中国地质学会近日开展了第九届黄汲清青年地质科学技术奖的评奖活动。经过严格的评选程序，14位优秀的青年地质科技工作者获此殊荣。

中国地质学会黄汲清青年地质科学技术奖分设地质科技研究者奖、野外地质工作者奖、教师奖。此次评选的14名获奖者中，孙有斌等6位同志获黄汲清青年地质科学技术奖——地质科技研究者奖；李常锁等7位同志获黄汲清青年地质科学技术奖——野外地质工作者奖，郭颖同志获黄汲清青年地质科学技术奖——教师奖。

黄汲清是新中国地质事业的开拓者和奠基人之一。他一生始终把国家和民族的利益放在首位，坚持理论与实践相结合，在国内外地学界享有很高的声誉。他生前特别关注青年地质人才的培养。

中国地质学会黄汲清青年地质科学技术奖是我国青年地质科技工作者的最高荣誉奖之一，这一奖项主要奖励45岁及以下，在地质科学领域有创造性科学成就或在地质勘查及地质教育中做出突出贡献的地质工作者，该奖项已在社会上产生良好影响。黄汲清青年地质科技奖每两年颁发一次。

附获奖名单：

地质科技研究者奖

孙有斌，1973年10月出生，第四纪地质学专业，博士研究生，中国科学院地球环境研究所研究员。从事风尘沉积、古季风演化及粉尘源区干旱化研究，探讨了不同时间尺度季风-干旱环境的演化过程及动力学，揭示出太阳辐射、冰量和CO2变化及大西洋经向环流对轨道-千年尺度东亚季风变率的影响，确定了冰期-间冰期黄土物源变动与大气环流强度变化的关联。研究成果分别发表在Science、Nature Geoscience、Nature Communications、EPSL、QSR等国际刊物上，已发表SCI论文80篇(第一作者和通讯作者SCI论文32篇)，论文被SCI引用3400余次，高被引指数(H-Index)为32。主持过国家重点研发计划和科技部973项目二级课题、中科院百人计划择优支持项目、基金委杰出青年科学基金等多项课题。曾获中国地质学会青年地质科技奖（2010年）、刘东生青年地球科学家奖（2011年）、中国科学院青年科学家奖（2012年）、国家自然科学二等奖（2016年，排名第2）。

郭华明，1975年9月生，水文地质学专业，博士研究生。现任中国地质大学（北京）教授，博士生导师，水文地质学学科负责人，国家杰出青年科学基金获得者。国际地球化学学会会员，中国地质学会青年工作委员会副主任，国际SCI期刊Journal of Hydrology主编、Applied Geochemistry副主编等。先后主持国家自然科学基金项目、霍英东基金项目等30余项。发表论文120余篇，获批发明专利2项。曾入选教育部新世纪优秀人才支持计划（2007年）、原国土资源部国土资源杰出青年科技人才培养计划（2013年）、科技部中青年科技领军人才（2017年）等，获中国地质学会青年地质科技奖银锤奖（2007年）。郭华明紧密围绕高砷地下水的形成机理和治理技术领域的关键科学问题，开展了深入研究，揭示了典型水文地质单元高砷地下水的分布演化规律，发现了一些典型的生物地球化学过程和矿物相转变是控制地下水砷分布的重要过程；从水文地球化学和微生物学相结合的角度，揭示了地下水系统砷释放的铁氧化物和吸附态砷的微生物还原机制；定量描述了含铁矿物形成和转变对砷的吸附机理，发现内层络合的砷‐铁配位方式是关键吸附模式，揭示了与砷配位的铁原子数越多砷吸附量越大的微观机理。

郭威，1979年11月出生，地质工程专业，博士研究生。现任吉林大学建设工程学院勘察工程系主任，教授，博士生导师。主持国家和省部级科研项目8项，发表论文59篇，出版专著3部，授权专利71件，获国家技术发明二等奖1项，教育部技术发明一等奖1项，获中国地质学会第十四届青年地质科技奖金锤奖、吉林省青年科技奖、吉林大学李四光地学优秀青年教师奖。成功研发了具有自主知识产权的陆域天然气水合物冷钻热采关键技术，为我国首次钻取陆域水合物和成功试开采提供了技术支撑。研发了局部化学法油页岩地下原位转化技术，地下原位成功开采出油页岩油，标志着我国油页岩资源利用技术取得突破性进展。

