斑岩型铜金矿床是全球铜和金的重要供给来源，近年来，研究人员在多个与碱性岩浆岩相关的斑岩型铜金矿床中发现硫同位素具有时空分带特征，并且该特征与矿体品位变化相对应，这不仅为理解斑岩矿床形成机制提供了新的视角，同时也为找矿勘查提供了新的思路。全球范围而言，斑岩型铜金矿床多与钙碱性岩浆岩有关，然而，硫同位素是否也具有分带特征及其对成矿作用指示意义尚不明确。近期，中国地质科学院矿产资源研究所（以下简称“资源所”）孙嘉副研究员研究团队以西藏多龙矿集区多不杂斑岩型铜金矿床为主，兼顾区内多个矿床开展了系统研究，以此为解决上述科学问题提供新的证据。

研究工作首先根据地质编录与矿物学研究结果，查明了多不杂矿床蚀变矿物组合类型及分布特征，并将成矿作用划分为3个阶段。其中，早阶段与钾硅酸盐化蚀变和青磐岩化蚀变有关，中阶段与绿泥石-绢云母化蚀变有关，晚阶段泥化蚀变局部发育，同时产出大量石英脉、硬石膏脉和黄铁矿脉。通过对比铜金矿体数据，确定成矿作用主要产于钾硅酸盐化蚀变带，而绿泥石-绢云母化蚀变带也有部分矿质沉淀。在此基础上，对上述不同成矿阶段和蚀变的相关脉体开展了硫同位素研究，共采集100余件样品进行系统分析。结果表明不同蚀变类型、成矿阶段的硫化物δ³⁴S值具有明显差异，具体表现为：早阶段钾硅酸盐化蚀变（-4.8‰~-0.4‰）相比青磐岩化蚀变（1.2~4.8‰）具有更低的δ³⁴S值，中阶段绿泥石-绢云母化蚀变（-2.6‰~0.6‰）相比钾硅酸盐化蚀变具有更高δ³⁴S值，晚阶段三类热液脉体δ³⁴S值逐渐升高（-3.1‰~0.5‰，-2‰~0.6‰，-0.7‰~2.3‰）。综合流体包裹体、氧同位素数据和模拟计算推测，硫同位素的分带变化主要与沸腾作用和水岩反应有关，而矿质沉淀则主要由沸腾作用导致的流体降温所引发。此外，硫同位素分带与矿体品位变化对比显示，该矿床矿体富集部位硫化物具有更低的δ³⁴S值（矿体Cu品位＞0.2%，黄铜矿δ³⁴S（‰）＜-1，黄铁矿δ³⁴S（‰）＜0），表明硫同位素对圈定矿化中心具有重要指示意义（图1）。

同时，对多龙矿集区波龙、拿若、拿厅、拿顿和铁格隆南矿床开展的研究指示，硫同位素在矿床范围内也表现出一定的时空变化规律，并可为探讨温度、氧逸度等变化提供佐证。值得注意的是，矿集区内各矿床主要矿化阶段的硫化物均具有较低的δ³⁴S，表明该特征在类似矿床的找矿勘查工作中也可发挥积极的指示作用。

图1. 多不杂斑岩型铜金矿床铜品位分布与硫同位素变化图解

（a.黄铁矿δ³⁴S值；b.黄铜矿δ³⁴S值）

雷晓东（右）向专家介绍野外工作情况。

“我们在延庆的工作区域有一片正好位于2022年冬奥会的场馆规划区，通过测量，如果这片区域的地热资源符合开采要求，未来有可能为冬奥会冬季供暖需求提供清洁能源，为绿色办奥运提供支撑。”雷晓东满怀期待地说。

新年刚过，北京市地勘院物探研究室副主任雷晓东又接到了新的任务，1月17日，他所负责的延庆地区地热资源调查工作刚刚通过野外评审验收，剩下的主要是内业了。“我们在延庆的工作区域有一片正好位于2022年冬奥会的场馆规划区，通过测量，如果这片区域的地热资源符合开采要求，未来有可能为冬奥会冬季供暖需求提供清洁能源，为绿色办奥运提供支撑。”雷晓东满怀期待地说。

