近期，中国地质科学院岩溶地质研究所在西南岩溶石漠化区生态恢复领域取得新进展。

岩溶石漠化生态系统植被恢复普遍面临土壤氮素匮乏的制约。豆科植物通过根瘤菌共生体系实现生物固氮作用，将惰性大气氮转化为可利用的铵态氮，因此在岩溶区生态恢复演替初期，豆科植物常作为先锋物种占据优势生态位。然而，不同豆科物种在促进土壤氮有效性方面存在显著种间异质性。除共生固氮外，豆科植物可能通过根际调控作用影响土壤氮循环关键过程，进而影响土壤氮有效性。这种植物-土壤互作对氮素有效性的调控路径及其影响机制仍未明晰，制约着石漠化治理中豆科植物的科学配置。

岩溶所科研人员通过系统研究云南岩溶断陷盆地石漠化区豆科植物和非豆科植物生长的氮限制程度和土壤氮转化过程，发现豆科植物生长的氮限制程度显著低于非豆科植物。豆科植物经过有效改善土壤环境，可提高土壤无机氮供应能力，进而增加氮有效性，能够缓解植物生长氮限制程度。当然，这种能力因物种类型不同有较大差异，土壤无机氮供应能力越大，豆科植物氮限制程度越低。因此，豆科植物在土壤氮循环和有效性中发挥着重要作用，对于石漠化区生态恢复初期植物群落物种的配置具有重要理论指导意义。

岩溶石漠化区豆科植物和非豆科植物氮限制及其影响机制概念图

为有效遏制西南岩溶石漠化发生，我国实施了一系列退耕还林还草、人工造林等工程，极大地促进了石漠化治理，但目前仍存在植被恢复缓慢问题。石漠化恢复取决于土壤生物和植被重建，而这些过程易受到土壤养分的限制。土壤微生物调控着陆地生态系统中养分元素的循环。当土壤养分亏缺时，微生物会分泌相关酶以加快有机物的分解，释放所需养分。因此，通过研究涉及土壤养分转化的酶活性可以评估微生物生长的养分限制，一定程度解释石漠化区植被恢复缓慢的原因。然而，目前关于石漠化区造林后土壤酶活性的变化规律及其微生物生长的养分限制程度与驱动机制尚不清楚。

中国地质调查局岩溶地质研究所科研人员调查了云南岩溶断陷盆地石漠化区不同造林年限后土壤中涉及碳氮磷元素转化的酶活性变化规律。研究发现，岩溶石漠化区造林初期土壤胞外酶活性低且微生物生长严重受氮限制。随着造林年限的增加，土壤酶活性提高且微生物氮限制程度下降。科研人员进一步测定土壤理化性质和氮转化过程速率发现，造林后土壤结构改善和有机质含量增加，促进了土壤氮获取酶的分泌从而加快有机氮矿化，产生更多的无机氮，有效减缓微生物生长的氮限制。该研究结果从土壤胞外酶活性及其计量比角度揭示了石漠化区土壤微生物生长的关键养分限制因子及其驱动机制，为政府制定石漠化生态修复策略、提升生态服务功能等相关政策提供了理论支撑。相关研究成果以Stimulation of organic N mineralization by N‒acquiring enzyme activity alleviates soil microbial N limitation following afforestation in subtropical karst areas为题，发表在国际权威土壤学期刊Plant and Soil。

石漠化区造林后土壤酶活性和微生物养分限制的变化规律

原标题：“地热+”：绿色中国新名片（改革开放40周年科技系列报道之能源篇④）

西藏羊八井地热发电站。（资料照片）

绝大部分地热能源深深埋藏于地下，除了火山喷发或者一些地方浅层热能能够为人们所直接感知之外，其内部蕴含的丰富热能只有通过钻探等方式才能为人们所认识和利用。从新中国成立以来，特别是改革开放40年来，中国科学家不仅摸清了本国地热资源的分布规律，绘制出翔实的“地热地图”，而且在地热资源开发利用方面取得了突出成就，把地热能转化为电能，把地热能用于采暖和制冷，并与农业等行业紧密结合，打造出丰富多彩的“地热+”模式，并使其成为一张亮丽的中国“绿色名片”。

