近期，中国地质科学院地质研究所在重建古亚洲洋构造域东部洋-陆转换以及东亚大陆北部陆壳聚合过程方面取得新认识，研究通过专题地质填图，查明了中亚造山带研究中争议较大的西拉木伦河蛇绿混杂岩的物质组成和构造变形特征；通过系统年代学、岩石学和地球化学研究，确定了蛇绿岩的成因类型及其代表洋盆的构造属性，获得了反映碰撞造山作用的关键变质证据，为重建古亚洲洋构造域东部洋-陆转换以及东亚大陆北部陆壳聚合过程提供了关键科学依据。相关研究成果发表在国际地学期刊《GSA Bulletin》和J《ournal of Asian Earth Sciences》上。

我国内蒙古东南部位于中亚造山带东段南部，发育多条古生代蛇绿混杂岩带，被认为是西伯利亚和华北古板块之间古亚洲洋最终闭合的地区。由于对各条蛇绿岩带的成因类型和形成时代的认识分歧，导致地质界对该区晚古生代海洋盆地的构造属性和洋陆的演变过程，至今仍存在较大的认识分歧，这也是回答东亚大陆北部聚合过程的关键。西拉木伦河蛇绿混杂岩带位于中亚造山带东南部，其中蛇绿岩属于何种成因类型和所代表洋盆具有何种构造属性（是古亚洲洋演化晚期的残余洋盆、裂谷型小洋盆还是弧后盆地），是制约该区晚古生代构造演化的重大地质构造问题之一。

针对这一问题，中国地质科学院地质研究所刘建峰研究员、李锦轶研究员及合作者在对西拉木伦河北侧杏树洼和半拉山蛇绿混杂岩开展1:5万专题地质填图基础上，对蛇绿混杂岩开展了系统的岩石学、年代学和地球化学研究，取得了以下主要进展：

一是揭示西拉木伦河蛇绿岩代表一个类似现今太平洋的广阔洋盆，而不是裂谷或红海型小洋盆。在以往工作中，前人曾将杏树洼混杂岩中灰黑色板岩、变质粉砂岩及灰岩划分为正常的沉积地层单元，命名为上志留统杏树洼组（S3x）或西别河组（S3x），将其中的镁铁质和超镁铁质岩石划分为晚期侵入体。本研究表明，该地质单元为一套遭受了强烈的剪切变形的以硅泥质和凝灰质粉砂岩为基质，包含大小不等蛇纹岩、（枕状）玄武岩、辉长岩、硅质岩以及灰岩等外来岩块的构造混杂岩；在哈什吐井子村北山坡上可见代表洋岛/海山残片的枕状玄武岩、硅质岩和灰岩互层的复合岩块（图1）。对混杂岩中不同产状镁铁质岩块地球化学分析表明，其中既包含正常洋中脊（N-MORB）、富集洋中脊（E-MORB）、洋岛玄武岩（OIB），也包含岛弧以及陆缘弧等多种成因的蛇绿岩残片；对硅质岩岩块的分析也揭示其中存在深海和半深海环境的硅质岩。蛇绿岩和硅质岩成分的多样性表明，它们代表一个类似现今太平洋的广阔的海洋盆地，而不是裂谷或红海型小洋盆（图2A）。

 图1. 杏树洼蛇绿混杂岩中洋岛/海山岩块剖面及典型照片

二是证实西拉木伦河蛇绿岩带是西伯利亚和中朝古板块之间古亚洲洋最终闭合的位置。西伯利亚古板块南缘和中朝古板块北缘早-中二叠世及之前的地层中碎屑锆石的年龄组成具有明显的差异（图2A）。对混杂岩基质开展碎屑锆石U-Pb定年结果获得2484Ma、1862Ma、456Ma以及280Ma年龄峰值（图2B）。通过对比表明，华北古板块北缘是混杂岩基质的主要源区，其中少量中、新元古代锆石的存在暗示西伯利亚古板块南缘也提供了物源。基质中存在两侧陆缘物质的贡献指示西拉木伦河蛇绿岩带代表两大古板块的最终缝合带，这也与晚古生代末期安加拉和华夏植物群地理分区反映的板块边界位置是一致的。中亚造山带东南部五道石门-二八地、达青牧场-迪彦庙以及贺根山等蛇绿岩混杂岩中碎屑锆石组成显示西伯利亚古板块南缘的亲缘性，它们代表西伯利亚古板块南缘增生过程古俯冲带或弧后盆地的位置。

 图2. 中亚造山带东南部索伦-西拉木伦河缝合带形成过程示意图

三是提出古亚洲洋闭合之后西伯利亚和中朝古板块之间发生强烈的碰撞造山作用。在前人划分的“双井片岩”中解体出半拉山蛇绿混杂岩。不同于杏树洼蛇绿混杂岩，半拉山蛇绿混杂岩遭受了强烈的变质变形作用，基质为长英质片麻岩，岩块包括蛇纹岩、斜长角闪岩、角闪石岩（堆晶辉长岩）以及石榴斜长角闪岩。锆石U-Pb定年结果表明，石榴斜长角闪岩锆石核部年龄为279±4Ma，与半拉山中变辉长岩的形成时代相近；边部的变质年龄为256.5±1.3Ma，为晚二叠世。基质长英质片麻岩锆石边部年龄为250.2±1.0 Ma和251.5±2.5 Ma，与斜长角闪岩变质年龄相近，共同指示半拉山蛇绿混杂岩变质时代为晚二叠世末期。传统的矿物温压计计算和相平衡模拟揭示，石榴斜长角闪岩岩块经历了顺时针变质P-T演化轨迹，变质峰期的温、压条件分别可达700-725℃和8.5-8.8kbar（图3）。考虑到半拉山蛇绿混杂岩的变质特征，结合区域沉积、岩浆、变质、古地磁以及构造变形等资料，认为西伯利亚和华北古板块在晚二叠世末期沿西拉木伦河缝合带发生了强烈碰撞造山作用。

