为加强同位素实验室内外部学术交流与合作，充分展示同位素室最新的研究成果。2019年1月10日，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”）举办了“同位素实验室第十届学术年会”。

本届学术年会包括3方面的内容。一是同位素基本概念及前沿理论。重点普及了同位素地球化学中常用且易混淆的基本概念，介绍了“高维度稳定同位素”这一国际同位素地球化学前沿和热点领域的最新研究进展。二是实验室技术方法取得的新进展。介绍了本年度同位素实验室研发的同位素微区分析、定年新方法及下年研发计划，为地质科学、生态环境、大气和农业等领域的研究提供新思路、新技术手段。三是矿床成因新理论。对还原性含碳质围岩在斑岩铜矿成矿中作用、小秦岭金矿中金的赋存状态及富集机制进行了系统研究，提出了原创性认识，取得重大发现。

本届会议为提高同位素实验室科技人员的科研与测试技术的创新能力，实现科学研究与实验技术方法的高度融合具有重要的现实意义。

近日，自然资源部中国地质调查局武汉地质调查中心承担的“环北部湾南宁、北海、湛江1∶5万环境地质调查”项目，在广东湛江东海岛成功实施了我国南部沿海地区第一眼巢式监测井，实现了单孔4层地下水的分层监测，成井深度达到290米，是目前自然资源部中国地质调查局成井深度最大的多层监测井。 

新技术新工艺的应用是提升地质调查能力和水平的重要举措，是引领区域地质调查的重要支撑。巢式分层监测技术是自然资源部中国地质调查局水文地质环境地质调查中心在高密封性能监测管材研发和成井工艺完善后推出的地下水分层监测新技术。巢式监测井具有占地面积小、施工成本低、施工效率高、成井深度大等优点。因之前巢式监测井仅应用于我国北方地区，为探索巢式监测井在南方地区的适用性和推广这一地下水监测井新技术，武汉地调中心“环北部湾南宁、北海、湛江1∶5万环境地质调查”项目组在湛江市新技术开发区东海岛东南村部署施工了一眼巢式监测井。该井下入4根PVC-U监测专用井管，井管采用丝扣连接，连接处有O型圈，密封性能良好，还具有耐腐蚀、寿命长、不污染水质等优点。通过分层填砾、分层止水、分层洗井以及分层采样，实现了在单孔中4层地下水的分层监测和取样。

在施工过程中，水环中心钻探室解伟全程进行技术指导，针对沿海细颗粒地层制定了完备的成井工艺方案，确保了该监测井的顺利实施。实施分层洗井后，水温、水位、电导率、氧化还原电位等现场测试结果表明，该监测井分层止水效果良好，完全达到了预期目标。目前，该井采集的第一批地下水样品已送往实验室做进一步分析。

湛江东海岛巢式监测井的成功实施，实现了南方地区大埋深含水层单孔多层监测的目标，为南方地下水监测网络的建设提供了新的技术方法，标志着环北部湾地下水监测网络的初步建成，联合北海大冠沙和海南洋浦地区的地下水分层监测基地，将实现环北部湾地区地下水的分层同步监测。

完井后的监测孔 

松辽盆地大陆深部科学钻探工程——松科二井  谷兰丁 摄

“我宣布，松辽盆地大陆深部科学钻探工程即松科二井超额完成预定目标，胜利完井！”

5月26日，在黑龙江省安达市松科二井工程现场，自然资源部中国地质调查局副局长李金发的话音刚落，雷鸣般的掌声在高耸的井架下响起。

在“向地球深部进军”的号召下，松科二井这一亚洲国家组织实施的最深大陆科学钻井，也是国际大陆科学钻探计划（ICDP）实施的最深钻井，在地球探索领域树起了一座新的国际地标。

国际同行竖起大拇指

“值此松辽盆地大陆深部科学钻探工程——松科二井完井仪式召开之际，我谨代表国际地质科学联合会，向自然资源部中国地质调查局全体同仁表示衷心的祝贺！向本次工程的参与实施单位及全体工作人员表示诚挚的敬意！”在完井仪式上，国际地科联主席成秋明深情地说。

成秋明指出，大陆深钻是地球科学里非常前沿和核心的、代表国家水平的工程。这次的项目取得了很多世界第一，从工程设计到施工完全是由中国科学家和工程技术人员自主设计，拥有自主知识产权，很了不起。松科二井工程的成功实施，为地球深部探测和科学实验研究提供了关键技术和装备，拓展了松辽盆地深部页岩气、地热能等清洁能源勘查开发的新空间，同时还引领了全球白垩纪陆相古气候研究，显著提升了中国在地质历史古气候研究领域的国际影响力。