西藏羊八井地热发电站蜚声海外

在中国地热资源分布图上，我们能够看到西藏自治区中的一大片被涂成“火红色”，那里正是国际上著名的“地中海—喜马拉雅地热带”的重要组成部分，是地球内热活动在陆地表面的主要显示带之一，这里的热储温度可以达到150～200℃以上，中国蜚声世界的西藏羊八井地热发电站就位于这条显示带上。

上世纪70年代，西藏自治区选定在拉萨西北当雄县境内建设羊八井地热发电站。该地海拔4306米，地热田地下深200米，地热蒸汽温度达172℃。1977年10月，1号实验机组建成并启动试运行。1978年，羊八井地热电站达到设计要求。之后，装机容量进一步扩大，至1991年，该电站共完成8台3000千瓦机组建设，装机容量约2.4万千瓦。在国家高技术研究发展计划（863计划）项目“中低温地热发电项目”支持下，中国自主知识产权的“螺杆膨胀发电机组机”分别于 2008年和2010年两次应用于羊八井地热电站，使其性能和效率进一步提升。

羊八井地热发电站是世界上海拔最高的地热发电站，开创了国际上利用中低温地热发电的先例，在世界新能源的开发利用史上占有重要位置。自建成投产以来，羊八井地热发电站一直安全、稳定发电，到2017年，该电站累计发电量已超过30亿千瓦时，为西藏经济社会发展和环境保护做出了卓越贡献。

近年来，中国地热发电领域陆续取得新进展。2016年11月25日云南德宏傣族景颇族自治州地美特地热发电项目的第一口井开钻，不到8个月，第一台机组便成功发电并网。2017年，四川康定小热水地热田钻成高温热井，成功安装了200千瓦发电机组。《地热能开发利用“十三五”规划》提出，2020年新增装机容量达到50万千瓦。届时，地热能发电将有望为中国能源生产和使用的“绿化”作出更大贡献。

雄安新区引领地热采暖制冷建设

对于2017年冬天遭遇的天然气供应不足导致的“气荒”，很多人可能还记忆犹新。供暖摒弃煤炭，改用天然气的确可以在很大程度上减轻空气污染，但是“煤改气”清洁取暖工程稳妥推进的前提是充足的天然气供应。有没有更绿色环保、更经济便捷的采暖方式呢？很多人把目光投向地热能。

地热能采暖（制冷）的原理并不复杂，简单来说就是通过地源热泵和深埋于建筑物周围的管路系统，冬季从土壤或水源中“提取”的热能，送到建筑物中；夏季将建筑物中的热量“带走”，释放到水体或土壤中去，以达到给建筑物室内制冷的目的。就地热制冷而言，还有一种被称作“吸收式制冷”的方式，即以地热蒸汽或地热水为热源提供的热能为动力，驱动吸收式制冷设备制冷。

地热能供暖和制冷有得天独厚的优势。这一方面在于其分布范围广泛。根据中国地质调查局的最新资源评价结果，全国336个地级以上城市浅层地热能资源每年可开采量折合标准煤达7亿吨，用于建筑物供暖，可实现建筑物冬季供暖面积323亿平方米，夏季制冷面积326亿平方米。全国适宜开发浅层地热能的地区主要分布在中东部，包括北京、天津等地。另一方面在于地热供暖和制冷的核心技术难度不大，成本相对较低，既方便又经济实用。

2017年4月，国家级新区雄安新区横空出世，其目标是建成“蓝绿交织、清新明亮、水城共融、多组团集约紧凑发展的生态城市”，以地热能为主，多能互补的供暖方案率先被提出，并把“打造全球地热利用样板”作为目标之一。据此，两个多月后，支撑服务雄安新区规划建设的地质调查工作就正式展开。当年8月23日，第一阶段结果公布：雄安新区地质条件优越，区内浅层地温能开发利用条件适宜，可满足约1亿平方米建筑面积供暖制冷需要。