 图3. 半拉山蛇绿混杂岩中石榴斜长角闪岩P-T视剖面图

土壤资源的前世今生

郭俊刚 赵恒勤

前世

你可知道，松林下松软芬芳的泥土和坚硬巨大的岩石原来是一样的呢。大自然鬼斧神工，又历经数亿年，悄然将坚硬的岩石变成了肥沃的土壤。

早在几十亿年前，地球的表面都是岩石。地壳表面裸露的岩石，受到风力和水力的侵蚀，在物理、化学、生物、气候等多种因素综合作用下，逐渐被破碎和分解。山一样大的石头变成了小块，小块又变成了细粒。在岩石由大变小、由粗变细的过程中，不仅仅是个头变化了，同时岩石也变成了一种叫“成土母质”的物质，这个过程就叫作风化。要注意的是成土母质还不是土壤。时间又过了数亿年，成土母质在水、空气、腐殖质和微生物的帮助下，逐步形成真正的土壤。成土母质的性质决定了土壤的类别，所以在我国有东北的黑土地，有西北的黄土高原，有云贵川的红土，还有中原的棕色土壤。土壤的垂直剖面从下往上通常可划分为“土壤母质层”“底土”和“表土”三个部分，其中“表土”和“底土”合称为“土体”，是土壤的主要部分，土壤的顶部则是由动植物残体腐烂转化而成的“腐殖质层”。大自然需要300年到1000年的时间才能形成大约2.5厘米厚的土壤。

今生

时间来到了人类文明，人类利用和改造世界的能力不断增强，对矿产资源的大规模开发利用，也对土地资源造成了伤害，土壤环境严重恶化，已经威胁到人类的生存与发展。

一、土地的压占和破坏

根据有关部门测算，至2009年底，全国有1亿多亩历史遗留工矿废弃地尚未复垦。在全国11.23万座矿山的开采活动中，每年约有300万亩土地遭受毁损。在新增被损毁的土地之中，耕地或其他农用地高达60%以上。耕地的减少，导致失地农民的增多，土地利用效率降低，生态环境恶化，对社会经济的可持续发展造成严重影响。

二、土壤污染

土壤污染包括矿产资源开发利用造成的土壤酸化和土壤重金属污染。

土壤酸化是指酸性物质使土壤变酸的过程。一部分是矿物开采过程中，硫化矿床从地下开采到地表后，矿石中的硫元素会转化为硫酸根离子，硫酸根离子随同降雨、地表径流等水体进入土壤，导致土壤酸化；另一部分是在矿物加工利用过程中，如煤炭燃烧所产生的二氧化硫、氮氧化物等大量酸性气体，进入大气后遇水形成酸雨，使土壤环境被酸化。

随着矿产资源的开发利用，进入到土壤中的铜、铅、锌、铬、镉、汞、砷等重金属超出土壤承载能力，影响植物正常生长，诱发植物发生病变甚至死亡，也会在植物体表或体内积累，通过食物链进入人体，诱发人类的疾病。

未来

伴随着“绿水青山就是金山银山”号角的吹响，我们必须采取一定的措施，将矿产资源开发利用对环境造成的损害降到最低。通过矿山土地复垦，增加可耕地数量，提高土地质量，改善生态环境；通过开采工艺的改进，充分利用采空区和废弃巷道，减少地表塌陷和废石排放；通过生产设备和生产工艺的改进和优化，实现对矿产资源的高效节约集约利用，减少废弃物排放。

目前，已经涌现出一些重金属修复技术，比如利用钝化剂使重金属的形态趋于稳定，利用超富集作用的植物吸收土壤中的重金属。重要地块被污染又不易治理的话，直接给土壤搬个家，将污染土壤移走，将清洁土壤移来。

土壤是我们人类赖以生存的资源，要把生态文明理念贯穿到整个土地资源和矿产资源的开发利用过程中不仅要注重土地数量的保持，还要注重土地利用质量的提升，实现经济效益、生态效益和社会效益的统一。

宜兴保磷矿基地选矿厂实现零排放

周文雅 吕振福

磷矿是地球上不可再生的非金属矿产资源，是一种重要的化工矿物原料，是保证粮食安全不可替代的矿产资源。

根据《全国矿产资源规划（2016—2020年）》，我国规划有3个磷矿资源基地：滇中、贵州开阳-瓮福、湖北宜兴保。中国地质调查局郑州矿产综合利用研究所46种重要矿产资源开发利用水平调查项目组2019年奔赴湖北宜兴保磷矿基地进行开发利用水平调查，考察基地内资源的可持续保障情况、开采选别技术水平、尾矿废石的排放情况。

2018年全国共有磷矿采矿权证288个，湖北宜兴保磷矿资源基地有磷矿采矿权证62个。磷矿是湖北在全国最具比较优势的矿种，查明资源储量74.96亿吨，位居全国第一。为了提高生产效率和产品质量，大部分企业都会优先使用高品位磷矿，以避免不必要的原材料消耗、减少产生的废渣、提高磷矿的利用率。中低品位的磷矿石一般要通过一些特定的选矿技术，得到磷含量较高的精矿，才能用于后续的生产。宜昌的磷矿资源具有明显的夹层结构，中层为富矿，上下两层均为贫矿。特殊的矿层结构加上历史原因，宜昌当地采富弃贫的现象普遍。