一

2008年7月，雷晓东从中国地质大学（北京）水文学与水资源专业毕业，进入北京市地质勘探院华清地热公司工作。刚一报到，他就前往内蒙古大草原，参加刚启动的《内蒙古东乌旗海勒斯台陶勒盖地区铅锌多金属矿普查》项目，主要工作任务是开展地球物理勘探，寻找隐伏矿产资源。

在大学里，雷晓东学的是水文地质，对地球物理勘探工作并不熟悉，因此在报到之前，他就买了许多物探专业书籍，专业上有什么不会的就学，不懂的就问，出发前他就做好了迎接挑战的准备。

项目组工作区域位于乌珠穆沁草原，与蒙古国接壤，水草丰茂、牛羊遍野，小说《狼图腾》的故事就发生在这里，被喻为草原上最后的“天堂”。风景虽然优美，但是对地质工作者来说，困难也不少，交通不便，补给困难，夏天的烈日蚊虫、冬天的暴雪狂风，都在考验着刚参加工作的雷晓东。

那段时间雷晓东从未有一日懈怠过，每天早晨5点多钟就起床，吃过早餐带上干粮，出野外采集高质量数据，往往要忙到天黑后才能回到驻地，晚上他还主动承担起数据处理任务。稍后空闲，他又捧起专业书籍，结合实际工作中遇到的问题一本本地啃。这样一干就是三个多月，雷晓东的辛勤努力和付出，让他有了飞跃性的进步，也得到了领导和同事们的一致认可，从一个物探新人迅速成长为项目组的技术骨干。

二

单位里比雷晓东年轻的同事都喜欢叫他“东哥”，提起他，大家总是异口同声地说：“东哥爱学习。”因为不是物探专业科班出身，雷晓东特别注重这方面的知识，他读了地球物理前辈刘光鼎院士、汪集旸院士、刘士毅先生以及其他多位著名学者的书，每天坚持看两篇专业论文、每周一篇英文论文，认真翻看单位物探前辈写的报告。工作之余，他还积极与国内物探领域的专家交流，主动向他们学习，与中国地质调查局的刘士毅先生就结下了深厚的情谊，并发表了多篇学术论文。除了专业书籍外，雷晓东还爱看历史书籍和名人传记，坚持学习英语，每天睡觉前和早起后，总会先看上几页书。

学习积累是一个长期的过程，往往一到关键时刻就能显现出作用来。2009到2010年，北京市地勘局引进了两套价值昂贵的进口勘探设备GDP-32Ⅱ型多功能电法工作站，主要用于地热资源勘探。当时大家谁都没有接触过这套设备，雷晓东勇敢站了出来，带领其他年轻的技术人员，认真研究使用方法，很快就掌握了操作方法，为后期的地质勘探与地球物理研究和实践工作提供了强有力的技术支撑。

原来的时候，物探数据采集和处理分别由外业和室内人员完成，室内数据处理的结果经常不能及时反馈给外业工作人员，造成了工作失误。为了提高工作效率，雷晓东严格要求自己，白天采集的原始数据，晚上一定要处理完毕、形成图件、分析研究，以便更好地指导并及时调整第二天的工作。

每次单位有新来的同事，雷晓东总不忘分享自己的工作经验：“眼过千遍，不如手过一遍，再仔细的观察也不如实地测量来得精准。”2011年，在实施《北京城市地质土壤调查与评价》项目时，为了取得合格的样品，雷晓东和同事深入密云、平谷和门头沟部分人迹罕至的深山中取样，至今手上还留有当时工作时的伤疤，“只是受了点轻伤，最可怕的是迷路，有些地方GPS会发生信号漂移，下山的时候一下子就找不到方向了，那样的情况下，就算是在北京也很危险，幸运的是，我们摸索着走了一段，又找到路了。”这些在野外遇到的危险，雷晓东很少讲，怕家人知道了担心。