作为雄安新区重要组成部分，原河北雄县在地热能开发利用方面一直走在全国前列，早在2006年，该县就被国土资源部等机构命名为“中国温泉之乡”。2009年雄县与冰岛及中国石化签订战略协议，大力引进先进技术，开发地热集中供暖。数年间，雄县共开凿地热井近80眼，城区地热供暖面积达270万平方米，占集中供暖总面积的92%，年替代标准煤9万吨，减排二氧化碳18.99万吨、二氧化硫0.48万吨、粉尘1.19万吨，为改善城市空气质量作出了积极努力和贡献。雄县成为了取暖“无烟城”，并形成了“政府主导、政企合作、技术先进、环境友好、造福百姓”的地热能利用格局。这些为雄安新区开发利用地热能取暖制冷积累了难得的经验。

据统计，2015年底，中国浅层地热能供暖面积近4亿平方米，水热型地热能供暖面积超过1亿平方米。随着南方地区冬季采暖需求的增强和浅层、水热型地热能供暖技术进一步成熟完善，浅层地热能的应用范围将在全国范围拓展。根据《地热能开发利用“十三五”规划》，“十三五”时期，中国新增地热（制冷）包括新增浅层地热能供暖（制冷）面积7亿平方米，新增水热型地热供暖面积4亿平方米。

北京鲜花港是地热能园艺典范

在北京东北部的顺义区杨镇，有一个总体规划4平方公里的“国际鲜花港”。作为北京市花卉的生产、研发、展示和交易中心，花卉的休闲观光和文化交流中心，这里曾是2009年第七届中国花卉博览会的主要工程，每年都会举办郁金香节、月季节、菊花节、迎春年宵花展。当游客们徜徉于花海，流连忘返的时候，可能会闪过一个念头：这么多不同地域环境才能茁壮生长的花卉为何都能在鲜花港内精彩绽放呢？答案其实并不复杂，那就是国际鲜花港采用了“地热+花卉”的模式。

据了解，为解决温室及建筑供暖问题，突出园区绿色、科技、循环、集约的建设宗旨，国际鲜花港在完成浅层地热能测试、水资源论证和地热物探勘查的基础上，先后到国家北方苗木基地、用友软件园、华清集团等地现场调研，历经10余次专家座谈及论证会，最终确定了以地热梯级利用为主，地源热泵、水源热泵为辅，结合燃气调峰的供暖形式。该供暖方式虽然前期一次投资大，但与常规供暖方式相比存在无污染、零排放、能源可再生、系统运行费用低等特点，环保性和节能性明显。正是通过大规模使用地热综合技术，精准调节温度湿度等参数，实现了“世界花卉尽收港内”“花卉博览会永不落幕”的现代农业奇迹。

北京国际鲜花港是地热能在园艺领域应用的一个典范。“地热+农业”将给传统农业在诸多方面带来深刻变革。一是可以拓展品种种植时空。既能把外地品种实现本地化种植，又能帮助农作物在反季节上市，减少了病虫害，降低了生产成本，提高了价值和安全性。二是提高了质量和产量。使作物在虚拟的更加适宜的自然环境下，产量提高的同时，口感、营养等品质也更好。三是地热能可以帮助进行稀有蔬菜花卉的育苗，辅助进行一些高科技农产品技术实验。就养殖业来说，地热资源的利用也可以提升产业附加值。比如，热水养殖可以大大缩短多种水生物的孵化期和生长周期。可以依托地热资源发展高产鱼类等养殖产业。

《 人民日报海外版 》（ 2018年06月27日 第 05 版）

日前，中国地质调查局青岛海洋地质研究所自主研发的“一种深海原位种植热液金属硫化物矿床的系统”获得了国家发明专利授权，专利号：201710228147.X。专利涉及现代大洋金属硫化物资源勘探和开采技术领域，特别涉及洋中脊和弧后盆地当前存在的金属硫化物矿床的控制生长和开采。 

