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    以矽卡岩型铅锌矿床为主的岩浆-热液型Pb-Zn矿床是世界上重要的铅锌矿床类型,提供了全球约11%的铅锌资源量。这类矿床的成岩成矿过程在时间上具有特征的多期多阶段性。然而,对于这一成矿过程各阶段流体是由单一岩浆流体独立演化而成,还是岩浆房在不同演化阶段出溶的多期次流体脉冲各自演化的结果,目前还存在较大的争议。

    纳如松多矿床位于冈底斯北缘多金属成矿带中段,是带内矿化类型最丰富、勘探开采程度最高的大型岩浆-热液型铅锌矿床。目前在该矿床内已识别出隐爆角砾岩型、矽卡岩型、矿层型和脉型四种矿化型式,控制铅锌资源量超160万吨(平均品位:Pb 5.32%、Zn 3.84%)。矿床内不同类型矿化均发育多个成矿阶段和不同的矿物组合,使之成为研究上述科学问题的理想对象。基于此,中国地质科学院地质研究所刘英超研究团队对纳如松多铅锌矿床进行了系统的野外调查和详细的岩相学观察,并结合原生流体包裹体显微测温和LA-ICP-MS原位成分分析、HCh热力学模拟计算等方法,取得了以下重要认识:

    一是纳如松多最具规模的矽卡岩型矿化和隐爆角砾岩型矿化是同期热液流体产物,二者的成矿流体均为岩浆热液来源。流体包裹体显微测温和原位成分分析表明,矽卡岩型矿化成矿前流体具有高温高盐度特征,富含较高的Na、K、Pb、Zn元素;矽卡岩型矿化和隐爆角砾岩型矿化成矿期流体性质相似,均具有中高温低盐度特征,且富含相似的Na、K、Pb、Zn元素(图1)。此外,两种矿化形式的成矿流体具有较高的Zn/Na、K/Na和Mg/Na比值以及较低的Ca/K比值,具有和岩浆流体一致的Cl/Br比值,表明纳如松多矿床的成矿流体来源于岩浆热液。矽卡岩型矿化和隐爆角砾岩型矿化发育在同一成矿系统内。

    图1 纳如松多铅锌矿床不同矿化阶段流体包裹体成分的箱式图解

    二是纳如松多铅锌矿床各阶段成矿流体是由岩浆房在不同演化阶段出溶的多期次流体脉冲各自演化的结果。与成矿前流体相比,成矿阶段和成矿后阶段流体中的Cs/(Na+K+Mn+Fe)和Rb/Sr比值要高1~2个数量级,而流体中的Sr/(Na+K+Mn+Fe)比值存在相反的演化趋势(图2)。进一步通过HCh模拟计算的矿物组合和金属络合物相态发现,随着水岩反应的进行,成矿前热液流体中铅、锌金属络合物在所有温压条件下仍旧存在过饱和状态,无法以硫化物的形式沉淀;成矿期热液流体中的铅、锌络合物呈持续降低的趋势,并伴随有金属硫化物沉淀(图3)。表明成矿前和成矿期的热液流体并非是单一的岩浆流体独立演化形成,而是由岩浆房不同演化阶段出溶的多期次流体脉冲各自演化的结果,且成矿期的热液是经历了更加强烈的结晶分异作用的岩浆房出溶的流体所形成。

    图2 纳如松多铅锌矿床矽卡岩型矿化流体包裹体元素比值与均一温度关系图解

    三是重建了纳如松多铅锌矿床成矿流体演化及金属迁移沉淀过程。岩浆房早期出溶的超临界流体上升过程中始终保持高温状态,当运移到近地表1 km深处穿过气-液相线时,流体发生相分离形成高盐度的液相(42 wt % NaCl equiv)和低盐度、低密度的气相。随后这种高盐度流体运移到碳酸盐岩地层,并发生水岩反应形成进化矽卡岩阶段的石榴子石、辉石等矿物。这种由气相组成的小密度气流柱聚集在岩浆顶部,在上升过程中随着压力的骤降,在典中组火山岩地层中发生隐爆作用形成角砾岩筒。随着下伏岩浆房持续冷却和不断地分离结晶,晚期出溶的热液流体沿着不同的冷却路径上升。流体发生急剧的降温降压,当冷却到400℃时,浅地表岩石由塑性转变为脆性,外界条件由静岩压力变为静水压力,此时的流体穿过气-液相饱和曲线,热液流体发生沸腾作用,分离成大约4.5 wt % NaCl equiv的液相和低盐度的气相。此后,富含金属物质和硫的成矿流体向外围地层迁移,在岩浆顶部的隐爆角砾岩筒内胶结火山岩角砾,形成隐爆角砾岩型铅锌矿化;在远端碳酸盐岩地层中发生接触交代作用形成矽卡岩型矿化。

    图3 HCh热力学模拟矽卡岩不同阶段pH、Eh值、矿物组合及金属络合物图解

    该研究通过对冈底斯北缘多金属成矿带内纳如松多铅锌矿床开展原生流体包裹体显微测温和原位成分分析、热力学模拟计算等工作,揭示了岩浆-热液型铅锌矿床各阶段成矿流体是由岩浆房在不同演化阶段出溶的多期次流体脉冲各自演化的结果,研究结果对岩浆-热液型铅锌矿床的流体演化过程提出了新认识,对该类矿床的找矿勘查提供了新依据。

     
     
    岩浆-热液型铅锌矿床多期流体脉冲与成矿取得新认识

    陆相火山岩地区铜金成矿系统的发现与评价是目前矿床学领域最为重要的科学技术难题之一。我国陆相火山岩在青藏高原、天山-阿勒泰、大兴安岭、东南沿海等地区广泛分布,涵盖了从晚古生代到新生代的不同地质时期,经历多期俯冲碰撞作用,具有形成大型-超大型斑岩-浅成低温热液型铜金矿床的重要潜力。

    2023-2024年,中国地质科学院矿产资源研究所承担的新一轮找矿突破战略行动项目“铜金锑紧缺战略性矿产调查与潜力评价”,对那曲当若雍错西地区早白垩世则弄群和阿里革吉地区中新统火山岩中的铜矿化异常开展短波红外光谱学、水系沉积物地球化学、土壤地球化学、碎屑矿物学、蚀变矿物化学、高精度大功率物探等研究与探测,经钻探验证,取得突破性找矿进展。

    一是发现带内首个中新世高硫化浅成低温热液型铜(金、银)矿。新发现芒拉铜(金、银)矿,首孔揭露铜矿体累计视厚度137米,平均品位0.46%,伴生金品位0.06g/t,银品位2.04g/t;其中主矿体视厚度50米,铜品位为0.71%,伴生金和银品位为0.13g/t和2.94g/t。矿区内明矾石、地开石、叶蜡石等蚀变矿物以及硫砷铜矿、铜蓝、蓝辉铜矿、黄铜矿、黝铜矿和斑铜矿等金属矿物的产出,揭示了芒拉铜(金、银)矿具有高硫化浅成低温热液成矿作用的特征,是青藏高原首例中新世该类型矿床。钻探验证和矿物学研究表明,芒拉铜(金、银)矿深部逐步揭露了强烈的黄铁绢英岩化蚀变和细脉-浸染状黄铜矿、斑铜矿、辉钼矿矿化,表明深部已过渡为典型的斑岩型矿体,保存了完整的斑岩-高硫化浅成低温热液成矿系统。年代学、岩石学和动力学背景研究揭示,该矿床可与冈底斯中-东段的“碰撞型”铜多金属矿带相连,表明冈底斯中新世斑岩-矽卡岩-浅成低温热液铜矿带东西向延伸超过一千公里。 

    图1 藏西北陆相火山岩区芒拉铜(金、银)矿典型蚀变和矿化照片

    二是在冈底斯中段陆相火山岩区发现西藏首例早白垩世高硫化浅成低温热液型金矿,也是藏北首个高品位岩金矿。在冈底斯中段当若雍错西地区流纹质角砾熔岩之中发现3条金铜矿(化)体,其中Au-II金矿带长300~1 000 m, 首孔见矿厚度55米,平均品位17.97 g/t,取得找矿重大突破。确定了冈底斯中段陆相火山岩区高品位岩金矿的地质特征。发现金矿成矿物质主要来源于则弄群火山岩,金属矿物组合主要以黝铜矿、砷黝铜矿及铁砷黝铜矿等黝铜矿族矿物为主此外发育辉硒铋矿、黄铁矿、黄铜矿、斑铜矿、铅矾、自然金、硒银矿等。以高岭石化、叶腊石化、绢云母化组成泥化蚀变为主要识别标志,矿化特征和蚀变组合与高硫化浅成低温热液型金矿床一致,且深部和外围具有形成斑岩铜矿的较大潜力。

    采用岩性-岩相-火山构造三重填图法对则弄群陆相火山岩进行填图,确定了火山活动中心、火山机构类型、火山演化特点等,共识别出8个火山机构,深入研究了陆相火山盆地形成和演化规律,提出火山熔岩/碎屑岩、斑岩、隐爆角砾岩是在陆相火山岩区寻找斑岩-浅成低温热液铜金矿床的重要岩石类型。提交了H45E0050011(鑫龙幅) 成矿规律图和矿产预测图,中国地质调查局首届全国固体矿产地质调查优秀图件展评中,被遴选为特优图幅(全国共5幅)。 

    图2 H45E0050011(鑫龙幅)成矿规律图

    三是明确了青藏高原斑岩-矽卡岩-浅成低温热液型矿床的找矿方向。将西藏班公湖-怒江成矿带、冈底斯成矿带的陆相火山区做为寻找世界级浅成低温热型铜金矿床新的勘查方向,提出狮泉河-革吉-措勤-尼玛一带存在一条斑岩型-矽卡岩型-浅成低温热液型铜金成矿带,明确了美日切错组、去申拉组、则弄群、林子宗群等陆相火山岩区具有发现斑岩-浅成低温热液型铜金成矿系统的重要潜力。

    冈底斯成矿带一直是大陆碰撞带斑岩型铜多金属矿床的典型代表,随着早白垩世鑫龙、中新世芒拉铜金矿的发现,表明青藏高原强烈隆升剥蚀区可保存浅部的浅成低温热液矿床,显示藏西北陆相火山岩区具有寻找斑岩-高硫化浅成低温热液铜金矿床的巨大潜力,不仅将冈底斯中新世斑岩-矽卡岩-浅成低温热液铜矿带向西延伸了近千km, 而且开辟了陆相火山岩区寻找中生代俯冲型和新生代碰撞型斑岩-浅成低温热液型铜金矿的新方向。

    四是初步建立了多元信息综合勘查模型。团队对地物化遥等传统勘查方法进行联合应用和改进,并创新应用勘查指针矿物学、高光谱遥感和非线性分析预测等技术,实现了“绿色、经济、高效”的靶区筛选和矿体定位方法。通过上述传统勘查方法和新型勘查技术的融合,创建了适合藏西北高海拔、强剥蚀、深覆盖地区的多元信息综合勘查模型,为今后陆相火山岩区的铜金矿产勘查工作提供了重要科技支撑。 

    该发现主要由中国地质调查局新一轮找矿突破战略行动项目、国家自然科学基金、自然资源部新一轮找矿突破战略行动科技支撑项目、中国地质科学院基本科研业务费项目等联合资助。

    1-珠勒—芒拉 2-朱诺 3-北姆朗 4-雄村 5-吉如 6-普桑果 7-白容 8-汤巴拉 9-彭岗 10-冲江 11-厅宫 12-岗讲 13-总训 14-达布 15-拉抗俄 16-程巴 17-巨龙 18-知不拉 19-甲玛 20-邦铺 21-克鲁 22-拖浪拉 23-努日 24-冲木达 25-夏马日 26-沙让 27-汤不拉 28-吹败子

    图3 冈底斯斑岩-矽卡岩-浅成低温热液铜多金属成矿带地质简图

     

     

     
     
    藏西北陆相火山岩区铜金找矿取得突破性进展

    桂东北是全国乃至全球泥盆系和石炭系研究的经典地区,发育了极富特色的“台盆相间”沉积体系。近日,中国地质调查局岩溶地质研究所对桂东北泥盆系-石炭系界线研究中获得新进展。

