天然成因金刚石一般产自于金伯利岩筒、钾镁煌斑岩、蛇绿岩体中，少量形成于陨石撞击。金刚石的碳稳定同位素能为它们的生长过程提供关键线索，能够示踪地幔物质循环，尤其是深部碳循环过程。目前金刚石微区碳同位素分析主要仪器设备（纳米）离子探针造价高，且对制样要求较高，迫切需要开发一种快速、准确、高效的测试方法。

近期，中国地质科学院地质研究所开展激光剥蚀多接收器质谱法（LA-MC-ICP-MS）技术攻关，评估使用LA-MC-ICP-MS测定金刚石碳同位素可行性，取得了系列新认识。一是评估了激光参数对碳同位素分析的影响。按梯度调整激光参数，当信噪比优于4，可以获得跟离子探针类似的精度；采用合金制靶而非环氧树脂，可以有效降低碳的背景值，从而提升信噪比。二是揭示了基体效应的产生机制：通过对ICP中¹²C⁺，¹³C/¹²C和⁴⁰Ar³⁺进行了高空间分辨率耦合成像研究，阐明了⁴⁰Ar³⁺的离子化动力学，获得了元素之间互相影响电离（基体效应）的直接证据，核素电离过程的相互影响导致元素和同位素分馏，这是产生基体效应的机制之一(图1)。三是确定了ICP中碳同位素分析的最稳定区域以便于高精度碳同位素分析。四是验证了LA-MC-ICP-MS方法的可靠性：对两种金刚石（天然金刚石（D-N-1）和合成金刚石（D-HTHP））分别使用多种技术手段进行了测量，既标定了标样也验证了该方法的可靠性，尽管空间分辨率略逊于（纳米）离子探针，但充分表明LA-MC-ICP-MS是一种快速、精确、准确的金刚石碳同位素分析方法。

本研究通过样品制备工艺的改进、等离子体性质研究、标样研制等工作，揭示了基体效应的形成机制，评估了使用LA-MC-ICP-MS测试碳同位素的可行性，建立了金刚石激光微区碳同位素分析方法，为后续基体效应的深入研究和其它碳酸盐碳同位素分析方法研发奠定基础。该项技术已成功为珠宝鉴定行业区分出十余种人工合成及天然金刚石，并且已经为地质所深部碳循环等课题组提供了技术支撑。

图1 等离子体中元素同位素分布（Neptune Plus）

近日，青岛海洋地质研究所深海极端环境探测研究团队在东海冲绳海槽冷泉沉积物铁、锰、硫、碳元素循环耦合研究方面取得新进展，研究成果发表在地球科学领域国际权威期刊Global and Planetary Change。

作为典型的弧后盆地，冲绳海槽广泛发育海底热液和冷泉系统，这对该区域的碳循环具有重要影响。以往冷泉碳酸盐岩的记录显示，热液来源的金属驱动了冷泉区甲烷的厌氧氧化作用，从而降低了冷泉碳泄漏强度。然而，由于缺乏现代孔隙水地球化学数据，导致对研究区域内铁、锰、硫和碳循环之间动态相互作用的认识仍不清晰。

针对上述问题，该研究利用冲绳海槽中段的海底浅钻和重力柱沉积物样品，开展了孔隙水地球化学研究，研究数据首次记录到了热液锰供应对有机质矿化的增强作用，从而降低了弧后盆地中有机碳的埋藏效率。

研究证实：通过厌氧氧化作用可显著改变孔隙水碱度，并促进碳酸盐岩沉淀，从而实现冷泉碳泄漏的截留。此外，该研究还提出了一种新的海底白云石形成机制，认为其与产甲烷带内厌氧氧化作用有关，而非前人认为的沉积物风化、逆风化控制的白云岩化作用。

上述研究对理解弧后盆地中铁、锰、硫和碳的循环具有重要意义，也为认识甲烷丰富但硫酸盐贫乏的太古代海洋提供了科学依据。该研究由青岛海洋地质研究所和崂山实验室共同完成。

 冲绳海槽冷泉沉积物铁、锰、硫、碳元素循环耦合模式

为进一步加强实物地质资料档案作用和科研价值，自然资源实物资料中心工作组近日完成鲁西地区莱新铁矿（西尚庄矿区）典型地质矿产标本采集工作。本次采集标本共计174件，基本能够反映该矿床的成矿地质特征。

