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    为纪念第47个世界地球日,4月22日,挂靠中国地质科学院水文地质环境地质研究所的中国地质学会水文地质专业委员会、中国地质学会地热专业委员会、地下水资源合理利用与污染防护传播专家团队、地热资源开发利用学科科学传播专家团队联合国土资源实物地质资料中心举办了以“节约集约利用资源,倡导绿色简约生活-落实五大发展理念、推行最严格水资源管理”为主题的科普宣传进社区活动。通过主题宣传图板展览、悬挂宣传横幅、设置咨询展台、免费发放宣传环保袋等多种形式,认真普及地球科普知识,号召社会公众保护地下水资源。

    活动现场,实验室科研人员围绕地下水来源与存储、地下水超采与污染之忧、华北平原地下水资源调查评价、地热资源开发利用保护、饮用水分类、地下水开采引起的环境问题、过量开采地下水的后果、地下水污染从何处来、神奇的孢子和花粉等内容,向广大市民进行科普宣讲。

    地下水污染到了什么程度?如何防治地下水污染?我喝的水干净吗?成了市民最热门的话题。据荣获国土资源科学技术一等奖的“华北平原地下水污染调查评价及关键技术研究”项目组调查显示,华北平原地下水质量从浅层至深层由差变好,从山前至滨海逐渐变差。浅层地下水未受污染占56%,深层地下水未受污染为87%。在4384个浅层地下水参评点中,Ⅰ~Ⅲ类地下水占22%、Ⅳ类占21%、Ⅴ类占57%;1679个深层地下水参评点中,Ⅰ~Ⅲ类地下水占26%、Ⅳ类占23%、Ⅴ类占51%;从山前平原至滨海平原,地下水质量逐渐变差,其中Ⅰ~Ⅲ类的地下水从49%降至3.9%,Ⅴ类地下水从21%升至86.9%。华北平原地下水质量主要受原生地质环境的控制,促使浅层地下水超Ⅲ类的原生指标包括锰、总硬度、溶解性总固体、碘化物、氟化物和砷等;深层地下水超Ⅲ类水原生指标有氟化物、碘化物、溶解性总固体、氯化物、锰、砷等。浅层地下水受人类活动影响较大的污染指标有亚硝酸盐、硝酸盐和铵氮;深层地下水源自人类活动影响的污染指标有亚硝酸盐、镉、六价铬、铅和汞等。

    科普合作单位国土资源实物地质资料中心展出了实物中心精心挑选的典型矿床的矿石标本及地质样品,同时利用科普展板、地质科普系列画册、科普丛书“趣话实物地质资料”等科普材料,广泛宣传实物地质资料,普及地学科普知识。

    活动现场,丰富的展板内容和精彩的回答释疑博得了市民们的一致好评,纷纷表示以后要积极投身到珍惜水资源,保护生态环境事业中,将节约用水、科学用水,成为文明健康生活的追求。

    向市民讲解地下水科学与工程科普基地成果

    向市民讲解如何检测矿泉水及分类

    向市民讲解如何开采地热资源及用途

    向市民赠送国土资源优秀科普读物

    向市民赠送国土资源优秀科普读物

    向市民讲解地下水污染防治与修复

    免费向市民发放环保宣传袋

    市民踊跃领取环保宣传资料

    水环所举办纪念第47个世界地球日进社区活动

    2013年1月10-11日,中国地质科学院在北京召开了2012年度科技成果汇报交流暨十大科技进展评选会。来自国土资源部、教育部、中国科学院、国家自然科学基金委员会、中国地震局、中国石油化工集团公司等部门54位院士、专家组成的评选委员会,经过认真、严谨的评审和投票,评选出中国地质科学院2012年度十大科技进展和特别进展。

    特别进展:深部探测技术与实验研究专项(SinoProbe)与国际同步  

    中国地质科学院董树文研究员、李廷栋院士及深部探测专项团队在财政部、科技部支持,国土资源部组织实施下,成功实现了技术创新与重大科学发现的并举,完成了6000km深地震反射剖面,使我国进入国际深部探测大国的行列,建立了全国大地电磁参数网和地球化学基准网,实施的6口科学钻探获得重要发现,实现矿集区立体探测,关键地区地应力监测、岩石圈动力学模拟、大陆地壳结构与演化研究取得长足进展,探测仪器装备研制取得重要突破。专项被认为是我国由地质大国向地质强国转变的标志性重大地学计划,在世界地球科学领域具有很强的影响力,具有经济社会意义巨大创新价值,在大科学计划组织实施方面做了有益的探索,为实施“地壳探测工程”重大科技专项奠定了坚实基础。专项被两院院士评为 “2011年度中国科技十大进展新闻。