该专利系统提供了一种新颖的海底热液硫化物控制种植，并且按需集约化采集的一体化方案。根据海底自然生长的热液硫化物烟囱体的“二阶段模式”和热液矿物沉淀动力学的规律，通过控制流体与海水的交换速率、范围，从而控制成矿温度，并有效减少热液流体中成矿物质的逃逸，使硫化物矿床能快速在原地生长。变过去在热液场随机勘探为集约式的控制种植，从而提高矿石的品味，优选矿石的类型，控制矿床的形状，同时减少开发可能带来的环境风险，变海底热液场为出产定制形状和品位的小型硫化物床的“种植园”，使海底热液矿产游牧式勘探开发进入到按需种植培养阶段，具有颠覆性的创新意义。

据了解，现代深海热液硫化物矿床是具有战略意义的金属矿产资源，在全球大洋水深数百米到4000米处均有分布，到目前为止，已经发现了约160余处，具有可观的资源保有量。由于各种原因限制，当前海底金属硫化物的勘探开采仍存在很大困难，特别是在勘探上还处于在茫茫大海上四处找矿的阶段，并且当海底采矿一旦进入实施阶段，就会不可避免地对海洋环境带来风险并破坏热液区独特的生物生态群落。

2021年全国科普日活动期间，中国地质调查局青岛海洋地质研究所发挥科普基地平台优势，在中国科协科普部指导下，联合青岛市市南区教育和体育局、科普中国科技前沿大师谈、新华科普、地质出版社、山东教育电视台，于9月25日共同举办了“地球之肾 湿地‘碳’究—走进自然资源部北方滨海盐沼湿地生态地质野外科学观测研究站”大型科普直播活动。活动通过科普中国、新华网、地质出版社小黑马科学、山东教育卫视、微赞等平台面向全网直播。

湿地专家和主持人在直播现场

本次科普直播活动围绕“滨海湿地碳循环研究支撑服务国家碳达峰碳中和目标”的主题，采用现场主持人与专家进行科普访谈，期间插播科技人员在湿地野外的科普讲解视频形式开展。自然资源部北方滨海盐沼湿地生态地质野外科学观测研究站站长叶思源研究员及其团队骨干裴绍峰研究员、丁喜桂正高级工程师、赵广明副研究员做客直播间，与正在山东黄河三角洲国家级自然保护区的东营湿地野外站开展碳循环调查工作的项目组成员一起，介绍水-土-气-生等生态环境要素的监测装置和技术方法，讲解湿地生态地质科学知识，展示国内外科学家依托湿地野外站的全球湿地增温网（CROWN）开展全球滨海湿地生态环境对比研究的大科学计划和科研成果，以及科技人员保护和修复湿地的科学实践。裴绍峰博士详细解读了双碳目标的内涵，介绍了碳在地球上各圈层的循环交换过程以及地球上的四大碳库：岩石圈碳库、大气碳库、陆地生态系统碳库和海洋碳库。他告诉大家，通常把海洋和海岸带所吸收捕获的碳称为“蓝碳”，其储碳周期可达数千年，在气候变化中发挥着不可替代的作用，尤其滨海湿地因具有远高于其他生态系统的固碳能力和潜力，已成为现在科学家们关注研究的重点。

直播开始，主持人从近年来全球频频出现的极端天气讲起。这些极端天气形成的原因主要在于碳排放加剧及其导致的全球变暖。为此，我国也积极采取措施，明确提出2030年“碳达峰”与2060年“碳中和”目标。那么滨海湿地碳循环研究是如何支撑服务国家碳达峰碳中和目标呢？

叶思源研究员对湿地先做了简单的介绍。湿地是位于陆生生态系统与水生生态系统之间的过渡地带，包括各种咸水淡水沼泽地、湿草甸、湖泊、河流以及洪泛平原、河口三角洲、泥炭地、湖海滩涂、河边洼地或漫滩、湿草原等。其中滨海湿地物种丰富，有很高的生态服务功能，在水土保持、岸线稳定、污染物质净化、固定大气中的二氧化碳以及为人类提供原材料和休息娱乐场所等方面具有很高的价值。 