湖北省磷矿资源管理暂行办法要求对磷矿必须“全层开采，全部入选”；对开采规模实行总量控制；对磷矿石(粉)实行凭准运单运输的准运制度；逐步重组和关闭生产能力在 15 万吨/年以下的磷矿企业，提升资源利用水平。宜昌市继续减少磷矿石开采计划，2018年在1300万吨的基础上又缩减了300 万吨。一系列措施，有效保障了湖北磷矿资源的可持续发展。

2018年，湖北宜兴保磷矿基地内磷矿企业有62家，在产企业54家，均采用地下开采，运营期间采掘废石不出坑，回填采空区，既可降低采空区上方的开裂、沉降变形，又防止固体废弃物对环境的污染。由于基地磷矿实行开采总量控制，基地内总设计采矿能力3212.5万吨，实际采出矿石1440.795万吨，平均采矿产能利用率46.02 %。

湖北宜兴保磷矿基地选矿厂普遍采用重介质旋流器进行磷矿选别。磷矿原矿破碎后进入重介质旋流器，品位高的磷矿颗粒在旋流器中下沉，成为精矿产品；品位低的磷矿颗粒在旋流器中上浮，随溢流水排出，成为尾矿产品。所有生产废水净化后全部循环使用，完全实现零排放。

宜兴保磷矿基地2018年排放磷矿废石70.94万吨，年利用磷矿废石95.87万吨，磷矿废石累计积存量为194.26万吨，2018年磷矿废石利用率为135.14% 。

宜兴保磷矿基地2018年排放磷矿尾矿41.32万吨，年利用磷矿尾矿37.32万吨，平均磷矿尾矿利用率为90.32 %，累计磷矿尾矿积存量为95.89万吨。

磷矿属于不可再生资源，缺乏相应的替代品种，被列为我国重要的战略资源，在国家粮食生产安全中占有极其重要的地位。湖北宜兴保磷矿资源基地资源储量大，2016年湖北远安发现一特大型磷矿床，初步探明储量达4.29亿吨，是我国首次发现的单一矿区最大规模磷矿，后备资源丰富。湖北对磷矿实行开采总量控制性管理，可有效保障我国未来磷的供应能力，保障我国粮食安全，助力中国磷业发展。

材料界的“百变星君”——石墨

郭理想 张然 刘磊

地球上的碳分布非常广泛，既可以分布于地壳表层，又可以存在于地壳深部甚至是地球内部更深处的地幔中。此外，碳还是地球上生物体的基本组成元素之一。同时，其存在的状态也很多样，氧化态、还原态以及单质形式的碳均能在各种自然和人为环境中存在。截至目前，自然界中已发现的由碳单质构成的物质有三种：第一种是价值斐然、人尽皆知的钻石，第二种是与我们的日常生活密切相关的石墨，第三种是尚存争议且人们知之甚少的卡宾碳。

石墨最早由德国矿物学家A.G.Werner（1749~1817）命名。自然界中产出的石墨外观呈现出钢灰色或黑色，形状主要有鳞片状和土状两类，还有部分以块状形式产出。其化学成分主要是碳，天然产出的石墨成分纯净的很少，其中常包含SiO2、Al2O3、FeO以及粘土、沥青等杂质。

石墨矿床的形成需要具备以下两个主要条件：大量的碳，即碳质要集中，它们是形成石墨的主要原材料；合适的热力学条件，例如相当高的温度，好比是工厂中用于生产的机器需要合适的工作参数和加工环境。

全球石墨资源分布广泛，美国地质调查局最新发布的《世界矿产品概要2019》中的数据显示，全球范围内的石墨储量主要分布在土耳其、中国、巴西、莫桑比克、坦桑尼亚、印度、越南等国。其中晶质石墨主要分布在中国、巴西、莫桑比克、乌克兰、马达加斯加等地，隐晶质石墨主要分布在土耳其、印度、墨西哥等地。

我国是传统的石墨生产和消费大国。石墨属于不可再生资源，是我国的优势矿种，我国在2016年12月将晶质石墨列入国家战略性矿产目录。根据自然资源部最新发布的《中国矿产资源报告2019》显示，我国晶质石墨查明资源储量为4.37亿吨，主要分布在黑龙江、山东、内蒙古、吉林和湖南5个省（区）。我国已发现的石墨矿床总体上可分为三种类型：区域变质型，如黑龙江省鸡西市柳毛石墨矿、山东省青岛市莱西南墅石墨矿、内蒙古自治区乌兰察布市兴和石墨矿等；接触变质型，如湖南省郴州市鲁塘石墨矿，吉林省吉林市磐石烟筒山石墨矿等；岩浆热液型，如新疆维吾尔自治区昌吉苏吉泉石墨矿，巴音郭楞蒙古自治州尉犁县托克布拉克石墨矿等。

石墨的用途也颇为广泛。石墨具备良好的导电、导热、润滑、耐磨，以及耐高温、抗腐蚀、防辐射等诸多优良性能，能用于制造各种产品，被广泛用于国民经济的各个行业，可谓是材料界的“百变星君”。在传统行业中，石墨可作为耐火砖、坩埚、增碳剂等，应用于耐火材料和钢铁工业。由于洁净钢及超低碳钢的发展，以及节能降耗的要求，开发低碳耐火材料已成为必然趋势，石墨在炼钢领域的用量正逐步降低。

在新能源领域，石墨可作为锂离子电池的负极材料。负极材料对石墨性能要求较高，通常需要将石墨球形化以后，提纯到99.9%以上。在核能领域，天然石墨也发挥着重要作用，球床式高温气冷堆的球形燃料元件中，天然石墨占据64%的比例。