    研究团队对桂东北保存完好的南边村全球辅助层型剖面(ASSP)、额头村组层型剖面、鹿寨组层型剖面等20条D/C界线剖面进行详细的沉积学研究,通过梳理岩相、重建古地理、识别海平面变化和厘定同沉积构造运动的影响等方式,获得以下结论:一是桂东北泥盆纪和石炭纪主要发育桂林、柳州两大台地及其它小型台地,台地间被深水盆地分割,受海平面长周期“慢进快退”影响,相变在D/C界线附近大幅增强。二是桂东北台盆相间格局的发展历程具有明显的阶段性。早泥盆世中期—晚期,在广西运动不整合面之上发育底砾岩和大套碎屑岩,为台盆相间格局的孕育期;早泥盆世晚期—中泥盆世晚期,海平面变化逐渐上升,断陷发育,沉积开始分异,具有“台先盆后”特征,为台盆相间格局的发展期;晩泥盆世—早石炭世,相变达到最强,为台盆相间格局的鼎盛期;早石炭世之后,台盆相间逐渐减弱,为台盆相间格局的衰退期。三是海平面变化和柳江运动是桂东北“台盆相间”格局形成的主要因素。对桂东北和广西的层序格架、断陷作用和不整合类型判别与分析,认为在裂谷盆地背景下,同沉积构造运动(柳江运动)对台盆相间发育是温和的、非破坏性的,构造作用相当于促进了台盆相间的形成,而海平面升降对台盆相间的发展规模、关键沉积物分布具有决定性影响。 相关成果在《地质学报》期刊发表,为滇黔桂裂谷盆地演化提供了新的素材。

     

     

    (a)—D/C界线海平面下降后(早石炭世)台盆相间模式;(b)—D/C界线海平面下降前(晚泥盆世)台盆相间模式广西台盆相间D/C界线演化模式

     
    桂东北泥盆纪—石炭纪“台盆相间”沉积体系研究获新...

    近期,自然资源部中国地质调查局所属的中国地质科学院矿产资源研究所(以下简称“资源所”)同位素室,利用飞秒激光-高分辨等离子体质谱对我国矽卡岩型铁、铜、金、钨等矿床中钙铁榴石开展了U-Pb年龄测试工作,获得部分矿床中石榴石形成的精确年龄数据。

    石榴石是一种较为常见的造岩矿物,广泛分布于变质岩(麻粒岩、榴辉岩等)、侵入岩(花岗岩、伟晶岩、正长岩、煌斑岩等)及火山岩中。2017年以钙铁系列石榴石为代表的微区原位U-Pb同位素分析方法,首次在自然资源部成矿作用与资源评价重点实验室利用飞秒激光剥蚀系统-高分辨电感耦合等离子体质谱(fs-LA-HR-ICP-MS)开始建立(图1)。飞秒激光剥蚀系统为 Applied Spectra 公司的 J200,由激光器、飞秒激光光学传输系统、观察系统和剥蚀池等组成。激光输出波长为343nm,激光脉冲宽度为<480fs。分析石榴石的激光能量设定为50%,束斑为60mm,频率为8Hz。高分辨电感耦合等离子质谱为Thermo Element XR。飞秒激光剥蚀过程中采用氦气作载气、氩气为补偿气以调节灵敏度,二者在进入ICP之前通过一个T型接头混合。每个点测试的时间包括大约15–20s的空白信号和50s的样品信号。对分析数据的离线处理(包括对样品和空白信号的选择、仪器灵敏度漂移校正、元素含量及U–Th–Pb同位素比值和年龄计算)采用软件ICPMSDataCal完成。利用此方法对山西义兴寨金矿床角砾岩筒内的矽卡岩角砾中石榴石进行微区原位U-Pb同位素分析,精确限定了角砾岩筒的形成时代,而金矿化很可能与同时代岩浆释放的热液流体直接相关。2018年2月,该成果《石榴石U-Pb定年对山西义兴寨金矿床角砾岩筒时间的限定和金矿成因的指示》发表在《地球科学》杂志上(图2),7月,陈蕾博士在澳大利亚麦考瑞大学召开的第十届国际地质微束分析大会上做了《U-Pb geochronology of grandite by femtosecond laser ablation high resolution inductively coupled plasma mass spectrometry》口头报告交流,并得到很好反响。

    矿床中石榴石的U-Pb同位素定年法,能精确限定变质和岩浆活动的时间,对矿床成因研究具有重要的指示意义。

    飞秒激光-高分辨等离子体质谱

     图2 钙榴石、锆石U-Pb谐和图和206Pb/238U 加权平均年龄图 

     
     
    资源所建立了石榴石U-Pb定年方法

    2017年1月28日,Aquiles的飞机送我们到O’Higgins站所在的小岛。小岛很小,应该不到1平方公里。我们没用多长时间就完成了穿越这个岛的考察路线。整个岛上主要是一套灰色–深灰色砂岩、粉砂岩夹深灰–灰黑色薄–中厚层粉砂质泥岩,总体倾向北西。来前查资料显示,这些地层的时代可能是晚古生代到早三叠世。偶尔见有北西–近东西向辉绿岩脉侵入。有意思的是在O’Higgins站旁边,砂岩被强烈片理化,顺片理方向贯入密集的石英细脉,但岩石只是很弱的变质。

    午饭后站上的工作人员用小艇把我们送到附近的另外两个小岛,地质情况基本类似,只是没再见到那套强变形砂岩。

      

      

      

      

    O'Higgins站的美丽从我们一下飞机就感受到了。距简陋的停机坪很近的山包上,企鹅们悠然自得地聚集在那里,丝毫没感觉直升飞机对它们有什么威胁。一个个只是稍微挪了一下位置,以躲一躲螺旋桨刮起的大风。太过分了,尽管我们那架飞机只能坐5个人(我们俩、INACH的陪同Pablo,2个飞行员),但对企鹅来说怎么着也算是庞然大物了吧?

    然而在站区走走后就发现是我们少见多怪。在O'Higgins站附近,几乎到处都是企鹅。一家一家,年幼的小企鹅依偎在父母的身下,取暖、啄食,撒娇、嬉戏。一些看上去没有孩子的年轻企鹅,成双成对,打情骂俏。那些明显的单身汉们,走到哪一家都不受待见。企鹅们不怕冷,喜欢占山为王,迎风而立,这正好给我们拍摄它们创造了很好的角度。

    企鹅与考察站、考察站工作人员,以及来来往往的考察队员、游人等已经完全融为一体。大家在这个小岛和平相处,是相依为命的伙伴。企鹅憨态可掬的动作、充满情感的爱抚,没有人忍心去打搅它们的生活。站上工作人员习惯的告诉每一个新到来的人,不要动这里的小碎石,留着供企鹅衔来磊窝,以便孵化、培育小企鹅。

    不只是企鹅,小岛上飞来飞去的雪白的燕鸥、凶猛的贼鸥们,也与人们相处甚欢,时不时飞到头顶绕两圈走人。海狮、海狗们喜欢三三两两地聚在一起,我们从它们身边走过时,懒懒地抬头看一眼,顶多直起身子缓慢地往前走几步,不会进行攻击。那些企鹅、燕鸥、贼鸥们在海狗面前走来走去,也是相安无事。

      

      

      

      

      

      

      

      

    这真是一个人与动物自然和谐的美丽小岛,创造这个奇迹的自然是常年驻扎在O'Higgins站的工作人员,以及来到这里的一批批考察人员和游人。

    站长带我们参观了考察站宿舍、实验室、健身房、室内篮球场,以及地下一层现代化污水处理设施和化粪装置。我在二楼的一间办公室为朋友盖了一些纪念封,工作人员热情地告诉我们,他会为我们专门制作登站荣誉纪念证。下午当我们从另一个小岛考察回来后,站长郑重地为我们每个人颁发证书,这真是一个不错的创意,相信每个得到这份证书的人都会珍藏它。当然,每年到达长城站的人太多,如果都发的话,我们长城站的陈站长非得累得改行。

      

      

      

    在站上吃了两顿饭,午餐是必须的,走前又犒劳我们一顿。让人没想到的是,居然很像中餐,非常可口,让我完全改变了前两天在Aquiles船上对智利西餐的印象。我到现在还在后悔,为了吃那一盘蔬菜,放弃了鸡腿土豆泥,不知道它是什么味道。O'Higgins站上的两顿美食,美得不得了。

    到了晚上,天气有点变化,飞机有可能来不了。我和小裴竟然偷着乐,窃喜。能在这么美丽舒适的考察站住上一晚,冰山雪地,美食WiFi,加上极养眼的企鹅们,我们俩今晚不得美死了?

    好事只能想想,偷着乐也只是偷着乐。天边刚有点泛亮,飞机就来了。我们不舍的背着刚采的样品,穿带好安全气囊,系紧安全带,随着飞机离开了这个美丽的小岛,告别美丽的O'Higgins和那群美丽的企鹅,飞向蓝天,飞跃大海,去Aquiles船。俯身看去,呵,原来在大海里,那个小站,那片小岛更美。

    2017年1月29日。Aquiles不停地急驶了整整一天。我们俩呆在房间里工作,窗外马达声一直平稳地响着,没有节奏变化。到了下午,船逐渐平稳。我和小裴偶尔到甲板上,看见一些考察队员或者游客或者海军士兵拿着相机拍远处不时漂来的大大小小的冰山。我们当然也忍不住拍几张,糟糕的是阴天,照片效果很差。船上的一个摄影记者也无奈地摇摇头,嘴上西班牙语咕哝着什么回房间。海面总是那么宽,不论风浪有多大。

    一整天,我们边干活边等待,一直到现在,船还在往前急速地航行。我们用GPS确定了船的位置,它确实正在往南极群岛西南方向的Yelcho岛驶去。

    我们是昨天晚上接到通知,今天早晨5点15上小艇,去COPPER MINE岛上。要上岛的10几个人都早早来到餐厅,我简单的吃了2块饼,没敢多吃。

    走到甲板的第一反应是风不小,但可以出海。很敬佩智利海军的士兵们,非常认真地把我们一一从软梯放下小艇上,确保每个人不出任何问题。海面上的风越来越大,掀起的海浪也越来越大。士兵们努力控制着小艇,将三个小艇并排链接在一起后,让我们从最里面的艇上转移到最外面的艇。小艇互相撕扯着,随着海浪剧烈地上下颠簸。海水顺着浪尖,一拨一拨地泼向小艇。每个人的衣服都被完全打湿,好在背包正好在几个人的腿下遮挡着。我暗自庆幸,也许包里的东西没事。

    待最后几个人刚从船上下来,还没坐稳就被招呼着往上爬。听不懂他们说什么,但从船员们的手势可以读懂,今天的COPPER MINE登陆计划可能要被迫放弃。

      

    海面上的风几乎狂吼起来,掀起的涌浪将小艇忽而抬高1-2米,忽而又猛猛地撂在低谷。坐在我边上的一位女士一直一脸惊恐,好在船员很快就让她先上。可能是由于紧张的缘故,她上得很难,强烈晃动的软梯加剧着她的惶恐。上到船上后,立马觉得安全了,再回头看看海面和昏暗的天色,今天确实不能出海。Cristian通知我们铜矿半岛登陆计划暂时取消,Aquiles将直接去南极半岛的Yelcho。

    2017年1月30日。到南极大陆已经半个多月,我们一直在南纬62°、西经59°附近工作,按照天文学家的划分,还远远不到南极圈的范围。以南纬66°34′为界,以南属于南极圈。南极圈和北极圈的自然标志是一年中至少有一天极昼和一天极夜。

    Aquiles离开O'Higgins沿着南极半岛和南设得兰群岛之间的海峡直奔Yelcho。今天早饭后INACH的Cristian通知我们上小艇,今天他全程陪同我们。到达Yelcho站后我们定了今天的第一个地质点,这也是我们这次南极考察到达的最南端的一个点位,GPS显示为:南纬64°52′42″,西经63°35′33″,非常接近南极圈。