滨海盐沼湿地是一个复杂又独特的生态系统，包含了植物、动物、微生物以及水、土壤、大气等生态要素，各要素相互协同，使湿地具备了较高的固碳效率和长期持续的储碳能力。青岛海洋所滨海湿地团队就是致力于滨海湿地基础地质、沉积环境演化、生态系统固碳功能评价、生态环境地质监测以及生态修复技术等综合调查和创新研究工作。团队依托青岛海洋所建设了自然资源部北方滨海盐沼湿地生态地质野外科学观测研究站，可以对碳在水-土-气-生多圈层中的循环过程进行长期监测。

直播中，观众通过观看湿地团队野外工作视频，观赏了滨海湿地美丽的景色，了解了科技人员艰苦的工作条件以及他们在野外站开展的调查监测任务和科研过程。

在滨海盐沼湿地生态系统中，首先要了解该区域生长的典型植物，它们可以通过光合作用吸收二氧化碳，这是最直观的固碳过程。科技人员展示了芦苇、碱蓬、柽柳和互花米草几种代表性植物，详细介绍了每种植物的特点。为了更好地向观众展示湿地植物的固碳过程和强大的固碳能力，江星浩同学在野外展示了植物光合作用的测量方法，周攀同学演示了如何通过植物的“样方调查”测量植被地面生物量。

湿地土壤不仅为湿地的生物生存提供场所，还可以涵养水源，净化水质、抵御洪水、干旱等自然灾害，更是湿地生态系统最大的碳汇。赵广明副研究员对此进行了详细介绍，何磊博士通过视频展示了湿地土壤样品，那黑色的物质就是土壤中富含的碳，来自植物根茎和残骸。土壤中的微生物可以分解碳，裴理鑫博士用生动形象的比喻讲解了湿地水淹环境下微生物是如何工作及其对土壤碳汇的影响。

除了植物和土壤，分布在湿地各处的水体的固碳情况也是很可观的。裴绍峰博士告诉大家，水中生长着大量肉眼看不到的浮游植物，它们与芦苇、碱蓬等宏观植物一样也可以进行光合作用，将水中的游离的碳转化为有机碳。水里的碳减少后，大气中的二氧化碳就会进入水体中进行补充，从而减少了大气中的二氧化碳含量，这就是水域光合固碳作用。段云莹同学在野外展示了测量水域初级生产力的仪器和方法。

储存在湿地生态系统的碳并不是100%稳定存在的，其中的一部分会通过植物的呼吸作用和土壤矿化分解作用，以二氧化碳或甲烷的形式返回到大气中，这就形成了水-土-气-生各圈层的碳循环。谢柳娟博士在野外介绍了使用涡度塔开展温室气体的长期监测工作，展示了芦苇通过通气组织传输气体的科学小实验。

水-土-气-生各圈层的碳循环过程在全球变暖条件下会发生变化。科技人员在野外站需要借助一些试验装置来研究湿地碳汇过程对全球变暖的响应。赵广明副研究员在野外展示了能实时监测46个环境因子的增温模拟试验装置——增温箱。该装置现已布设在辽河三角洲、黄河三角洲和盐城三个湿地，覆盖了两种植被，三个纬度带，并与欧美国家同等的增温站联网，全球科学家共享数据，开展合作研究，预测不同纬度、不同生境、不同地质演化阶段的滨海湿地在未来气候变暖情况下固碳能力的变化，为应对全球变暖提出科学建议。

滨海湿地团队在东营湿地野外站 

2021年2月26日正月十五元宵节，中国地质调查局青岛海洋地质研究所成功举办了“乘风破浪的孢粉”科普研学课程网络直播活动，邀请长期从事海洋微体古生物化石分析鉴定研究工作的李杰博士，带领观众认识微体古生物——孢粉化石。

