904年，在加拿大安大略省发现了银钴矿和砷钴矿，并投入生产，使全球钴矿产量大增。1914年在刚果加丹加发现了巨大的铜钴成矿带，1920年其铜钴矿投入生产，从此刚果的钴产量一直居世界首位。

钴的应用领域

钴在众多领域得到广泛应用，钴产品主要以化学品和金属的形式应用于电池材料、催化剂、颜料、高温合金、硬质合金、磁性材料等领域。目前，电池行业是消耗钴最多的行业，钴主要用于制备锂离子电池的正极材料。近30年，高温合金、硬质合金、催化剂、颜料、磁性材料等传统行业对钴的需求平稳增长。近年来，钴在电动汽车动力电池的需求迅速增长。基准矿物咨询公司认为，2026年全球电池材料钴用量也将比2017年电池材料用钴量增长4倍以上，达19.5万吨。国际能源署推测，2030年电动车钴需求量将达到29.1万吨 /年。

全球钴矿资源概述

钴在地壳中的平均丰度仅为0.0025%，地球上已发现的钴矿物多数为共伴生矿，全球钴产量仅有2%左右产自独立钴矿。根据USGS 2019年统计，全球已探明的陆地钴矿资源量为2500万吨，储量为688万吨。在大西洋、印度洋和太平洋底部发现的超过12000万吨的钴矿资源存在于大洋锰结核和大洋富钴结壳中，目前尚未得到开发利用。全球陆地钴矿资源分布广泛，主要赋存于刚果和赞比亚的沉积型层状铜钴矿床，澳大利亚、古巴、菲律宾、马达加斯加等国的含红土型镍钴矿床，及澳大利亚、加拿大、俄罗斯等国的岩浆型镍-铜硫化物矿床中。尽管钴矿分布广泛，但除了摩洛哥Bou Azzer钴矿是以砷钴矿为主矿产的独立钴矿外，世界其他钴矿均作为铜矿、镍矿等矿产的共伴生矿产出，目前只有刚果、澳大利亚、古巴、加拿大、俄罗斯等少数几个国家的钴矿能在经济上加以利用。

全球钴矿资源储量和产量

2018年全球探明的钴矿资源储量为687.5万吨，钴矿产量为13.57万吨。其中刚果金是全球钴矿资源储量最多的国家，也是钴矿产量最高的国家，2018年刚果金的钴矿储量占到全球储量的49.45%，产量占到全球钴矿产量的66.32%，集中度非常高。储量排名第二和第三的国家分别为澳大利亚和古巴，储量占到全球储量的17.45%和7.27%，其他国家的储量都小于5%。钴矿产量排名靠前的国家还有俄罗斯、澳大利亚、古巴，分别仅占全球产量的4.35%、3.61%和3.46%，除了刚果外其他国家的产量占比都很低。

结语

钴是重要的新能源材料，也是重要的战略性矿产，美国和欧盟都将钴列入了影响国家和地区安全及未来经济发展的关键矿物和材料清单。独特的物理化学性质使钴成为航空航天、石油化工、玻璃制造及医药领域的重要原材料，在战略性新兴产业发展中发挥着重要作用。并且，按照全球各国新能源汽车发展规划，全球钴矿长期供给面临短缺的可能。

滨海“宝藏”

雷晴宇

椰林、树影、水清、沙白、海滩，几乎是所有人最喜欢的休闲旅行景观。但很少有人知道，世界上很多滨海区域蕴藏着很多宝贵的矿产资源，比如锆、钛、砂资源。

砂矿，主要来源于陆上的岩矿碎屑，经河流、海水（包括海流与潮汐）、冰川和风的搬运与分选，最后在海滨或陆架区的最宜地段沉积富集而成。锆钛砂就是钛铁矿石与锆英石、金红石与独居石等共生复合型砂矿。