    Yelcho是一个很小的度夏站,站内的房间设施都最大程度地利用着空间。一层的实验室、厨房、休息室,二层的宿舍等,几乎都小到只能有一个用途。尤其那几个利用各种空间切割出来的宿舍,拥挤的架子床之间只剩下侧身过人的地方了。Cristian说这个站是他建的,让人立马对他肃然起敬。这是一个看上去有点像蒙古大叔的男人,熟悉各种户外技巧,有一次小艇出点故障,他上去鼓捣几下就好了。有人在休息室盖纪念戳,我庆幸今天出门时带上了那些明信片和我29次队时做的纪念封。两枚纪念章设计的非常精美,按计划接下来的考察点再没有别的考察站,我只需回到长城站后盖上长城站纪念戳,这任务就算完成了。

    Yelcho所在的小岛是一个近东西向延伸的长条状岛,大半被冰雪覆盖。我们从西往东一路穿过,岛上只有一种岩石,灰白色–灰色块状黑云母花岗闪长岩。企鹅很多,真正的占山为王,每个小山包都被它们占领,山包与山包之间的小山梁上,齐刷刷一排迎风而立,好不威武。

    也许是季节的缘故,很多成年企鹅身下都护着1-2只小企鹅。一家三口依偎在碎石垒好的窝里,很少走出来。有时边上会有另外一只成年企鹅,看上去也是这个家的成员。幼年的小企鹅们时不时抬头索要食物,不知道大企鹅嘴里到底有多少东西,每当此时总会张大嘴让小企鹅从嘴里掏吃什么。

    在Yelcho的工作是短暂的,但印象极其深刻。除了这些可爱的企鹅外,一个重要的原因是在返回且马上走到Yelcho站边的小艇登陆点时,我重重的滑倒在地,摔在一块大石头上,实际上也是摔在我刚刚采集的最后一块样品——花岗闪长岩上,仰面朝天。走在我前面的西班牙人转身回来将我拉起,并帮我捡起摔在一边的照相机。一时间,尾椎骨那个痛啊,左臂也来凑热闹。稍稍活动了一下,还好,只是那两个部位疼痛,没有大问题。这得多谢背上的地质包垫了一下,要不然可能会更严重。哎,顺便说一下,不是我无能啊,就在几分钟前,比我块头更大的Cristian摔倒在我跟前,我正在装样品,顺势护了他一下,算他运气好。这里的石头如此之滑,完全是因为企鹅太多的缘故,它们的生活区,石头不滑才怪。

    不管怎么着,今天也是我们这次考察最接近南极圈的地方,滑一跤也值,要不然回去怎么交代,一个月南极考察连南极圈的边都没沾,还不让人笑话?

    2017年1月31日至2月1日期间,我们对欺骗岛进行地质考察。不知道什么原因,这个美丽的火山口形成的环状岛被称作欺骗岛。

    很巧,今天还真有点那种感觉。大好的天气,飞机、小艇来往穿梭,送货送人,不停地忙碌。只有5个小组,但我们这一组从上午开始等待,一直是不确定的时间,先是说午饭后,后来又说下午5点,一直到最后上小艇已经晚上9点多了。

    看着Cristian无助的眼神,是不是INACH和Aquiles的沟通出了问题?也许Aquiles这段时间太忙?他们之间用西班牙语交流,我们俩跟傻子一样,只好傻等。

    Deception Island的景色名不虚传,不知道天底下哪里还会有这等地方?差不多15公里直径的环形岛,通过唯一一个只有一百多米宽的豁口与大海相通。岛内风平浪静,水面有如明镜,加之上午的明媚阳光,如果从空中俯视的话,那震撼力一定赶超咱的长白山天池。

    岸边的海滩散落着一些巨大的鲸鱼骸骨、破烂的旧木船,以及一堆一堆的朽旧木板,看上去像很多年前木屋残迹。这是100多年前的一个屠鲸场,当时鲸鱼油是不错的能源之一。

    环岛的西段坐落着西班牙和阿根廷两个考察站,各国来的考察队员和游人很多选择在那里登陆, 我们选择了基岩出露较好的东段登陆,在一起工作的有INACH陪我们的Cristian还有几个不知道是游人还是植物学家?他们采集岛上的一种花,那是我在南极见到的最美的花儿。

    由于出来太晚,留给我们工作的时间变得很短。登陆时光线已经很差,观察岩石有点难。我们一口气爬到出海豁口东侧的另一个没有打通的豁口悬崖,山坡上堆积的都是大大小小的土黄色砾岩,砾石由深灰色为主的火山岩棱角状角砾为主,胶结物为米黄色砂质、泥砂质。砾石没有分选,没有定向,基质支撑。站在山口往外看,几十米深的陡崖笔直笔直,直到近海面时被海水向里掏出巨大的凹坑。

    顺着山坡向东前行,沿途看见在米黄色的厚层砾岩之上覆盖着一层砖红色火山岩,气孔构造极其发育,岩石很轻。

    天色已经完全不容我们继续工作,只好与Cristian商量撤。很快,小艇过来将我们送回船上。整理完标本已经凌晨1点多,我来到船尾的会议大厅,发现居然有人在看中文电影,张艺谋的金陵十三钗。顺势坐下来看了一会儿,实在有点累了,只好回屋睡觉。

    第二天上午小艇又送我们去欺骗岛西海岸,岸边很多海狮。走进它们时,会爬起来1-2个攻击一下。但海狮们的胆子还是太小,我们稍作动作,它回头就跑,再走近一点,它们就钻进水里游走。西海岸的山坡主要是风化下来的转石。不过可以判断,这些转石应该以原地风化为主。我选择不同类型的火山岩、砾岩装进样品袋。

    自然界的力量很神奇,坚硬块状的火山岩居然全被风化崩解为不足1厘米厚的薄片。小裴在Cristian的帮助下找到基岩露头,也采集了必要的古地磁样。

    考察完毕回到船上换好衣服稍事歇息,小裴说出去看看船是否已开。没几时回来则报,外面大雪纷飞。我的天哪,这南极的天气真是说变就变。

    2017年2月7日,海洋六号平稳地行驶在合恩角到蓬塔的内水道,这是一个世界旅游的黄金通道。沿途美景不停地变换着,角度,色彩,山势和水域,美不胜收。船距蓬塔越来越近,我们很快就要结束这次航行,在蓬塔改乘飞机回国。

    南极越来越远,我的第三次南极之旅也将结束。南极是极美的,也充满了挑战。每次来都有不同的经历,每次来都有不同的感受。考察结束了,但南极故事仍将继续。

    地质力学所参加中国第33次南极科考系列之九——美丽...

    十大地质科技进展

    1.我国首次海域天然气水合物试采成功

    由国土资源部中国地质调查局广州海洋地质调查局叶建良为首席专家的研究团队组织实施的海域天然气水合物试开采,是世界上首次实现资源量全球占比90%以上、开发难度最大的泥质粉砂型天然气水合物安全可控开采。连续试开采60天,累计产气量超30万立方米,创造了产气时长和总量的世界纪录。实现了勘查开发理论、技术、工程和装备自主创新。一是实现三项重大理论自主创新,创建天然气水合物系统成藏理论、“三相控制”开采理论,有力指导了试采目标井位确定和试采方案制定。二是实现储层改造、钻完井、勘查、测试与模拟、环境监测等关键技术自主创新。三是构建了大气、海水、海底、井下“四位一体”的立体环境监测网,监测结果显示,试采未对周边大气和海洋环境造成影响。

    2.湖北宜昌寒武系—志留系页岩气调查实现重大突破

    以中国地质调查局武汉地质调查中心陈孝红为首席专家的研究团队于2017年在宜昌黄陵隆起周缘实现下古生界页岩气调查重大突破。鄂宜页1HF井在寒武系获得6.02万立方米/日、无阻流量12.38万立方米/日的工业气流,鄂阳页1HF井、鄂宜页2HF井也分别在寒武系、志留系获得高产页岩气流。创新建立了古老隆起边缘页岩气富集模式;自主研发了构造复杂区地质导向技术、低地温页岩储层压裂液体系、高水平地应力差和常压储层压裂技术;创新形成了钻完井一体化工程管理的工作模式。该地区页岩气调查的重大突破填补了中扬子页岩气勘查的空白,实现了我国页岩气勘查从长江上游向长江中游的战略拓展。

    3.延安气田复杂致密气藏开发关键技术创新

    延长石油(集团)王香增团队针对延安气田位于鄂尔多斯盆地东南部“储层致密且横向变化快、地震预测技术适用性差、气藏叠置关系复杂、开发难度大”等一系列问题,开展了复杂致密气藏开发关键技术攻关,创新发展了非震条件下“沉积相控制、骨架井约束、动静态校正、逐级优化”的有效储层预测技术,创建了黄土塬地貌多井型立体井网动用技术,研发了大跨度长井段不动管柱多层分压改造技术,建立了基于产能试井和静态资料的早期快速产能预测模型,实现了快速建产、高效开发的目的。目前,延安气田已建成产能32×108立方米/年,累计产气74.83×108立方米;预计2018年底建成产能52×108立方米/年,“十三五”末建成产能100×108立方米/年,可满足陕西全省人民用气需求;同时,对保障国家能源安全、缓解天然气供需矛盾、保护陕北地区的绿水青山,具有重大的现实意义。

    4.深部金矿阶梯式找矿技术方法成效显著

    由山东省地矿局宋明春研究团队率先组织实施的深部找矿探索和技术研发项目,将成矿理论、找矿技术与勘查实践有机结合,自主研发了深部金矿勘查系列方法技术。研究团队突破传统浅表部金矿找矿思路,研发以“阶梯式成矿模式+精细地球物理模型”为核心的深部金矿阶梯式找矿方法,获得国家发明专利,将胶东主要金矿区的探测深度由500米延伸到超过2000米,拓展了深部第二找矿空间。针对滨浅海勘查存在的钻孔定位、岩芯采取等技术难题,发明海域金矿勘查钻探方法,开辟了海域找矿新空间。集成创新多尺度逐步逼近成矿预测技术,首次预测胶东金资源总量约10000吨。新方法为胶东深部找矿提供了关键技术支撑,助推探明了三山岛、焦家和玲珑3个千吨级金矿田,使胶东跃居世界第三大金矿区。

    5.西北印度洋现代海底热液成矿现象的首次发现

    国家海洋局第二海洋研究所韩喜球团队在西北印度洋卡尔斯伯格脊上发现了6个热液区,其中3个属于正在发生热液成矿作用的活动热液区,有繁茂的热液生态系统和林立的海底黑烟囱;另有3个属于已经休眠的热液区。携“蛟龙号”首次对卧蚕1号、卧蚕2号、天休与大糦热液区进行了近距离观察和精细的调查采样,对热液活动的特征、热液流体的温盐和成分等物理化学参数、围岩类型与微地形地貌、多金属硫化物的分布、热液生物群落类型等有了详细的了解,厘定了各热液区热液成矿作用的类型,建立了成矿模式。为卡尔斯伯格脊现代海底热液成矿作用、极端生境生命起源和生物多样性等相关研究奠定了坚实基础;也为古代火山成因块状硫化物矿床的成矿机制研究和找矿勘查提供重要启示。

    6.井下超前探放水和水害监测关键技术系统研发

    国家煤矿水害防治工程技术研究中心武强带领的创新团队将钻探与物探技术有机无缝结合,研发了井下钻孔物探超前探放水成套技术与系列装备(钻孔激发极化、钻孔电磁波层析成像和钻孔雷达三大类超前探放水技术与装备),直观明了在有限数量钻孔中进行廉价、短距离精准随钻物探;应用物联网技术,将微震与激发极化高密度电法有机耦合,研发了可同时监测采动变形和突(透)水潜势于一体的矿井水害面状监测预警技术和装备,解决了矿井突水的水源、水量以及突水通道三者联合监测的难题;基于弹性波数据传输理论的三维电子罗盘测量钻孔轨迹技术,研发了随钻钻孔轨迹深度测量技术和装备,提出了利用弹性波的传输时间测量钻孔深度的技术方法。

