谢桂青（左）在野外勘查

1975年出生的谢桂青，1994年考入长春地质学院，从大学学习地质学专业，在中国科学院地球化学研究所攻读矿物学、岩石学、矿床学专业研究生，直到2003年博士毕业进入中国地质科学院矿产资源研究所工作，地质似乎是他命中注定的一份事业。

脚踏实地，努力实现找矿突破

自参加工作以来，谢桂青承担了10多项科技部、国家自然科学基金委和地质大调查项目，迅速成长为科技骨干。

铜矿是我国紧缺矿种之一，斑岩—矽卡岩型铜矿是我国主攻的找矿类型。针对制约找矿的科学问题，在前辈指导下，谢桂青开展了不同维度下的斑岩—矽卡岩型铜矿矿床模型与预测的调查研究。

2003年~2007年，谢桂青依托中美矿产资源评价等项目，开展了全球和中国斑岩铜矿的成矿规律的调查研究，收集了全球1886个铜矿床的地质资料，并将全球分为14条重要铜矿成矿带，建立起不同类型矿床的描述性矿床模型，为我国矿业“走出去”提供了重要信息和技术支撑。

秦岭是全球最大的钼矿成矿带，但铜矿找矿一直未取得重要突破。2009年~2011年，谢桂青带领团队与西北有色地质勘查局的地质队合作，厘定了陕西省山阳县池沟为南秦岭首例斑岩铜矿床，推动了南秦岭铜钼矿的找矿突破。

在地质找矿过程中，人们较多地关注成矿带和典型矿床的调查研究，但对矿集区的成矿模型研究较少。自2003年起，谢桂青团队就一直以我国矽卡岩铜铁矿床最集中的地区——湖北大冶矿集区为研究对象，最终建立起大冶矿集区的成矿模型，拓宽了铜矿的找矿方向。

近20年来，谢桂青带领团队跑遍了50多处大大小小的老矿山。他早已记不清有多少个节假日是在井下度过的，让他印象最深的是2008年的端午节，当时，谢桂青正在湖北省大冶鸡冠咀金铜矿地下470米深处开展剖面测量和采样。突然，停电了，漆黑的巷道让人心生恐惧，手电筒因进水也无法正常使用。他和矿山工程师背着样品，摸黑走了近2公里，硬是从掌子面走出了巷道。回想当初的情景，谢桂青感慨地说：“见到亮光时，心里突然有一种重见天日的喜悦，这让我更加深刻体会到了地质人的‘三光荣’精神。”

披荆斩棘，勇攀地质科学高峰

矽卡岩矿床，又称接触交代矿床，是在中酸性侵入体和碳酸盐岩类等岩石的接触带及其附近，由含矿热液交代作用形成的高温热液矿床。

我国碳酸盐岩地层特别发育，是全球矽卡岩矿床规模最大和数量最多的国家之一。矽卡岩矿床以品位高为主要特征，是经济价值较大的矿床类型。前人对矽卡岩矿床的成矿机制开展了大量研究，但斑岩—矽卡岩矿床与低温矿床之间是否有成因联系，是一个未解决的关键科学问题。

工作10多年来，谢桂青主要开展高温矽卡岩矿床调查研究，从未接触过低温金锑矿床。直到2014年，他主持了又一个国家重点基础研究发展计划（973）项目之子课题“低温成矿与深部作用的关系”。

地质工作是个良心活。除了脚踏实地的科学研究，没有任何捷径可走。接到任务后，谢桂青带领项目组和研究生迅速开展了湖南中部低温金锑矿床的野外踏勘，并研读了大量国内外资料，提出了工作模型，计划在低温矿集区寻找高温矽卡岩矿床。

虽然面临较大的困难，但谢桂青团队没有退缩。经过近5年的努力，他们找到了大量证据，并提出湘中低温矿集区有高温远端矽卡岩钨矿床，建立起与壳源岩浆有关的矽卡岩钨矿床﹢低温金锑矿床组合模型。

2018年底，以中国工程院院士陈毓川为组长的课题评审专家组认为，“低温成矿与深部作用的关系”课题在低温金锑矿床与岩浆热液钨矿床具有成因联系的矿床组合模型等方面取得了创新性成果，并将该课题成果评为“优秀”。

受此成果的启发，谢桂青带领团队还开展了长江中下游成矿带矽卡岩铜金矿外围的低温金矿床调查研究，查明矽卡岩铜金矿床外围的低温金矿床是远接触带低温金矿床，是长江中下游成矿带新的矿床类型，与矽卡岩铜金矿床属于同一成矿系统，并建立了与壳幔混源氧化性岩浆有关的幔源矽卡岩铜金矿床﹢远接触带低温金铊矿床组合新模型，指引在矽卡岩成矿系统中发现红铊矿和铊矿化。

孜孜以求，瞄准矿床模型前沿

选择了地质事业，就意味着担负起国家的重托。为了更好地完成项目任务，谢桂青经常深入一线开展地质调查，少的十几天，多则几个月。面对亲人和家庭时，他只有深深的愧疚和自责。

