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    近日,中国地质调查局矿产资源研究所郭春丽研究员,通过对同时代、同空间、同源区的千里山花岗岩体和花岗斑岩岩墙群的SIMS锆石U-Pb定年、LA-MC-ICP-MS锆石Hf和SIMS锆石O同位素分析,发现早侏罗世154.3~151.6 Ma期间形成的岩体和岩墙具有非常一致的锆石εHf(t)值和δ18O值范围(−11.1~−5.1和+8.3‰~+10.4‰),但是两者的锆石εHf(t)和δ18O值的频数分布特征具有显著的差异。花岗斑岩岩墙群的εHf(t)和δ18O均具有双峰式的分布形式(两个峰值分别为−9.5和−5.7、+9.5‰和+8.9‰),千里山岩体具有宽泛且连续的εHf(t)分布形式和正态的δ18O分布形式(峰值为+9.1‰)(图1)。造成这种现象的原因,是不均匀的地壳源区物质在部分熔融过程中产生了两个批次具有不同Hf–O同位素特征的长英质岩浆,其中一部分岩浆沿着深大断裂带快速上升形成了岩墙群,而另一部分汇聚于上地壳的岩浆储库中经历了混合作用形成了花岗岩体(图2)。在Hf和O同位素扩散速率一致的情况下,岩墙中的岩浆来不及发生充分的混合作用,因此其锆石记录的同位素特征能有效地反映两批次岩浆的原始特征。该研究表明相对同源的岩体来说,岩墙是追溯原始岩浆同位素特征的更加有效岩石学探针。

    随着数据的积累,越来越多的研究发现绝大多数单一花岗岩体普遍呈现出变化大于5 εHf单位的同位素值,这一普遍现象引起了岩石学家的广泛兴趣,并引发了热烈的讨论。已有五种成因模式包括:①幔源和壳源岩浆的混合;②围岩混染;③单一源区不平衡熔融;④继承锆石Hf扩散;⑤物理和化学性质差异大的壳源岩浆混合。本研究对于宽泛且连续的锆石Hf同位素值形成的原因也进行了讨论并提出一种新的成因模式,即物理和化学性质相似的壳源岩浆在岩浆房内发生充分的混合,就可以导致单一花岗岩体中出现宽泛且连续的锆石Hf同位素值。

    花岗岩是地球大陆地壳的重要组成部分,是地球区别于太阳系内其他行星的重要标志。这一研究成果为揭示花岗岩的物质来源提供了新的有力佐证,将广泛应用于花岗岩的成因机制研究。该项目受到国家重点研发计划课题(2016YFC0600208)和国家自然科学基金面上项目(41773028)的资助。

     

    图1. (a) 花岗斑岩岩墙的锆石δ18O-εHf(t)相关图. (b) 千里山花岗岩体的锆石δ18O-εHf(t)相关图. (c) 花岗斑岩岩墙的锆石εHf(t)频率分布图. (d) 千里山花岗岩体的锆石εHf(t)频率分布图. (e) 花岗斑岩岩墙的锆石δ18O频率分布图. (f) 千里山花岗岩体的锆石δ18O频率分布图. (c–f)中的插图是年龄加权平均图.

     

    图2. 花岗斑岩岩墙和千里山花岗岩体由花岗斑岩岩墙补给形成的概念模式图. 两个性质不同的下地壳端元源区分别用黄色和红色表示;两个下地壳端元源区发生部分熔融形成岩浆中结晶的锆石分别用黑色和白色表示;两端元岩浆混合而成的岩浆房用桔黄色表示,其中高分异岩浆用粉红色表示. 具有黑色和白色环带的锆石是岩浆房中两个端元岩浆发生混合的结果。

    Chunli Guo, Simon Wilde, Robert Henderson, Qiuli Li, Bing Yin. 2020. Cogenetic dykes the key to identifying diverse magma batches in the assembly of granitic plutons. Journal of Petrology. DOI: 10.1093/petrology/egaa105.

    论文连接:https://academic.oup.com/petrology/advance-article-abstract/doi/10.1093/petrology/egaa105/6030954

    资源所专家提出花岗岩体中普遍具有变化较大Hf同位素组成的新...