    7.多要素多技术城市地质调查有力支撑雄安新区总体规划编制

    由中国地质调查局水环部郝爱兵为首席专家牵头组织实施的多要素多技术城市地质调查项目有力地支撑雄安新区总体规划编制。研究团队认真落实习近平总书记关于雄安新区规划建设的重要指示精神,改变观念、创新理念,围绕雄安新区规划编制需要,组织开展工程建设和地下空间开发利用条件、土地和地下水质量、地下水资源与地面沉降现状等多要素调查,创新编制支撑服务雄安新区总体规划地质调查报告、国土空间布局综合地学建议图和地下空间利用区划图,为雄安新区总体规划和土地利用、地下空间、交通、能源等专项规划编制提供了依据。首次以空间、资源、环境、灾害为调查对象,以城市规划、建设、运行、管理全过程为服务对象,以多方协调联动为工作机制,为多要素城市地质调查提供了示范。

    8.全国煤中金属矿产资源评价取得新进展

    由中国煤炭地质总局宁树正为首席专家主持的地质调查项目,坚持产学研结合,以全新工作理念开展全国煤中金属元素分布规律和矿产资源调查评价。总结了煤中金属元素矿产研究方法,确定了煤中金属元素矿产综合评价指标,首次划定了全国煤中金属元素成矿区带,发现一批新矿点,圈定了地质工作远景区。初步摸清了全国煤中金属元素矿产资源家底,预测煤中锗、镓、锂、铝、稀土矿产资源量分别为:1.17万吨、188.02万吨、86.49万吨、195746.9万吨、1130万吨。上述成果表明,煤中金属元素矿产资源潜力和价值巨大,是我国“三稀”矿产资源的重要组成部分。该项目实施拓展了煤炭地质工作新领域,对指导煤系矿产资源综合勘查和开发利用具有重要意义。

    9.相山铀矿田三维地质“玻璃体”调查和成矿预测取得新进展

    由核工业北京地质研究院李子颖为首席专家的研究团队承担的中核集团示范工程《相山铀矿田三维地质“玻璃体”调查和成矿预测》项目,运用多学科、多技术方法综合研究,建立了火山岩型铀矿深部有利成矿空间探测的地质、地球物理、地球化学三维立体勘查技术体系,首次实现了相山矿田2500米深度范围立体探测,构建了三维地球物理模型、三维地质模型,实现了相山矿田三维地质“玻璃体”。揭示了铀矿化、热液蚀变、元素的水平和垂向空间分布规律,查明了基底构造控矿规律,构建了三维综合找矿模型,首次实现了我国热液型铀矿三维定量定位预测。深部钻探查证取得突出成果,实现了相山矿田铀多金属找矿新突破。为相山铀矿田外围及深部铀资源找矿突破提供了技术支撑,对我国热液型铀矿找矿勘查具有重要的示范作用。

    10.首次建成国家地质大数据共享服务平台—“地质云1.0”

    由中国地质调查局发展研究中心高振记为首席专家的研究团队组织实施的国家地质大数据共享服务平台“地质云1.0”。采用混合云架构,实现了数据集成共享技术创新,研发了云环境下海量、异构、分布式地质数据的统一组织、调度与服务技术,初步解决了异构、异地、异主数据共享技术难题;实现了地质调查业务系统整合协同应用创新,集成开发了智能调查、业务管理、数据共享与信息服务等云应用系统,提高了系统整合及协同服务能力;实现了地质调查数据安全有序开放和分级共享机制创新,基本解决了“数据孤岛”与“信息烟囱”等老大难问题;探索了云环境下智能地质调查工作新模式。权威专家认为“地质云1.0”成果达到同行业国际领先水平,为国家正在推动开展的政务部门信息系统整合与数据资源共享提供了一个鲜活范例。

    十大地质找矿成果

    1.湖南省平江县仁里发现超大型铌钽多金属矿

    由湖南省核工业地质局三一一大队周芳春为首席专家的团队在湖南省平江县仁里发现了超大型铌钽矿。仁里矿区位于湖南省平江县,钦杭成矿带主带的中部,幕阜山复式花岗岩的西南缘,为典型的花岗伟晶岩脉型铌钽矿床。项目团队运用大岩基地区多期次岩浆演化的“共岩浆补余分异”稀有金属成矿理论,在矿区发现铌钽矿脉14条,圈定矿体17个,(333+334)五氧化二钽资源量10791吨,五氧化二铌资源量:14057吨,平均品位:五氧化二钽:0.036%、五氧化二铌:0.047%。矿区铌钽品位富,找矿潜力大, 五氧化二钽远景资源量有望突破2万吨,潜在经济价值超过1千亿元。突破了“大岩基地区难以形成超大型稀有金属矿床”的既有认识,总结、提出的铌钽等稀有金属矿成矿规律及控矿因素的新认识,丰富和发展了稀有金属成矿理论,对华南地区稀有金属找矿具有重要的指导意义。

    2.福建省建瓯市井后探明超大型优质叶蜡石矿

    由中化地质矿山总局福建地质勘查院卢林为首席专家的团队在福建省建瓯市井后矿区探获超大型叶蜡石矿。井后叶蜡石矿属火山期后低温热液交代矿床。矿体呈似层状赋存于晚侏罗世南园群火山碎屑岩中,最大走向延展长725米,最大延深600米,各矿体累计总厚可达90米。矿石划分玻纤级和陶瓷两个品级。项目技术人员从火山构造研究开始,在火山期后热液蚀变与矿石原岩组构的研究中发现了火山岩地层与火山期后气液矿化蚀变之间的有机联系,取得矿区成矿理论的突被,并依此科学规划地质找矿技术路线,有效推导成矿空间,合理布设探矿工程,地质找矿取得重大突破,提交一处特大型叶蜡石矿床,资源量达4000余万吨,资源储量占全国叶蜡石累计查明总资源储量的1/3,为我国最大叶蜡石矿床。

    3.内蒙古自治区乌拉特中旗石哈河首次发现大型砾岩型砂金矿

    由内蒙古第三地质矿产勘查开发有限责任公司冯硕颖为首席专家的团队在内蒙古自治区巴彦淖尔市乌拉特中旗石哈河地区发现一大型露天开采的砂金矿床,这是内蒙古地区近年来发现的第一个大型冰碛砾石型砂金矿床。备案矿石资源储量44695481.22立方米,金金属量17020.85千克,平均品位金0.3808克/立方米,混合砂平均厚度25.30米。石哈河冰碛砾石型砂金矿矿石可选性较强,为易选矿石;矿床采矿、选矿生产工艺成熟可靠。该矿床的开采将对发展边疆经济,增加地方财政收入起到积极的作用。

    4.塔里木中西部顺北地区探明超深层大型油气田

    由中石化西北油田分公司焦方正为首席专家的研究团队通过3年的攻关研究,在顺北9169米超深层探获大型油气田。明确了塔中北坡陆棚—斜坡部位是优质烃源岩分布区,由此将重点勘探区域由隆起向斜坡部位拓展,大大扩大了下古生界碳酸盐岩勘探范围;建立了塔里木周缘前陆盆地寒武纪烃源岩成烃、沿断裂带运移聚集成藏新模式,提出了“立足原地烃源岩,沿着高陡断裂带、寻找原生油气藏”新的勘探思路;初步明确顺北地区油气成藏条件与富集规律,形成顺北超深碳酸盐岩裂缝洞穴型油气藏成藏理论;建立了塔里木盆地沙漠覆盖区超深层裂缝洞穴型储集体预测技术系列、"超深、三高" 井钻完井配套技术,超深小井眼短半径定向钻井技术(水平井斜深8169米)跨入世界领先行列;这些理论技术有效指导了区带评价及勘探部署,天然气探明储量73.8亿立方米,控制储量33.82亿立方米,预测储量412.3亿立方米,实现了超深找矿的突破。

    5.准噶尔盆地玛湖凹陷南斜坡二叠系探明大型油田

    由中国石油新疆油田分公司何海清为首席专家的团队在玛湖凹陷南斜坡探获大型油田。项目组提出上乌尔禾组为区域不整合面之上第一套填平补齐的沉积,具备形成大油区条件。创新性提出三项认识和三项配套技术:1.构建了大型地层背景下砂体纵向叠置、横向连片大面积成藏新模式;2.建立了凹槽区厚层状低饱和度、斜坡区互层状和古凸带薄层状三种类型油藏分布模式,探井成功率从35%提高到76%;3.发现了上二叠统支撑砾岩高产储层新类型,指导试油选层,多井获得百吨高产;4.攻克扇体刻画、低渗砾岩测井评价和低饱和度油层改造三项配套技术,试油获油率从45%提高到83%。在上述认识和技术的支撑下,玛湖凹陷南部上乌尔禾组勘探快速推进,落实三级石油地质储量3.36亿吨,展现出5亿吨级前景。

    6.甘肃省西和县大桥探明超大型金矿

    由甘肃省地质调查院张忠平为首席专家的团队在西秦岭地区发现并探明了一处超大型硅化角砾岩型金矿床。矿床控制长约4500米、宽40~1100米,发现金矿体53条,累计探获金资源储量105吨,伴生银资源量276吨,并在外围发现了渭子沟、马家山、安子山等金矿点。该矿床的发现和勘查为西秦岭地区增加了新的金矿类型,为地质找矿指出了新方向,并提供了类比依据和理论指导。矿床已于2012年建厂投产并取得了显著的经济效益,大大改善了当地贫困落后的面貌和就业状况,促进了经济发展。

    7.江西省武宁县东坪发现超大型钨矿

    由江西省地质调查研究院楼法生为首席专家的团队在武宁县东坪探获超大型钨矿。团队成功运用赣南石英脉型黑钨矿“五层楼”成矿模式,历时6年持续勘查,实现找矿突破。东坪矿床共探获储量:保有钨矿(122b+332+333)矿石量47729千吨,金属量(三氧化钨)213941吨,平均品位0.448%;保有低品位钨矿(332+333)矿石量6105千吨,金属量(三氧化钨) 5946吨,平均品位0.097%。其储量规模超过福建行洛坑、湖南瑶岗仙和江西西华山等钨矿,成为目前我国乃至世界资源储量规模最大的黑钨矿。矿床具有规模大、品位高、易采易选等特点。东坪矿床的发现丰富和完善了“五层楼”式石英脉型钨矿床成矿理论和成矿规律,拓展了长江中下游成矿带钨矿找矿空间、找矿思路和找矿方向。提出了赣北地区自南至北存在160Ma±、150~145Ma、135~125Ma三期钨成矿作用的认识。

    8.云南省盈江县大石坡发现超大型红柱石矿

    由中国冶金地质总局昆明地质勘查院李伟为首席的团队在云南盈江县大石坡矿区探获超大型红柱石矿。在该区发现并圈定7个红柱石矿体,探获(333+334?)类矿石量91979.89万吨,红柱石矿物量11043.57万吨,工业矿平均品位18.0%,低品位矿平均品位8.5%。该矿的发现与勘查,开创了云南寻找红柱石矿的先河,实现了该区找矿新突破。采用湿式磁选—浮选流程工艺,红柱石回收率62.03%,精矿满足HJ-55产品技术要求;通过碳热还原工艺可直接生产硅铝合金、3N高纯硅;磁选云母可综合回收氯化铷。未来矿山开发社会经济意义重大,对我国红柱石矿勘查及应用研究将起到良好的示范作用。

    9.河南省嵩县雷门沟探明超大型钼矿

    由河南省地质矿产勘查开发局第三地质勘查院章传飞为首席专家的团队在嵩县雷门沟探获超大型钼矿。矿区地处华北地台的南缘,熊耳山古隆起与嵩县中新生代断陷盆地的交界处,属环太平洋成矿带东秦岭矿带,岩浆及构造活动具多旋回和多期次活动的特点,矿床受高—中温热液蚀变影响,是以钼为主伴生硫的可供综合利用的一特大型斑岩型钼矿床,共完成钻探17184.90米,圈定大小矿体92个,其中工业钼矿体19个;低品位钼矿体66个;钼氧化矿体7个。共估算(332)+(333)工业矿钼矿石资源量80180万吨,钼金属量636373吨。开发本区钼矿资源为当地及周边地区提供资源的同时,也将促进本地区工业的发展,改善当地居民生活水平,对地方经济的繁荣将起到重要的作用,经济意义巨大。

    10.广东省英德市鱼湾发现大型稀土矿

    由广东省有色金属地质局九四〇队温汉辉为首席专家的团队在英德市鱼湾探获大型稀土矿床。圈定6个矿体,估算花岗岩风化壳离子吸附型稀土矿资源量(332+333)矿石量136411千吨,全相稀土氧化物总量153618吨、平均品位0.1126%,离子相氧化物总量105218吨、平均品位0.0771%;另有低品位矿石量2801千吨,储量规模达到大型。矿区探明的稀土储量为广东省近年第一。矿山总工业价值约80亿元,矿山服务年限50年,具较好经济效益;可带动当地相关产业的发展,并增加就业及税收,具有较好的社会效益。

    中国地质学会2017年度十大地质科技进展十大地质找矿...