黄雨，1973年4月出生，地质工程专业，博士研究生。现任同济大学土木工程学院教授、博士生导师，国家杰出青年科学基金获得者、教育部长江学者特聘教授。兼任《Engineering Geology》等4本国际期刊编委、中国地质学会工程地质专业委员会委员、构造地质学与地球动力学专业委员会委员等。

黄雨长期从事重大工程地质灾害成因机理与防治研究，揭示了地震触发土体大变形流动的时空演化规律与致灾机制，构建了相关高性能计算模型，较好实现了灾害全过程的模拟与评估。主持国家自然科学基金重点项目、国家重点研发计划课题等项目；出版英文专著2部，发表SCI论文72篇、EI论文53篇；获国家发明专利授权10项，教育部自然科学二等奖、全国优秀城乡规划设计一等奖、宝钢优秀教师奖等。

朱东亚，1975年10月出生，石油地质勘探专业，博士研究生。现在中国石化石油勘探开发研究院工作，研究员，主要从事沉积储层以及流体与成藏机理研究。他先后主持国家自然科学基金、科技部重点研发计划、中国石化科技攻关等各类科研项目（任务）10余项。在国内外知名期刊发表论文61篇，其中SCI收录18篇，EI收录21篇。2014年获中国地质学会青年地质科技奖金锤奖。

此外，朱东亚还阐述潮坪-泻湖-高能滩相白云岩体系白云岩化机制和多级次岩溶储层发育动态过程；揭示深部流体作用下孔隙发育和保持机理，预测塔里木盆地断裂-热液区域深层-超深层优质储层持续向深部拓展；建立天然超临界CO2-油耦合成藏模式，论证苏北盆地深层栖霞组为有利勘探目的层。

王晓梅，1977年6月出生，油气地球化学专业，博士研究生。中国石油勘探开发研究院高级工程师，中国石油油气地球化学重点实验室副主任。

近十年主要从事中国元古代黑色页岩沉积环境、生物种群和生烃潜力评价等基础研究，发现地球轨道力控制了元古代烃源岩发育的旋回性，首次计算14亿年前的大气氧气浓度（PAL）高达4~8% PAL，重建最古老的最低氧化带海洋。在国内外一级学术刊物发表论文50篇，其中SCI/EI收录34篇，SCI统计引用293篇，其中他引258篇；CSCD统计引用213篇，其中他引197篇，（合作）发表专著2部。申请国家发明专利4项，获授权1项。相关成果获省部级奖4项，2015年获中国地质学会青年科技奖银锤奖，2016年获中国石油天然气集团公司杰出青年科技创新人才称号。

野外地质工作者奖

李常锁，1976年3月出生，水文地质工程地质专业，现任山东省地矿工程勘察院总工程师，工程技术应用研究员。自1999年以来，一直在野外一线从事水文地质、环境地质、地热地质调查研究工作。在山东省水生态环境开发与保护，济南泉水保护、服务地方经济、地矿科技创新等方面作出了重要贡献，产生了明显的经济和社会效益。

李常锁主持完成的“山东省1∶25万区域水文地质环境地质调查”项目，系统深化了对山东省水文地质环境地质条件演化规律的认识，成果获国土资源科学技术二等奖；通过多项与济南泉水保护相关的研究，重新识别了泉水形成机理、水环境演化规律、定量评价了影响济南泉水喷涌的因素，重新划定了济南泉域边界。

近20年来，李常锁先后主持及参加完成了30多个省部级科研与生产项目，获省部级一等奖1项，二等奖2项，发表学术论文30余篇（其中SCI收录2篇、EI收录5篇）。曾获中国地质学会第十四届青年地质科技奖银锤奖，2017年度“山东省有突出贡献的中青年专家”等荣誉称号。