谢桂青没有辜负家人的理解和支持。2012年，谢桂青成为中国地质科学院资源研究所最年轻的博士生导师。从此，谢桂青肩上更多了作为园丁的重任。“我希望自己是个合格的领路人。”

除了做好自己的科研，谢桂青的另外一件大事就是把研究生培养成地质科学复合型人才，根据每位学生的特点，扬长避短，力争让每名研究生都能取得一些创新性成果。谢桂青每年都会带着研究生开展野外考察，亲自教他们做野外路线调查、岩心编录和系统采样，带领他们真正把“论文写在祖国大地上”。

谢桂青说，矿床学的目的就是要发现在现代经济技术条件下可以开发利用的石头。地质学科既要加强基础研究推动理论创新，也要面向国家重大需求。因此，地矿科技工作者必须投身到野外一线，围绕找矿勘查开展调查研究。

20多年来，为了唤醒深埋在地下的宝贵矿藏，谢桂青带领团队跋涉于崇山峻岭，攻坚克难，赢得了一项项荣誉：国家自然科学二等奖，省部级科技成果一等奖、二等奖，2019年获得国家杰出青年基金资助……

上天不易，入地更难。面对目前的矿产资源形势，寻找深部富且大的矿体已成为我国未来矿产勘查的重要方向。“随着地质工作程度不断加深，找矿难度日益增大，我们急需加强矽卡岩矿床的立体成矿模型研究。”谢桂青说。

如今，谢桂青的下一个科研目标已经锁定——以斑岩—矽卡岩矿床为研究对象，向矿床组合模型研究这一世界科技前沿发起进攻，提出深部矿体有效找矿标志，实现紧缺矿产的找矿突破。

英国海滩实景玻璃门

英国滑坡事故应急

●英国地质调查局未来10年科学计划提出了去碳化与资源管理、适应环境变化、多重灾害与风险等三大科技挑战。

●通过监测与预测、地质环境压力研究、资源环境恢复力研究和环境治理等工作，为人类社会基础设施和生物系统突发变化的脆弱性提供创新解决方案。

●开展多重灾害系统研究、灾害数据采集和可视化、灾害风险分析和风险的传播等工作，帮助提高自然灾害发生时的生存率和恢复力。

●继续开展海底观测站、火山观测站和地质灾害全球信息基础设施等其他研究基础设施的建设。

2018年10月，英国地质调查局更新并细化了2014年发布的《通往地球之门——英国地质调查局未来10年科学计划》。多年来，英国地质调查局在应用地球科学领域，在感知、认识和预测地球活动方面，为全球提供先进的研究解决方案，并在过去4年里取得了如下进展：位于柴郡和格拉斯哥的英国地球能源观测站的两个试验台使用高性能传感器系统和数据智能，实现从3D地质图和模型产品向实时地球科学数据信息转变，同时还为发展中国家处于各种复杂环境中的社区提供科学的全球化支持。

未来10年，英国地质调查局将迎接三大科技挑战：去碳化与资源管理，将为减排和能源生产、利用、分配的合理化，探讨地球科学解决方案；适应环境变化，将在自然环境和建成环境中，探寻可帮助我们适应环境变化的地球科学；多重灾害与风险，将调查地质灾害（干旱、洪水、山体滑坡、地震和火山爆发）如何影响人类的生命及财产安全，并提供能够确保恢复力和可持续性的解决方案。英国地质调查局预计未来10年将获得超过6亿英镑的资金用于开展各项研究活动，使最新科学战略能够提供专业、公正、创新的科学解决方案，在政府、公众、行业中发挥更重要的作用。

1 去碳化与资源管理

在英国及其他地方，实现电力生产、供热、交通运输和工业等领域去碳化是一项重大挑战，涉及关注地下和地球科学，如碳捕获、利用与封存，地下储能，地热能，低碳关键原材料和放射性废物处理。英国地质调查局将研究不同去碳化技术的可行性，同时对矿产与能源管理的需求进行审查。本项挑战确定了5个主题和17个子主题：

地质处置——放射性废物。高强度放射性废物（高放废物）的长期安全管理对核工业发达国家来说是一项日益严峻的挑战，并且随着核能在未来能源结构中发挥重要作用以应对能源去碳化，这一挑战将持续存在。对高放废物进行长期管理最主要的方法是深部地质处置，英国地质调查局正与合作伙伴着手解决关键的科学问题，包括应力状态、埋存历史，以及断层和裂缝的产生和行为带来的影响。其中，选址问题和地质环境息息相关，需要确定和评估可能对储库体及其周围地质、地表环境的长期完整性带来影响的地球科学因素，对论证选址安全性至关重要；需要了解近场（地质特征、水文地质动态）和远场（板块构造、气候）过程，以综合理解地下演变过程，以便对高放射性废物的长期安全性进行科学合理的评估。