石墨烯是近年来的热点新型碳材料。英国曼彻斯特大学的物理学家Andre Geim和Konstantin Novoselov于2004年首次发现了石墨烯，他们也因此荣获了2010年的诺贝尔物理学奖。我国目前已经实现以天然石墨为原料，通过氧化石墨-还原法制备石墨烯粉体的工业化量产过程，并在防腐涂料、导热膜等领域有较好的应用效果。未来石墨烯在新能源汽车、海洋工程、能源发展、高端装备、环境治理等领域的应用将进一步深入，有望成为各个重大领域不可或缺的应用材料。

“工业味精”——锡矿的开发利用

田敏 张红新

地壳中锡的平均含量只有0.004%，属于比较稀贵的金属。目前已发现锡矿物和含锡矿物50余种，其中具有工业意义的主要矿物为：锡石、黄锡矿、圆柱锡矿、硫锡铅矿、辉锑锡铅矿。地球上锡矿主要呈带状分布在东南亚和东亚两大锡矿带，东南亚锡矿带北起缅甸的掸邦高原，沿缅泰边境向南延伸到印度尼西亚。东亚锡矿带西起中国云南个旧，延伸至广西，南起朝鲜，经中国延伸至俄罗斯。中国居于东亚锡矿带的主要区域，因此成为全球锡资源储备第一大国。近年来数据显示，全球锡储量共约480万吨，中国拥有150万吨，印尼80万吨，巴西70万吨，玻利维亚40万吨，澳大利亚37万吨。

我国锡矿资源分布较为集中，主要分布在云南、广西和湖南三个省（区），三个省（区）锡精矿产量合计约占全国总产量的90%。目前，世界上有20多个国家开采锡矿，自1993年以来中国锡精矿产量一直居于世界第一。

我国锡矿资源按照矿物组成不同分为三类：原生锡矿、砂锡矿和其他类型锡矿石，储量分别为92.88%、0.80%和6.32%。原生锡矿主要分布在广西和云南，合计占总累计查明储量的83.06%。目前，工业生产中锡矿选厂根据资源类型的不同，共有7种方法处理矿石，分别为重选、单一浮选、浮-重-浮、浮-磁-重、重-浮-磁、重-磁-浮、重选-浮选，重选法处理矿石量最多，单一浮选法处理的原矿品位最高。我国资源量最大的原生锡矿和砂锡矿主要采用重选工艺，使用的机械设备有跳汰、摇床、溜槽及离心机等重选设备。我国虽然锡矿储量丰富，但品位较低，主要集中在0.1%~1%之间。国内矿山企业着力提高锡矿伴生资源综合利用水平，通过科学制定选矿工艺，回收共伴生组分11种元素，包括镉、硫铁矿、镍、铅、锑、铁、铜、钨、锌、铟、银。

锡最大的优点是可以100%回收，符合环保、节能、节约资源的国家战略，国家不断出台多项政策鼓励扩大锡的应用领域。近几年，我国电子产品出口日益增多，在欧盟《关于报废电子电器设备指令》和《关于在电子电气设备中禁止使用某些有害物质指令》发布实施后，欧洲将强制步入无铅化电子时代。中国电子无铅化趋向势在必行，预计我国在锡焊料领域中消费量年增长率将在10%左右；塑料工业生产因环保要求，将扩大锡热稳定剂的使用；硫酸亚锡作为新型绿色环保水泥的添加剂，在近几年发展较快。随着我国汽车、钢铁、机械制造业和矿山工业的发展，锡的使用量会逐步增加，锡产业将迎来长期良好的发展前景。

你了解氟中毒吗？

冯乃琦 张永康 曹耀华

氟在自然环境中广泛分布且与人体健康密切相关，主要分布在人的骨骼、牙齿、指甲和毛发中。氟是与人体健康密切相关的必需微量元素，但若摄入过量就会引起氟中毒，氟污染还可以使动植物中毒，影响农牧业生产。我国地方性氟中毒病区分布广、病情重，遍及29个省、市、自治区。全国有病区县1314个，病区村10万余个，受威胁人口超过1亿人。

一、什么是地方性氟中毒？

地方性氟中毒，是指在自然条件下，人们长期生活在高氟环境中，主要通过饮水、空气或食物等摄入过量的氟而导致全身慢性蓄积性中毒。

二、地方性氟中毒的危害是什么？

地方性氟中毒是一种慢性全身性疾病，主要表现在牙齿和骨骼上。对牙齿的损害主要表现为氟斑牙。主要危害为7~8岁以下的婴幼儿，一旦形成残留终生。

对骨骼的损伤会引起氟骨症，主要表现腰腿及全身关节麻木、疼痛、骨关节变形，出现弯腰和驼背，最后发生功能障碍，乃至瘫痪。另外还可能对神经系统产生障碍，对肌肉、肾脏、甲状腺、甲状腺旁腺等产生不同程度的损害。

三、大气、土壤和水中的氟是从哪里来的？

大气中的氟：大气中氟的人为来源主要是工矿业的生产过程和煤炭燃烧的排放，以气态和颗粒形式将氟化物释放到环境中。

土壤中的氟：土壤中氟的来源主要有3个途径：岩石中含氟矿物的风化；火山喷发进入大气的含氟化合物经干湿沉降进入土壤；人类工业活动。据估计，我国磷肥厂一年排放10多万吨氟，砖瓦厂排氟量达50万吨以上。此外，钢铁、制铝、化学磷肥、玻璃、陶瓷、氟化工等工业以及燃煤过程中排放的含氟三废，数量也极高。