    近期,中国地质调查局武汉地质调查中心(以下简称“武汉地调中心”)在南岭大义山地区锡矿研究的取得新进展。

    南岭成矿带是我国重要的稀有金属矿产地。钨锡、区内中生代钨锡多金属成矿作用与同时代广泛分布的花岗岩类的密切成因联系,一直是国内外地质学家研究的热点。大义山岩体是南岭成矿带重要的成锡花岗岩体之一,在其成岩时代、岩石成因类型、锡多金属矿化与不同期次花岗岩的对应关系等方面还存在不同认识。大平锡多金属矿为武汉地调中心在大义山地区新发现的中型规模矿产地,其成矿与高分异花岗岩关系密切,相关研究为回答上述问题提供了新的选择。

    武汉地调中心联合辽宁师范大学等单位对大义山岩体及大平锡多金属矿床开展了详细的野外地质调查及岩石学、地球化学年代学研究,取得以下认识:(1)2件中细粒斑状(含电气石)二云母二长花岗岩锆石U-Pb年龄为153.2±0.9Ma、152.3±1.0Ma,为大义山岩体第五期岩浆活动的产物;矽卡岩型、云英岩型锡矿石锡石U-Pb年龄分别为153.4±3.6Ma 和150.22±0.37Ma,成岩、成矿年龄在误差范围内一致,均属于燕山早期。(2)高精度成岩、成矿年代学结果显示大义山地区成矿作用与岩体第三、五期有关;猫仔山、大顺窿锡矿可能发生了多期叠加成矿。(3)提出大义山岩体源自中元古代基性岩和变沉积岩源区混合,且以后者为主,源岩从地幔储库中脱离的时间为中元古代。(4)结合岩相学、岩石地球化学及对比分析,确定大义山岩体属高分异A型花岗岩,形成于太平洋板块俯冲有关的陆内局部伸展环境。(5)构建了大平锡多金属矿成矿模型,助推区内稀有金属矿产找矿勘查。

    相关成果以“Tin-polymetallic mineralization and granitic rocks in the Nanling daping mining area_ Geochemical and geochronological constraints”为题在线发表于国际知名地学期刊《Ore Geology Reviews》。

    图 1 大义山地区代表性锡矿床成岩、成矿年龄统计图

    图2  大平锡多金属矿成矿模式图

     
    武汉地调中心在南岭大义山地区锡矿研究取得新进展

    近日,由自然资源部中国地质调查局成都矿产综合利用研究所承担的“川西稀有金属矿集区综合地质调查”二级项目通过野外验收。该项目主攻锂铍等稀有金属矿产资源。自项目实施以来,全所上下高度重视,项目人员精心组织、奋力拼搏,在项目野外实施过程中,挂图作战抓进度,科学安排讲质量,精心组织保安全,绿色调查重环境,尊重民俗重和谐。历时两年多圆满完成了审批意见书及实施方案要求的各项野外工作任务,完成1:5万区域地质调查5348平方千米、1:5万矿产地质调查3530平方千米,圈定找矿靶区23处(含C类),发现找矿线索25处(新发现锂矿产地6处),申报发明专利10项。

    专家组在听取项目负责人野外工作总结汇报后,对项目野外原始资料进行了全面检查,并在野外实地抽查了毛日乡伊生村侏倭组下段实测构造剖面PM105、阿科里雪山杂谷脑组—新都桥组实测地层剖面PM402、观音桥镇实测构造-地层剖面PM303、观音桥镇实测构造-地层剖面PM304、太阳河乡松都村石英闪长岩体-二长花岗岩体实测地质剖面PM305,地质调查路线LZ3-3、L311,12个1:5万水系沉积物测量采样点位以及石旁村锂矿点等。检查过程中,各位专家与项目组进行了充分沟通和交流,提出了宝贵的意见和建议,进一步提高了项目质量。

    通过野外验收汇报、各项原始及阶段性成果资料检查和野外实地抽查,专家组认为项目野外工作均按实施方案和审批意见书开展,提交的原始资料齐全,真实可靠,精度和质量符合相关规范要求。专家组一致同意该项目通过野外验收,可转入室内成果报告编写阶段。

    项目组人员将虚心接受专家组对项目野外地质工作提出的修改意见,认真开展项目查漏补缺工作,尽早提交高质量的成果报告,促进川西地区稀有金属资源早日开发,助推甘孜、阿坝州经济社会发展。在野外验收期间,中国地质调查局西南地区项目管理办公室成果处及技术处相关同志对野外验收情况进行了审核工作。

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    川西稀有金属矿集区综合地质调查二级项目通过野外验...