王小军，1997年7月毕业于石油大学（北京）石油地质勘查专业，2012年6月加入中国共产党。现任新疆油田公司勘探开发研究院党委委员、院长。

王小军先后负责完成了中石油和新疆油田分公司等科技攻关项目或课题17项，其中主持完成项目8项。获省部级科技进步二等奖3项，局级科技进步特等奖2项，一等奖2项、二等奖3项、三等奖1项；出版专著1本，获软件著作权1项，发表学术论文21篇。2006年被新疆油田授予“勘探方案优秀设计者”等称号，2013年负责编制的《克拉玛依油田金龙2井区块二叠系油藏评价井部署意见》方案获“评价部署优秀方案”。2017年被《新疆石油地质》杂志聘为编委，2017年被克拉玛依校区石油专业指导委员会聘为委员。王小军同志带领的研究团队相继被授予自治区级“青年突击队”、集团公司“科技工作创新团队”、克拉玛依市“工人先锋号”、“五四红旗团（青）支部”等荣誉称号。

胥燕辉，1974年12月出生，地质矿产勘查专业，硕士研究生，现任中国冶金地质总局第一地质勘查院总工程师，教授级高级工程师。

胥燕辉自1997年参加工作以来，一直从事地质矿产勘查工作，主持完成了多项大型地质勘查项目，取得了重大地质找矿突破，尤其是在冀东铁矿勘查中成果显著，提交了多个大型及特大型铁矿，累计提交铁矿资源量近30亿吨，并系统研究了冀东铁矿成矿规律和有效的综合勘查技术方法，起到了很好的示范作用。曾获国土资源科学技术一等奖、中国地质学会十大地质找矿成果十大地质科技进展、冶金科学技术一等奖、中国地质学会青年地质科技奖银锤奖、中央企业青年五四奖章、中央企业青年岗位能手等荣誉。

康世虎，1977年9月出生，资源勘查工程专业，硕士研究生，现任核工业二〇八大队地勘一处处长，研究员。

多年以来，康世虎一直坚守在野外生产一线，致力于二连盆地铀矿勘查与科研工作，先后参加和主持了20多个铀矿勘查项目，发现了超大型、大型等多个铀矿床。主持发现了以哈达图大型铀矿床为代表的重大找矿成果，单孔最高平米铀量达63.77kg/m2，创造了二连盆地铀矿勘查史上单孔平米铀量最高记录。提出了多项创新性认识，建立了“哈达图式”铀成矿模式。

康世虎先后获得国防科学技术进步二等奖一项、中核集团公司特等奖一项、一等奖两项、二等奖一项，中国地质学会十大找矿成果奖一项，获得中国地质学会第十四届青年地质科技奖银锤奖。

张会琼，1982年12月出生，矿物学、岩石学、矿床学专业，博士研究生，高级工程师，现任北京矿产地质研究院科技处处长，中国地质学会副秘书长，中国地质调查局矿产资源绿色评价中心秘书长，中国地质学会青年工作委员会委员。

张会琼长期工作在地质调查以及科技管理一线，主要从事成矿规律、找矿预测及地质调查等方面的工作，主持或作为骨干参与国家项目11项，获得省部级科技奖励6项，其中一等奖3项，“358”找矿成果一项。2017年获得中国地质学会第十六届青年地质科技奖金锤奖，公开发表文章34篇，著作1部，在新疆哈密卡拉塔格等矿山深边部找矿预测，探索创新矿产资源基地地质-环境-技术经济“三位一体“的综合地质调查等地质科技创新实践中取得了突出成绩。