地质处置——碳捕获与封存。碳捕获与封存技术被广泛认为是英国实现去碳化目标的关键技术。主要挑战包括降低碳捕获与封存经济模型的不确定性，降低整个供应链的风险，以及调查公众对碳捕获与封存的态度。这项工作中最根本的是要选择和表征那些能够预计实现永久密闭的地质场所，英国地质调查局将继续领导二氧化碳储库的选址和表征方面的工作，以识别英国可供封存开发者使用的场址资源。预计二氧化碳封存的部署速度将在未来20年内迅速增加，同期，随着油气田停产，预计石油和天然气基础设施将可用于二氧化碳封存。在不久的将来，了解未来封存需求（时间、地点、数量）和基础设施再利用的机会，可能是重中之重。

能量储存。包括储热、盐穴储能、地层储能、抽水储能。其中，在地层储能方面，将热量、气体或水注入多孔地层用于储热或储气，以减缓可再生能源生产的短暂波动带来的影响，并提高其供应的安全性。地质资源研究将与热量、水文地质、机械、化学和微生物研究同时进行，利用格拉斯哥和柴郡的英国地球能源观测站及其他地方的设施，评估一系列注入剂、压力、循环率的密闭性能、优化效果和发生泄漏的可能性。关于抽水储能，将开展适当的地质、岩土工程和地震学研究，以了解不同规模抽水储能的资源潜力。

清洁能源—供热—制冷。包括浅层地热、深层地热、海上选址三大内容。其中，在浅层地热方面，英国在利用浅层地下能源方面具有相当大的潜力，如开采低位热能、制冷和跨季节蓄热、开发区域供热网络、减少国内天然气消耗、缓解燃料短缺等方面。英国地质调查局通过利用格拉斯哥的英国地球能源观测站和其他设施，将开展对地质和水文地质系统以及热能性质的研究，以准确描述相关资源，并验证系统的潜在性能以支撑管控。而在深层地热方面，英国也具有开发此类资源的潜力，英国地质调查局将通过资源调查以及对烃源岩的裂缝、地球化学、水文地质、热性能的详细理解，将对直接从岩浆中提取热量以提高转化为电能的效率进行研究，来降低该行业的风险。

低碳世界的地球资源。一方面，英国地质调查着重研究烃类层系中的常规和非常规能源，将继续提供陆上和海上烃类层系的地质填图，并继续优化资源利用的热量、水文地质、机械、化学和微生物研究。同时，将继续开展降低未来勘探成本的大数据分析。如果政府允许开展此项活动，则柴郡的英国地球能源观测站还将进行一系列与页岩气水力压裂相关的实验和基线地下研究。另一方面，将研究低碳经济所需的关键金属，如一些金属原材料（钴、重稀土元素和铂族金属）等对低碳能源转型（电力和运输方面）发挥重要作用的主要金属的来源、迁移进行研究。同时，将利用现有的海洋钻探基础设施重点研究在岩浆热液矿床中的关键金属及其与全球构造的联系，进而实现对未来开发深海监测站点（“潜水艇”）的目标。此外，还将开展原材料库存及流动方面的课题研究，包括初级和二次资源的分布地点、产量与产地、精炼与消耗地点，以及初级（开采）资源与二次（可循环）资源如何交互，将继续全面监测全球矿产生产、贸易流量、矿产统计数据以及相关的分析和情景开发，包括循环经济、原材料供应安全和关键问题，除了国内，重点关注英国和欧洲。

2 适应环境变化

适应是对环境变化的响应，致力于降低人类社会基础设施和生物系统对突发变化的脆弱性。例如：即使温室气体排放量在相对较短的时间内稳定下来，全球变暖及其影响仍将持续很多年，必须加以适应。在发展中国家，适应气候变化尤其重要，因为它们可能首当其冲受到全球变暖的影响。在本项挑战中确定了四个主题和15个子主题，包括地质环境压力、表征资源恢复力、监测和预测、环境治理等方面：

其中，在地质环境压力方面，英国地质调查局将启动一些研究，探究水、陆地和海洋资源以及相关生态系统之间的多种压力是如何通过地上、地下环境系统，从而交互和级联的。这将促使包括水文地质学、土壤科学和滑坡建模在内的传统科学领域结合到一起，也将促进应用新的地表和地下监测技术、传感器技术和建模方法，研究未来如何可持续地管理这些压力组合。同时，作为可持续发展的一部分，将开发一种全系统化的方法途径来利用和管理地下空间。通过与世界各地增长型城市（包括英国、印度、越南）开展合作，该方法将有助于释放城市地下空间的经济潜力并最大化地为城市地下空间提供服务，不仅关系风险管理，也关乎增长所需的资源。此外，海洋对英国至关重要，蓝色经济既为资源勘查、经济活动提供了新的机遇，也为环境可持续性与海洋生物资源研究提供了机遇。英国地质调查局将制定一项名为“潜水艇”的新提案，将应用先进的勘探和环境自主机器人技术，以提高英国在最大限度利用海底地质环境方面的能力。