    地质讲座现场一角

    据中国地质大学(北京)党委宣传部 、新闻与信息管理中心向本报提供的消息,2017年7月5日至6日,国务院原总理温家宝来到中国地质大学周口店实习站,为中国地质大学参加地质实习的学生作了地质讲座,与师生进行了座谈交流,并参加了中国地质大学太平山野外地质教学实习。

    7月6日,温家宝参加中国地质大学太平山野外地质教学实习。

    7月5日,温家宝在周口店实习站操场作地质讲座。

    7月6日,温家宝参加野外地质教学实习时为师生们签名。

    7月6日,温家宝和中国地质大学同学们在一起。

    消息一出,立即“引爆”了微信朋友圈,特别是中国地大毕业的广大校友,纷纷转发现场图片,并对能与“温学长”一同出野外的同学们表示了羡慕。

    据参加本次野外实习的地大学生介绍,7月5日,温家宝与王成善、金振民、殷鸿福3位院士及地大的教授们来到周口店地大实习站。在现场,“温学长”与师生们合影、握手,亲笔给《温家宝地质笔记》签名;当天晚上,在操场给同学们做了长达一个半小时的讲座,讲到了自己的大学生活,讲到了徐霞客,讲到了现代地质学家,并回答了现场同学的提问。

    7月6日上午,北京大雨,然而天公作美,周口店没事。温家宝一行与40多名同学一同进行了野外考察。现场一位女同学说:“健步如飞意气风发的老学长真的是太令人佩服了,和蔼可亲可爱至极……”另一位同学说:“他精神状态特别好,跟我们一起爬了太平山南坡。上山路上,我提醒温总理,前面路窄,您小心。他亲切地回答:没事,这都不碍事。”

    有些同学在朋友圈的评论也是难掩兴奋之情:“背着大大的地质包,拿着重重的地质锤,挂着小小滴放大镜,认认真真记笔记,专业姿势观察标本,让我们仿佛看到了几十年前还在地质学院学习的小温同学。”“温学长衣服真是特别鲜艳好看,显得非常精神。” “望着朋友圈里一波又一波的刷屏,我在心里默念了一句:学长辛苦了。几十年来,为地质,为国家,学长操碎了心!”

    据了解,温家宝于1960年考入北京地质学院(现中国地质大学的前身),在地矿系地测及找矿专业学习。在校学习期间,他曾多次来到周口店实习站参加野外实习。

    2004年是中国地质大学周口店实习站建站50周年,温家宝亲自题写了“摇篮”二字以示祝贺。如今,“摇篮”二字在周口店实习站和中国地质大学的校园内都可以看到,并且已经成为中国地质大学的一个十分具有纪念意义的标志。据了解,之所以题写“摇篮”二字,是因为建于1954年的周口店实习站在几十年的时间里,为中国培养了数以万计的地质人才,从这里走出的院士也多达26名,不可不谓之地质人才的摇篮。

    2012年,恰逢中国地质大学建校60年,温家宝心系母校,于校庆前夕专程返回地大,祝贺母校六十华诞,并带来了一场让人回味无穷的讲座,还亲自为母校题写了校名“中国地质大学”。除此之外,中国地质大学的校训“艰苦朴素求真务实”,也是温家宝在1994年10月19日视察母校时的题词。

    而今,年逾古稀的温家宝再次来到周口店实习站,带着对地质工作的那一份情怀,与师生们一起,背起地质包,拿起地质锤,重新体验久违的地质实习。

     

    ■相关链接

    中国地质大学周口店野外实习基地

    温家宝在校时站在周口店工作站前留影

    今天的中国地质大学周口店实习站

    周口店国家地质学理科基地野外实践教学基地位于北京西客站西南56千米,是“北京猿人遗址”所在地,交通十分便利。该基地是中国地质大学三大实习基地(其它两个是北戴河(秦皇岛)、秭归(三峡))之一,主要承担中国地质大学二年级地质类本科生教学实习。

    1914年,我国第一个地质启蒙教育野外实践训练班的初创人章鸿钊、丁文江、翁文灏及实习学生叶良辅、谢家荣、谭锡畴等23人曾在此实习。

    1929年12月2日,裴文中先生在周口店龙骨山发现了完整的中国猿人头盖骨化石,这项成果轰动了全世界,从此周口店闻名中外。

    1954年,在马杏垣院士、池际尚院士等前辈带领下,北京地质学院正式在周口店建立实习基地。此后,每年都有几百乃至上千名学生来此实习。

    周口店实习基地位于华北板块中部,是燕山山脉、太行山山脉和华北平原的接壤地带。实习地区具有丰富的地质教育资源,区内出露有太古宙至新生代各时代地层序列,其中芹峪运动、蓟县运动、太康运动等形成的平行不整合界面,是华北地区重要的地壳运动遗迹;区内岩石种类齐全,沉积岩有陆源碎屑岩、碳酸盐岩、硅质岩等,其中陆源碎屑岩从砾岩、砂岩到粉砂岩、泥质岩一应俱全;变质岩有区域变质岩、动力变质岩、接触热变质岩、交代变质岩等,其中接触热变质带分带十分明显;岩浆岩有侵入岩(著名的房山岩体);西部的猫儿山有侏罗纪火山岩。实习区有逆冲推覆、滑脱拆离与折叠褶皱、变质核杂岩、面状和线状构造,丰富多样,现象典型。实习区有4条教学路线被选为第三十届国际地质大会的参观路线。此外,周口店地区还拥有令世人瞩目的“北京猿人遗址”与“山顶洞人遗址”,新构造与第四纪地质现象丰富典型,是提供综合性实践教学活动,地质填图实习的理想场所。

    2008年,周口店实习基地建成国家地质学理科基地野外实践教学基地后,与西北大学的秦岭基地、南京大学的巢湖基地开展了相互交流实习,同时对国内外高校实行开放。

     

    57年过去,归来依旧少年

    2021年7月12日,自然资源部中国地质调查局地质研究所在北京离子探针中心举行了嫦娥五号任务首批样品接收仪式,行星科学研究中心同期揭牌。全国政协常委、中国地质调查局副局长李朋德,中国地质调查局党组成员、总工程师严光生,国家自然科学基金委副主任、中国科学院院士侯增谦,自然资源部科技发展司有关领导共同为中心揭牌,中国科学院院士李廷栋,中国工程院院士陈毓川出席仪式。

    2020年12月17日凌晨1时59分,嫦娥五号返回器携带1731克月球样品成功返回地面。经第一届月球样品专家委员会和国防科技工业局审议批准,来自自然资源部、中科院、核工业集团、中国航天科技集团的共13所科研机构获得月球科研样品。地质所刘敦一团队为自然资源部唯一一家获得样品的科研团队,获得的月球样品包括原始月壤样品2克、月球玄武岩、角砾岩薄片1片,其包含的各类岩屑、玻璃、单矿物等组分记录着丰富的月球演化信息。

    据刘敦一介绍,嫦娥五号采样地点与此前阿波罗和露娜(Luna)的所有采样位置不同,具备采集到年轻样品的巨大潜力,此次依托地质所完善的微区原位无损同位素、元素分析技术,将为解决或修正多个月球演化历史中的重大科学问题提供有力支撑。

    长期以来,地质所聚焦月球与行星科学研究前沿,持续开展月球地质编图、行星演化与对比研究等工作。刘敦一团队自2007年与美国、澳大利亚合作开展月球样品合作研究以来,凭借高灵敏度、高分辨率二次离子质谱(SHRIMP)的技术优势,率先完成了阿波罗12号、14号和17号样品的分析研究工作,为解决月球岩浆演化和撞击历史两个关键科学问题作出重要贡献。后续,地质所科研人员将持续深化研究,争取在月球与行星演化、行星宜居性等方面产生新的认识,深化人类对月球成因和太阳系演化历史的科学认知。

    来自国防科技工业局探月与航天工程中心、有关科研院校和企业、中国地质调查局机关有关部室和有关局属单位的专家和代表等出席仪式。

    中国地质调查局地质所喜获嫦娥五号任务首批科研样品

    春风,细雨,嫩芽;阳光,绿草,花香。三月,是一个万物复苏的时节,大地呈现一片生机勃勃的景象,三八妇女节也在这个充满希望的季节来临。

    古有花木兰,今有娘子军。在我国的各行各业中,女性的力量一直都不容小觑。今天,就让我们一起聊一聊自然资源部中国地质调查局矿产资源研究所的巾帼女将。

    莫向光阴惰寸功

    面对超负荷的科研工作、大项目纷杂的日常管理和“上有老、下有小”的生活压力,仍坚持到野外一线调查、学习——这就是资源所稀有稀土贵金属矿产研究室王岩的日常工作。这份执着和付出也换来了丰硕的成果:作为第一作者发表国内外核心期刊论文20余篇,作为第一作者出版专著《重要低品位、难选冶金属矿产可利用性评价》(2017年,43万字)、《中国典型矿床分布图》(1∶500万,2018年)及《中国钨矿成矿规律图》(1∶500万,2018年)等,参与的《全国重要矿产和区域成矿规律研究》成果获国土资源科学技术奖一等奖,连续多年获得资源所优秀个人、优秀党员荣誉称号。

    王岩(左)与陈毓川院士一行在野外探勘

    2011年入所工作以来,王岩先后在邢树文研究员、肖克炎研究员及王登红研究员的带领下,主持、参与多项中国地调局、科技部、基金委及基本科研业务费项目。幸运的是,入职不久,她便作为项目办成员之一负责了“全国矿产资源潜力评价”项目的成果汇总及资料汇交工作。该项目是原国土资源部在矿产资源领域部署的重要国情国力调查工作,也是对新中国成立以来地质成果资料的系统总结提升,其成果具有里程碑意义,达到了国际领先水平。通过参与该项目,她积累了大项目管理经验,管理水平和业务能力均得到提升。

    随着潜力评价工作的常态化,2012年“中国矿产地质志”研编工作在陈毓川院士及王登红研究员的带领下正式启动。此次编志是继1906年鲁迅和顾琅编制完成第一部《中国矿产志》百年来的一项重要的立典性工作,是矿床界的大事。该项目的顺利开展,得益于部、局、所领导的高度重视和支持,老一辈科研工作者们的引路,更与各外协单位的积极配合密切相关。独木难成舟,为了完成这个艰巨的“世纪大工程”,69个外协单位与资源所矿产志项目办拧成了一股绳。王岩作为矿产志项目办副主任,深感身上的责任之重。每个阶段该做什么、出什么样的成果,她都尽量做到考虑周全、未雨绸缪;会议的组织召开、资料的搜集整理汇交、与各研编组及专家们的沟通联系、与全国、各省级主管部门的协调等等,不一而足;对繁重的项目日常管理工作更是细致谨慎,尽全力协助陈毓川院士推进志书研编工作。

    代晶晶在海拔5200米的西藏野外工作区

    陈毓川院士及王登红主任带领的“三稀”大团队的一个传统就是老同志多、老前辈多。这些老前辈学识渊博且经验丰富,个个都是地质矿产领域的权威专家,他们渊博的专业知识和“八十岁高龄”仍保持对工作兢兢业业的态度、野外中不怕苦不怕难的精神使王岩深受感触、受益良多。在老一辈的言传身教之下,她始终坚持超强的团队合作意识和奉献精神,以一丝不苟、勤恳敬业的工作态度,践行着新时代地质工作者“责任、创新、合作、奉献、清廉”的核心价值观。