锆钛矿属于稀缺资源，由于锆、钛特殊的金属特性，被广泛应用于精益铸造、高级耐火材料、航空航天等行业，许多国家将其列为战略资源。

地壳中大部分锆呈分散状态存在于许多矿物中，已知含锆的独立矿物有38种，锆英石（ZrSiO4）和斜锆石（ZrO2）是主要的具有工业价值的含锆矿物。锆英石主要赋存于海滨砂矿中，是世界冶炼金属锆的主要来源。斜锆石主要产于碱性火成岩中，与霞石、霓石、磷灰石、萤石等共生。

全球锆资源储量约7400万吨（ZrSiO4），主要分布在澳大利亚和南非，分别占全球储量的63%和19%，此外，印度、莫桑比克、中国和美国等国家也有部分储量。

中国锆资源储量50万吨，占全球储量不足1%，能够开发利用的锆石砂矿主要集中在以海南文昌为代表的东南沿海地区，其中海南的锆石砂矿储量占全国砂矿总储量的67%，占全国锆资源储量的19%，是国内目前惟一能被开采利用的滨海砂矿。中国作为全球第一大锆资源消费国，对锆的需求占比高达52%。然而，中国锆资源十分有限，锆英砂对外依存度长期维持在90%以上，进口最大来源国是澳大利亚。

金属钛作为重要工业战略资源，广泛应用于航空、航天、石油、化工、电力等领域，被称为“现代金属”“太空金属”“战略金属”，是现代工业和尖端科技不可或缺的金属原料。钛工业产业链有两条不同的分支，第一条是钛白粉工业，即钛铁矿→钛白粉，用于涂料、塑料和造纸等行业；第二条是钛材工业，即钛铁矿→海绵钛→钛锭→钛材，用于航空航天等领域。

中国钛矿资源丰富，但多为伴生矿，品位不高，钛精矿进口量呈逐年上升趋势，目前钛精矿对外依存度超过了30%。

目前，全球开发利用的钛矿资源主要为钛铁矿、金红石，以钛铁矿为主。澳大利亚在全球钛铁矿和金红石储量分布中占比均居首位，中国钛资源总量丰富，但钛铁矿多，金红石矿少。

澳大利亚是世界最大的钛生产国和出口国，储量居世界首位。由于澳大利亚的钛矿资源主要位于或靠近海岸，国家土地分配的其他用途导致澳大利亚约有19%的钛铁矿和26%的金红石资源是不可用的。

综合来讲，中国国内锆钛资源有限，而需求量在不断增大，以每年6%的速度增长，国内每年锆、钛矿进口需求量分别达到90%和70%。

在高端化工、航空航天、船舶和电力等行业需求带动下，近年来我国钛行业需求总体呈现上升趋势。因此，实施钛矿资源全球配置战略是保证中国钛矿资源可持续供给的重要途径。

近年来，中资企业持续加大对澳大利亚、莫桑比克等境外锆钛资源勘查开发力度，这对我国实施资源保障多元化战略，积极参与全球矿产资源配置，拓展境外资源利用的空间和能力，同时加强矿产资源储备意义重大。

 

①宝石学专业研二学生彭晖正在为标本拍照

②何明跃对标本库的资源如数家珍

③刘皓向记者展示最新一代标签

④赵鹏大院士采集的标本

当人们都在为到来的“人类世”而兴奋不已时，地质工作者们依然在默默地耕耘着。因为在他们看来，无论关于地球的过去还是未来，还有更多的奥秘等待他们去探索。而他们探索这些奥秘的线索之一，就是岩矿化石。近日，历经20年、两代负责人和数百位标本资源数字化人员不懈努力的国家科技基础条件平台——“国家岩矿化石标本资源共享平台”终于建成，记者采访了该平台的建设者们。