在表征资源恢复力方面，英国地质调查局将开展调查、数据收集、建模和解译，以评估变化和减缓不良情况。在整合所有海洋部门数据的基础上提供工具，为不同的应用型问题提供解决办法，为有效传播海洋空间数据提供协助，以支持海洋空间规划的制定并协助制定政策。同时，将在水质和水量、废物管理、交通和能源基础设施开发等方面对地下条件进行评估，从而为英国国内外铁路、公路、管道、隧道基础设施以及农村地区恢复力的发展提供支持。

在监测和预测方面，英国地质调查局将开发综合环境监测和传感系统，这些系统经过优化，可以测量与环境变化相关压力的参数和性质，以及测量这些压力如何随着时间的推移影响不同的环境区划。开发的系统将能够容纳下不同类型的环境数据（物理、化学、生物、行为）并包含对这些数据各种形式的表征（定量、定性、可变频率、精度和准确性）。同时，开发必要的工具来表征环境特征，以及测量变化和对干预措施的响应。

在环境治理方面，英国地质调查局将开发面向政策制定者和执行者的信息传播方法，为环境变化的减缓、适应、环境恢复力方面有效决策的制定提供支持。这是英国地质调查局科学研究的服务“前线”，涉及新的社会科学进展、新的伙伴关系，以及与公众、政府和机构的互动，为政策的制定和实施、经济的增长、民生福祉的增进提供支持。

3 多重灾害与风险

自然灾害（干旱、洪水、滑坡、地震和火山爆发）对经济增长、建成环境、生活和生计具有重大影响。世界范围内正在收集有关自然地质灾害的数据，并且在整合这些数据之后，可以进行更好地预测，而与社会科学家合作将使灾害信息转化为决策者和公众需要的风险信息。《英国地质调查局未来10年科学计划》在这方面确定4个挑战主题和10个子主题。

在多重灾害系统方面，由于许多灾害过程，如地下水灾害、地磁感应电流或火山灰都集中在流体物理现象上，为此，英国地质调查局将推进英国和国际上对“单一”灾害过程（例如岩崩或地震）的监测、分析和特征描述方面的技术发展，同时对多重灾害表征和级联效应之间的交互作用进行多个科学家群体的整合研究，以更好地提供灾害现状报告或灾害预测，提供灾害或多重灾害的发生概率、分布和规模方面的定制信息。

在风险分析方面，英国地质调查局启动研究灾害或多重灾害对暴露人群、社区及其资产的影响、脆弱性等，该分析用于研究在灾害事件中什么事物是可能损坏或丢失的，侧重研究处于风险中社区的社会属性和经济属性，以及他们的房屋或基础设施等实物资产。

在风险的传播方面，英国地质调查局将启动研究，增进对处于风险中的社区或社会（或其代表）的了解，从而实现行动或行为模式的改变。这些研究的一个重点是与受灾害影响的社区合作，特别是开展国际合作。这项工作的开展可能需要物理和社会科学家越来越多地联手。

在多重灾害数据科学研究方面，英国地质调查局将在灾害或多重灾害事件及其过程和影响的相关观测或监测数据采集和管理方面进行创新，将通过欧洲板块观测系统和极限地球项目数据管理平台进行商业安排。其中，可视化将包括在面临复杂的多重灾害的发展中国家应用智能手机和众包技术。英国地质调查局强调对基础设施研究的重要性，强调大型研究基础设施有助于提高调查、监测和实验的能力，吸引全球科学和专业人才，并有助于创新、实现商业化、扩大就业和促进经济增长。通过建设和使用基础设施，将形成对基础科学的支撑，进而推进国家公益科学与研究线路的整合。这也意味着制图和建模将从静态3D到动态4D实现跃迁式变化，并将越来越多地发布实时数据。而所有以上挑战，尤其是全球性灾害和风险，需要统计、预测和预报、人工智能和创新数据存储各方面的计算机科学专家，需要更加关注社会科学并与社会科学家进行更加深入地融合交流。对此，英国地质调查局将探索招聘社会科学家的方式，以及拓展合作伙伴关系和新模式，例如外包和全民共享。

4 迎接地质调查科技挑战

“第四次工业革命”的特点是技术融合，包括对机器人技术、人工智能、纳米技术、量子计算、生物技术、物联网、5G移动数据、3D打印和全自动驾驶汽车的融合。为此。英国地质调查局将创建一个新的综合信息“操作系统”，以持续地为全球地球科学的云平台提供信息，彻底改变数据的提供、预测和预报模式——并支持上述三大科技挑战和其他世界级的地球科学挑战。同时，利用新的操作系统和知识将这些数据集结合起来，提供从城市到大陆边缘各种比例尺的地质系统尖端信息。英国不同地区的经济驱动力正在迅速发展，英国地质调查局将开发各种途径为特定地区的需求提供最适合的定制信息，同时确保国家的地球科学框架得到加强。在国际上，将在英国海外发展援助计划的范围内与伙伴国家展开合作。具体来讲，英国地质调查局将开展包括数据科学和数据基础设施、建模、区域地质调查、新一代英国国家地质模型、地球科学和社会等方面的战略研究工作。