也正是因此，成秋明还代表国际地质科学联合会表态：国际地质科学联合会将会继续支持中国地球深部探测研究，并积极开展更多合作。

与成秋明同样表示祝贺与期待的，还有国际大陆科学钻探计划。在仪式现场，国际大陆科学钻探计划运行支持部主任乌利希·哈尔姆宣读了来自总部的贺信。

贺信将该项目誉为“灯塔”，盛赞其“不仅对中国大陆科学钻探，而且也对世界大陆科学钻探工作具有‘引领’作用”，并将项目的“灯塔”作用上升到“对中国和国际上所有的科学家，在科学上、技术上和国际合作上都是‘灯塔型’样板工程。”

对项目在钻探工程和科学研究上的成就，贺信称：“松辽钻探项目在多方面取得杰出成就。如：钻探深度7018米，单个岩芯长度达40米，岩芯采取率超过95%。该项目取得的技术成就将长期影响中国和世界钻探工作，并将影响到参与该工作的科学家。”“有关松辽科钻的成果已经在国际重要期刊上发表，达到了科钻预期目标，体现了松科二井对社会的重要贡献，更让中国在国际科学界的作用举足轻重。”

对项目成就的认可、赞誉，还体现在国际大陆科学钻探计划委员会今后的计划中。贺信表示，“在松科二井执行期间，国际大陆科学钻探计划委员会计划成立松辽深地实验室，这是我们首次长期利用ICDP资助并计划的。”

更让国际大陆科学钻探计划兴奋的是，透过这一项目，他们看到了科学与工业结合的途径，相信松辽科钻将成为工业和科学成功结合的典范”。

一个灯塔、一个样板、一个典范，中国地质人以松科二井为依托，在地学领域树起了一座新的国际地标。

这座新的国际地标有多高呢？请看以三个之最：亚洲国家实施的最深的大陆科学钻井，国际大陆科学钻探计划（ICDP）成立22年来实施的最深钻井，全球最早钻穿距今约6500万年至1.45亿年的白垩纪陆相地层的科学井。

其实，在此之前，松科二井就引起了国际地学界的关注，松科二井也多次占据国际大陆科学钻探计划（ICDP）组织网站首页中心位置。

通往白垩纪的时间隧道

白垩纪，是地球上海陆分布和生物界急剧变化、大西洋迅速开裂和火山活动频繁的时代，植物、动物界许多重大变革的影响，一直持续到现在，而国际地学界对相关问题的激烈争论，也一直持续到现在。

解决争论的唯一办法，就是穿越到白垩纪，了解当时到底发生了什么。

穿越显然是不可能，唯一的办法就是在地球上进行科学钻探，打一深孔然后再对岩心进行分析，一步一步去还原当时的真相。因此，松科二井也被国际科学界称为恐龙时代的旅行。

在5月21日进行的成果鉴定会上，李廷栋、康玉柱、武强、侯增谦、杨经绥等院士及有关专家在深入研究松科二井的成果后认为，松科二井获得了全球最完整最连续白垩纪陆相地层记录、气候变化主要控制因素和气候波动重大事件等三项重要证据，首次实现了对白垩纪最完整最连续陆相地层厘米级高分辨率的精细刻画，重建了白垩纪陆相百万年至十万年尺度气候演化历史，建立了白垩纪陆地古气候演变规律。

通俗说，通过松科二井这一时间隧道，中国地质科学者基本还原了白垩纪的场景。

“小行星撞击只是压死骆驼的最后一根稻草。”针对国际科学界目前争论最为激烈的白垩纪物种灭绝事件，中国地质大学（北京）的张来明用在松科二井的最新发现进行了说明：

这次重建的白垩纪—古近纪界线附近的陆相气候记录表明，在小行星撞击地球之前约30万年，地球上的温度和大气中的二氧化碳浓度都明显升高，而这与德干高原火山喷发的时间高度一致。而根据陆相记录的研究还发现，在德干火山喷发之后、小行星撞击之前，松辽盆地约2/3的物种已经发生了绝灭。