此次科普报告分为四部分：植物与孢粉、孢粉的特征、孢粉学研究及家庭小实验。李博士从生活中常见的花朵及植物引入孢子花粉的概念。通过花的结构，介绍了花粉的产生过程和繁殖功能，深入浅出地讲解了20多亿年以来植物由低等到高等的演化历程，植物的种类及各类植物对应的孢子或花粉的微观特征，包括孢粉的形态、结构、纹饰、大小等，向观众展示了放大后的3D打印孢粉模型及通过光学显微镜显现的微观世界。李博士重点讲解了孢粉学的研究，通过揭秘孢粉乘风破浪、从陆地进入海洋的过程来说明海洋沉积物中的孢粉来源；通过介绍采集样品、制备样品、镜下鉴定的过程来展示科学家进行科学研究的步骤；通过借用生动有趣的实例来展现孢粉学在分析植被与气候变化，揭示自然灾害以及考古学方面的研究应用。

小小的孢粉太神奇，在李博士通俗有趣的讲解中，孢粉仿佛化身为一个个神奇的小勇士，它们翻山越岭，乘风破浪，最后奔赴到大海的深处。

李博士向观众展示3D打印孢粉模型 

在报告过程中，为帮助学生更好地理解地质历史演化，认识显微镜的放大作用，提出了“中生代裸子植物繁盛时期，动物界的主角是什么？”“城市间距离、人的身高脚长、一张纸币的厚度、一粒孢粉的直径”长度对比等问题，引导学生们积极思考并通过已掌握的知识，更深入地认识了生物进化过程，也更容易地实现了观察事物的视角从宏观到微观世界的转换。

报告最后，讲解了家庭植物标本制作实验，介绍了标本制作的流程及注意事项，展示了科普基地制作金鸡菊和木槿花的标本、潮间带生长的孔石莼和鼠尾藻等藻类植物的标本，强调了野外信息记录以及植物标签信息的重要性，鼓励大家自己动手，通过简单的几个步骤做出精美的植物标本，同时收获一份探究自然和科学的喜悦。

报告结束后李博士和平台观众们进行了互动，针对花粉的来源，孢粉如何做到乘风破浪进入大海，以及如何区分梅花、樱花、杏花和桃花等问题进行了回顾及讨论，观众们积极参与并踊跃提出与孢粉相关的问题，将活动推入了一个高潮。

李博士与直播观众进行互动解答

“乘风破浪的孢粉”是青岛海洋地质研究所研发的优秀研学课程之一，此次在同学们寒假结束前夕，举办线上直播科普活动，利用网络融媒体平台资源更广泛地传播了海洋地质科学知识，激发了学生们对大自然的兴趣和保护环境的意识。活动得到青岛市市南区教育和体育局、青岛海洋科技馆的大力支持，通过青岛海洋科普联盟直播平台面向市南区中小学生及全国观众直播，并特别为青岛市八大峡小学开设了腾讯会议专场。活动吸引了众多青少年及科普爱好者，直播当日总收看量达2.04万人次，现场直播平台获赞达3.52万次，取得了很好的科普传播效果，也让同学们及科普爱好者们度过了一个与众不同、富有意义的节日。

弧岩浆作用是大陆地壳生长的主要方式之一，其岩浆起源与性质是深入理解大陆地壳的形成和演化的关键。前人研究揭示，横亘于青藏高原南部的冈底斯弧是典型的大陆弧，其弧壳具有显著的南部亏损（锆石εHf(t) > 0）、北部富集（锆石εHf(t) < 0）的锆石Hf同位素特征。但是，这一特殊Hf同位素组成的成因与演化过程还有待深入研究。

中国地质调查局地质研究所董昕研究员及其合作者对冈底斯弧北部巴松措和门巴地区约200 Ma的岩浆岩进行了系统研究，在明确其岩石成因和岩浆源区的基础上，探讨和细化了冈底斯弧北部地壳的演化过程。取得了如下主要认识：

1.冈底斯弧北部早侏罗世的岩浆岩包括巴松措地区约190 Ma的闪长岩堆晶和约200 Ma的花岗闪长岩堆晶（图1），以及门巴地区约190 Ma的寄主花岗质岩石和同期的镁铁质包体（图2）。