水中的氟：萤石和磷灰石的溶解是地下水中氟的主要来源，黑云母、角闪石以及含蛭石、高岭石和蒙脱石的黏土矿物也是其来源之一。

四、地方性氟中毒有哪几种类型？

根据氟的来源和摄氟途径不同，将地方性氟中毒分为三大类：饮水型氟中毒、燃煤污染型氟中毒、饮茶型氟中毒。

五、地方性氟中毒临床表现有哪些？

氟中毒最突出的表现是骨骼和牙齿受损害。骨骼损害引起氟骨症，出现全身关节疼痛，四肢或躯干麻木，手足抽搐、僵硬，严重时还有关节活动困难，弯腰驼背，胸廓变形，甚至不能直立行走，丧失劳动能力。

六、影响氟中毒发病的主要因素有哪些？

一是摄氟量：摄氟量高，发病率高，病情严重。二是营养条件：蛋白质、钙和维生素有抗氟保护机体的作用。三是饮水中的化学成分及硬度。饮水中的钙和镁可降低人体对氟的吸收，促进氟从体内排泄，减少氟对机体的危害。饮水的碱度增强可使氟的活性增强，有利于氟的吸收和增加氟的毒性。四是抗氟元素的摄入，如钙、镁、铝、硼、锌、硒、铜、钼、铁等，可促进氟由体内排出或增强某些酶的活性，从而提高机体抗氟能力，降低氟的毒性。五是生活、饮食习惯与燃煤污染型和饮茶型地方性氟中毒有着极为密切的关系。

七、氟中毒的预防措施有哪些？

饮水型氟中毒病区预防的根本措施是降低水氟含量，使之达到生活饮用水卫生标准。

一是改换水源。在有条件的地区采用引水、打深井等措施，使病区群众改用低氟水源。二是在干旱地区，可利用物理、化学方法除去水中过量的氟，使之达到生活饮用水卫生标准的要求。常用的方法有混凝沉淀法、活性氧化铝吸附过滤法、骨炭过滤法等。三是饮茶型氟中毒病区要大力宣传高氟茶的危害，使病区广大群众认识到高氟对人体健康危害的严重性，自觉改变不良的饮茶习惯，增强自我防病能力。

八、地方性氟中毒该如何治疗？

地方性氟中毒由于发病机理不太清楚，目前尚未研究出根本有效的治疗方法，只能对症或缓解某些症状，减轻病人痛苦。

一是切断氟源，减少机体摄氟量。根据病区类型和特点，采取不同措施，把环境介质中的氟含量降到或控制在国家标准范围内，减少机体摄氟量。

二是减少机体对氟的吸收。利用某些元素与氟的亲和力与氟离子结合，形成新的难溶性盐，不能被机体吸收利用，如铝、硼、钙等元素。

三是促进体内氟的排泄。体内氟主要从肾脏排泄，某些药物和元素能促进氟从机体排出。如甘草和维生素C，两者对增强体内新陈代谢、加强利尿解毒有一定作用。

四是改善生活条件。生活条件和营养状况对地方性氟中毒的发生与发展有直接影响，改善生活条件，增强机体抵抗力，补充必要的营养，有利于减轻发病和提高疗效。

五是对症治疗。地方性氟中毒患者常出现疼痛、麻木、抽搐，以及消化系统、神经系统障碍等症状，可给以镇静、镇痛、助消化等药物，解除患者痛苦。

九、刷牙会导致氟中毒吗？

我国居民氟的适宜摄入量应在1.0到1.5毫克之间，可耐受最高摄入量为3毫克，超过此安全限值，氟就会在体内积蓄，引起氟中毒。我国牙膏含氟量标准是：成人牙膏0.05%～0.15%。如果使用1克的含氟牙膏（约1厘米长的膏体），每天刷牙2次，氟总量只为2～3毫克。刷牙后吐掉泡沫，已经吐掉了大部分的氟，剩下吞咽到体内的氟只是很少的一部分，不会对人体产生伤害。

对于儿童，特别是6岁以下的儿童，由于吞咽反射比较差，容易在刷牙时吞入牙膏，要注意防止氟摄入过量。一方面，儿童应该使用含氟量更少的儿童牙膏，并且每天刷牙不超过2次。另一方面，家长要监督孩子刷牙，鼓励他们吐出泡沫，不要吞咽。偶尔发生的吞入不用过于担心，因为即使是使用含氟1500毫克/千克的牙膏，1岁儿童也要一次服下33克才会达到可能中毒量。

2017年8月22-24日，中国地质调查局武汉地质调查中心、中国地质调查局花岗岩成岩成矿地质研究中心在湖南省桂阳县组织召开“南岭成矿带2017年度野外培训交流会”。

会议采取室内研讨与野外现场考察相结合的方式进行。中国地质调查局发展研究中心吕志成研究员、南京大学王孝磊教授、武汉地质调查中心牛志军研究员及付建明研究员分别作了题为“1∶50000矿产地质专项填图有关要求”“花岗岩研究的现状、问题与趋势”“南岭地区前泥盆系地层”“南岭九嶷山复式花岗岩特征”的主题报告，二级项目及各子项目围绕项目科技创新进展、主要成果、野外工作方法和存在问题等进行了交流。