其中，在数据科学和数据基础设施方面，通过新数据和采集技术，显著提高影像的拍摄和传输能力，以更好、更详细地表征环境和地质体，并提高时间分辨率。其中一些技术将是新颖的，需要新的遥测技术或转用其他领域及行业获取的技术，从更深的地下探测信息。

在区域地质调查方面，将在英国和国际上启动地区层面的项目，将与各地区特有的一系列工业和可持续发展挑战相关联。比如：东北走廊项目，该项目将支持矿产、基础设施（公路和铁路）、建成环境、可能的氢经济、碳捕获与封存和页岩气工业网络。这些定制项目将与英国的区域产业战略、地方增强基金以及工业利益相关者的需求密切相关。类似的以工业为重点的项目将在英国和其他国际区域开展。这类区域工作将在英国的国家层面进行协调，以确保数据集之间的一致性，保证连贯性和在国家尺度上理解一致。

在地质模型方面，将开发新一代英国国家地质模型，重点关注英国的浅层地下模型和基岩体元模型。这些模型将建立在现有数据的基础上，并结合正在进行项目的新数据，特别是聚焦区域的地质调查数据。例如：新的英国浅层地下模型旨在开发用于模拟浅层地下结构和性质的新方法。通过使用地貌形态测量和数据分析技术，将推动地球科学的发展，形成对当前浅层地下模型的支撑，以期为未来开发增强型模型，发布新产品。此外，一个结合浅层和深层、区域和国家的地质模型，将提供可供外部利益相关者用于改进决策的3D框架；而对地面和地下传感器网络的不断改进和开发部署，将能够使所提供的数据从3D走向4D。

（作者单位：中国地质调查局发展研究中心）

黄铁矿是地壳中最常见的硫化物之一，热液矿床中的黄铁矿常发育多阶段多世代的复杂结构。含砷黄铁矿与金成矿密切关系，但由于黄铁矿的As含量变化导致其反射率差异较小，在光学显微镜下难以观察，如何快速且非破坏性揭示黄铁矿成分和结构的不均一性是后续研究的重要基础。

中国地质调查局矿产资源研究所朱乔乔副研究员和谢桂青研究员，与国际矿床学家、矿物学家Cook NJ合作，以湖北狮子立山矿床中的黄铁矿为研究对象，发现数字图像处理技术中的伽马增强法能够放大黄铁矿颗粒尺度反射率的差异，且增强后的照片与背散射电子照片（BSE）在亮暗程度上呈镜像关系（图1）。相比传统的方法（化学蚀刻和染色法），此方法具有操作简便（在常见的数字拍照软件上即可实现）、效率高和无损伤的优势，这一发现将极大地推进黄铁矿和其他矿物结构和成分的研究，减少对于扫描电镜的依赖性，从而节省大量的实验经费。

同时，研究还发现As进入黄铁矿可以导致其拉曼光谱曲线中的谱峰位置发生偏移（图3），且As的含量与其峰值的偏移量呈明显的线性关系（图4），因此，提出利用激光拉曼光谱仪来确定黄铁矿中As含量的方法。这一发现扩展了激光拉曼光谱仪在金矿找矿勘查和环境研究中的应用，特别是有助于利用可移动式（手持）激光拉曼光谱仪在野外现场快速确定金属元素含量较高的黄铁矿，进而开展金矿找矿勘查和环境样品的采集。

图1 黄铁矿镜下照片（a为反射光照片；b为伽马增强的反射光照片；c为BSE照片；d为电子探针面扫描）

图2 黄铁矿镜下照片（a、d为反射光照片；b、e为伽马增强的反射光照片；c、f为BSE照片）

图3 矿物尺度黄铁矿As含量变化与拉曼光谱曲线的对应关系

上述成果受到国家自然科学青年基金（41702093）、杰出青年基金（41925011）和国家重点研发计划课题（2016YFC0600206）的资助。

近日，由中国地质调查局天津地质调查中心曲凯研究团队发现并命名的自然界新矿物——Kenoargentotetrahedrite-(Zn)（空锌银黝铜矿）正式获得国际矿物学协会新矿物命名及分类委员会（IMA-CNMNC）批准。新矿物全型标本已馆藏于中国地质博物馆（馆藏编号：M16112）。

空锌银黝铜矿发现于河南省桐柏县银洞坡金矿床中, 是M(1)C位以Zn占主、S(2)Z位为□（空位）的黝铜矿族新矿物。在手标本上呈灰黑色，反射光下呈灰色，略带灰绿色调，并具有棕红色内反射。不透明金属光泽，黑色条痕，莫氏硬度3½，显微硬度309.7kg/mm2，计算密度5.209g/cm3。性脆，贝壳状或不规则断口。与锌黝铜矿、螺状硫银矿、硫金银矿、闪锌矿、方铅矿、黄铁矿、黄铜矿和石英等矿物紧密共生。