2.基于矿物组合、化学成分和全岩地球化学组成的研究（图3），巴松措地区的岩浆岩是偏镁铁质安山质岩浆通过角闪石、斜长石和榍石的分离结晶作用形成的；而门巴地区寄主花岗质岩石是安山质岩浆角闪石和斜长石分离结晶作用的产物。由于与寄主岩石具有相似的矿物组合和同位素地球化学组成，推测门巴地区镁铁质包体是与其寄主岩石同一母岩浆早期堆晶作用的产物。

3.上述早侏罗世岩浆岩具有继承的幔源同位素特征，通过全岩同位素模拟计算，提出了含水洋壳和不同比例的大陆地壳物质在源区发生部分熔融产生具有该地球化学特征母岩浆的合理解释（图4）。

4.结合前人发表的数据，冈底斯弧北部多期次（~215–170 Ma）岩浆岩记录了拉萨地体早中生代的地壳演化历史，即幔源物质的贡献随时间推移逐渐增多，具体表现为岩浆岩逐渐亏损的锆石Hf同位素组成上。

研究表明冈底斯弧壳经历了一个幔源物质贡献随时间推移逐渐增加的过程；同时，分离结晶作用是镁铁质岩浆包体的一种重要成因，而花岗质岩石具有的幔源地球化学特征可以是多解的。

上述研究受国家重点研发计划项目（2016YFC0600310）、国家自然科学基金项目（41872070和91855210）、中国地质科学院地质研究所基本科研业务费（J2006）和国家留学基金委访学项目（201809110024）的共同资助。成果发表在国际知名地学期刊《Lithos》上，详细内容请查阅文献：Dong Xin, Niu Yaoling, Zhang Zeming, Tian Zuolin, He Zhenyu. 2020. Mesozoic crustal evolution of southern Tibet: Constraints from the early Jurassic igneous rocks in the Central Lhasa terrane. Lithos, 366-367, 105557。

原文链接：https://doi.org/10.1016/j.lithos.2020.105557

图1 巴松措地区早侏罗世闪长岩堆晶和花岗闪长岩堆晶的野外和镜下照片

图2 门巴地区早侏罗世花岗质岩石的野外和镜下照片

图3 拉萨地体中部早侏罗世岩浆岩主量元素的二端元图解。Bulk-rock代表本研究样品的全岩主量元素成分；av. Pl代表本研究斜长石主量元素的平均成分；av. Amp代表本研究角闪石主量元素的平均成分；Bulk-rock of start material代表实验开始时物质的全岩主量元素成分；Melt代表平衡结晶实验过程中获得的熔体的全岩主量元素成分。

图4 拉萨地体晚三叠–早侏罗纪岩浆作用和地壳演化模式图。

大陆地壳的形成与演化是固体地球科学领域的核心科学问题之一。大陆地壳生长是指幔源岩浆及其分异产物通过各种地质过程添加到陆壳中，导致陆壳面积和体积的增加。俯冲-增生是大陆地壳生长的主要方式，但是，俯冲作用可以导致地壳生长，也可以造成地壳消亡。因此，出现板块构造以来，特别是显生宙以来，是否发生了显著的大陆地壳净生长，仍旧是一个存在争议的科学问题。中亚增生造山带被视为全球最大、最典型的显生宙增生造山带，其中发育一系列具有前寒武纪基底的微陆块。这些卷入了增生造山带的微陆块是否发生了显著的地壳生长？新生陆壳是否大量被保存？保存的机制是什么？研究上述问题，对于精确评估中亚造山带显生宙地壳生长的规模、正确认识增生造山带地壳生长和保存的机制，都具有重要意义。

自然资源部中国地质调查局地质研究所王涛研究员研究组长期在中亚造山带开展花岗岩和地壳生长方面的研究。研究组以大区域岩浆岩数字化编图、同位素填图为主要手段，试图揭示这一巨型造山带内不同类型的地壳（年轻地壳、古老地壳、混合地壳等）的时空分布和形成机制。针对前述的科学问题，研究团队中黄河副研究员、王涛研究员、童英研究员及其合作者选择中亚造山带西段的伊犁地块作为一典型的微陆块进行重点解剖，系统整理了出露于伊犁地块及邻区花岗岩和长英质火山岩的空间分布、年代学、主量与微量元素和Hf-Nd同位素等特征。在此基础上，开展了花岗岩和长英质火山岩的Hf-Nd同位素填图（图1），并总结其时空变化的趋势（图2）。得到以下主要结论：