“这说明，德干火山喷发与小行星撞击的连续二次打击是造成恐龙等物种绝灭的原因。”张来明解释说，德干火山喷发导致剧烈的升温和二氧化碳浓度上升，破坏了生态系统的稳定性，造成了部分物种的绝灭；之后，短时间内小行星的撞击使原本不稳定的生态系统发生崩溃，形成了压垮骆驼的最后一根稻草。

在为全球宏观气候变化研究提供实验室的同时，松科二井对松辽盆地深部宝藏的开发，同样提供了众多宝贵信息。以能源资源潜力为例，松科二井证实在盆地下存在有利的页岩气层系，发现页岩气气测异常层达43层、累计厚度102米，甲烷占全烃组分平均含量的86%，异常幅度与背景值的平均比值为14.77。同时，还首次发现了具备开发条件的盆地型干热岩地层，在井深4400米~7018米发现温度150℃~240℃高温干热岩体。

今后，随着后续研究的逐步深入，相信振奋人心的新发现会越来越多。通过松科二井这个时间隧道，中国地质科学工作者为人类还原一个完整的白垩纪，将不再是梦。

向地球深部进军不停歇

松科二井虽然完井，但中国地质人探索地球深部奥秘的步伐仍在继续。

对此，中国地质调查局已作好了规划：深化地球深部探测理论技术研究和成果转化，组织实施好松辽盆地页岩油（气）、深层油气、砂岩型铀矿、干热岩等清洁低碳能源地质科技攻坚战，带动大庆油田接替资源的勘查开发；加快推进《地球深部探测重大项目》的申报，以及“地球深部探测与能源资源安全”国家实验室与“深部地下观测与实验”国家重大基础科学设施的建设工作；研发15000米国产超深钻探装备系列，做好我国超万米大陆科学钻探工程以及大型含油气盆地科学钻探工程的选址和实施工作。

而这，与中国地质调查局始终站在人类命运共同体的高度，充分发挥中国的体制优势和自身的人才技术优势，积极开展地学领域前沿探索的传统，一脉相承。

人类只有一个地球。人类要与自然和谐共处，就必须了解地球。而了解地球最有效的、最直接的办法之一，就是实施深部钻探、在典型地区建通往地球深部的时间隧道，去研究地震成因、火山喷发机理、地质灾害预警、地球气候演变、生命演化历史、深部地质结构和能源资源潜力等，为人类更加和谐地与自然相处提供科学的解决方案。

于是，1968年，美国率先提出并实施了深海钻探计划（DSDP）。1985年，大洋钻探计划（ODP）开始运作。1998年，我国正式加入ODP，成为ODP历史上第一个“参与成员”。2004年，中国加入规模更加宏大、科学目标更具挑战性的综合大洋钻探计划（IODP），成为人类深入认识深海地质演化俱乐部中的一个重要成员。

大陆钻探计划启动后，1996年2月，德国、美国和中国作为第一批成员，发起了国际大陆科学钻探计划（ICDP）。目前，ICDP已经实施了湖泊、陨石撞击和生物灭绝事件、研究火山和地热、断层带等几十个科学钻探项目。我国已成功申请到“大别—苏鲁”大陆超深钻、中国环境科学钻探青海湖工程、科钻一井和二井工程等多项ICDP项目，在大陆科学钻探领域方面取得令人瞩目的成绩。

“大别—苏鲁”大陆超深钻是我国首例大陆钻探工程，2001年开工建设，至2005年完成钻探施工任务，是全世界穿过造山带最深部位的科学深钻，被国际地学界誉为超高压变质带大陆动力学的研究宝地。

2005年7月21日，青海湖环境科学钻探开钻，到9月5日结束，历时47天，分别在青海湖东盆、南盆等5个地点钻取了13支岩芯，共548米, 取得岩芯323米。通过青海湖科学钻探研究，查明了青海湖湖盆形成演化，气候构造变化和青海湖波动的历史，达到了解东亚季风气候和内陆干旱化变迁的研究目的。

2006年8月18日，在松辽盆地北部中央坳陷区开钻的中国白玺纪大陆科学钻探工程（松科一井）分两孔进行，称为“一井双孔”。2007年10月20日，松科一井顺利完钻，总取心进尺为2577米，心长共计2485米，为白玺纪地球表层系统重大地质事件与温室气候变化的后续研究奠定了坚实基础。

松科二井于2014年开钻，目标是打穿松辽盆地白垩系，探索松辽盆地深部能源潜力，建立松辽盆地深部地层结构，寻求白垩纪气候变化地质证据，研发深部探测技术。松科二井到目前已完成钻井深度7018米，成为亚洲国家实施的最深科学钻探井。