天道酬勤，2014年，雷晓东考入中科院地质与地球物理研究所攻读博士学位，2015年，他顺利通过了地球物理勘探专业高级工程师资格认证。

三

“你们现在在什么位置？”2016年深秋，在前往延庆项目工作组的路上，雷晓东不停地打着电话询问，在田野间找了很久，还是没有发现工作小组的身影，过了一会儿才知道，原来当天上午的工作很顺利，原本要一天才能完成的工作只用了半天，大家决定抓紧时间转移到下一个测量点。

北京市地勘局党委的杜钰记得大约半年前，项目小组在大兴区工作，她随着领导去探访，往往是他们刚赶到一个地点，得知项目小组已经完成工作赶往下一个地点了，“花了两三个小时，我们愣是没有找到。”最后，领导放弃了，直接到项目组的驻地等着队伍收工。很多时候就是这样，项目任务重，时间紧，地质队员在野外必须争分夺秒开展工作，为了保证质量还要反复观察，很少能停下来歇息。

半个小时后，雷晓东赶到了新的测量点，工作组的厢式货车停在空旷的田野边，同事用铁锨铲出一个直径50厘米深5厘米的圆坑，雷晓东边用铁锤沿着坑边一根根敲入铁钎，边说：“用这种多功能电法工作站找地热资源，是目前用得最多也是最成功的方法。”而在不远处的野鸭湖附近，还有另一组地质队员，正带着仪器进行氡气测量。

2016年，北京市地勘院开展了涉热业务整合重组，成立了物探研究室，年轻的雷晓东挑起大梁，全面主持业务工作。

我们生活的地球是一个巨大的热库，从地表往下正常增温梯度是每1000米增加25~30摄氏度，我们熟知的温泉就是以水为介质把地球热量带到地表，现在也可以用钻探手段将地下几千米的热水引上地表，因此浅层地温能和水热型地热资源是可持续开发的重要清洁能源。2008年北京奥运会时，鸟巢国家体育场就使用了可再生地热能源，当时被认为是绿色奥运的重要部分，而目前京津冀地区采用浅层地温能供暖制冷面积占全国利用浅层地温能供暖制冷总面积的20%，是我国浅层地温能开发程度最高的地区之一。延庆地区具有丰富的浅层地热资源，地热水出水温度最高可达65摄氏度，能够达到供暖要求，在减少污染物排放上有着明显的优势。一谈起熟悉的工作，雷晓东就格外兴奋，“我们也希望通过对延庆这一区域的地热资源调查，找到最优质的开采区，不仅是为2022年的冬奥会也为整个北京提供清洁能源，为首都的蓝天贡献一份力量。”

伟大的事业往往离不开无数平凡个体的默默奉献，进行地热资源勘测时，多功能电法工作站往往只留下一个人看守仪器，监测数据，其他的组员则四散开去，开始各种测量。深秋的野外寒风刺骨，裹着军大衣还直哆嗦，“留守的组员不能离开，虽然挨冻，唯一的好处是离车近，能喝上口热水，在外面跑线的就只能啃几口干粮对付一下了。干地质工作吃这样的苦是经常的，大家都已经习惯了，就想着尽快把工作做完做好。”雷晓东说。

9月14日，中国地质调查局青岛海洋地质研究所山东半岛海岸带矿产资源综合调查与潜力评价项目岛陆地热水文钻探工作在山东省长岛县顺利启动。

据了解，项目组人员与山东省长岛县国土资源局经过前期协调与准备后，将设备入场并开始钻探工作。本次工作共包括地热钻探1处（285米），水文钻探8处（总进尺280米），主要目的是通过浅层地热钻探并配合物探测井、测温、抽水试验及水样采集化验等，查明工作区浅层热储的类型、分布、埋藏条件、渗透性、地热流体质量、温度及压力条件，地热井的生产能力大小，获取主要水文地质参数，查明该区浅层地热地质条件、水文地质条件等。