    大漠中的地震探测

    2012年度十大科技进展:  

    1、世界首幅数字化1:500万国际亚洲地质图编制完成  

    我国地质学家主导编制数字化1:500万国际亚洲地质图,获得高度评价。地质研究所任纪舜院士研究团队在地质调查项目资助下,按照世界地质图委员会相关决议,联合欧亚20个国家130余位科学家,历时7年,共同编制完成1:500万国际亚洲地质图,在ArcGIS平台建立地质图空间数据库。图幅范围西起阿尔卑斯,东到马里亚那海沟,北至北冰洋,南到爪哇海沟,包括亚洲大陆、欧洲大部、非洲东部、澳大利亚西北部、菲律宾海、印度洋北部及西太平洋部分地区。国际评审委员会认为,1:500万国际亚洲地质图是当代地质编图杰作,具有里程碑意义。

    1比500万国际亚洲地质图

    2Hf同位素填图揭示青藏高原南部地壳生长过程与成矿  

    应用锆石Hf同位素示踪新技术,揭示青藏高原南部岩石圈结构、地壳生长过程及控矿作用,取得重要创新研究成果。地质研究所侯增谦研究团队在国家重点基础研究发展计划(973)项目资助下,通过Hf同位素填图,发现拉萨地体中央为前寒武纪微陆块,两侧为幔源物质注入的新生地壳;特提斯俯冲造山和印度—亚洲大陆碰撞导致微陆块发生垂向增生和侧向增生,对成矿金属来源和矿床分布产生显著控制作用。斑岩铜矿床产于新生下地壳区,矽卡岩型铁铜矿床发育在陆块内部及再造边缘,铅锌矿床则发育在残存的微陆块内部及边缘,深化了对碰撞造山带区域成矿规律的认识。

    青藏高原南部Hf同位素填图及成矿系统分布

    3、柴达木盆地古环境重建与成矿作用研究卓有成效  

    柴达木盆地科学钻探工程揭示古环境变化与成矿过程。矿产资源研究所郑绵平院士研究团队在地质调查项目和国家自然科学基金联合资助下,在柴达木盆地东部获得1.17Ma以来高精度年代学数据和高分辨率古环境记录,揭示晚更新世晚期以前一百余万年处于凉温或偏暖湿的古气候环境;在柴达木盆地西部发现第四纪早期发育15期冬季风强盛的冷期沉积,在柴达木盆地中部发现冬/夏季风重要界线和柴中成盐突变带。合理厘定察尔汗含钾盐矿层,提出高山深盆多级盐盆地迁聚成钾模式,分析了三湖区第四纪生物气成因和控制因素,为柴达木盆地资源评价提供了重要依据。

    柴达木察尔汗盐湖第一个全取芯深孔QC-1岩芯略图

    4、青藏高原南部变质作用和构造演化取得创新性进展  

    地质研究所大陆构造与动力学国家重点实验室张泽明研究员、董昕助理研究员团队在地质调查项目资助下,对拉萨地体的变质作用和构造演化取得了多项重要进展:在该地块北部发现约650 Ma的高压麻粒岩;在中部鉴别出曾被认为是前寒武纪基底实为三叠纪变质岩;发现地体东南部发育有高温、高压、高氧化度的埃达克质晚白垩纪紫苏花岗岩;确定了南部与冈底斯岩基共生的中、新生代高级变质岩与侵入体共同构成该岩浆弧的中、下地壳;厘定了地体北部安多地块自新元古代至侏罗纪的变质演化历史;揭示出南迦巴瓦变质岩系的古元古代和早古生代两期新岩浆变质事件。上述成果为全方位厘定拉萨地体的变质演化历史和成矿地质背景做出重要贡献,成果已在国际主流地学期刊发表,获得较高引用。