李鸿睿，1976年4月出生，地质调查与找矿专业，本科学历，现任甘肃省地质矿产勘查开发局第三地质矿产勘查院副院长、地质矿产勘查所所长。

李鸿睿先后参与或主持完成了10多个区域地质矿产调查、矿产勘查项目。发表论文10篇（第一作者4篇、CSCD收录一篇）。

此外，李鸿睿还先后获得2018年自然资源部国土资源科技进步奖二等奖、2014年中国地质学会十大找矿成果奖、中国地质学会第十五届青年地质科技奖银锤奖、第九届甘肃省青年地质科技奖、甘肃省职工职业技能大赛二等奖、甘肃省技术标兵、甘肃省地矿局第四届十大杰出青年、第二届全国地质勘查行业“最美地质队员”、甘肃省五一劳动奖章等奖项和荣誉。

傅志斌，1973年12月出生，建设综合勘察研究设计院有限公司副总工，岩土工程研究所所长，教授级高工，全国优秀科技工作者，享受国务院政府特殊津贴专家，注册岩土工程师，注册一级建造师。主要从事工程地质和岩土工程专业研究和工程实践，在复杂地质环境条件下深基坑工程、软土和超软基加固技术及设备研制、岩土文物保护勘察与治理技术等方面做出了突出成绩。主持项目获国家、行业和北京市优秀勘察设计奖7次，中国产学研合作创新成果一等奖1次，詹天佑大奖和国家优质工程奖各1次。获国家发明和实用新型专利15项，全国发明展览会金奖1次。主编、参编各类规范标准9部。获中国地质学会青年地质科技奖银锤奖、全国优秀总工程师奖、茅以升北京青年科技奖、茅以升土力学与岩土工程青年奖等荣誉。北京市科技创新领军人才、百千万工程领军人才、北京市“高创计划”领军人才。住建部勘察设计行业“十二五”、“十三五”规划纲要主要起草人，住建部绿色施工科技示范公告主要完成人，全国勘察设计行业2010-2018年各年度发展研究报告编撰委员。

教师奖

郭颖，1973年3月出生，宝石学、矿物学、岩石学、矿床学专业，博士研究生。现任中国地质大学（北京）珠宝学院副院长，副教授，硕士生导师。主持并完成科研项目2项，国家级教研教改项目1项、北京市专业建设项目1项，出版专著20余部，光盘14张，编写并出版教材3部，包括北京市高校精品教材2部，独立完成国家精品视频公开课2门。获得中国硅酸盐学会青年科技奖提名奖；全国优秀科技工作者；北京市高等教学成果一等奖；北京市首届青年教学名师奖；中国地质学会优秀科学传播专家（3次）；北京市青年教师基本功比赛（高校），文史组一等奖、最佳教案奖、最佳教学演示奖、最受学生欢迎奖；多次获评优秀共产党员、五四奖章等。

此外，郭颖还开展以宝玉石颜色质量评价体系的研究，提出了宝石颜色比对的新方法，据此，发表学术论文60余篇，包括SCI论文9篇、SCIE论文1篇、国际EI论文26篇；专心教学，并发表教学法论文10余篇；投身科普，积极传播中国传统文化，并在多种媒体中发声。

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。

湘潭水稻种植试验

应用根系微地球化学障技术进行水稻育苗

环境矿物材料土壤改良试验田

EK—SS中试实验装置

土壤承载着世界万物，提供养料，蓄积水分，塑造了丰富的自然环境。在人类活动的作用下，土壤不断受到侵蚀和污染。正如蓝天不能雾霾如盖，大地亦不能厚土载污，土壤污染防治迫在眉睫。

相对水体和大气污染而言，土壤污染更具隐蔽性、滞后性和难可逆性，其治理修复难度大。相对于污染场地与矿山，耕地土壤的修复因为要尽可能地恢复其种植功能，难度更高。在第29个全国土地日到来之际，我们聚焦地质科技工作者研发的土壤污染修复新技术，看看他们如何让被污染的耕地重新焕发生机。

生物质电厂灰渣：

有效降低农作物对重金属的吸收

范建勇

土壤重金属污染钝化修复技术主要是通过添加外源物质，将重金属转化为不易溶解、迁移能力或毒性更小的形式，以降低其对农田生态系统的危害风险。

针对以上问题，中国地质调查局水文地质环境地质研究所韩占涛研究员课题组经过6年研发，成功将生物质电厂灰渣制成重金属污染土壤的钝化剂，取得了对镉、镍、铅等重金属较好的钝化效果，不仅成本低廉、效果稳定，而且可改良土壤，增加作物产量。