本次水文钻探获取的成果，将为进一步进行浅层地热资源、水资源评价及勘查开发区划提供基础资料依据。

2008年5月，四川汶川特大地震的余震尚未平息，中国地质科学院地质研究所大陆动力学研究室主任李海兵已带领团队站在了地震破裂带的起始点——映秀镇。每当青藏高原及邻区发生强震，李海兵总是第一时间奔赴野外现场，记录震区的每一条陡坎、每一道裂痕。“地震破裂是如何发生的？未来发展趋势是什么？后续有什么危险？只有回答好这些问题，读懂大地的语言，才能真正为百姓宜居撑起安全保障之伞。”这成为他三十年科研生涯的最佳注脚。

探索地震活动密码

了解李海兵的人都知道，他有着与生俱来的科研天赋：越是复杂和未知的地质现象，越能点燃他求知的火焰。从中国地质大学（武汉）毕业后，他加入中国地质科学院地质研究所，师从著名地质学家许志琴院士，开启了与青藏高原的不解之缘。祁连山的褶皱、东昆仑的断裂、喀喇昆仑的岩层，都成为他解读地球演化的密码本。进入21世纪，青藏高原发生多次强震。2001年11月14日，东昆仑8.1级大地震发生，李海兵第一次被大地震的破坏深深震撼。“几十秒内，大地被撕裂数百公里；不同断裂为何能同时破裂？”这些疑问如烙印般刻在他心里，也让他将研究方向锁定在青藏高原地震机制与迁移规律上。从此，哪里有强震，哪里就有他的身影。从东昆仑到新疆乌什，从四川汶川到青海玉树，他踏遍青藏高原及邻区13次强震现场，冒着余震、滑坡、泥石流等危险第一时间冲进震区，与时间赛跑，抢抓第一手数据。“印象最深的还是汶川地震，当时考察组每个人心里都憋着一股劲：一定要揭开地震真相，绝不能让类似的悲剧再发生。”回忆起当时的情形，李海兵至今历历在目。作为科考队长的他，带领团队沿着300多公里长的龙门山断裂带由南西向北东前行，白天靠着两条腿跋山涉水、翻越滑坡体，时不时还要躲避从高处滚落的巨石，不放过任何一处可能的地震活动遗迹；晚上则在帐篷内加班加点整理分析资料，裹着睡袋打个盹儿就又开始新一天的工作。最终，经过连续一个多月的考察和分析，获得了大量宝贵的原始资料，及时形成对发震机制的认识，为汶川地震断裂带科学钻探的实施奠定了坚实基础。想要真正认识和了解地震的形成机理、力学过程，不能仅靠观察地表破裂，还要读懂地球深部的语言，通过钻探了解地下深部地震残留下的温度信息和物质信息等，向地下进军。汶川地震后，国家重大科技专项“汶川地震断裂带科学钻探”工程正式启动，李海兵出任总地质师。从此，钻探现场成了他的第二个“家”——在钻探实施的8年中，他大部分时间留在现场关注钻探情况和岩心特征，甚至在钻探现场度过了4个春节。

高原上的地质人生

“地质工作的主战场永远在野外。”这句朴实的话语，是李海兵三十余年科研生涯的真实写照。从青葱岁月到知天命之年，他的足迹踏遍青藏高原每一处地质奇观，被同行称为“高原上的拼命三郎”。上世纪90年代，中法第二轮国际合作项目“东昆仑岩石圈缩短机制”开始实施，它不仅承载着解析地球演化密码的科学重任，更是中国地质学走向国际舞台的重要契机。作为项目野外地质考察工作的主力，平均每天奔波十几个小时。在一次野外考察返程时，原本仅没过膝盖的河水因冰川融水暴涨至半人高。面对冰冷的湍急水流，他将珍贵的岩石标本紧贴胸前，头顶着防水包裹的考察笔记，毅然踏入刺骨的激流。忆及往事，他坦言：“当时心里只有一个念头：护送样品和记录本要紧！”2003年深秋，海拔5000多米的阿里无人区见证了一场惊心动魄的生死考验——连续四个月的高强度科考工作让李海兵轰然倒下，急性肺水肿将他推入生死边缘。医生们经过几周的接力抢救，才将他从鬼门关拉了回来，却也不可避免地留下了肺部纤维化的创伤印记。主治医师指着CT片上的斑驳阴影发出最后通牒，禁止他再上高原。但次年春天，这个“不听话”的病人再次整装出发，身影融入了青藏高原连绵的山脉中。像这样的“冒险故事”在李海兵三十多年的野外工作中还有很多，有些甚至他自己都忘了，团队成员却记忆犹新：“李海兵老师在玉树地震调查时陷进沼泽泥潭，差点就没过胸。”“跟着李老师，我们还见过野外的棕熊。”“在西藏羌塘无人区开展综合调查时，李老师和我们一起徒步越岭、踏冰涉水，遇到暴风雪了还要鼓励大家。”透过这些记忆碎片，一个矢志不渝、把论文写在祖国大地上的地质人形象愈发清晰。