矽卡岩型铁矿床是我国最重要的富铁矿类型之一，其储量约占全国富铁矿储量的60%。鲁西地区作为我国重要的矽卡岩型铁矿集区，铁矿体多产出于闪长质岩石与中-下奥陶统含膏岩层碳酸盐岩地层的接触带。自上世纪七十年代，随着铁矿会战的开始，大量勘查单位和科研院所先后在该地区开展矿产普查、勘探等工作，取得了丰硕成果。随着新一轮找矿突破战略行动的部署，该区富铁矿资源增储对提升我国铁矿资源保障程度的作用进一步凸显。莱新铁矿为隐伏矿床，分为东、西两个矿区，工作组在井下系统采集了不同类型的矿石、岩石、地层等标本，深度-155米至-455米，在地表采集了三处露头围岩。采集工作完成后，工作人员在野外对所采标本进行了系统的排序、清理、刷漆、编号、定名、分类、编录和拍照等后期整理工作。这些标本的入库丰富了实物资料中心馆藏标本资源体系和科普服务内容，为了解莱芜区铁矿区域地质演化特征和富集成矿规律等提供了充分的实物地质依据。

为落实自然资源部中国地质调查局2020年地质调查支撑服务脱贫攻坚工作部署，2020年4月7日，自然资源部中国地质调查局水文地质环境地质研究所服务顺平县脱贫攻坚地质调查项目组20余人奔赴野外一线开展顺平县地热与地质遗迹调查工作。为保障高质量完成支撑服务脱贫攻坚目标任务，项目组主动与地方政府对接需求，以需求、目标和问题为导向，全力以赴助力顺平县巩固脱贫攻坚成果。

项目组克服新冠肺炎疫情影响，多举措推动各项工作有序进行，一是加强与天津地调中心、水环中心等局属单位及河北省地质调查院、河北省地矿局第三水文工程地质大队等地方单位合作，充分发挥各自专业优势，提高工作效率，增强工作针对性；二是建立了县、镇、村与项目组的三级协调联动机制，切实保障并推动项目工作顺利开展；三是细化、优化工作安排，遥感解译、地面调查、地球物理勘查等多种工作方法有机结合，接续启动、同步进行、整体推进。截至目前，顺平县平原区1：5万地热地质地面调查工作基本完成，地球物理勘查工作完成超过70%，初步查明了区域地层结构与浅部地温分布情况，查明了杨家台村及其周边的主要地质遗迹资源，形成了杨家台地质文化村建设工作方案，并与地方政府、村委会进行沟通，进一步细化了工作方案。

在全力开展业务工作的同时，促进党建与业务工作融合发展。4月18日，冀中坳陷深部碳酸盐岩热储调查评价项目野外临时党支部在顺平县杨家台村召开了以“发挥地调专业优势，服务地方脱贫攻坚”为主题的支部党员大会，集中学习了习近平总书记在决战决胜脱贫攻坚座谈会上的讲话、2020年全国地质调查工作会议精神，重温了临时党支部工作规范、项目组党员行为规范等材料，交流了学习心得。全体党员表示，能够实地参与脱贫攻坚这项伟大事业倍感光荣，将以高度的政治责任感和只争朝夕的紧迫感全力推进工作，按时保质完成项目的目标任务，服务脱贫成果巩固和乡村振兴工作。

下一步，项目组将继续统筹抓好野外地质调查与疫情防控工作，加强地热调查与地质遗迹调查工作组之间的交流，发挥各自专业技术优势，碰撞思想、开拓思路、形成合力，以决战决胜的勇气和信心，扎实做好后续各项工作，为脱贫攻坚事业做出应有贡献。

谢桂青（左）在野外勘查

1975年出生的谢桂青，1994年考入长春地质学院，从大学学习地质学专业，在中国科学院地球化学研究所攻读矿物学、岩石学、矿床学专业研究生，直到2003年博士毕业进入中国地质科学院矿产资源研究所工作，地质似乎是他命中注定的一份事业。

脚踏实地，努力实现找矿突破

自参加工作以来，谢桂青承担了10多项科技部、国家自然科学基金委和地质大调查项目，迅速成长为科技骨干。

铜矿是我国紧缺矿种之一，斑岩—矽卡岩型铜矿是我国主攻的找矿类型。针对制约找矿的科学问题，在前辈指导下，谢桂青开展了不同维度下的斑岩—矽卡岩型铜矿矿床模型与预测的调查研究。

2003年~2007年，谢桂青依托中美矿产资源评价等项目，开展了全球和中国斑岩铜矿的成矿规律的调查研究，收集了全球1886个铜矿床的地质资料，并将全球分为14条重要铜矿成矿带，建立起不同类型矿床的描述性矿床模型，为我国矿业“走出去”提供了重要信息和技术支撑。

秦岭是全球最大的钼矿成矿带，但铜矿找矿一直未取得重要突破。2009年~2011年，谢桂青带领团队与西北有色地质勘查局的地质队合作，厘定了陕西省山阳县池沟为南秦岭首例斑岩铜矿床，推动了南秦岭铜钼矿的找矿突破。

在地质找矿过程中，人们较多地关注成矿带和典型矿床的调查研究，但对矿集区的成矿模型研究较少。自2003年起，谢桂青团队就一直以我国矽卡岩铜铁矿床最集中的地区——湖北大冶矿集区为研究对象，最终建立起大冶矿集区的成矿模型，拓宽了铜矿的找矿方向。