一块化石改写地球历史

当记者来到位于中国地质大学（北京）逸夫楼地下一层和二层的国家岩矿化石标本资源库时，首先展现在记者眼前的，是“松科一井”的全部岩芯标本。

“松科一井”是在松辽盆地布孔、为研究白垩纪气候变化的超深钻、科学钻，两段总共2600米的岩芯，都保存在这里。“松科一井”发现的微体古生物化石，反映了几百万年前古气候的变化，地质工作者以此来推测未来气候的演变。“‘松科一井’发现有孔虫的化石，从而揭示松辽盆地至少存在海相沉积。而在此之前，地质界普遍认为松辽盆地是陆相沉积。有句话说‘一粒种子改变世界’，用在我们这就是‘一块化石改写地球历史’。”国家岩矿化石标本资源共享平台负责人、中国地质大学珠宝学院党委书记何明跃教授介绍。

的确，岩矿化石提供了古生物和古环境演化的线索，是地质工作者探索远古、预知未来的重要依据，每一个岩矿化石之中都可能藏有破解地球谜团的密码。也正因为如此，将岩矿化石标本资源整合共享，成为中国地质大学（北京）众多院士专家的愿望。

1999年，在杨遵仪、王鸿祯、郝诒纯、翟裕生、莫宣学、叶大年、茅绍智等一批院士和老教授的倡导下，由中国地质大学（北京）牵头、原校长吴淦国教授负责，何明跃教授具体组织实施，从国家层面开展了跨单位、跨部门的岩矿化石标本资源整合与数据库建设工作。标本资源整合后，2003年他们开始将标本资源信息化，并提出“共享平台”概念，从而进入“国家岩矿化石标本库”阶段。2011年，何明跃教授接过接力棒，进一步开展标本资源整合与共享工作，带领由中国地质大学（北京）牵头，联合中国地质博物馆、中国科学院古脊椎动物与古人类研究所、中国科学院南京地质古生物研究所、中国地质科学院矿产资源研究所、中国地质大学（武汉）、吉林大学、北京大学、成都理工大学、昆明理工大学、河南省地质博物馆、自贡恐龙博物馆等20余家我国重要岩矿化石保存单位进行地学标本资源整合与共享。

此外，在共享平台建设过程中，陆续有个人、专家、科学家向平台捐赠收藏的标本，很大程度上起到了抢救标本的作用。如今，两代负责人和数百位标本资源数字化人员经过20年的不懈努力，终于在最近被科技部与财政部发文批准为国家科技资源共享平台——“国家岩矿化石标本资源共享平台”。

一个平台展现地球古今

看完标本库的岩芯、矿物和化石，这里的杨眉老师向记者介绍了共享平台的具体情况。

共享平台的岩矿化石标本产地覆盖34个省（区、市）及行政区，以及美国、俄罗斯、加拿大等91个国家，具有科学价值的化石、矿物、岩石、矿石标本，有17.8万余件实物和数据库。同时，平台构建了九大模块、150余个专题：古生物化石群专题20个（云南澄江动物群、北京周口店及山顶洞古人类遗址、豫西华夏植物群、自贡恐龙动物群、河南汝阳盆地恐龙动物群等）、典型矿床专题80个（内蒙古包头市白云鄂博铁铌稀土矿床、江西省德兴市斑岩铜矿床、甘肃省金川铜镍硫化物矿床等）、地学专题3个（天津蓟县中上元古界地层剖面等）、3000种系统矿物学数据库及查询系统、珠宝玉石专题39个、岩矿化石精品图片库4个、原创科普视频10个、3D矿物精品24个，以及基础地理、基础地质、地学科普专题等。“每一件标本背后都有一个故事，它们共同记录了地球演化进程中无数精彩的瞬间。”何明跃说。