    道路千万条,奋斗第一条。为了做好一张图、处理好上万条数据,熬夜奋战是常有的事。但无论何时何地遇见王岩,她总是衣冠整洁,带给人积极向上的正能量。她常说:“少年辛苦终身事,莫向光阴惰寸功。认真把握好每一天就是成功了。”

    逐梦科研勇争先

    少年时,资源所同位素实验室博士陈蕾的理想是当一名科学家,酷爱旅行和大自然的她在大学选择专业时从事了地质学,2003年考入中国地质大学(武汉),2005年跟随李建威教授开展大学生业余科研立项,2007年荣获湖北省第六届“挑战杯”大学生课外学术科技作品二等奖和湖北省大学生优秀科研成果二等奖。在李建威教授的指导和鼓励下,她本科毕业后直接申请了硕博连读,博士研究生期间先后两次获得资助在美国地质调查局丹佛联邦中心开展合作研究,2012年从中国地质大学(武汉)毕业,获得理学博士学位。在博士研究生期间,她参与了李建威教授的国家自然科学基金项目《夏河-合作地区卡林-类卡林型金矿成因的矿物学、地球化学和年代学制约》,利用所学知识,发现此类金矿中硫化物普遍细小且环带发育,利用常规测试方法可能获得的是混合值,而利用离子探针的微区原位技术可以有效区分不同环带中硫化物的硫同位素,示踪硫源,而我国在这项研究中还是空白。

    陈蕾在实验室工作

    这段博士后生涯,在陈蕾的未来工作中起到了很重要的作用。2015年,她在国际期刊《Mineralium deposita》上发表了第一篇我国离子探针微区原位硫同位素分析技术的论文,并对西秦岭地区微细浸染型金矿不同期次的黄铁矿和不同环带的黄铁矿进行了测试,区分出它们的不同成因和硫的来源。微区原位硫同位素分析技术现已应用于大洋深钻和大陆深钻样品的测试上,在地质学5个分支领域取得了重要研究成果。

    2015年12月,陈蕾被分到资源所同位素室一线工作,成矿作用与资源评价重点实验室为她提供了平台,陆续主持国家自然科学基金面上项目等7项科研项目。工作中,她瞄准世界科技前沿,利用微区原位分析技术会产生基体效应,研发出磁黄铁矿作为实验室内部微区原位硫同位素的一种工作标样。2016年引进新的飞秒激光剥蚀系统和高分辨等离子体质谱后,她投入了全部的精力学习新的知识,野外采集样品不管是矿井还是露头都亲自跑,样品采回来自己制备,经常早出晚归泡在实验室,深夜修改论文,与毛景文院士反复探讨,向同位素室的前辈和同事们请教。目前,利用飞秒激光-高分辨等离子体质谱建立了多种矿物的微区原位U-Pb年龄测定方法,首次建立了我国矽卡岩中钙铁榴石的U-Pb测年方法并精确限定了山西义兴寨金矿床角砾岩筒的形成时间。该方法已在我国矽卡岩型铁、铜、金、钨等矿床中钙铁榴石U-Pb年龄测试工作中成功应用,并获得部分矿床中石榴石形成的精确年龄数据。

    陈蕾还十分注重学术交流,多次开展国际合作并参加国内、国际会议。她在中国地质学会2017年学术年会上的“微区原位硫同位素分析方法在地质学领域应用的工作综述”获得优秀论文奖;2018年在国际地质微束分析会议Geoanalysis上对实验室建立的新方法作口头报告,得到国际同行较好的反响。

    一路走来,陈蕾从未忘记最初的梦想,一直和自己比拼,坚持创新,不惧困难,为使自己成为更高水平的地质科技人才而努力奋斗,力争在地质科研的道路上做出更大的贡献!

    靓丽青春献藏区

    提起资源所的硕士导师代晶晶,同事们总要称赞一句:谁说女子不如男?一个优雅、知性、聪慧的女人,放弃了在青春葱茏的雅致里实现自己的梦想,选择了遥感地质这一专业,用细腻精致的本色、干练勤奋的职业素养,在10年工作时间里,出色地完成了一项又一项国家项目,将青春与汗水洒在了祖国的美好山河上。

    2009年到2018年的10年间,几乎每年代晶晶都要奔赴西藏开展野外工作。五月,北京槐花飘香、绿意盎然,正是一年风光最好的时刻,然而此刻的西藏,特别是高海拔地区,却还是春寒料峭,气候干燥、空气稀薄、环境严酷,令人望而生畏。在野外考察的路上,她常以馒头香肠果腹,甚至方便面都称得上是最美味的食物。海拔五千多米的矿区空气稀薄,稍有运动就会气喘吁吁,她凭着自己坚韧的意志和求知的精神,克服困难,奔波于西藏各个研究区域。

    2011年以来,在王登红研究员的指导下,代晶晶创新性地将遥感技术应用于三稀矿产资源调查中,取得了一系列的新认识和新突破。如,运用高空间分辨率遥感技术监测稀土矿山的开采现状和矿山环境问题,更好地服务于矿政管理工作;多源遥感数据的应用高效地提供了一批伟晶岩型锂矿找矿线索,为地质找矿节省了人力物力;通过对稀土高光谱理论研究,建立了一套基于光谱特征的稀土浓度定量评估模型,为稀土污染与流失及稀土水化学找矿提供了新思路。

    作为一名硕士生导师,代晶晶常对自己学生说:“我非常热爱自己的研究领域。遥感地质就是遥感与地质的碰撞、理论与实践的结合,这门交叉科学有很多未知可以探索,在不断探索的道路上我们可以收获很多。”她经常教育学生要开阔视野,不要局限于自己的研究领域,要不断借鉴其他学科的研究思路和研究方法。

    在资源所工作10年期间,代晶晶每年都是几个项目的负责人,在如此大的压力之下,她努力克服家庭和身体压力等重重困难,出色完成了一个又一个项目,靠的就是对学科的喜爱与坚持。

    (材料由自然资源部中国地质调查局矿产资源研究所党办(工会)提供)

     

    莫道女儿娇 风雨一肩挑

    自然资源部中国地质调查局水文地质环境地质调查中心承担的“沂蒙山革命老区1:5万水文地质调查”项目对2016-2018年大汶河中上游莱芜盆地、大汶口盆地55眼古近系钻孔及7眼探采结合孔资料综合研究发现,鲁中南山区古近系强富水含水层分布在盆地边缘,具备集中供水能力,且存在3种地下水富集模式:构造裂隙控水模式、古近系半固结含水层裂隙孔隙水富集模式、灰质砾岩裂隙岩溶水富集模式。

    该模式在鲁中南山区中新生代沉积盆地(蒙阴、新泰、平邑等沉积盆地)具有普适性。2018年在东城村的古近系钻孔出水量达到84方/小时;发育于该地层的费县上冶镇玉泉流量达416方/小时。

    古近系地下水富集模式的查明修正了前人对该层位不具备供水意义的认知,为沂蒙山革命老区扶贫找水提供了新思路。

     

     

     
    水环中心为沂蒙山革命老区扶贫找水提供新思路

    目前,深部矿产资源勘查已成为我国未来矿产勘查的重要方向。近年来,随着全国危机矿山接替资源找矿和老矿山接替资源找矿等项目的实施,深部找矿勘查工作取得了一系列重要进展。这些新发现和新成果,不仅颠覆了对已有矿床成矿规律(成矿系统的发育深度和不同类型矿床的分带、叠合规律等)和矿床成因的认识,推动了科学研究“向深部进军”,还为深部矿产资源勘查提供了重要依据。本文选择近年来深部找矿取得重要突破的矿山,介绍其深部勘查的新发现及意义,以期引起业界对矿床系统的理解和再认识,更好地服务于深部矿产资源勘查工作。同时,结合已有的深部找矿经验,对下一步深部矿产勘查工作提出建议。

    深部找矿新发现促进矿床成因新认识

    1. 西藏罗布莎铬铁矿

    西藏罗布莎铬铁矿床是目前国内规模最大、研究和勘探程度相对最高的铬铁矿床,但经多年开采,矿山保有资源储量严重不足。

    自2006年以来,通过开展矿区含矿构造岩相带与矿体空间分布规律研究,同时配合重磁电综合解释,在矿床深部发现厚大隐伏矿体,实现我国铬铁矿找矿的重大突破。钻探资料显示,钻孔ZKWT02在孔深286.3~341.1米处见累计视厚度达46.28米的4层矿体,Cr2O3含量50%以上;钻孔ZK西2004于孔深334.5~426.9米处见4层矿,累计视厚度46.1米,Cr2O3含量约50%,发现的Cr-80单矿体资源量达115万吨,成为目前国内发现单体规模最大的铬铁矿矿体。此外,通过“千米钻”深孔ZK东04的实施,在孔深679.5米处见蚀变破碎带中的浸染状铬铁矿,验证了深部有规模较大的中央含矿构造岩相带的存在。

    通过深部找矿工作的实施和深部厚大铬铁矿体的发现,对该矿床的成矿规律和成矿模型取得了新的认识,打开了找矿空间。进一步验证了中央含矿构造岩相带对于深部铬铁矿体的控制意义,查明了豆荚状铬铁矿体主要赋存于罗布莎超基性岩体中北部的斜辉橄岩岩相带中,浸染状铬铁矿体赋存于岩体北部纯橄榄岩岩相带中;提出豆荚状铬铁矿形成的多阶段成因模式;矿体表现出成带分布、成群出现、分段集中的特点,与层状铬铁矿的形成机制完全不同,可能是含铬铁矿残浆受构造作用强力侵位的结果;建立了以西藏罗布莎铬铁矿为典型的“板块踫撞蛇绿混杂岩带超镁铁质岩岩相构造带控矿的找矿预测地质模型”。总之,深部找矿工作的开展为罗布莎铬铁矿以及国内同类型铬铁矿床下一步找矿勘查工作提供了新的思路。

    2. 广东大宝山铁铜钼多金属矿

    大宝山铁铜钼多金属矿床是一座以铁、铜、铅、锌、硫、钼为主的大型矿床。广东省地质局705地质大队曾于1958~1961年完成普查—勘探工作,并提交了相当于122b的铜多金属储量79.96万吨(品位0.86%),铅金属储量31.36万吨(品位1.77%),锌金属储量84.97万吨(品位4.44%),铁矿石储量8034万吨(品位49.69%),以及钼金属资源量(2M11,包括外围)2.26万吨。大宝山矿床经过半个多世纪开采,资源几尽枯竭,属严重危机矿山。

    经全国危机矿山接替资源找矿(2006~2009年)和老矿山接替资源找矿(2014年)两轮找矿勘查工作,在大宝山矿区深部分别探获了一处大型规模的斑岩型钼矿体和一处厚大的斑岩型铜硫矿体,取得了重大找矿突破。其中,斑岩型钼矿体主要呈似层状、透镜状产于花岗闪长斑岩和次英安斑岩中,受岩体和构造联合控制。矿体围岩蚀变分带明显,从浅部至深部分别为粘土化带→青磐岩化带→绢英岩化带→钾化带(如图),显示出典型的斑岩型成矿特点。斑岩型铜硫矿体主要赋存于泥盆系棋梓桥组灰岩、粉砂岩和次英安斑岩中,矿石类型以黄铁矿型铜矿石、磁黄铁矿型铜矿石和黄铁矿型硫矿石为主。由此,大宝山铁铜钼多金属矿床的矿体空间分布可分为深部的花岗斑岩型钼(钨)、铜硫矿、矽卡岩型钼(钨)矿、浅部的脉状、似层状铜铅锌矿以及远端的菱铁矿。