这一系列成果对人类的贡献，得到了来自国际地学界的高度赞誉，也提升了我国“向地球深部进军”的能力和水平。

中国人常说“上天容易入地难”。深部钻探过程中会遭遇很多世界级难题，其中要解决地球的“三高”（高温、高压、高地应力）问题，就必须有好的钻探装备。正是通过以上系列科学钻探工程的实施，中国地质人在为国际地学研究贡献系列成果的同时，还带动了我国万米大陆科学钻探装备和1000米、2000米、3000米、4000米等系列钻探成套装备的研发与进步。

现在，中国已进入到科学钻探与钻探装备互相促进、互相进步的新时代。而随着科学钻探和钻探装备间的良性互动、螺旋式上升，中国地质人向地球深部进军的能力也在不断提升，为人类提供更多了解地球的信息也必将越来越丰富，对人类命运共同体构建的贡献也必将越来越大。

中国地质调查局在松科二井完井后形成的规划，就是中国地质人站在新起点、进入新时代的宣言。

松科二井重大突破与进展一览

一 创造了深部钻探技术

四项世界纪录和两项重大突破

1. 创造了四项世界纪录。

311毫米大口径连续取心最长——1650米。

311毫米口径单回次取心最长——30米。

216毫米口径单回次取心最长——41米。

152毫米口径单回次取心最长——33米。

大幅提高了施工效率和岩心采取率（96.6%），缩短了施工周期，降低了成本，确保了全球最完整最连续的白垩纪陆相地层记录的获取和科学目标的实现。

2. 创新了超深井大口径取心技术体系。

在世界上首次研发并成功应用大口径一次取心成井和中空井底动力绳索取心等技术，将钻进速度提高了2倍。

3. 攻克了超高温钻井技术难题。

研发成功抗高温的水基钻井液、固井等系列技术，创造了国内最高温度（241℃）条件下钻进的新纪录，为解决超万米深部钻探面临的超高温难题做好了技术储备。

二 发现了松辽盆地深部

两种清洁能源具有良好的勘探开发前景

1. 完整揭示了深部页岩气资源潜力。

在松辽盆地深部凹陷带沙河子组合火石岭组（3350米以深）地层中发现页岩气气测异常43层，累计厚度102米，甲烷占全烃组分平均含量的86%，异常幅度与背景值的平均比值为14.77，证实了松辽盆地深部存在有利的页岩气层系，为实现深部能源勘查向页岩气勘查拓展提供了重要依据。

2. 首次发现了具备开发条件的盆地型干热岩地层。

在井深4400米~7018米发现温度150℃~240℃的高温干热岩体和两层含高放射性元素异常地层，热流值为84毫瓦/平方米，展示了松辽盆地具有良好的地热能开发应用潜力。

三 获得了白垩纪陆地

古气候演变规律的三项重要证据

1. 首次实现了对白垩纪最完整最连续陆相地层厘米级高分辨率的精细刻画。

建立了白垩纪重要地质历史档案，为研究白垩纪古气候演变提供了重要的科学依据。

2. 首次重建了白垩纪陆相百万年至十万年尺度气候演化历史。

发现了各个时间尺度陆相气候变化的主要控制因素，为研究地球气候系统在温室气候条件下演变机制找到了新证据。

3. 发现了白垩纪气候波动重大事件。

捕捉到大规模火山爆发排放二氧化碳引发陆相气候剧烈波动的重要信息，证实了气候快速变化是导致恐龙灭绝的诱发因素，对研究和预测未来全球气候变化意义重大。

四 取得了基础地质研究三项重大进展

1. 建立了地层对比的“金柱子”。

创建了完整的松辽盆地陆相地层标准剖面——“金柱子”，为开展区域性和全球地层对比研究提供给了重要的陆相“标尺”。

2. 建立了松辽盆地演化新模式。

揭示了松辽盆地深部地质构造特征，发现了古大洋板块俯冲、聚合的深部证据，构建了盆地早期基底双向汇聚、后期伸展反转的陆内盆地演化新机制，为松辽盆地成因再认识及深层油气勘探提供了理论指导。