作为科技部国家科技资源共享平台的一级平台，岩矿化石标本资源实物及数据库和专题数据库及数据产品通过在“国家岩矿化石标本资源共享平台”网站发布共享，并将元数据发布在国家科技基础条件平台，用户可在门户网站通过资源中英文名称、产地、样品编号、资源形成时代、保存单位、库存位置号等11个查询条件，快速查询检索标本资源共性描述及图片信息。平台还提供标本资源信息及实物共享，同时提供地学特色专题展示、学术交流与科普教育等服务。目前，平台日访问量1万以上，累积访问量达3300余万，实现了岩矿化石标本资源的有效整合、合理保护、充分共享和高效利用，为科技创新、专业教学、人才培养、人工智能研发及科学普及等提供了重要支撑。

为加强国内外交流和共享，共享平台还设立了全球岩矿化石标本资源保存机构名录，含国外335家、中国37家标本保存机构的网络平台链接。

同时，作为我国最大的地学标本平台，何明跃和他的团队研究制定了岩矿化石描述标准52个、技术规程39个，出版了《矿物、岩石、矿石标本资源及矿床描述标准》《无脊椎动物化石标本资源描述标准》《脊椎动物、植物、牙形类化石及旧石器标本资源描述标准》《岩矿化石标本资源收集整理保存技术规程》，指导全国标本资源保存单位进行岩矿化石标本资源分级分类整理、鉴定、描述、数字化建设。

“在整合资源的过程中，我们的一个理念是，数据质量最重要。例如：标本描述标准由100多位科学家参与制定、研讨、评审、试用、修改完善，最后出版，形成标准和规范。”何明跃还介绍，正是有了精确的标本描述，为后期平台建立专题提供了翔实的基础资料。因此，平台的专题、视频含金量高、科普性强。

一项事业传承地学精神

在化石标本库里，记者看到一件华夏植物群的化石标本，它的采集者是中国地质大学（北京）古植物学退休教授杨关秀。一直从事地层古生物教学和科研工作、对我国二叠纪古植物及生物地层作了长期的调查和研究的她，也是标本库的第一代建设者。“杨老师退休后还惦记着她的标本，2008年开始到她坐着轮椅，用几年时间整理完了1000多件标本。她常说，心愿了了就好了。”杨眉老师说。

是的，这里每一件标本的身上，都凝聚着地质人心血。记者在标本库里看到，几乎每一件标本，都有“三代”标签：“第一代”是手写标签，“第二代”是打印表格标签，“第三代”是带有二维码的打印标签。它们，不仅是时代发展的见证，也是一代代标本库建设者精神力量的传承。

就在记者采访的当天，何明跃收到了国家科技基础条件平台中心颁发的第六届“共享杯”大学生科技资源共享服务创新大赛优秀指导教师奖，他指导的研究生团队制作的参赛视频也获得了一等奖。“我们的参赛作品基本上年年都获奖，而且很多是一、二等奖。”何明跃自豪地说，“这是一个让学生了解现状成果和未来趋势的过程，他们在做数据产品的过程中获得了国际视野，并得到锻炼。”而这些视频，都是共享平台中各个专题的精品内容。

何明跃的学生、宝石学研究生二年级的刘皓在标本库工作已经有几年了，标本库的工作对她的学业有不小的帮助。像她这样的年轻学生还有很多，标本数字化过程中，需要对岩石、矿石、矿物进行拍照、鉴定和描述，他们在参与共享平台建设的过程中，也逐渐沉淀和提升了专业素养。多年来，这里已经培养了100多名研究生。

经过20年的不懈努力，共享平台终于建成，但这并不是终点。对于未来，何明跃还有更多的思考：下一步，他们要走入基层，到更有特色的地方，如中国重要古生物群、世界金钉子剖面、国家大型超大型矿山等，进一步发掘优质标本资源；把英文网站做起来，与国外专业标本网站互联互通，努力建成一个现代化、国际化、开放型的地学领域岩矿化石数据中心；深化信息服务，开发标本库人工智能，初步设想基于图像识别法，研发手机识别岩石、矿物、珠宝、化石的功能；通过公众服务，促进全国标本库的标准化建设……同时，何明跃也坦言，目前我国地学标本库建设方面还存在一些问题。例如，基层单位技术力量薄弱；在成果评价机制和转化方面，建库人员的积极性和获得感还需要提升等等。