黝铜矿作为热液矿床中的常见矿物，不仅有着重要的经济价值，同时其银的含量也是成矿温度的指标参数，对矿床研究有着重要意义。更为重要的是，(Ag6)4+这一特殊结构因其在催化、化学传感和光电功能材料的突出性能，已经成为银簇团研究领域的热点。作为自然界发现的矿物结构，其形成机制将为人工合成材料领域提供新的参考。

该研究由天津地调中心牵头，南京大学、中南大学、河南省地质矿产勘查开发局第三地质矿产调查院和核工业北京地质研究院参与，五家单位共同完成。

国际矿物学协会新矿物批准文件

自然资源部中国地质调查局地学文献中心对日本国家石油天然气和金属公司（JOGMEC）的信息进行了跟踪，据其近期官网报道，日本在世界上首次成功取得深海海底富钴结壳的试采，这次试采的目的旨在确定最佳方法，在将对环境的影响降至最低的同时开发必要的海底绿色采矿技术。

2020年7月，受日本经济产业省的委托，日本国家石油天然气和金属国家公司在南鸟礁南部的日本专属经济区内，实施了富钴结壳的采矿试验，并取得了成功，属世界首次。在试采之前，日本按照国际公认规则完成了对周边环境影响的审查，确保不会产生严重的影响。这一系列的努力标志着日本在海洋矿产资源开发所需的技术方面迈出了一大步。富钴结壳中含有作为电池材料不可缺少的钴、镍等金属，在试验海域中具有相当数量的资源潜力，有望成为日本宝贵的国内资源。根据JOGMEC的调查结果，按照目前日本钴和镍金属的年消费量，预计拓洋第5海山中存在的钴可以满足日本88年的需求量，存在的镍可满足日本12年的需求量。

此次试采使用了由日本国家石油天然气和金属公司拥有的“白岭号”（Hakurei）海洋资源调查船（图1），在位于南鸟礁南部专属经济区的拓洋第5海山平顶部（水深约930m），将用于开发海底热液矿床的采矿机进行改造后，用于结壳采矿，并在各种条件（包括海底斜坡和沙土在内）下采集了采矿技术的相关数据，例如采矿效率和运行性能等。同时采集了约649kg的结壳碎块（图2）。在试采前，事先对周边环境影响进行了研究，确认不会产生严重的影响。此外，在试验海域开展试采期间进行环境监测，在采矿试验结束后采集浊度、再沉积物和噪音等环境数据，并评估富钴结壳开采对环境的影响。

未来，JOGMEC将根据日本《海洋能源及矿产资源开发计划》（2019年2月制定）（图3）对试采的结果进行分析，在验证有效的富钴结壳开采技术的同时，将目标瞄准专门用于富钴结壳的开采试验机的概念及详细设计的开发。早在2018年，JOGMEC使用从试验海域附近的淤泥采集的结壳样品进行了选矿及冶炼试验。实验室测试表明，钴、镍和铜可以作为单独的金属从结壳样品中回收。今后，JOGMEC将通过利用试采中采集的结壳样品实施扩大规模的选矿及冶炼试验，对适用于2018年的选矿及冶炼工艺开展可行性验证，并继续推进最佳生产技术的讨论。同时，JOGMEC还将对拓洋第5海山进行资源量评价和环境影响评价，计划在2022年之前对以富钴结壳为对象的开发技术进行综合评价验证。

日本“白岭号”海洋资源调查船

锂、铍等资源是新兴产业发展的战略性关键金属资源。我国东部的幕阜山地区位于湘鄂赣交界处，处于武汉-长沙-南昌城市圈交汇处和高新产业密集区。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李建康研究员团队，依托科技部“深地资源勘查开采”专项“锂、铍等战略性金属矿产资源成矿规律与预测评价”项目，在幕阜山地区取得了较显著的找矿进展。

一、工作进展

项目团队基于成矿理论研究，提出了在幕阜山等大岩基地区的“体中体”式成矿模型和“稀有金属矿化分带”的找矿模型，确定幕阜山岩体西南缘以寻找锂资源为重点，西北缘以铌钽资源为探测重点，并经初步工程控制取得以下主要找矿成果：

1. 在幕阜山西南缘，新发现黄柏山锂铍铌钽伟晶岩密集区

在幕阜山西南缘新发现黄柏山稀有金属伟晶岩密集区1处，初步地表工作圈定了11条花岗伟晶岩脉（601―611号脉）。其中，603号脉为锂辉石钠长石伟晶岩，地表出露长度约500m，矿脉厚度大于10m，具全脉矿化，钠长石锂辉石带占该脉体积的80%以上。经刻槽取样，603号脉Li2O品位为0.8~1.7 wt%（平均值1.4 wt%），BeO品位为0.02%~0.5 wt%（平均值0.13wt%）。根据岩脉地表出露规模，初步估算该伟晶岩脉的Li2O预测资源量超过3万吨，该区域有望发现1处资源远景达大型-特大型规模的锂铍铌钽矿床。