近20年来，谢桂青带领团队跑遍了50多处大大小小的老矿山。他早已记不清有多少个节假日是在井下度过的，让他印象最深的是2008年的端午节，当时，谢桂青正在湖北省大冶鸡冠咀金铜矿地下470米深处开展剖面测量和采样。突然，停电了，漆黑的巷道让人心生恐惧，手电筒因进水也无法正常使用。他和矿山工程师背着样品，摸黑走了近2公里，硬是从掌子面走出了巷道。回想当初的情景，谢桂青感慨地说：“见到亮光时，心里突然有一种重见天日的喜悦，这让我更加深刻体会到了地质人的‘三光荣’精神。”

披荆斩棘，勇攀地质科学高峰

矽卡岩矿床，又称接触交代矿床，是在中酸性侵入体和碳酸盐岩类等岩石的接触带及其附近，由含矿热液交代作用形成的高温热液矿床。

我国碳酸盐岩地层特别发育，是全球矽卡岩矿床规模最大和数量最多的国家之一。矽卡岩矿床以品位高为主要特征，是经济价值较大的矿床类型。前人对矽卡岩矿床的成矿机制开展了大量研究，但斑岩—矽卡岩矿床与低温矿床之间是否有成因联系，是一个未解决的关键科学问题。

工作10多年来，谢桂青主要开展高温矽卡岩矿床调查研究，从未接触过低温金锑矿床。直到2014年，他主持了又一个国家重点基础研究发展计划（973）项目之子课题“低温成矿与深部作用的关系”。

地质工作是个良心活。除了脚踏实地的科学研究，没有任何捷径可走。接到任务后，谢桂青带领项目组和研究生迅速开展了湖南中部低温金锑矿床的野外踏勘，并研读了大量国内外资料，提出了工作模型，计划在低温矿集区寻找高温矽卡岩矿床。

虽然面临较大的困难，但谢桂青团队没有退缩。经过近5年的努力，他们找到了大量证据，并提出湘中低温矿集区有高温远端矽卡岩钨矿床，建立起与壳源岩浆有关的矽卡岩钨矿床﹢低温金锑矿床组合模型。

2018年底，以中国工程院院士陈毓川为组长的课题评审专家组认为，“低温成矿与深部作用的关系”课题在低温金锑矿床与岩浆热液钨矿床具有成因联系的矿床组合模型等方面取得了创新性成果，并将该课题成果评为“优秀”。

受此成果的启发，谢桂青带领团队还开展了长江中下游成矿带矽卡岩铜金矿外围的低温金矿床调查研究，查明矽卡岩铜金矿床外围的低温金矿床是远接触带低温金矿床，是长江中下游成矿带新的矿床类型，与矽卡岩铜金矿床属于同一成矿系统，并建立了与壳幔混源氧化性岩浆有关的幔源矽卡岩铜金矿床﹢远接触带低温金铊矿床组合新模型，指引在矽卡岩成矿系统中发现红铊矿和铊矿化。

孜孜以求，瞄准矿床模型前沿

选择了地质事业，就意味着担负起国家的重托。为了更好地完成项目任务，谢桂青经常深入一线开展地质调查，少的十几天，多则几个月。面对亲人和家庭时，他只有深深的愧疚和自责。

谢桂青没有辜负家人的理解和支持。2012年，谢桂青成为中国地质科学院资源研究所最年轻的博士生导师。从此，谢桂青肩上更多了作为园丁的重任。“我希望自己是个合格的领路人。”

除了做好自己的科研，谢桂青的另外一件大事就是把研究生培养成地质科学复合型人才，根据每位学生的特点，扬长避短，力争让每名研究生都能取得一些创新性成果。谢桂青每年都会带着研究生开展野外考察，亲自教他们做野外路线调查、岩心编录和系统采样，带领他们真正把“论文写在祖国大地上”。

谢桂青说，矿床学的目的就是要发现在现代经济技术条件下可以开发利用的石头。地质学科既要加强基础研究推动理论创新，也要面向国家重大需求。因此，地矿科技工作者必须投身到野外一线，围绕找矿勘查开展调查研究。

20多年来，为了唤醒深埋在地下的宝贵矿藏，谢桂青带领团队跋涉于崇山峻岭，攻坚克难，赢得了一项项荣誉：国家自然科学二等奖，省部级科技成果一等奖、二等奖，2019年获得国家杰出青年基金资助……

上天不易，入地更难。面对目前的矿产资源形势，寻找深部富且大的矿体已成为我国未来矿产勘查的重要方向。“随着地质工作程度不断加深，找矿难度日益增大，我们急需加强矽卡岩矿床的立体成矿模型研究。”谢桂青说。

如今，谢桂青的下一个科研目标已经锁定——以斑岩—矽卡岩矿床为研究对象，向矿床组合模型研究这一世界科技前沿发起进攻，提出深部矿体有效找矿标志，实现紧缺矿产的找矿突破。