2016年，课题组在湖南湘潭一块土壤镉含量在2.05～2.60毫克/千克的土壤中，进行了稻麦两季种植试验，每块试验地块面积为7.5平方米，添加了课题组制备的两种型号的钝化剂，添加量为土壤干重的1%、2%、5%（约合2吨/亩、4吨/亩和10吨/亩）。种植试验选用“新华两优9号”水稻，种植期间的浇水、施肥等均由当地农民按传统水稻种植方法管理。

第一季晚稻收获后测量结果表明，稻米亩产从背景土壤中的373～423公斤/亩增加到528～666公斤/亩，增产幅度达24%～79%。稻米中的镉降幅达69%～88%，镍的降幅为60%～72%，锌的降幅33%～45%，铜的降幅17%～32%。

2017年第二季晚稻的试验结果更为喜人。添加1%的钝化剂后，稻米中镉的降幅达93%，由背景样品中镉含量接近2毫克/千克降到了标准值0.2毫克/千克以下；镍含量未检出，铜降低14.3%，锌降低19.2%，而稻米产量相对于对照区仍然保持了14.8%的增幅。至此，该农田可以认为完成了修复。

在两季水稻之间种植了冬小麦。小麦收获后的测量数据表明，小麦籽粒中镉含量降低了65%～76%，镍含量降低了84%～93%，对作物生长有益的铜和锌的含量降低则较少。同时，小麦增产24%～36%，实现了与水稻相似的钝化和增产效果。

针对北方镉污染小麦问题，课题组在河南省济源市一处镉铅污染农田开展了钝化修复试验，向试验田中添加了土壤干重2%的本钝化剂，收获后的测量结果表明，小麦籽粒镉含量降低33%，产量增加72.5%。

除此之外，课题组还将该钝化剂在云南会泽县者海铅锌镉污染土壤修复、河南新乡镉污染小麦田修复中进行了试用，均取得了很好的修复效果。

生物质电厂灰渣是生物质在电厂锅炉中燃烧产生的灰渣，由于使用的燃料为秸秆，因此排出的灰渣属于草木灰系列，含有大量的硅酸盐，以及钙、钾、铁、镁等有益元素。因此，用生物质电厂灰渣制作的土壤修复钝化剂，绿色安全，可改良土壤。同时，具有明显降低作物对镉、镍等重金属的吸收，但不会大幅度降低作物对锌、铜等有益元素的吸收，以及增产效果显著的优点。这为我国大面积重金属污染农田修复提供了一种低成本、高效益的快捷方法，具有巨大的推广价值。

“根系微地球化学障”修复技术：

从农作物根部减少对重金属吸收量

朱晓华

在江西省赣州市，中国地质调查局地质实验测试中心开展了在产农田重金属污染修复工作，针对不同水稻类型和不同耕作方式，结合当地耕作工艺，利用地球化学工程技术对农田进行修复，取得良好修复效果。在此基础上，研究团队首创性提出了“根系微地球化学障”修复模式和修复技术，改善修复工艺，显著降低修复成本。

研究团队在水稻栽种的不同环节利用传统工艺进行材料添加。实验结果表明，在水田种植条件下，改性材料修复效果明显强于原矿材料；改性后的无定形材料修复效果要好于球形材料；不同耕作环节添加材料，对修复效果影响巨大。

根据以往工作成果和文献调研结果，研究团队创新性提出“根系微地球化学障”全新修复概念，将地球化学障技术应用于水稻根系上，形成微型障，阻滞水稻往根系中迁移，减少根系对镉的吸收量，从而降低稻米中的镉含量。该技术是针对当前应用面最广的抛秧种植水稻技术研发，在育秧过程中，将修复材料按照一定比例添加到育苗土中，并使其固定在秧苗的底部，在抛秧时进入农田，在稻米根系处发挥作用。该方法将材料用于关键部位，避免了大田播撒时部分材料分散在非根系吸收范围内，而不能真正发挥作用。该操作完全基于农耕工艺，基本不增加农民的工作量，可以大大降低修复材料的使用量和人力成本。