2. 幕阜山北缘发现新型锑-锂共生资源

在幕阜山北缘地表延伸约3.6km的断裂破碎带中，项目团队新发现锑-锂共生型资源。锂主要以锂绿泥石的形式充填在断层破碎带的黏土中，属于低温热液充填成因。全岩分析表明，破碎带Li2O含量约为0.40%，断层间的泥质岩中Li2O含量约为0.70%，均达花岗伟晶岩类与气成热液矿床中伴生锂综合回收工业指标。该断裂带长度约3.6km，厚度1.2m，Li2O品位平均0.6%，据此估算锂矿石资源量为200万吨，Li2O预测资源量1.2万吨，有望达到中型锂资源规模。

湖北柘坪绿泥石型锂资源的成矿物质可能均来自于其南侧的幕阜山大岩基，不排除深部存在隐伏花岗伟晶岩型锂矿的可能性，也不排除柘坪锑锂矿与断峰山的伟晶岩型锂矿属于同一成矿系列。总之，柘坪黏土型锂资源的发现，不但丰富了我国锂矿的类型，而且开拓了找矿思路，为我国新类型锂矿的勘查提供了新的切入点。

3. 下一步工作计划

目前，项目团队正在对黄柏山伟晶岩密集区布置物探和化探工作，重点以电法剖面为基础，实施200-500米钻探，探测黄柏山地区锂铍资源深部找矿前景。在幕阜山西北缘，项目团队将在充分利用柘坪锑矿已有钻探资料，进一步研究柘坪地区锂资源的规模、品位和开发利用前景。

最终，项目团队实现项目预期目标：在幕阜山地区提交1-2处锂铍铌钽资源找矿远景区和靶区。

黄柏山603号脉中的锂辉石

柘坪富锂断层破碎带

2019年，日本经济产业省根据2018年5月发布的第三期《海洋基本计划》对《海洋能源和矿产资源开发计划》进行了修订，提出了日本未来海洋能源和矿产资源开发的具体计划和目标并制定了路线图。预计未来5～10年是日本推动周边海域海洋资源开发与利用以及实现海洋矿产资源开发的探、采、扬、选、冶全方位一体化发展格局的重要阶段，日本正朝着海洋矿产资源开发的商业化方向迈进。

自然资源部中国地质调查局地学文献中心依托《国际地学动态》内部刊物对《日本海洋能源和矿产资源开发计划》中的有关海底热液矿床、富钴结壳、锰结核和稀土泥等海洋矿产资源部分的具体计划和目标等进行了系统全面的介绍。在简要回顾前一期《日本海洋能源和矿产资源开发计划》实施取得的相关进展情况的同时，重点介绍了新一期《日本海洋能源和矿产资源开发计划》在海洋矿产资源量调查、采矿扬矿技术、选矿和冶炼技术、环境影响评价、法律制度和经济研究等方面的计划部署情况：一是针对海底热液矿床，日本将圈定5000万吨左右的资源量，开发采矿扬矿综合系统，开发适用于不同矿种的选矿和冶炼工艺，改进环境影响评价方法的适用性等；二是针对富钴铁锰结壳，在继续进行矿产资源评价的同时，日本将利用海底热液矿床的研究成果进行采矿技术的研究，设计选矿和冶炼试验工厂，开展环境基线调查等；三是针对锰结核，日本将按照国际海底管理局的规定进行调查和其他研究；四是针对稀土泥，日本将基于深海资源研究战略创新计划“创新性深海资源研究技术”，开展海洋资源调查和生产技术的研发和示范工作。

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承担的“境外大型矿产资源基地及资源潜力评价”地质调查二级项目蒙古野外地质考察团，联合蒙古科技大学，于2019年8月15日至9月13日期间对蒙古国阿尔泰地区开展了为期30天的野外地质考察。整个野外行程7000余公里，开展了野外遥感异常查证、重要矿产地野外地质调查和1:5万地质矿产图简测，初步查明了该地区重要矿产的主要控矿要素，取得了以下重要进展。

一是在腾布努尔苏木的一处山间溪谷中发现了大量的褐铁矿化滚石，显示该区具有重要的多金属矿化的潜力。

通过遥感蚀变信息的提取和解译，识别了该地区含有较高强度的羟基和铁染蚀变。野外现场查验，发现异常下游的溪谷中有大量的富含褐铁矿的滚石，褐铁矿含量高者目视可达20%，部分滚石直径可达一米。该处蚀变目前没有矿权覆盖。由于该处遥感蚀变异常有数十公里长，呈线性分布，可能是与断裂控制的花岗岩有关的多金属矿化有关，因此对这些遥感异常进行深入的工作有望取得较大的找矿突破。