    青藏高原拉萨地体变质地质图

    5、发现一种新的金刚石富集类型——蛇绿岩型金刚石  

    地质研究所大陆构造与动力学国家重点实验室杨经绥研究员为首的地幔岩研究团队在科技部、国家自然科学基金和地质调查项目联合资助下,在雅鲁藏布江的西段和缅甸的密支那地幔橄榄岩、丁青地幔橄榄岩和新疆萨尔托海铬铁矿中新发现金刚石等超高压矿物。项目组已在全球5条板块缝合带的10个蛇绿岩块中发现了金刚石等深部矿物,并在铬铁矿中发现原位产出的金刚石,其金刚石的C同位素值和矿物包裹体不同于金伯利岩型金刚石和超高压变质型金刚石。由此认为,确定了一种产在蛇绿岩地幔橄榄岩中新的金刚石产出类型,并命名为蛇绿岩型金刚石,从而开辟了金刚石勘查的新方向。

    蛇绿岩型金刚石的产地分布图

    6、井间跨度500米的电磁波探测与层析成像系统研制成功  

    自主研发大透距地下电磁波探测与层析成像系统达到国际先进水平。地球物理地球化学勘查研究所高文利研究员团队在国家高技术研究发展计划(863)项目资助下,相继突破低频—大功率发射、高灵敏度接收、井中天线技术等关键技术,成功研制适用于钻孔间和坑道间工作的地下数据采集系统,同时研发科研样机及配套数据处理解释系统,形成了具有自主知识产权的大透距地下电磁波层析成像系统。测试检验表明,系统稳定可靠,井间探测距离可达500多米,能够精细探测盲矿及溶洞,为地质勘查提供了高分辨率技术设备。

    地下电磁波数据采集系统

    7、多元素形态分析技术突破展示出生态环境地球化学应用新前景  

    发展溴、碘、砷、镉等有益有害元素形态分析技术,开创了元素分析地球化学新领域。国家地质实验测试中心李冰研究员团队在国家自然科学基金、公益性行业专项、地质调查项目联合资助下,采用高效液相色谱—电感耦合等离子体质谱联用技术,建立了元素价态、金属有机化合物、生物有效形态分析技术方法体系,包括高品矿泉水溴酸盐检测技术、碘地球化学调查方法、生物样品砷形态分析技术、植物样品镉形态分析方法,灵敏度高、检出限低,为生态地球化学调查和环境评价提供了重要的实验检测技术支撑,具有重要应用前景。

    镉胁迫对印度芥菜细胞超微结构的影响

    8西藏阿里铜金矿科技找矿重大突破  

    发挥科技优势精心部署找矿勘探,在西藏阿里尕尔穷探获大型铜金矿。矿产资源研究所唐菊兴研究员团队在公益性行业科研专项和商业性勘查项目联合资助下,查明西藏阿里尕尔穷铜金矿床地质特征,研究成矿规律,新发现含锇自然铋、硫硒铋化物、碲硒铋化物、自然铁、锌铜互化物、铁铬镍互化物等特殊金属矿物,确定了矿床类型,建立了矿床模型。探获332+333类别铜资源量8.7万吨、共生金资源量27吨、伴生银资源量52吨,成为班公—怒江缝合带西段第一个达到详查程度的大型铜金矿床,实现科技找矿重大突破。

    尕尔穷矿区照片

    9、中国侏罗—白垩系界线及海陆相地层对比研究新进展  

    地质研究所季强、柳永淸研究员团队在地质调查项目资助下,通过对藏南地区9条海相侏罗—白垩系界线和辽西地区7条陆相界线地层剖面的研究,在藏南地区桑秀组底部获得了142Ma的年龄,表明国际侏罗—白垩系界线年龄值不会小于142Ma ,支持了国际地层委员会提出的145Ma的界线年龄;在冀北—辽西地区土城子组底部获得154Ma的年龄,在其顶部获得137Ma的年龄,表明侏罗—白垩系界线应置于土城子组内部。首次提出藏南地区海相侏罗—白垩系界线应置于柔扎组与桑秀组或甲不拉组之间,辽西地区陆相侏罗—白垩系界线应置于土城子组二段与三段之间,即置于真叶肢介—三尾拟蜉蝣间隔带之底,基本解决我国几十年来争论不休的侏罗—白垩系界线问题和海陆相界线地层对比问题。