    关于大宝山铁铜钼多金属矿床的成因主要有3种观点,即与岩浆期后热液有关、与海相或陆相火山热液有关以及与沉积改造作用有关。大宝山深部斑岩型钼矿体和铜硫矿体的发现进一步改变了以往对该矿床成因的认识,为下一步找矿工作提供了重要线索和依据。祝新友等研究认为,大宝山矿床深部的斑岩型、矽卡岩钼钨铜矿化、浅部的脉状铜铅锌矿化以及远端的菱铁矿化构成了斑岩型或岩浆期后热液型成矿系统。应立娟等对层状铜硫矿体研究后认为,大宝山矿区及外围成矿作用与岩浆热液有关的,属同一成矿系统演化的产物。戴塔根等指出,大宝山多金属矿床斑岩型、矽卡岩型矿体与岩浆热液有关,而似层状铜铅锌矿体则与海底火山热液活动有关,并受后期岩浆热液的叠加改造。

    大宝山矿床37线剖面图

    3.江苏栖霞山铅锌矿

    江苏栖霞山铅锌多金属矿床位于南京市东郊的栖霞镇境内,处于长江中下游成矿带宁镇矿集区。2012年~2014年,地质矿产调查评价专项实施“江苏省南京市栖霞山铅锌矿接替资源勘查”项目,对矿床开展了深部找矿工作。在研究石炭系高骊山组与黄龙组硅/钙面控矿和脉状矿体侧伏规律的基础上,项目利用坑内钻追索和控制了1号主矿体在走向和倾向上的延伸,并新发现多层厚大铅锌矿体。尤其值得注意的是,在钻孔KK4603和KK4201中均发现金、银、铜矿化。其中,钻孔KK4201中银、金、铜平均品位分别为金 2.19克/吨、银 319.73克/吨、铜0.49%。经估算,本次工作新增333+334资源量:铅锌58.13万吨,共(伴)生金7.64吨、银1113吨、铜1.53万吨。

    栖霞山矿床是华东地区目前已发现规模最大的铅锌多金属矿床,前人开展了大量找矿研究工作。然而,关于该矿床的成因一直存在争议,即矿床的形成与岩浆热液成矿作用有关,还是与热水沉积成矿作用有关?此次通过深部找矿勘查工作,在栖霞山矿床深部发现银-金-铜矿化,一方面暗示矿床深部巨大的找矿前景,另一方面为矿床成因研究提供了新的线索和证据。根据这些深部矿化信息,张明超等对矿床开展了流体包裹体显微测温及氢-氧-硫-铅研究,指出栖霞山铅锌矿的成矿流体和成矿物质主要来源于岩浆,岩浆水和大气水的混合是导致矿质沉淀的重要因素。因此,栖霞山矿床深部勘查的新成果不仅促进了矿床成因方面的研究工作,取得了新认识,而且更为下一步找矿工作指明了方向。

    4.云南澜沧铅矿

    云南省澜沧老厂铅锌银多金属矿床一直被认为是以火山岩为容矿建造或与火山岩有关的块状硫化物矿床(VMS)。2006年实施矿山深部找矿工作以来,在矿区继ZK153101钻孔揭露了钼矿化带后,ZK14824、ZK14827钻孔均揭露了深部的钼矿(化)体。其中,ZK14827钻孔孔深1417.05米,圈定的工业矿体总长度696.25米,平均品位0.068%,矿体主要产于深部隐伏斑岩体(喜马拉雅期)和接触带内。深部隐伏斑岩体和岩浆型钼矿的发现引发了学者们对该矿床成因模式的争议。斑岩型或岩浆型成矿系统的存在已是事实,如果考虑前人的石炭纪的块状硫化物成矿系统,则应是2个成矿系统的叠加。

    朱裕生等强调“成矿系列”的“缺位找矿”理论,在多年前建立了“同位成矿”理论。在前人的理论认识基础上,可以对上述新发现给予验证和深化。韩润生等认为,澜沧老厂矿床是2套主要成矿系统、多种有利成矿要素有机耦合的结果,具多成矿动力学环境、大时间间隔和多类型成矿作用同位叠加的显著特征,是多种构造环境演变过程中形成的火山喷流沉积+隐伏斑岩热液成因为主的矿床,并将其成矿模式归纳为“双成矿系统同位叠加模式”。

    5.内蒙古毕力赫金矿

    早期勘查和研究认为,毕力赫金矿床赋存于晚侏罗世玛尼图组火山、次火山、火山碎屑岩系和隐爆角砾岩中,从基性的玄武岩到中酸性的流纹岩构成一套含金火山建造。其中的蚀变火山岩、次火山岩、角砾岩是主要的含金地质体,又是赋矿的直接围岩。主要岩性有安山质角砾熔岩、安山玢岩质角砾熔岩、闪长玢岩、热液角砾岩、蚀变玄武质角砾岩等。矿体的形态特征也表明其与火山机构关系密切。卿敏等通过对矿区深部、外围勘查和典型矿床解剖研究后认为,毕力赫金矿的成矿作用与海西期岩浆活动有关,成矿流体的性质、矿体空间产出与浅成花岗闪长斑岩关系密切,并在此基础上建立了矿田“斑岩-构造蚀变岩-浅成石英脉型矿化类型一体化”成矿模式。

    深部找矿新发现开拓区域找矿新思路 

    1. 内蒙古维拉斯托锡多金属矿

    维拉斯托锡多金属矿床位于大兴安岭南段,曾作为大型铜锌银多金属矿床进行开发和找矿工作。2013年,地质人员在勘查过程中发现矿区及外围的黑云斜长片麻岩中发育有含锡石英脉,进而推测深部可能存在隐伏矿体。2014年地质调查项目实施的老矿山找矿项目,在矿山深部发现石英脉型锡钨锌铜钼矿体、隐爆角砾岩型锡铜锌矿体和浸染状锡锌铷铌钽矿体。其中,隐爆角砾岩型矿体位于岩体顶部外接触带,呈筒状,角砾成分为主要为黑云斜长片麻岩,胶结物以石英、黑钨矿和锡石为主;石英脉型矿体赋存于下古生界锡林郭勒杂岩和石炭纪石英闪长岩中,总体倾向北东,矿物组合为石英、锡石、闪锌矿和黑云母等;浸染状锡锌铷铌钽矿体赋存于云英岩化和天河石化的岩体顶部,矿物组合主要为锡石、闪锌矿和黑钨矿等。项目已初步查明矿体30余条,其中,1号矿体为主矿体,长大于700米、宽大于300米,总体呈舒缓波状;矿体厚度(视厚)平均5.15米,Sn品位平均为0.89%;共提交锡金属量8.1万吨(333及以上),实现了大兴安岭南段锡矿找矿的重大突破。

     

    矿床三维空间结构模型示意图

    大兴安岭南段是我国重要的铅锌、银、铜、锡多金属成矿带。按照成矿物质来源和矿床组合,区内划分出3个成矿带,其中林西-甘珠尔庙一带以锡多金属成矿作用为主,而锡林浩特-霍林郭勒地区则以银铅锌成矿作用为主。因此,长期以来,大兴安岭南段的锡矿找矿工作一直以林西-甘珠尔庙地区为重点,但多年来始终未取得较大突破。维拉斯托矿床位于以银铅锌成矿作用为主的锡林浩特-霍林郭勒地区,其与拜仁达坝矿床一起曾作为大型银铅锌矿床开展找矿勘查和科学研究工作。然而,此次维拉斯托矿床深部锡多金属矿体的发现,显示出传统的银铅锌成矿区巨大的锡矿找矿潜力。最近,Liu et al、祝新友等和Wang et al研究认为,维拉斯托矿床的银铅锌矿体和锡矿体是同一成矿系统的产物,并指出浅部为热液型脉状铅锌银矿,深部则可能存在岩浆热液型锡(钨)多金属矿。因此,维拉斯托矿床深部锡多金属矿的发现不仅改变了人们以往对大兴安岭南段锡、银、铅锌成矿规律的认识,而且将影响该区域今后的锡矿找矿勘查思路,意义重大。

    2. 四川拉拉铜矿

    四川拉拉铜矿田位于扬子准地台康滇地轴中段,属东西走向的金沙江断裂褶皱带与川滇攀西大裂谷南北向构造带的交接复合部位。拉拉铜矿是我国西南重要的大型铜矿,也是四川省最大铜矿生产基地。矿田内金属矿产以铜为主,次为铁、镍,伴生金属有银、金、钴、钼、铂、钯等。2012年以前,经勘查的主要矿床(点)42个,其中大型矿床1个、中型矿床4个,其余为小型矿床和矿点,已累计探明铜资源量130万吨,铁资源量2600万吨,镍资源量5万吨。2012-2014年,老矿山接替资源勘查项目在拉拉落凼铜矿南部红泥坡矿区勘查取得了重大突破,新增333+334铜资源量63.22万吨,实现重大找矿突破。

    拉拉地区铜矿矿体赋存于古元古界河口群火山沉积岩系中,具有明显的层控特征。但与以往拉拉地区铜矿均赋存在河口群中部火山沉积旋回落凼组地层中不同的是,本次发现的红泥坡铜矿体主要赋存在河口群上部火山沉积旋回长冲岩组上段,其主矿体东西最大延伸1950米,南北延伸2100米;矿体平均厚度为10.37米;Cu品位平均为1.36%。红泥坡铜矿矿石矿物有磁铁矿、黄铜矿、黄铁矿、斑铜矿、辉钼矿、磁黄铁矿等;脉石矿物有钠长石、白云母、黑云母、钾长石、石英、铁白云石等。与典型的拉拉铜矿条带状矿石构造不同,红泥坡铜矿矿石构造以脉状、网脉状、角砾状为主。

    拉拉铜矿田是我国重要的铜矿集区,一直以来是研究的热点地区,众多学者对其进行了详细的研究并取得了丰富的成果。然而,由于矿床的复杂性,拉拉矿田的成因仍存在争议,目前主要的观点分为两类:一是一些学者根据其赋存于河口群落凼组海相火山岩中,矿体呈层状、似层状产出,矿石主要为块状、条带状构造,结合部分硫铅同位素数据显示成矿物质来自于河口群地层,据此认为矿床属于火山成因块状硫化物矿床(VMS),并认为成矿年龄与成岩年龄一致为16~17亿年,但拉拉铜矿目前较为可靠的辉钼矿Re-Os定年数据显示其可能的成矿年龄为10.86亿年,且该矿矿化元素仅有Cu和Fe,无Pb或Zn,显示其可能的VMS矿床成因证据仍显不足。

    ②也有学者认为其特征很类似IOCG矿床,其发育很强的钠长石化,出现大量的贫Ti磁铁矿,并富集Co、Au、P、F、REE等,而贫Pb、Zn;C-H-O-S同位素数据显示其岩浆热液来源,有部分成矿物质来自于地层;且根据辉钼矿的Re-Os同位素年龄得到其成矿年龄为10.86亿年,并与当时板内拉张环境密切相关。但与典型的IOCG相对比,落凼铜矿缺乏大范围分布的角砾状矿石,并且受断裂控制不明显,所以其可能的IOCG矿床成因也存在争议。红泥坡铜矿的发现及其揭示的矿床地质信息,为研究者研究拉拉铜矿田的成因机制提供了绝佳的契机,通过对其系统的解剖,有望最终确定拉拉铜矿田的矿床成因并建立找矿预测地质模型,进一步指明区域找矿方向。总之,红泥坡铜矿重大的找矿突破打开了拉拉地区广阔的找矿空间,新赋矿层位的发现明确了本地区下一步的找矿方向,并增强了矿山企业“拉拉外围找拉拉”的找矿信心,为川滇有色金属成矿带开展“拉拉式”铜矿找矿提供了可借鉴的成功经验。

    3. 江西相山铀矿

    江西相山铀矿田位于钦杭成矿带北东段,赣杭陆相火山岩铀成矿带西南端,德兴-遂川大断裂的南东侧,是我国重要的热液型铀矿田。以往对于相山铀矿田的研究工作主要侧重于铀的成矿作用机制和找矿预测等方面,且主要集中在矿田浅部。随着矿山深部找矿的实施,多个深孔均见到较好的铅锌铜等多金属矿化,且品位较高,已达综合利用价值。例如,钻孔CUSD3在孔深1095.4~1549.2米、1574.2~1577.5米分别见到铅锌铜矿化脉和铜多金属矿化脉。又如,钻孔ZK26-101在深部见约330米的铅、锌、银等多金属矿化,初步估算铅锌银矿资源量分别为Pb1.7万吨、Zn 0.88万吨、Ag76.2吨。地质特征显示,深部的铅锌银矿化主要赋存于流纹英安岩、碎斑熔岩及基底变质岩中,受断裂构造、岩层界面、火山塌陷构造复合控制;铜矿化主要分布于基底变质岩中。最新研究表明,相山铀矿田浅部的铀成矿作用与深部的铅锌铜成矿作用具有相同的成矿物质来源,属同一岩浆-热液成矿系统的产物。深部铅锌铜多金属矿化的发现构成了相山矿田上铀-中铅锌金-下铜的成矿空间模式,不仅加深了对矿田成矿规律的认识,拓展了深部找矿空间,而且开拓了区域找矿思路。