何明跃常说，岩矿化石是地球科学的“根”。而他们的工作，就是保护好这个“根”。我们希望，越来越多的人关注和投入到地学标本采集和保护事业中，从而让地球科学这棵“大树”更加枝繁叶茂。

相关链接

国家岩矿化石标本资源共享平台有哪些资源？

化石标本资源：模式化石及典型化石群标本8.2万件，其中模式化石标本1.1万件。典型化石标本主要有：我国境内古人类化石、云南澄江动物群、辽西热河生物群、山东山旺生物群、豫西华夏植物群、自贡恐龙动物群、河南栾川恐龙动物群、黑龙江嘉荫恐龙动物群等20多个国内重要化石群及重点地区地层古生物化石标本，国外典型地层古生物标本，以及北京周口店、河北阳原、河南三门峡、内蒙伊盟、山西运城、贵州西部发现的旧石器标本。其中包含“世界上第一朵盛开的花”——辽宁古果、“世界上第一只飞起的鸟”——中华龙鸟、北京周口店古人类化石及云南澄江动物群化石标本等享誉世界的珍贵标本。

矿物标本资源：整合了中国新矿物标本、稀有的矿物晶体晶簇标本、典型矿物标本及部分国外典型矿物标本2万件，含1500余种矿物。其中，国外产出的矿物标本占36%。

岩石标本资源：整合了国内外典型岩石标本5.8万件。主要有：青藏高原及其邻区的岩石，中国高压、超高压岩石分布带的榴辉岩，中国东部中新生代玄武岩及其地幔岩包体，峨眉山大火成岩省超基性岩等标本资源，天津蓟县中上元古界地层剖面，浙江长兴二叠—三叠系界线层型灰岩剖面等典型剖面的岩石标本，以及国外典型岩石标本。

矿石标本资源：整合了100多个中国濒危矿床和大型、超大型、特色矿床和400多个典型矿床的金属、非金属和能源矿石标本1.7万件。

 

近日，由自然资源部中国地质调查局青岛海洋地质研究所同位素地球化学分析标准化研究团队研制的“海洋沉积物碳氮稳定同位素标准物质”经国家市场监督管理总局正式批准为国家一级标准物质（编号为：GBW04701、GBW04702和GBW04703）。

据团队负责人贺行良高级工程师介绍，该系列标准物质，由3个不同梯度的同位素比值的样品组成，定值信息丰富（包含碳同位素（δ13C-TC、δ13C-Corg）和氮同位素（δ15N-TN、和δ15N-Norg）），应用范围广，不仅可用于仪器工作条件的优化与校准，还可对整个实验测试流程（如样品前处理过程、样品基体效应等）进行质量监控与评价，是我国第一套以海底沉积物为介质的自然基体型碳、氮稳定同位素标准物质。

海洋沉积物碳、氮稳定同位素作为一种有效指标，已广泛应用于全球碳循环、气候变化、生物演化、有机质来源与迁移转化、地层对比等海洋地质、环境、生态等研究领域。通过检测沉积物碳、氮同位素（δ15N、δ13C）和碳氮比值（C/N），可能对沉积物指示的环境变化信息进行重建，从而可以更好地推测其环境演变过程。稳定同位素分析技术的运用，首先依赖于同位素组成的高精度与高准确度测定，而同位素标准物质则是同位素组成高准确度测定的根本保证。

近年来，青岛海洋所实验测试中心一直致力于同位素地球化学分析标准化研究工作，不断研究与新仪器、新技术相适应的同位素标准物质和标准方法，积极为我国海洋同位素地球化学分析技术的发展、“国家质量基础（National Quality Infrastructure，NQI）”设施建设贡献一份力量。