    西藏浪卡子地区卡东桥侏罗—白垩系界线剖面

    10、深地震探测揭示长江中下游深部过程及构造岩浆成因系统  

    矿产资源研究所吕庆田研究员团队在国家深部探测专项(Sinoprobe-3)和国家自然科学基金重点项目联合资助下,使用主动源和被动源地震探测技术,捕获到长江中下游成矿带深部动力学过程的关键信息。发现上地幔存在异常速度和各向异性结构;成矿带边界断裂附近地壳出现“鳄鱼嘴”构造,即上地壳逆冲,下地壳俯冲并穿过Moho直到上地幔顶部;发现下地壳反射同相轴密度与火山活动强度成正比,且在庐枞火山岩盆地之下发现反射各向异性和多级岩浆活动留下的地震学痕迹;发现地壳变形的不均匀性和地壳变形与岩浆活动相互作用的新证据。提出了陆内巨型成矿带形成的深部过程与构造岩浆系统新模型,即陆内俯冲增厚、岩石圈拆沉、基性岩浆底侵、新生地壳熔融并发生MASH过程,诠释了陆内巨型成矿带的成因。

    穿过宁芜矿集区的反射地震偏移剖面

        中国地质科学院2012年十大科技进展是从1025项执行项目中,经过院属各单位筛选、推荐的22个优秀项目中评选产生,代表了院最新研究水平,受到院士专家的重视和好评。李廷栋院士认为,成果丰硕,创新良多,效益显著,贡献突出;具体表现包括:(1)涉及学科多,几乎覆盖院所有学科领域;(2)项目来源广,有国家科技专项、973和863项目、国家自然基金项目、公益性行业科研专项、地质调查项目及横向项目;(3)涉及地区广,包括国内不同地区、亚洲大陆及毗邻海域,立足国内,面向全球;(4)成果水平高,取得不少重要的新发现和新认识;(5)社会经济效益好,有助于建设美丽中国。

                               中国地质科学院

                                2013年1月11日

    中国地质科学院2012年度十大科技进展

    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!

    我国三种新矿物获得国际认证

        2013年1月10-11日,中国地质科学院在北京召开了2012年度科技成果汇报交流暨十大科技进展评选会。来自国土资源部、教育部、中国科学院、国家自然科学基金委员会、中国地震局、中国石油化工集团公司等部门54位院士、专家组成的评选委员会,经过认真、严谨的评审和投票,评选出中国地质科学院2012年度十大科技进展和特别进展。 

      特别进展:深部探测技术与实验研究专项(SinoProbe)与国际同步

      中国地质科学院董树文研究员、李廷栋院士及深部探测专项团队在财政部、科技部支持,国土资源部组织实施下,成功实现了技术创新与重大科学发现的并举,完成了6000km深地震反射剖面,使我国进入国际深部探测大国的行列,建立了全国大地电磁参数网和地球化学基准网,实施的6口科学钻探获得重要发现,实现矿集区立体探测,关键地区地应力监测、岩石圈动力学模拟、大陆地壳结构与演化研究取得长足进展,探测仪器装备研制取得重要突破。专项被认为是我国由地质大国向地质强国转变的标志性重大地学计划,在世界地球科学领域具有很强的影响力,具有经济社会意义巨大创新价值,在大科学计划组织实施方面做了有益的探索,为实施“地壳探测工程”重大科技专项奠定了坚实基础。专项被两院院士评为 “2011年度中国科技十大进展新闻。 

    大漠中的地震探测

      2012年度十大科技进展:

      1、世界首幅数字化1:500万国际亚洲地质图编制完成

      我国地质学家主导编制数字化1:500万国际亚洲地质图,获得高度评价。地质研究所任纪舜院士研究团队在地质调查项目资助下,按照世界地质图委员会相关决议,联合欧亚20个国家130余位科学家,历时7年,共同编制完成1:500万国际亚洲地质图,在ArcGIS平台建立地质图空间数据库。图幅范围西起阿尔卑斯,东到马里亚那海沟,北至北冰洋,南到爪哇海沟,包括亚洲大陆、欧洲大部、非洲东部、澳大利亚西北部、菲律宾海、印度洋北部及西太平洋部分地区。国际评审委员会认为,1:500万国际亚洲地质图是当代地质编图杰作,具有里程碑意义。