在研究区域，通过一季稻修复示范，效果明显，稻米中镉去除率超过80%，修复成本大幅下降，成本比市场价降低超过80%，基本解决了该类污染农田的修复成本瓶颈问题，具有应用推广价值。

环境矿物材料:

降低土壤中重金属的活性成分含量

殷汉琴

近年来，针对浙江省内部分耕地受重金属污染的情况，浙江省地质调查院开展了利用环境矿物材料进行污染土壤修复和改良的试点研究，取得明显成效，为浙江省污染耕地的安全利用和土壤污染修复提供了技术支持。

重金属在土壤中有多种赋存形态，包括离子交换态、水溶态、碳酸盐态、腐殖酸态、铁锰氧化态、强有机态、残渣态等。其中，前三种形态可直接被作物吸收，将其转化成其他不易被作物吸收的形态或者络合固定是研究的目的。浙江的试验研究表明，对土壤中活性成分较高的重金属污染的土壤，矿物材料钝化修复效果较好。湖州试验田的土壤为中性偏碱性，添加单一的膨润土就能够有效地降低土壤中重金属的有效态含量，减少农作物对镉的吸收，且具有环境友好的特征。试验结果显示，稻米镉的含量降低50%，达到安全水平。

龙游黄铁矿区的试验田土壤酸性较强，单一的吸附材料如膨润土和沸石对降低稻米中重金属的含量作用甚微，而偏碱性的磷灰石则作用显著。实验还发现，添加膨润土、沸石与磷灰石组成的混合材料，对重金属含量的降低程度大于单一材料的理论叠加。龙游60亩试验田中，两种不同的组合环境矿物修复试验结果表明，稻米中镉的含量分别降低83.0%和63.9%，含量均达到安全水平。

经成本核算，用环境矿物材料修复重金属污染土壤，酸性土壤的修复成本在680~2720元/亩，碱性土壤的修复成本在400~1600元/亩。综合考虑修复效果和成本，针对浙江省酸性土壤重金属污染，膨润土加磷灰石是最优选的矿物钝化修复材料；而碱性土壤重金属污染的修复，膨润土或沸石都是优选材料。

电动—稳定化修复技术：

将重金属与土壤直接分离

黄园英

中国地质调查局地质实验测试中心在湖南湘潭针对多重金属复合污染土壤，提出了电动—稳定化（EK-SS）修复技术，以锌、铅、镉、铜和汞为主要目标污染物，研发了EK-SS技术工艺流程及中试实验装置。

结果表明，自主研发的活化剂性能优越，最佳添加量为0.3%；活性炭作为重金属稳定剂（捕获材料），SS技术（重金属捕获器）能够将污染重金属固定在负极材料中，与土壤直接分离。该项研究重点解决了如何使土壤中的多种重金属同时做快速定向运动和如何将EK-SS的具体修复方案和修复装置实用化两个技术难点。

在全面总结前人电动修复技术的基础上，课题组提出了有别于美国孟山都公司LasagnaTM模式的EK-SS模式，试制了16台小试实验装置（土壤量为2 千克）和6台中试实验装置（土壤量为200 千克）。

典型示范结果表明，该技术对多种污染土壤各种形态的重金属都有去除作用，包括铜、铅、锌、镉、汞和砷，尤其对土壤中残渣态重金属能够大幅度去除，经过48小时处理，土壤中大多数重金属浓度可降低70%左右。经研究试验，电极板作用距离从20厘米扩大至200厘米，修复周期从3月~3年缩短至2~4天，大幅度提高了修复速度和效率，使修复成本由每立方米高于2500元降低至565元左右，初步形成了重金属复合污染场地修复的EK-SS新技术和配套修复装置等创新成果。