会后，全体代表对南岭九嶷山复式岩体中的西山杂岩体、金鸡岭岩体和砂子岭岩体进行了野外考察。西山杂岩体具有岩性复杂、结构构造多样等特征，含特殊矿物铁辉石、铁橄榄石，暗色矿物单斜辉石、角闪石常见，矿物集合体类型多，形成时代集中在155百万年左右，不同类型岩石单元具有同时间、同空间、同物质来源特点，为典型的火山侵入杂岩，具有典型A型花岗岩特征，形成于板内构造环境；金鸡岭岩体与区内钨锡、锂铷等矿产关系密切，岩体中各类包体、伟晶岩脉（团块）、晶洞、塑性流动特征等发育；砂子岭岩体岩性主要为黑云母花岗闪长岩，含微细粒闪长岩包体，前人普遍认为其形成于印支期，项目组近年获得锆石铀-铅年龄分别为157百万年、154百万年、154百万年和151百万年 ，确认砂子岭岩体形成于燕山早期而不是印支期。

通过交流和讨论，与会代表提高了对1∶50000矿产地质专项填图及花岗岩研究方法的认识，拓宽了研究思路，进一步加深了对“地质调查过程就是科技创新的过程”的理解，进一步厘清了“科技创新引领、支撑、改造地质调查”的思路，必将助推“南岭成矿带中西段地质矿产调查”二级项目总体目标任务的完成。

来自中国地质调查局发展研究中心、南京大学、郑州矿产综合利用研究所、湖南省地质调查院、广东省地质调查院、广西壮族自治区地质调查院、广西壮族自治区区域地质调查院、河南省地质调查院、湖南省湘南地质勘察院、湖南省有色地质勘查局一总队、武汉地质调查中心等单位的30余人参加了会议。

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。

新矿物的发现数量、研究深度及分析技术水平展现了一个国家基础科技的软实力与硬实力，是国家综合实力的体现。近年来，我国加大了对新矿物研究的支持力度，我国新矿物事业迎来了难得的发展契机。今年上半年，自然资源部中国地质调查局就交出了一份漂亮的答卷：该局发现的钾绿钙闪石、灵宝矿、太平石3种矿物先后通过国际矿物学协会新矿物命名与分类专业委员会（IMA CNMNC）的严格审查，经投票正式认定为新矿物。

半年之内3种新矿物获得IMA CNMNC认证，具有十分重要的理论意义与实践意义。3种新矿物的发现丰富了国际矿物学宝库的内容，增加了可用矿物资源种类，为青年地质学者提供了成长空间，提高了我国矿物学基础研究水平，促进了矿物学学科发展，提升了我国学者在国际矿物学领域的影响力。

记者日前专访了钾绿钙闪石主要发现人、中国地质调查局成都地质调查中心高级工程师任光明，灵宝矿主要发现人、中国地质科学院矿产资源研究所博士简伟，太平石主要发现人、中国地质调查局天津地质调查中心工程师曲凯，不仅了解了新矿物发现过程中的动人故事，还领略到了青年地质学者的独特风采。他们的勤奋、认真、坚守，是地质事业的希望所在。

钾绿钙闪石：曲折的过程 美好的结局

2019年4月3日，一个令任光明十分兴奋的日子。在这一天，他潜心研究了十余年的“宝贝” 终于有了“身份证”。经过国际矿物学协会新矿物及矿物分类、命名专业委员会的严格审查，21位国际新矿物评审专家全票通过，并由主席Ritsuro Miyawaki最终批准，由任光明为主要发现人的钾绿钙闪石正式被认定为新矿物。

家庭是人类社会的细胞， 而矿物则是组成地球和外天体的细胞，发现新矿物就是发现人类尚未认知的天然无机物。谈起新矿物的认证与发现，任光明侃侃而谈：“IMA CNMNC规定，矿物种主要以其化学组成和结晶学性质为基础加以确定，如果发现一个矿物，其化学性质和/或结晶学性质与任何已存在的矿物种明显不同，则存在着该矿物为新种的可能性。新矿物的发现与研究不仅是对矿物学学科发展的重要贡献，还可能对地球系统科学的发展尤其是矿产资源的开发及利用有着重要的理论意义和实际价值。”

任光明在四川会理菜子园增生杂岩地区跑路线

正是深知发现新矿物的重大意义，十余年来，任光明从未放弃过钾绿钙闪石研究。本世纪初，任光明从有关文献中获悉，内蒙古克什克腾旗大乃林沟出产位于火山机构中的“角闪石岩”，这种矿物虽然有被命名，但是一直未得到IMA CNMNC正式批准。从此，进一步验证这种矿石的结构，获得IMA CNMNC正式批准，成了任光明研究的一个重要组成部分。

钾绿钙闪石的认证之路异常艰辛。回顾十余年来的经历，任光明说：“新矿物的发现是有前提和条件的，那就是要有充分的心理准备，要有前瞻性和预判性。”在这种信念的支撑下，任光明一路披荆斩棘，最终获得了成功。2010年～2015年期间，任光明分别对钾绿钙闪石单矿物进行了电子探针测试分析，确定了其化学式。为了进一步研究钾绿钙闪石矿物的物理和矿物结构特征，以及与钾钙闪石的关系等，在中国地质大学（北京）对单矿物进行了莫氏硬度、扫描电镜分析测定，同时开展了矿物X射线粉晶衍射分析。钾绿钙闪石的粒度约0.02毫米~0.25 毫米，绝大多数的钾绿钙闪石颗粒肉眼无法区别于钾氯绿钙闪石矿物种。由于钾绿钙闪石粒度微小，再加上常发育有聚片双晶，钾绿钙闪石的晶体结构精测成了钾绿钙闪石新矿物研究的“拦路虎”。为了清除这个“拦路虎”，任光明跑了很多路，走访了很多人，最终在中国地质大学晶体结构研究室李国武教授(亦是钾绿钙闪石发现者之一)的帮助下，终于圆满完成了钾绿钙闪石的晶体结构精测，新矿石的认证之路取得了实质性进展。