（1）通过同位素填图，查明了伊犁地块及邻区的新老地壳物质分布架构。在伊犁地块南北缘靠近缝合带的区域，分布相对古老地壳物质，长英质岩石Hf模式年龄为1.0~1.4 Ga。而在地块中心阿吾拉勒山一带则大量发育年轻地壳，长英质岩石Hf模式年龄普遍低于1.0Ga，局部低至0.6 Ga。从时间演化的角度，现有资料揭示在古生代，大陆地壳物质再循环（continental reworking）和大陆生长（continental growth）伊犁地块及邻区交替发生。

（2）厘定伊犁地块南北两缘的古洋盆（均为古亚洲洋的分支）的两期俯冲作用（第一阶段：~460 Ma—~395 Ma；第二阶段：~375 Ma—~310 Ma）。其中，伊犁地块北缘的岛弧岩浆作用在~350 Ma发生了从向陆迁移到向洋迁移的转换（图2a），即大洋俯冲（北天山洋）的方式，从前进型俯冲（advancing subduction）转换为后撤型俯冲（retreating subduction），且板片后撤伴随着显著的上覆岩石圈伸展、弧后盆地发育。同样，在伊犁地块南缘，岩浆岩时空分布模式记录了在~420 Ma和~350 Ma两次古洋盆（南天山洋）俯冲方式从前进型到后撤型的转换，且泥盆纪末期—早石炭世的板片后撤同样导致弧后盆地的发育（图2b）。

（3）伊犁地块南北洋盆的最终闭合均发生在晚石炭世。在南侧，古南天山洋的闭合跟随着大陆板块之间的“硬碰撞”。而在北侧，伊犁地块北缘与一不成熟/新生岛弧发生了“软碰撞”。从Pangea超大陆汇聚的视角观察，伊犁地块南缘和南天山造山带属于Pangea超大陆的“内造山带”（internal orogen）的一部分。而由于准噶尔残留洋的存在，伊犁地块北缘和北天山造山带在古生代晚期的特征更接近于“外造山系统”（external orogenic system）。

（4）通过同位素填图和区域岩浆事件的综合研究揭示伊犁地块是一个在古生代被显著“再更新（rejuvenation）”的古老微陆块。本次研究显示，在伊犁地块及邻区，大洋板片后撤是导致显生宙地壳生长的主导性因素。这一长期的大陆“再更新”过程，同样发生在中亚造山带其他的微陆块中。一系列山湾构造的发育（如哈萨克斯坦山湾构造、图瓦—蒙古山弯构造），可能对中亚造山带中新生地壳的保存发挥了至关重要的作用。

本研究表明，卷入了中亚增生造山带的微陆块发生了显著的地壳生长，其新生陆壳被大量保存，并指出了山弯构造对微陆块内部新生地壳保存的重要作用。研究成果对认识增生造山带微陆块内部地壳生长与保存的机制有重要意义，展示了通过大区域岩浆岩同位素填图探索重大科学问题的潜力，也为支撑地勘单位和矿业企业在伊犁地块及邻区开展深部地质研究与找矿提供了新的研究思路和重要的基础资料。本研究得到国家重点研发计划项目（2019YFA0708601和2017YFC0601305）、国家自然基金重点项目（41830216）和地质调查项目（DD20190001）的联合资助，也是对国际地学计划IGCP662项目的贡献。相关成果发表在国际地学权威期刊《Earth-Science Reviews》上：Huang, H.*, Wang, T.*, Tong, Y., Qin, Q., Ma, X.X., Yin, J.Y., 2020. Rejuvenation of ancient micro-continents during accretionary orogenesis: Insights from the Yili Block and adjacent regions of the SW Central Asian Orogenic Belt. Earth-Science Reviews 208, 103255.

原文链接：https://doi.org/10.1016/j.earscirev.2020.103255