    4. 南京市梅山铁矿

    根据宁芜地区玢岩铁矿的成矿模式,梅山式铁矿为次火山岩体与火山岩接触带上下高温气液交代充填矿床和矿浆充填矿床,具透辉石-石榴子石-磷灰石-磁铁矿组合。近年来实施的梅山铁矿接替资源找矿项目中,在梅山铁矿层顶部硅化、黄铁矿化、碳酸盐化凝灰岩、沉积凝灰岩、凝灰角砾岩中发现了金矿体,同时这一层位也是梅山铁矿层顶部普遍存在的一个“近矿指示蚀变带”。据江苏省地矿局第一地质大队项目成果资料,ZK4101钻孔在392.2~407.8米处见到金处矿化15.6米,平均品位0.97克/吨;ZK4121钻孔在406.28~414.77米处见金矿层8.49米,平均品位1.88克/吨。初步估算新增333金矿资源量(金属量)2.85吨。

    宁芜地区铜金矿主要有铜井地区的铜井式铜矿,矿床类型均属火山-次火山热液型矿床。此类矿床的矿化与偏碱性、碱性火山活动有关,受区域构造裂隙或火山构造裂隙的控制。矿体一般呈脉状沿构造破碎带或破火山口构造成群出现,陡倾斜产出,与围岩界线清楚。矿石组合多为铜、金、多金属矿物与石英(重晶石、碳酸盐矿物)组合,并以中-低温热液充填型为主。典型矿床有铜井金铜矿(中型)、观山铜铅矿(小型)、谷里铜矿(小型)、金驹山金矿(小型)等。梅山铁矿矿体顶部层位发现的含金蚀变带与铁矿的密切关系可能反映铁矿和金矿是同一岩浆热液不同演化阶段形成的产物,当然目前也不能排除后期热液叠加成矿的可能。尽管目前对铁矿化和金矿化成生关系的认识还有待于进一步深化,但这一发现对宁芜地区玢岩铁矿的找矿不乏指导意义。

    5. 吉林夹皮沟金矿

    夹皮沟金矿位于华北克拉通北缘,是一座资源几近枯竭的危机矿山。该矿床虽有近200年的开采历史,但其成因却一直存在争议。前人曾先后提出过绿岩型、层控型、韧性剪切带型、变质热液型、岩浆热液型等多种成因模式,尤其以韧性剪切带型成因模式最为主要。近年来,随着老矿山接替资源找矿项目的开展,在夹皮沟矿床深部取得了重要突破。经钻孔验证,在夹皮沟矿床深部742~754.9米处见10米厚的细脉浸染型金矿体,平均金品位为2.2克/吨。钻孔编录结果显示,细脉浸染型金矿体主要产于隐伏的石英闪长岩体顶部接触带,矿石矿物主要为黄铁矿、黄铜矿、方铅矿等,脉石矿物主要为石英、方解石等。此外,在八家子南西的头道溜河地区,还发现了与闪长玢岩体有关的爆破角砾岩型金矿床。多种金矿化类型的新发现,不仅加深了对夹皮沟金矿矿床系统的认识,而且为区域深部找矿提供了新的思路和方向。

    对下一步深部找矿工作的建议 

    1.持续推进矿集区找矿预测工作

    老矿山是开展深部矿产资源勘查的理想场所,而矿集区是大中型矿山密集分布的地区。矿集区矿产地质调查程度和找矿预测直接关系到老矿山及其外围的深部找矿工作。然而,由于种种原因,许多矿集区尚缺乏系统的矿产地质调查及找矿预测,直接阻碍了深部找矿突破。矿集区找矿预测工作主要包括以下两方面内容——

    一是在1∶5万矿产地质调查、地球物理测量、地球化学测量、矿产及异常检查、典型矿床研究、资源潜力评价等工作的基础上,确定重点工作区开展找矿预测。在重点工作区开展大比例尺专项地质填图(含修测)、专项物探、专项化探、专项样品采集及深部钻探探查等工作,系统研究工作区内主要矿床类型的成矿地质体、成矿构造和成矿结构面、成矿作用特征标志,构建找矿预测综合信息模型,预测矿体赋存位置,评价资源潜力,提交预测资源量,引导后续勘查。

    二是围绕深部找矿预测需求,开展矿集区及老矿山“三位一体”(成矿地质体、成矿构造和成矿结构面、成矿作用特征标志)找矿预测理论与方法创新与示范,主要包括:1)成矿构造与成矿结构面研究方法与模式建立;2)开展矿床深部定量预测理论与方法研究;3)基于2DGIS/3D建模平台构建矿集区“成矿地质体-成矿构造与成矿结构面-成矿作用特征标志”找矿预测模型。

    2.进一步加强勘查区找矿预测理论与方法研究

    勘查区找矿预测理论方法体系的创建,首次提出成矿地质体、成矿结构面、成矿作用特征标志的概念,在实际使用中取得了良好效果,切实指导了深部找矿。但是,勘查区找矿预测理论目前仍不完善,需要在实际的应用过程中进行修正。

    一是要结合矿山深部和外围找矿的新发现,重新认识各类矿床的成矿规律、成矿系统的发育深度和不同类型矿床的分带、叠合规律。以深部找矿为目标,通过建立典型矿集区脉、层、块、体矿化样式组成的上下、左右多元空间矿床矿化系统结构模型,突出反映找矿信息,进而指导矿山深部和外围找矿工作。

    二是矿床模式的研究要从矿床的角度走向矿集区,从单个的矿床成矿模式发展为典型矿床成矿模式之间的组合模式,从构造体系控矿发展为构造成矿系列的阶段,这对于认识成矿系列控矿的规律,深入总结和认识矿床和矿集区成矿规律,提高对深部矿床成矿理论的认识和指导矿产资源勘查实现重大的突破具有重要意义。

    3.加强科技引领,推进新方法和新技术的研发应用

    从近年来矿山深部找矿的经验来看,重大成果的取得无一不是根据新现象,打破旧思维,结合实际情况进行理论、方法和技术创新的结果。科技创新无疑将对未来深部矿产资源勘查工作起到重要引领作用。因此,在开展深部找矿勘查工作的同时,还应重点研发和推广适合深部找矿的物化探等技术方法。

    一是继续贯彻“三深一土”国土资源科技创新战略,针对矿集区3000米以浅的地下空间,重点研发覆盖区探测技术和深部地质结构与成矿系统探测技术,开展覆盖区物质组成识别标志研究、矿集区深大剖面探测、深部成矿系统蚀变标志研究等工作,查明各类重要成矿要素在深部空间的分布特征,尤其重点探明与成矿有关地质体、成矿构造与成矿结构面、成矿作用特征标志等关键成矿要素的空间展布规律和形态特征,建立符合矿集区深部找矿的地球物理和地球化学等技术的指标体系,构建矿集区深部地质三维结构模型。

    二是对成熟的新技术新方法进行推广应用。在科学分析矿集区地质条件的基础上,根据深部新发现,充分利用KGR抗干扰电法仪激电测深、大比例尺低飞航磁测量、井-地磁测反演技术、构造地球化学测量、1∶5万抗干扰电法扫面等先进技术方法,进行推广应用,总结出一套适合本地区寻找同类型矿床的物化探方法组合,进一步指导矿集区及外围深部勘探工程布置,开展深部矿产勘查示范。

    总之,深部找矿新发现进一步促进了深部成矿规律的认识,开拓了找矿思路,已成为持续推进矿产资源勘查“向深部进军”的强大动力。同时,深部找矿突破的实现,还需要系统的矿产地质调查、完善的找矿预测理论和先进的探测技术等作为强有力的支撑。

    深部找矿新发现及意义

    2018年4月28日,中国-捷克陕西省汉中天坑群联合科学考察团进驻陕西省汉中市南郑区小南海镇。本次科考活动是中国地质调查局岩溶地质研究所、陕西省地质调查院与捷克洞穴学会、英国洞穴协会共同组织的国际天坑——洞穴科考活动,其中外方团队由国际洞穴联合会副主席、捷克洞穴学会主席兹德内克.莫提契卡先生带领;中方团队由亚洲洞穴联盟副主席、岩溶所张远海教授级高级工程师带领。

    本次科学考察采取野外小组分组的形式对小南海台原地区的洞穴系统、天坑、地下河排泄情况进行了调查摸底。自4月28日至今,科学考察活动已经进入工作区6日,取得了阶段性调查成果。

    捷克团队11人共分3组,分别利用地下潜水、皮筏艇漂流、洞穴SRT技术对观音洞地下河系统、天星洞洞穴系统、伯牛坑洞穴系统进行了洞穴测量。其中,洞穴测量新发现伯牛坑上游洞道400米,下游洞道300米;天星洞新发现洞道长度300米、观音洞新发现洞道300米,合计新发现洞穴长度1300米。同时,针对小南海台原地区地下河排泄的水动力条件,于伯牛坑地下河投放了荧光素钠的示踪剂,以揭示小南海地区洞穴水系的关系。同时,捷克团队的小组人员进行了实时的采样监测以分析地下水排泄的途径。

    中方团队承担了大佛洞洞穴系统、西沟洞洞穴系统的补充测量工作,并就小南海台原地区的洞穴沉积物进行了系统的采样工作。此次共新探测大佛洞上层洞道长约900米,并在大佛洞末端发现沉积于早期洞道的钙华瀑布沉积,体量长150米,宽12米,高8米,是目前发现的洞内最大分布面积的洞顶钙华沉积,这反应了早期洞道的流水中碳酸钙过饱和的状态,与现在发现的洞穴滴水环境具有很大的差异。目前,大佛洞洞道末端洞穴石笋几乎全部中空,代表了地质历史某个阶段洞穴水溶蚀强度增大。洞穴发育早期与晚期不同的水化学特征与洞穴发育阶段密不可分,是进行洞穴沉积环境对比的良好素材。同时,岩溶所团队调查发现大佛洞不同层位洞道内沉积有大量古地下河砾石层,根据砾石成分统计,黄绿色粉砂岩占比45%,粘土及砂土占比30%,含燧石和石英的粗砾岩占15%,花岗岩砾石占比7%,石英砾石占2%,灰岩砾石占比1%。这说明小南海台原地区大佛洞洞穴系统与外围地区元古代岩体的水动力联系,外源物质进入洞穴的埋藏年龄是揭示洞穴发育和台原地貌解体的时间钥匙。

    本次中-捷联合考察将进一步推进天坑与洞穴年代学研究、天坑与洞穴分布区区域生态环境演化研究、地下河洞穴系统展布特征及形成演化研究,提升汉中岩溶地质景观研究的科学价值,为汉中天坑群申报世界地质公园提供科学依据。

    同时,本次科考对推动岩溶所牵头实施的“全球岩溶动力系统资源环境效应”国际大科学计划中岩溶地质景观调查、对比和评价起到了促进作用,为开展全球尺度岩溶地质景观区划提供了重要科学依据,奠定了良好基础。此外,本次科考成果对推进联合国教科文组织国际岩溶研究中心建设起到了举足轻重的作用。国际岩溶研究中心的目标任务之一就有关于地质公园建设、地质景观合理开发,以帮助当地百姓减贫脱贫。而本次科考成果,一方面可用于开展全球景观对比及类比研究,另一方面为当地政府提供了可持续发展的重要依据,有助于完成了岩溶中心对教科文组织的承诺,有力支持了岩溶中心的建设与运营。

    汉中天坑群国际科考取得阶段性成果
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