3. 丰富了白垩纪陆相生油理论。

首次发现了松辽盆地多次、短期海侵事件的新证据，提出了白垩纪海侵事件是有机质富集和烃源岩形成的重要因素之一的新认识，对松辽盆地深部油气勘探有重要的指导意义。

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。

杨经绥在国际会议上作报告

杨经绥在智利开展现代洋壳调查野外工作

2015年春节期间，杨经绥率团队在智利开展野外工作

杨经绥与白文吉研究员在俄罗斯乌拉尔野外

对杨经绥来说，科学研究也如同攀登，心中怀有信念和热爱，付出更多的汗水，才能登上一座座山峰，看到常人无法看到的独特风景。

2017年11月28日，中国科学院公布2017年院士增选结果，中国地质科学院地质研究所研究员杨经绥光荣当选。

杨经绥发现和厘定了我国柴北缘、东秦岭和西藏松多等3条高压/超高压变质带；厘定了东昆仑阿尼马卿和西昆仑库地蛇绿岩组合，为建立高原北部古板块体制的演化作出重要贡献。他建立的“蛇绿岩型（罗布莎型）金刚石”，为世界开启了研究深地幔物质的重要新窗口。

杨经绥从事地质科学研究已经整整40年。40年里，他大部分时间和精力都投入在青藏高原的崇山峻岭中，爬上了数不清的山峰。对他来说，科学研究也如同攀登，心中怀有信念和热爱，付出更多的汗水，才能登上一座座山峰，看到常人无法看到的独特风景。

从书本到野外

青藏高原给了他最好的淬炼

1977年，杨经绥从长春地质学院地质勘探系毕业，分配到中国地质科学院地质研究所工作。那时的他血气方刚，大学期间系统而刻苦的学习，让他装了满脑子地质学知识。可对地质学研究来说，野外实践尤其重要。刚刚走出校门的杨经绥，最需要的就是到野外一线去历练，把从书本上学到的知识投射到岩石上，真正走进大自然的地质王国。

这时，青藏高原的群山发来了遥远的呼唤。1978年正是全国铬铁矿会战的尾声，杨经绥参加了西藏藏北东巧铬铁矿和蛇绿岩填图及雅鲁藏布江蛇绿岩和罗布莎铬铁矿调研项目，他第一次来到青藏高原，就与这片大山结下了一生的不解之缘。

杨经绥无疑是幸运的，青藏高原虽然气候严酷，工作条件艰苦，但其地质的独特性、复杂性，作为野外地质工作的历练场，是再好不过的了。杨经绥满腔热血地投入野外工作中，跑路线、看剖面、填图、写报告，高寒缺氧的环境并没有难住他。这在一定程度上得益于他的知青经历。入学长春地质学院之前，杨经绥曾在北大荒从事了5年生产劳动。茫茫荒原，天寒地冻，练就了他健壮的体质，馈赠给他勇气和毅力。杨经绥曾说，经历过北大荒岁月，他对任何恶劣的自然条件不再有畏惧感。

项目负责人白文吉特别器重这个工作勤奋、踏实的小伙子，经常鼓励他，指导他。这让杨经绥很快成长起来，熟练掌握了一项项专业技能。短短几年的时间，他已经从初出茅庐的书生变成能够在野外独当一面的青年地质科技工作者。

项目结束后，杨经绥从西藏回到北京，但他很快就等来了再上高原的机会。1980年，中国与法国合作开展青藏高原地学研究项目同时，来自全国的地质精英组成了18个青藏高原地质调查分队，准备全面开展高原地质研究。得知这一消息后，杨经绥马上跑去找刚刚被任命为第一分队队长的姜春发。“姜老师，我在西藏东巧铬铁矿区填过图，很喜欢和向往高原工作，也不怕吃苦，让我加入您的团队吧。”杨经绥诚恳而充满期待地说。姜春发对杨经绥的人品和工作态度已有耳闻，痛快地答应了这个主动请缨的年轻人。

这一去就是5年。杨经绥在人烟稀少的高原，从事东、西昆仑蛇绿岩研究，探索曾经浩瀚的大洋，如今成为莽莽昆仑山的地质构造背景。在旁人看来艰苦而寂寥的工作，杨经绥却说“干得很过瘾”。是啊，昆仑山口、帕米尔、红其拉甫、阿里……光是这些名字，就有种天高海阔的豪迈。几辆车，几个人，带上帐篷、汽油、日用品，一跑就是几个月。最长的一次，他们在野外连续工作8个月。

在神奇美丽的边疆，杨经绥找到了施展才华的宽广舞台。“搞地质研究，看再多教科书，都不如去野外现场看一看。但光在野外跑，也不行。必须带着思考，带着科学问题跑。”随着对东、西昆仑上这一带了解的加深，杨经绥脑子里产生了一个个地质科学问题，他一边在野外工作，一边寻找问题的答案。