    1比500万国际亚洲地质图

      2、Hf同位素填图揭示青藏高原南部地壳生长过程与成矿

      应用锆石Hf同位素示踪新技术,揭示青藏高原南部岩石圈结构、地壳生长过程及控矿作用,取得重要创新研究成果。地质研究所侯增谦研究团队在国家重点基础研究发展计划(973)项目资助下,通过Hf同位素填图,发现拉萨地体中央为前寒武纪微陆块,两侧为幔源物质注入的新生地壳;特提斯俯冲造山和印度—亚洲大陆碰撞导致微陆块发生垂向增生和侧向增生,对成矿金属来源和矿床分布产生显著控制作用。斑岩铜矿床产于新生下地壳区,矽卡岩型铁铜矿床发育在陆块内部及再造边缘,铅锌矿床则发育在残存的微陆块内部及边缘,深化了对碰撞造山带区域成矿规律的认识。

    青藏高原南部Hf同位素填图及成矿系统分布

      3、柴达木盆地古环境重建与成矿作用研究卓有成效

      柴达木盆地科学钻探工程揭示古环境变化与成矿过程。矿产资源研究所郑绵平院士研究团队在地质调查项目和国家自然科学基金联合资助下,在柴达木盆地东部获得1.17Ma以来高精度年代学数据和高分辨率古环境记录,揭示晚更新世晚期以前一百余万年处于凉温或偏暖湿的古气候环境;在柴达木盆地西部发现第四纪早期发育15期冬季风强盛的冷期沉积,在柴达木盆地中部发现冬/夏季风重要界线和柴中成盐突变带。合理厘定察尔汗含钾盐矿层,提出高山深盆多级盐盆地迁聚成钾模式,分析了三湖区第四纪生物气成因和控制因素,为柴达木盆地资源评价提供了重要依据。

    柴达木察尔汗盐湖第一个全取芯深孔QC-1岩芯略图

      4、青藏高原南部变质作用和构造演化取得创新性进展

        地质研究所大陆构造与动力学国家重点实验室张泽明研究员、董昕助理研究员团队在地质调查项目资助下,对拉萨地体的变质作用和构造演化取得了多项重要进展:在该地块北部发现约650 Ma的高压麻粒岩;在中部鉴别出曾被认为是前寒武纪基底实为三叠纪变质岩;发现地体东南部发育有高温、高压、高氧化度的埃达克质晚白垩纪紫苏花岗岩;确定了南部与冈底斯岩基共生的中、新生代高级变质岩与侵入体共同构成该岩浆弧的中、下地壳;厘定了地体北部安多地块自新元古代至侏罗纪的变质演化历史;揭示出南迦巴瓦变质岩系的古元古代和早古生代两期新岩浆变质事件。上述成果为全方位厘定拉萨地体的变质演化历史和成矿地质背景做出重要贡献,成果已在国际主流地学期刊发表,获得较高引用。

    青藏高原拉萨地体变质地质图

      5、发现一种新的金刚石富集类型——蛇绿岩型金刚石

        地质研究所大陆构造与动力学国家重点实验室杨经绥研究员为首的地幔岩研究团队在科技部、国家自然科学基金和地质调查项目联合资助下,在雅鲁藏布江的西段和缅甸的密支那地幔橄榄岩、丁青地幔橄榄岩和新疆萨尔托海铬铁矿中新发现金刚石等超高压矿物。项目组已在全球5条板块缝合带的10个蛇绿岩块中发现了金刚石等深部矿物,并在铬铁矿中发现原位产出的金刚石,其金刚石的C同位素值和矿物包裹体不同于金伯利岩型金刚石和超高压变质型金刚石。由此认为,确定了一种产在蛇绿岩地幔橄榄岩中新的金刚石产出类型,并命名为蛇绿岩型金刚石,从而开辟了金刚石勘查的新方向。

    蛇绿岩型金刚石的产地分布图

      6、井间跨度500米的电磁波探测与层析成像系统研制成功

      自主研发大透距地下电磁波探测与层析成像系统达到国际先进水平。地球物理地球化学勘查研究所高文利研究员团队在国家高技术研究发展计划(863)项目资助下,相继突破低频—大功率发射、高灵敏度接收、井中天线技术等关键技术,成功研制适用于钻孔间和坑道间工作的地下数据采集系统,同时研发科研样机及配套数据处理解释系统,形成了具有自主知识产权的大透距地下电磁波层析成像系统。测试检验表明,系统稳定可靠,井间探测距离可达500多米,能够精细探测盲矿及溶洞,为地质勘查提供了高分辨率技术设备。