科研报国筑安澜

三十载寒暑更迭，李海兵带领团队在青藏高原构造地质研究领域取得了一系列具有国际影响力的创新性成果。他带领团队揭示了阿尔金、东昆仑、鲜水河、龙门山等青藏高原主要断裂带的几何展布、断裂组合和地震危险性，加深了地震机制关键科学问题的认识，大大提升了对青藏高原强震活动性规律的认识。凝聚他无数心血的“汶川地震断裂带科学钻探”工程像一枚打入地底深处的探针，时刻传递着大地的脉动。这口科钻井取得了许多标志性成果，李海兵对此如数家珍：“我们第一次记录到大地震后断裂快速愈合信息。就像人体伤口结痂再生，断裂带愈合后才能重新积累能量，为下一次地震孕育创造条件。”“通过长期监测，发现了世界上最低的断层有效摩擦系数(≤0.02)，改变了‘断层摩擦系数通常为0.6-0.8’的传统认知。这表明自然界断层滑动存在特殊的弱化机制，使断层在特定条件下几乎‘失去’摩擦阻力。”……这些成果不仅深化了对地震物理过程的理解，也为防震减灾提供了新的理论基础。如今，李海兵及其团队已经在地震滑移机制和破裂过程等方面取得重大突破性进展，完善了地震断裂理论。确定了龙门山断裂带易发生大地震的粘滑型断裂和不易发生大地震的蠕滑型断裂。厘定了高原大型断裂带（阿尔金断裂西段、东昆仑断裂西段与中段、鲜水河断裂带、龙门山断裂带等）活动性及其未来强震危险性，评估了未来强震危险区并得到地震实例的验证，为中长期地震预测提供了重要经验。作为一名新时代地质工作者，李海兵紧密围绕国家重大需求开展研究，开展国家重大工程重要区段1∶5万专题地质调查填图工作，基本摸清了区内不良地质体的规模、分布范围及展布规律，精准服务和支撑了国家重大工程规划和建设。时代的浪潮奔涌向前，从不辜负每一位奋勇拼搏的追光者。2025年4月28日，庆祝中华全国总工会成立100周年暨全国劳动模范和先进工作者表彰大会隆重举行，共有1670名全国劳动模范和756名全国先进工作者受到表彰，李海兵榜上有名。“这份奖励将激励我永葆初心，继续前行。”刚刚捧回荣誉，李海兵就已经计划起了下一步的工作。“将重点放在鲜水河断裂带的地震机制研究与综合监测体系建设上，构建龙门山-鲜水河断裂带四维综合观测系统，形成全球首个三维空间与时间维度融合的四维观测体系，为探索地震预测可能性提供新型科学范式。”在青藏高原的晨曦中，李海兵又一次整装出发。三十载科研征程，刻下的是皱纹，不变的是初心。他身后，是祖国大地的脉动；他面前，是永无止境的地质探索。

供图：中国地质科学院地质研究所

2024年，中国地质调查局北京探矿工程研究所开发完成钻探工程远程监测系统V3.0版，与中国地质调查局探矿工艺研究所、中国地质调查局廊坊自然资源综合调查中心合作，在全国油气重点调查区战略性矿产调查评价项目“川马页1井”和东部地区战略性矿产靶区查证技术支撑项目“冀承页1井”中成功部署应用，取得积极成效。