项目结束时，项目组合作的专著《昆仑开合构造》获得了当年原地矿部科技进步三等奖。姜春发把杨经绥的名字放在了作者中的第二位。“姜老师，我们7个人，我年龄最小，排在第二个不合适吧？”杨经绥一度谦让。姜春发说：“这个排名顺序是按照对项目贡献的大小，而不是年龄大小。”

走出校园后，杨经绥一脚踏入的野外，就是青藏高原，一晃就是8年。这段时期，杨经绥谦虚地称之为实习阶段。通过“实习”，他加深了对岩石、构造的认识，熟悉了青藏高原的地质环境，增长了见识，为之后的地学研究打下了坚实的基础。披荆斩棘的地学研究利剑，经过淬炼，锋芒初露。

解密特提斯

海外留学给了他全球的视野

1986年，杨经绥被公派留学加拿大，在达霍西大学吉姆霍尔教授的指导下，攻读博士学位。

早在两年前，霍尔教授就认识了这个来自中国的年轻人。1984年，杨经绥到塞浦路斯参加国际科学钻探培训班。他和来自印度和埃塞俄比亚的两名学生一组进行地质填图、写地质报告，吉姆正是指导老师。杨经绥过硬的基本功和严谨的科学作风让吉姆印象深刻。

再次见到杨经绥，吉姆问他：“你的论文打算做中国的青藏高原还是塞浦路斯呢？”杨经绥并没有马上回答。他用3个月的时间查阅各种英文文献，了解国际地学界岩石和构造领域的研究情况。当时，关于青藏高原的研究很少，文献多数来自国内。而关于塞浦路斯的研究，前人已经做了很多工作，已经有大量的论文发表，研究比较深入。塞浦路斯拥有全球最经典的古特提斯洋地质遗迹，记录了完整的地质层序和特提斯洋的历史。研究古特提斯洋形成和关闭的过程，有望对地球上大陆和海洋的形成产生新的认识。青藏高原，也是古特提斯洋的一部分。选择塞浦路斯，便于与国际同行之间的交流，也便于导师的指导。而选择塞浦路斯，也意味着必须要在前人研究的基础上取得新的发现，挑战性很强。吉姆认可了他的选择。

1987年，杨经绥再次来到塞浦路斯。吉姆帮他联系了当地一户人家，让他住在家里面。每天一大早，杨经绥就骑着山地车上山去，一个接着一个地看地质剖面，详细记录地质特征。有一天下山时，山地车速度很快，不小心撞到一道坎，连人带车都飞了出去。杨经绥的膝盖摔破了，山地车也摔坏了。那里距离他住的地方还很远，正发愁怎么回去时，幸好一辆卡车路过，停了车。车上下来一个当地人，在了解了杨经绥的困难之后，答应帮他修车。好心人把杨经绥带到家里，在车库里帮他修好了山地车。“真没想到一个中国年轻人会骑着自行车，在我们国家的大山里辛苦地研究地质，太了不起了。”

回到住处时，天色已晚。杨经绥远远地望见他借宿那户人家的老妈妈正在门口焦急地眺望。看到杨经绥，她眼泪流了出来，“到了时间还没回来，我担心你出了什么事。”“我没事，就是摔了一跤，车子已经修好了。”杨经绥一边安慰老妈妈，心中一股暖意涌了上来。

过了段时间，吉姆来检查杨经绥的工作，在看了他的各种记录和成果后，对他野外工作的扎实大加赞扬。反过来，导师严谨的治学态度、科学的培养方式、和善正派的为人，也给杨经绥很多有益的影响。

杨经绥的博士论文《塞浦路斯古海底构造重建》，在前人研究的基础上，提出了自己新的认识，得到了学术界的肯定。海外留学生涯，给了他地学研究的全球视野，使他把握到研究领域最前沿的脉动。他的剑，磨得更锋利了。

毅然返高原

在我国发现两条超高压变质带

1994年春节，杨经绥在大洋对岸收到时任中国地科院地质所所长许志琴发给国外留学人员的新春贺信。许志琴在信里说，所里正在与法国合作开展青藏高原研究项目，祖国需要人才，欢迎他们回来参加。