2016年~2017年，任光明在云南珠宝科学研究院对矿物进行了折光率测试，但因矿物颗粒太小，测试结果不理想。面对这样的结果，任光明并没有放弃，而是奔赴中南大学，在该校粉末冶金国家重点实验室对单矿物进行了穆斯堡尔分析，刻画了其微观结构特征，并将其与已知角闪石类矿物比对，最后确定了该矿物为角闪石族的一种新成员矿物。此时，一切准备工作就绪，新矿物认证之路正式开始。收集数据、整理材料、编写新矿物申报书……几经周折，最终21位国际新矿物评审专家全票通过，2019年4月3日钾绿钙闪石正式通过认证。

迄今，人类认知并得到国际矿物协会新矿物、命名及分类委员会认可的角闪石矿物种数量已超过100个。但遗憾的是，在这些角闪石超族矿物种成员中，以前未有我国学者的建树。钾绿钙闪石的发现，代表着我国在角闪石超族矿物种成员的首次突破，翻开了历史新篇章。任光明说：“目前，还有过百种角闪石族成员的命名虽获得了IMA CNMNC的认可，但尚未取得IMA CNMNC的批准。换言之，至少还有上百种已命名但并未被IMA CNMNC批准的角闪石族矿物，是有待人们发现和研究的潜在新矿物，这也是我们今后努力的方向。”

机遇与挑战并存。角闪石留给了我们一个巨大的未知世界，钾绿钙闪石的发现只是开始，而非结束，相信在一批又一批地质人的坚守与努力下，我们离下次新矿物的发现并不遥远。

灵宝矿：微小的细节 巨大的惊喜

2019年5月23日，对很多人而言，都是一个极为普通的日子。但是对简伟而言，却有着不同寻常的意义。经过国际矿物学协会新矿物及矿物命名委员会两轮的严格审查、投票，简伟发现并命名的新矿物——灵宝矿最终获得认可。

偶然的经历，不懈的钻研，往往成就的是一段传奇。2012年，中国地质科学院资源所项目团队在灵宝市行政区内的小秦岭金矿石样品的黄铁矿中无意间发现了一批金黄色的微米级矿物包裹体，这些矿物包裹体在显微镜下的反射色为金黄色，与自然金极为类似，最初也被认为是自然金或银金矿。但偶然的一次电子探针分析发现：灵宝矿并不含金，是一种银碲化合物！这一个微小的细节却让简伟和他的伙伴们异常兴奋，最终也为他们带来了巨大的惊喜。

简伟在小秦岭金矿天井下记录相关数据

在矿物世界中，差之毫厘极可能是天壤之别，一个细微的差别带来的可能是天翻地覆的变化，也可能是一种新矿物的问世！为了进一步验证他们的发现，简伟与伙伴们立刻行动，通过电子探针对几十个灵宝矿颗粒进行了系统检测，证实了其具有全新且稳定的化学组成：三碲化银（AgTe3），其碲含量远高于其他三种已知银碲化合物。此外，其显著的金黄色反射色也明显区别于其他银碲化合物。这一重磅消息终于为灵宝矿验明正身，也预示着一种新矿物即将诞生。

为灵宝矿进行认证的灵感来自简伟的校友——克劳斯塔尔工业大学的Alexandre Raphael Cabral博士。彼时，Alexandre Raphael Cabral博士刚刚成功申请了新矿物Kitagohaite ，并公布了研究过程。这给了简伟以及他的伙伴巨大的信心，让他们毅然踏上了灵宝矿的认证之路。从2014年到2018年，通过开展扫描电镜分析，初步确定灵宝矿是单一的化合物而非多种矿物的亚显微共生，通过对透射电镜薄片样品分析，成功获得灵宝矿的透射电子显微镜选区电子衍射数据（SAED），再通过完成电子背散射衍射（EBSD）分析，从而进一步证实灵宝矿的晶体结构等步骤，灵宝矿的样品辗转于中国、德国等十几个实验室，被一次次拍摄、查看、计算、检验，终于在2018年与2019年交接的时刻，国际矿物学协会新矿物及矿物分类、命名专业委员会接收了灵宝矿作为新矿物的申请材料，最终于2019年5月23日灵宝矿正式成为全球最新矿物！

灵宝矿的发现不仅仅是为我国新增加了一个矿物，对小秦岭地区地质工作的开展也具有十分重要的意义。简伟表示：“灵宝矿发现于小秦岭含金石英脉的富金地段，此处矿石中还发现大量的自然金-含铋铅碲化物的矿物组合，其形成晚于灵宝矿及与其共生的含金碲化物（针碲金银矿），这说明含灵宝矿的矿石样品本身就是金矿石，且富金石英脉，是多次含金流体活动叠加成矿的结果。同时，灵宝矿及与其共生的针碲金银矿、六方碲银矿、黄铜矿、斑铜矿代表了一次单独的金成矿阶段（或期次），这些矿物组合反映成矿流体有较高的硫逸度和碲逸度，具有岩浆-热液流体的特征，暗示小秦岭金矿田下部可能存在与金矿化成因上有关的岩体，从而进一步说明小秦岭金矿田深部可能还存在较大的成矿潜力。”