该系统可实时采集井深、钻压等21个钻井工程参数，采集出入口流量、温度等15个钻井液参数和全烃含量、硫化氢等15个地质参数，具有设备小型化、网络安全云端化、传输方式多样化和感知实时化的特点。系统可将采集的数据传回数据中心进行快速、系统地分析，为现场工程师提供即时预警与施工优化建议。项目负责人、管理人员可随时通过Web端和移动端服务掌握机台作业情况和钻井参数，实现对钻探施工过程的全面精准管理，大幅提高了钻探作业效率和指挥效能。

图1 钻探工程远程监测系统在川马页1井应用

图2 钻探工程远程监测系统在冀承页1井应用

近日，北京探矿工程研究所（以下简称“探矿工程所”）研制的射流取心工具在5200米井深地热科学探井—福深热1井实现花岗岩高效钻探取心，有效支撑了该地区深层地热勘探开发工作。

探矿工程所研制的TK-178射流取心工具集射流单动、非晶态内涂层、高效岩心抓取及高温高效硬岩取心钻头技术于一体，有效解决了裂缝带多易堵心、地层温度高、岩心可钻性差等技术难题。项目团队使用该工具在1800、3200、4600及5100余米等井段共开展地热花岗岩取心11筒次，取心进尺77.58m，采获岩心73.83m，岩心采取率高达95%，机械钻速达3m/h，得到了合作方高度评价，为我国深部地热硬岩取心提供了宝贵经验。

福深热1井使用的钻头及获取的岩心

近日，中国地质调查局海口海洋地质调查中心（以下简称“海口中心”）生态修复综合调查团队在晚白垩世岩体形成条件方面取得新进展，相关成果以“Investigation of rock genesis and geodynamic significance based on Sr–Yb granite classification and geochemical characteristics: A case study from Guangxi, China ”为题发表于SCI期刊《Heliyon》（中科院分区3区，IF=3.4）。

该研究通过岩石学、年代学和地球化学等方法，对广西博白地区内花岗岩成因、地球动力学意义和钨锡成矿作用进行探讨，进一步加深了华南地区花岗岩的认识，同时对钨锡成矿及找矿方向提供了参考。

花岗岩是下地壳部分熔融形成的岩浆在上升侵入浅层地壳中固结形成，其源岩能决定花岗岩地球化学特征及分类体系，因此能依据地表花岗岩的地球化学特征反演下地壳。这也是大陆型花岗岩在地球动力学上的重要意义。根据埃达克岩的形成启示，前人通过收集近6000个数据，对世界上已知的花岗岩进行数据统计，提出了按照Sr、Yb的排列组合的花岗岩分类方式，划分出5类花岗岩。本研究以中国广西博白地区作为研究区域，区内出露晚白垩世侵入岩，根据岩石结构特征、侵入接触关系和岩石形成年龄划分为γπK2、ηoπK2两个侵入单位，主要岩性为花岗斑岩和石英二长斑岩。

研究结果显示，根据Sr-Yb花岗岩分类探讨地球动力学意义，主要有以下6个方面：一是确定下地壳不同的变质相：花岗岩是来源于变质岩的深熔作用，变质岩发生部分熔融形成熔体，熔体转变为花岗岩；二是确定下地壳的变质岩性质，石英二长斑岩为基性麻粒岩，花岗斑岩的源岩为长英质麻粒岩；三是反映出研究区下地壳底部为热地壳；四是下地壳底部流体分布情况：区内矿床分布零星，且规模较小，流体不太发育；五是石英二长斑岩属于低Sr高Y型，此时的地壳厚度为正常地壳（30-40km）；花岗斑岩属于极低Sr高Y型，此时的地壳属于减薄地壳（＜30km）；六是下地壳变质岩时代可能为中元古代古老地壳物质。同时根据钨锡矿床的特征，本研究对钨锡找矿方面进行了分析，认为钨锡矿床应该在围岩温度为300-500℃的区间内进行，且应重点分布在沉积岩接触带或构造断裂带附近。

该研究得到中国地质调查项目（“海澄文”海岸带自然资源综合调查：DD20230414，惠州-汕尾海岸带自然资源综合调查DD20230415）的资助。