看到信后，杨经绥思绪万千，激动不已。青藏高原，那是他魂牵梦萦的地方，是他熟悉而热爱的地方。当年，自己还有一些问题没搞清楚，如今增长了知识，回去一定要解开谜题。

4个月后，杨经绥就坐上了回国的飞机，又从北京直奔东昆仑。那又是一段过瘾的时光，故地重游，杨经绥的眼里却看到了比过去更丰富的东西。同时，他也感受到了团队良好的科研氛围，每个人都很努力、很敬业。“我一直认为，搞科研，一方面要找到兴趣点，另一方面要有良好的团队。许志琴院士带领的青藏高原研究团队，正符合我的期待。更重要的是，我的事业在中国。”于是杨经绥对许志琴说：“我想回来，正式参加你们的项目。”许志琴听了非常高兴。

杨经绥的选择是正确的。1995年，地质研究所破格评杨经绥为研究员，1996年他开始带研究生，1998年被聘为地质研究所副所长，1999年成为博士生导师。2003年，杨经绥获得中央组织部、人事部、宣传部、教育部、统战部、科学技术部六部委颁发的“留学回国人员成就奖”。2007年，他荣获“何梁何利科学与技术进步奖”。

每一年，杨经绥和同事们都有很长一段时间奔波在青藏高原的野外。他们去的都是人迹罕至的地方，甚至无人区。危险时刻躲藏在他们身边。1997年在可可西里，科研团队突遇暴风雪，温度极低，气压下降，几乎所有人都被强烈的高原反应击倒。到了夜里，一位同事突然昏迷，情况危急，急需输液，可蜷缩在车里，液体怎么也输不进体内。为了挽救同事的生命，杨经绥二话不说，爬到车顶，高举起吊瓶，在凛冽的风雪中站了一个小时，直至同事病情好转。2004年秋天，杨经绥和他的科研小组在野外作业时，不幸遭遇车祸。他受了重伤，断了五根肋骨和一根锁骨。在危难之时，他首先想的是别人，让医生先抢救别的伤员。在敦煌医院重症病房里，他还念念不忘工作。

就在他们经历艰险的时候，新的发现也悄悄到来了。1996年，杨经绥和同事在柴达木盆地北缘鱼卡发现了榴辉岩，在柴达木盆地北缘都兰发现榴辉岩和含柯石英片麻岩，建立了中国西部一条长350千米的早古生代超高压变质带，开辟了西部超高压变质岩研究的新热点。

“榴辉岩和柯石英是板块碰撞时在超高压条件下形成的。温度不能太高，压力却要很高。基于当时的发现，我推测我国大陆沿着中央造山带发生过两次碰撞，一次发生在5亿年前，一次在2亿年前。但是推测需要证据来支撑。”杨经绥说。

2002年，支撑他推测的证据终于被找到了。那年春节期间，杨经绥和同事采用激光拉曼谱方法，对从秦岭取回来的几千个样本进行研究，从中发现典型的超高压矿物——金刚石。秦岭金刚石的发现，为中国西部的超高压变质带延至东秦岭提供了关键性的科学证据。杨经绥等人据此提出了沿中央造山带存在4000千米的早古生代和印支两期超高压变质作用事件的巨型超高压变质带的大思路，在国内外引起了很大反响。柴北缘和东秦岭两条超高压变质带，已被国际超高压权威标注在新的全球超高压变质带分布图上，为推进超高压变质带研究和中国关键构造问题的解决做出重要贡献。

罗布莎突破

深地幔研究领跑世界

杨经绥心里，还有一个谜没有解开。1980年，西藏罗布莎铬铁矿，选矿时选出了金刚石。此事曾轰动一时，多数人不相信，认为地质背景完全不对，不可能出现金刚石。还有几名外国专家专程来考察，认为选出的金刚石是混染的。

当年，杨经绥和老师白文吉就在罗布莎，亲身经历了这件事。明明就是金刚石！杨经绥意识到，把这件事情研究清楚，将真相大白于天下，有可能会带动重大理论突破。他在心中暗下决心，一定要弥补自己和白老师当年留下的遗憾，重回罗布莎。

2006年，杨经绥如愿承担了罗布莎铬铁矿研究项目。这一次，他们很快就又发现了金刚石，而且是在原矿石里发现的。可消息传出去，国际地学界依然是一片质疑声。澳大利亚的科学家来了，日本的科学家也来了，要取回样品自己验证。当他们也选出金刚石，在自己的实验室里做微量元素分析后，终于相信了中国科学家的发现。他们就像发现新大陆般惊喜万分，回国后，在各种会议上为罗布莎的金刚石正名。铬铁矿里金刚石等超高压矿物的发现，把过去认识中浅部的地质运动，一下延伸到400公里深。