谈及灵宝矿的发现，简伟显得很谦虚：“灵宝矿的发现，这份荣誉不仅仅属于我个人，更属于我们整个团队。自然资源部成矿作用与资源评价重点实验室先后承担了国家‘973’计划、支撑计划、国际合作项目、国家基础性研究项目、自然科学基金重点和面上项目以及省部级项目等科研项目的工作，是国内目前惟一一个以矿产资源形成过程、分布规律和勘查评价技术为研究方向的实验室，依托于中国地质科学院矿产资源研究所和中国地质调查局，我们将成矿-找矿理论研究与勘查评价有机地结合在一起，从而使研究成果能迅速地在实践应用中得到检验和提高。”

太平石：初心的坚守 奇迹的创造

2019年6月6日，对曲凯和自然资源部中国地质调查局天津地质调查中心研究团队来说，是一个值得铭记的日子。由该团队发现并申报的新矿物（太平石），经国际矿物学协会（IMA）新矿物命名及分类委员会（CNMNC）投票通过并正式获得批准。“太平石”的发现，增加了自然界新矿物，乃首次在国内发现“羟硅铈矿”、“氟镧矿”，丰富了我国稀土矿物种类，补全了两种矿物的国际谱学数据空白。

新矿物的发现属于矿物学领域重要的基础性研究工作，素有“矿物学奥林匹克”之称，是一个国家矿物学研究水平的重要标志之一，可为人们认知与利用自然界中新物质提供科学依据。作为“太平石”的主要发现者，曲凯本身有着深厚的矿物研究功底，主要从事关键矿产调查与成因矿物学研究，主持国家自然科学基金青年基金项目“国内首次发现的硅稀土石、氟镧矿矿物学特征及其成因研究”，中国地质调查局地质矿产调查项目“河南省官坡-军马河地区放射性及三稀元素矿产远景调查”、“准噶尔盆地南缘砂岩型铀矿蚀变作用与铀源调查”等。据曲凯介绍，太平石发现于河南省西峡县太平镇稀土矿2号矿脉中，颜色为浅红至红棕色，单偏光下为灰白色。该矿物与铈褐帘石、羟硅铈矿、氟镧矿、萤石、方解石等矿物紧密共生，矿物粒度一般为100微米×200微米。在硅铈石族矿物里，太平石是第四个被发现的自然矿物，其它三个矿物分别为硅铈石、硅镧石和铝硅铈石。目前，太平石全型标本已存放于中国地质博物馆。

曲凯(右一)和项目组成员在西峡军马河花岗伟晶岩型轻稀土矿点进行系统取样

“滴水不成海，独木难成林。”谈到太平石的发现，曲凯说：“太平石的发现，是我们整个团队共同的智慧结晶，是我们整个团队共同努力的结果。继在国内首次发现氟镧矿、羟硅铈矿并填补国际谱学数据空白后，太平石是我们团队的又一重要创新性研究成果。罕见富氟稀土硅酸盐矿物以及稀土氟化物的发现，不仅丰富了我国稀土矿物种类与研究资料，对深入研究稀土矿的矿床成因和提升矿床经济价值具有重要意义，同时也会为人工合成稀土纳米材料技术提供新的参考。”

“太平石”的发现，既来源于曲凯对地质事业的无限热爱和对地质科研工作的不懈追求，也来自豫西成矿带地质矿产调查团队对地质事业的坚持与坚守。自2011年成立以来，中国地质调查局天津地质调查中心豫西成矿带地质矿产调查团队，充分发挥地方地质队伍的技术优势和区位优势，牵手河南省地质调查院、河南省核工业地质局、河南省地质矿产勘查开发局第一地质矿产调查院等六家地勘单位共同工作。该团队大力弘扬“三光荣”精神，把汗水和智慧泼洒在深山老林里，把科技创新融汇在祖国的大地上，从基础地质资料收集与整理研究入手，系统收集并综合整理了以往豫西地区地质、物探、科研和矿产成果资料，总结了区域贵金属、有色金属、铀矿等关键矿产成矿地质背景，对各类型典型矿床成矿特征、成矿时代、成矿规律、成矿模式等进行了总结，为太平石的发现打下了坚实的基础。

“太平石”的发现，只是该团队投身地质事业、忘我工作的一个缩影、一个成果，他们的足迹更远，他们的梦想更远。为适应国家对清洁高效和能源的需求，该团队积极开展铀矿找矿选区研究，在北秦岭灰池子岩体外围圈定铀找矿远景区16个、铀异常区6个，创新性地总结了“红、黑、粗、高” 的找矿标志，大大提高了找矿效率，实现了河南省铀矿找矿方面的新突破；为适应国家新时期信息化和智能化等高科技新产业发展对关键矿产资源的新需求，团队把三稀元素矿产作为豫西地区找矿的新领域，圈定了三稀元素矿产找矿远景区6处，并通过与国外合作，对含矿伟晶岩进行了精细测年，梳理了北秦岭晚古生代构造-岩浆-三稀元素成矿事件，揭示出该区关键矿产巨大的找矿潜力，为该区下一步找矿工作部署提供了坚实依据；为改变豫西老区经济落后的局面，使老区人民尽快脱贫致富，开展金、银、铁、铜、镍、铅、锌、钼等矿产资源调查选区研究，圈定了一大批找矿远景区，为豫西老区经济发展提供了资源支撑。

每一种矿石背后都是一段历史的浓缩，每一种矿石背后都有一段感人的故事，每一种矿石背后都有着地质人的坚守与付出。党的十八大以来，国家将地质科技创新摆在更加重要位置，国家对探索性、创新性、原创性强的项目支持不断加大，这对基础地质研究人员而言，是一个好消息。我们相信，有了国家政策与资金的大力支持，有了一代代地质人的坚持与坚守，我国新矿物事业将会带给我们越来越多的惊喜！