    地下电磁波数据采集系统

      7、多元素形态分析技术突破展示出生态环境地球化学应用新前景

      发展溴、碘、砷、镉等有益有害元素形态分析技术,开创了元素分析地球化学新领域。国家地质实验测试中心李冰研究员团队在国家自然科学基金、公益性行业专项、地质调查项目联合资助下,采用高效液相色谱—电感耦合等离子体质谱联用技术,建立了元素价态、金属有机化合物、生物有效形态分析技术方法体系,包括高品矿泉水溴酸盐检测技术、碘地球化学调查方法、生物样品砷形态分析技术、植物样品镉形态分析方法,灵敏度高、检出限低,为生态地球化学调查和环境评价提供了重要的实验检测技术支撑,具有重要应用前景。

    镉胁迫对印度芥菜细胞超微结构的影响

      8、西藏阿里铜金矿科技找矿重大突破 

        发挥科技优势精心部署找矿勘探,在西藏阿里尕尔穷探获大型铜金矿。矿产资源研究所唐菊兴研究员团队在公益性行业科研专项和商业性勘查项目联合资助下,查明西藏阿里尕尔穷铜金矿床地质特征,研究成矿规律,新发现含锇自然铋、硫硒铋化物、碲硒铋化物、自然铁、锌铜互化物、铁铬镍互化物等特殊金属矿物,确定了矿床类型,建立了矿床模型。探获332+333类别铜资源量8.7万吨、共生金资源量27吨、伴生银资源量52吨,成为班公—怒江缝合带西段第一个达到详查程度的大型铜金矿床,实现科技找矿重大突破。 

    尕尔穷矿区照片

      9、中国侏罗—白垩系界线及海陆相地层对比研究新进展

        地质研究所季强、柳永淸研究员团队在地质调查项目资助下,通过对藏南地区9条海相侏罗—白垩系界线和辽西地区7条陆相界线地层剖面的研究,在藏南地区桑秀组底部获得了142Ma的年龄,表明国际侏罗—白垩系界线年龄值不会小于142Ma ,支持了国际地层委员会提出的145Ma的界线年龄;在冀北—辽西地区土城子组底部获得154Ma的年龄,在其顶部获得137Ma的年龄,表明侏罗—白垩系界线应置于土城子组内部。首次提出藏南地区海相侏罗—白垩系界线应置于柔扎组与桑秀组或甲不拉组之间,辽西地区陆相侏罗—白垩系界线应置于土城子组二段与三段之间,即置于真叶肢介—三尾拟蜉蝣间隔带之底,基本解决我国几十年来争论不休的侏罗—白垩系界线问题和海陆相界线地层对比问题。

    西藏浪卡子地区卡东桥侏罗—白垩系界线剖面

      10、深地震探测揭示长江中下游深部过程及构造岩浆成因系统

      矿产资源研究所吕庆田研究员团队在国家深部探测专项(Sinoprobe-3)和国家自然科学基金重点项目联合资助下,使用主动源和被动源地震探测技术,捕获到长江中下游成矿带深部动力学过程的关键信息。发现上地幔存在异常速度和各向异性结构;成矿带边界断裂附近地壳出现“鳄鱼嘴”构造,即上地壳逆冲,下地壳俯冲并穿过Moho直到上地幔顶部;发现下地壳反射同相轴密度与火山活动强度成正比,且在庐枞火山岩盆地之下发现反射各向异性和多级岩浆活动留下的地震学痕迹;发现地壳变形的不均匀性和地壳变形与岩浆活动相互作用的新证据。提出了陆内巨型成矿带形成的深部过程与构造岩浆系统新模型,即陆内俯冲增厚、岩石圈拆沉、基性岩浆底侵、新生地壳熔融并发生MASH过程,诠释了陆内巨型成矿带的成因。

    穿过宁芜矿集区的反射地震偏移剖面

        中国地质科学院2012年十大科技进展是从1025项执行项目中,经过院属各单位筛选、推荐的22个优秀项目中评选产生,代表了院最新研究水平,受到院士专家的重视和好评。李廷栋院士认为,成果丰硕,创新良多,效益显著,贡献突出;具体表现包括:(1)涉及学科多,几乎覆盖院所有学科领域;(2)项目来源广,有国家科技专项、973和863项目、国家自然基金项目、公益性行业科研专项、地质调查项目及横向项目;(3)涉及地区广,包括国内不同地区、亚洲大陆及毗邻海域,立足国内,面向全球;(4)成果水平高,取得不少重要的新发现和新认识;(5)社会经济效益好,有助于建设美丽中国。



    中国地质科学院2012年度十大科技进展