过去研究地球深部的运动，都是在实验室里模拟，找不到样品来研究、来证实。如今终于有了看得见摸得着的岩石，来讲述地球演变的故事。美国一位院士撰写文章指出，杨经绥团队发现的罗布莎型金刚石，或者说蛇绿岩型金刚石，为世界地学界打开了一扇研究深地幔矿物和作用的窗口。2015年，国际地科联批准了国际地球科学研究计划“金刚石与地幔再循环”项目（IGCP-649）。

杨经绥的全球视野，让他提出全球化的研究思路，即从全球尺度选择不同时代和地区的代表性蛇绿岩，查明金刚石等强还原超高压矿物群在古今大洋岩石圈中的空间展布、赋存状态及其形成和保留机制，探讨和揭示全球不同构造背景的地幔物质组成和深部地质作用。在这一思路指导下，他们的团队得到中国地质调查局和国家基金委支持，分别开展了塞浦路斯特罗多斯、阿尔巴尼亚、缅甸、土耳其和俄罗斯等地的蛇绿岩和铬铁矿调查取样。

中国地质调查局地质研究所地幔研究中心团队通过蛇绿岩型铬铁矿这个窗口，研究地幔过渡带深度的矿物群，探讨铬铁矿的深部成因，为蛇绿岩铬铁矿的研究提供了新的思路。目前，我国的研究在国际上处于领先和领跑地位，带动了多国科研人员参与合作。杨经绥说：“例如，我们目前与美国、德国、法国和英国科研人员开展广泛和深入合作，每年我们都有研究人员去国外开展地质调查，取回不少样品，进行实验室合作研究，以我为主发表了合作论文。有些国家的科研人员已经用我们提出的研究思路，申请到了科研项目，并且邀请我们为项目指导。”

2017年，杨经绥带领各国科学家在古巴采集了近3吨蛇绿岩和铬铁矿样品。运用现代高科技分析测试手段，它们可能揭开古加勒比大洋的裂解和关闭历史，同时可以探讨铬铁矿的成因，探讨深地幔矿物和深部物质的循环和侵位。明年，“金刚石与地幔再循环”项目计划去澳大利亚和新加里多尼亚举办研讨会并进行野外调查取样，将首次取得南太平洋小岛上的铬铁矿。杨经绥说：“我们十分期待，来自地球南半球的样品会带来什么样的惊喜和奥秘。”

40年的科研生涯，杨经绥在自己的专业领域里，向着心中坚定的方向一步步攀登。如今，他已经带着一个中国科学家的自豪，登上了深地幔研究的世界高度。但他依然没有松懈，因为更美的风景在更高更远处。

日前，中国地质调查局青岛海洋地质研究所与厦门大学等单位合作，在西北太平洋多金属结核高分辨率地球化学研究方面取得了新进展，研究揭示了多金属结核微层多样性及元素富集过程和机制，成果发表于国际SCI期刊《Minerals》（IF=2.818，JCR二区）。

海洋水成多金属结核通常是通过铁、锰氧化物胶体沉淀在海底逐渐积累形成的，它们不仅富集多种关键元素(包括Ni、Cu、Mn、Co、Mo、Ti、Li和稀土元素)，并且记录了海底长期古海洋环境变化。研究人员使用原位电子探针分析技术结合背散射图像和高分辨率元素面扫分析，获取了西北太平洋海域三个结核的横截面中主要元素的空间分布信息，并探讨元素沉淀行为。总体上研究区结核样品以水成沉淀为主，且元素沉淀行为符合Koschinsky和Halbach（1995）所描述的胶体化学模型。通过高分辨率地球化学分析，研究人员认识到了结核微层的多样性，并且发现了水成结核中的成岩层及富硅层。成岩层类似于秘鲁海盆中的成岩结核特征，其形成可能是由于表层海洋生物生产力增加，导致沉积物中Mn氧化物的还原和溶解以及相关元素的释放引起的。靠近成岩层的水成层似乎也受到成岩作用的影响，Cu和Ni含量高于其他水成层。富硅层的特征与克拉里昂-克利普顿区域的埋藏结核特征一致，增加的海洋沉积速率导致的亚氧环境可能促使了富硅层的形成。

近年来，该研究团队在多金属结核地球化学研究方面取得了系列成果。

多金属结核三种不同层的形成模式

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。