图1 在腾布诺尔苏木山间溪谷中发现的褐铁矿石样品

二是对蒙俄边境产出的阿斯嘎特银-锑多金属矿床外围调查发现，其外围有寻找钨多金属矿化的潜力。

通过遥感蚀变信息提取、解译，发现阿斯嘎特矿床外围有大量的羟基异常，通过遥感异常的现场野外地质查验，显示部分异常区可以看到多处含黑钨矿的石英脉，部分黑钨矿单矿物可达5mm宽。同时，该矿区也产出有钠化蚀变的高分异花岗岩株，显示该区具有形成高分异花岗岩型钨-锡和脉状铅-锌-银-锑成矿系统的潜力。阿斯嘎特外围的找矿工作程度目前相对较低，因此该区还有较大的找矿空间，尤其是遥感异常的产出区。

图2 阿斯嘎特矿床块状的硫化物矿石           图3 阿斯嘎特外围含黑钨矿石英脉

三是完成了泰哈勒赞布勒格泰锆-铌-稀土大型矿床1:5万的地质矿产专题填图（简测）。

通过200km2的1:5万地质矿产专题填图（简测），基本厘清了泰哈勒赞布勒格泰碱性杂岩体的分布特征、碱性岩的岩相分带以及矿体的产出特征。

该矿床属于与碱性正长岩类及碱性长石花岗岩有关的大型锆-铌-稀土热液矿床，矿体的产出主要受热液交代岩控制。通过1:5万的地质矿产图简测，发现该矿床有两个矿化中心，其南部的矿化规模较大，矿化较为连续，主要分布于以近似圆形的区域内。该矿床产出于距离水量丰沛的河流20公里远，选矿所需要的水源较为充足，有较好的开发条件。

图4 哈勒赞布勒格泰锆-铌-稀土矿石

四是在科布多市东5-10千米处，发现了一处潜在的造山型金矿化带。

通过遥感蚀变信息的提取和解译，发现并检查了一处蚀变显著的褐铁矿化带。在这条长达20千米，宽100-200米的遥感蚀变异常带内，发现有连续产出的含褐铁矿化石英脉及褐铁矿化蚀变岩，可能为潜在的造山型金矿化带。

图5 野外地质考察发现的褐铁矿化蚀变岩特征

五是发现一处孔雀石蚀变露头。

在XXX地区，通过遥感解译发现并检查了一处蚀变显著的羟基异常带。通过现场的野外地质查验，发现了一处宽达2m左右的含孔雀石蚀变露头，追索可达100米长。

图6 遥感异常查验发现的孔雀石化露头

六是本次野外地质调查，对蒙古阿尔泰地区和南蒙古7个典型银-锑、锆-铌-稀土、铜-金、铅-锌、金矿床开展了野外地质调查，对一些重要的遥感蚀变异常进行了野外现场查验，查明了一些重要银-锑、锆-铌-稀土、矿床的地质特征、主要控矿因素、开采的自然经济条件。

蒙古阿尔泰成矿带受古亚洲洋俯冲构造及其后的伸展构造的影响，成矿类型主要有稀有-稀土、银-锑多金属矿床、锡-钨矿床、金矿床及火山块状硫化物矿床等；本次野外地质调查涉及都兰卡铅-锌-铜矿床、阿斯嘎特银-锑矿床及其外围、腾布诺尔银-锑矿床和哈勒赞布勒格泰锆-铌-稀土矿床，南蒙古的哈马格泰铜-金矿床、铜狐狸铜-金矿床、欧玉特乌兰铜-金矿床等。这些矿床的成矿类型主要为VMS型、斑岩型、岩浆热液脉型、碱性岩正长岩-花岗岩型、伟晶岩型及造山型。

本次调查显示，蒙古阿尔泰地区成矿条件优越，具有巨大的成矿潜力和找矿潜力。一方面，蒙古阿尔泰地区矿床的开采程度较低，多个具有较好开采条件的多金属矿床和稀有稀土矿床，如阿斯嘎特和哈勒赞布勒格泰等矿床及与铌-铍-锂多金属矿床，均没有开采。同时，蒙古国阿尔泰地区所有的1:20万区域地质矿产图大都是蒙古自己的地质队伍所完成的，本次野外地质考察发现，其填图的质量较差。俄罗斯和捷克等国家援助蒙古所填的1:20万和1:5万的区域地质矿产图质量非常高，但是这些地质图覆盖的区域却很有限。这也反映出蒙古国的地质工作程度还非常低，如果有更多深入细致的工作，蒙古阿尔泰地区的找矿潜力还有很大的空间。另一方面，西方公司在蒙古阿尔泰地区涉足尚浅。西方公司如艾芬豪等，在蒙古国南部和北部开展了大量的工作，掌握了大量的高质量勘查权和采矿权。但是相比南蒙古，在蒙古西部的阿尔泰地区，其介入程度还相对较浅，也没有取得重大的找矿成果。但中国矿业公司对蒙古西部的兴趣却非常高。因此，中国地调局加强在蒙古阿尔泰地区的基础地质矿产工作，将有效支撑和引导中国公司对蒙古阿尔泰的投资，提升找矿效率和成果，服务于国家的能源资源安全战略。