    砂岩型铀矿调查选区与含煤岩系放射性环境调查,是自然资源部中国地质调查局西安地质调查中心近年新涉足的专业领域。在毫无经验的情况下,项目组依靠工程指导,积极请教、先后拜师核工业203所、核工业216大队、核工业208大队、中陕核地调院和西北大学地质系等铀矿专业调查研究队伍,边学边干,通过学习和实践,目前形成了一支老中青结合的砂岩型铀矿调查队伍。

    三年来,这支年轻的调查队伍战风沙、斗酷暑,多次深入柴达木、塔里木和巴丹吉林盆地沙漠腹地,较好地完成了"西北地区铀矿调查选区及含煤岩系放射性地质环境调查"二级项目的各项任务,取得了一系列新进展、新认识,拓宽了新区、新层系砂岩型铀矿找矿思路,为后续工作部署提供了翔实资料:

    1.综合分析研究区放射性异常和煤田油田钻孔测井等资料,结合地面调查成果,新发现6处砂岩型铀矿化点和2处厚大氧化砂体,为远景区圈定提供了依据。

    2.综合分析成矿有利区砂岩型铀成矿条件,结合野外实地调查成果,初步圈定出砂岩型铀矿找矿远景区7片,柴达木盆地为油砂山-七个圈、小柴旦-马海;塔里木盆地为库车-阳霞、蔚犁-老开屏、麦盖提斜坡;巴丹吉林盆地及周缘为县铅矿-野马井、南泉-野马泉。

    3.依据砂岩型铀成矿条件,重新评价了柴达木、塔里木、巴丹吉林盆地砂岩型铀矿找矿目的层,为区域找矿提供了新思路。柴达木盆地主要为古近系、新近系,次为侏罗系;塔里木盆地主要为新近系、次为侏罗系、白垩系;巴丹吉林盆地及邻区主要为白垩系。

    4.西北地区及分省区含煤岩系放射性地质环境调查,共筛查放射性异常孔797个,异常类型主要是煤上、煤间型。其中青海省61个、新疆维吾尔自治区248个、甘肃省109个、宁夏回族自治区330个、陕西省49个。

    5.综合柴达木、塔里木、巴丹吉林盆地周缘花岗岩海量岩石地球化学数据,并与“产铀花岗岩”基本特征及其与铀成矿的物质联系进行对比研究,提出了西北地区中新生代盆地“供铀花岗岩体”的预测判据,初步确定了盆地周缘供铀花岗岩体。

    6.初步建立了柴达木和塔里木盆地新生代砂岩型铀矿成矿预测模型。

    7.三年来分别在西安市、华阴市、新疆阿图什市、喀什市和内蒙阿拉善右旗等地开展5次科普活动,向民众普及铀矿科普知识,在地调科普网发表铀矿科普文章2篇。

     柴达木盆地马海地区新近系氧化砂体

      

    塔里木盆地麦盖提斜坡新近系氧化砂体

      

     内蒙北山南泉白垩系氧化砂体

      

     内蒙北山南泉白垩系暗色泥岩铀矿化带

     
    西北砂岩型铀矿调查选区项目取得新进展新认识

    近日,由中国地质调查局岩溶地质研究所承担的《湘江上游岩溶流域1:5万水文地质环境地质调查》项目组建立了湖南宜章县地下热水形成概念模式图。

    湖南宜章县地下热水的分布明显受构造作用的控制。研究区较强的地热异常主要来源于燕山期花岗岩体余热,加上区域上宽大的断裂破碎带为水热对流循环提供了良好的通道和储集空间,在热传导和载热流体的混合作用下综合产生的结果。地下热水的补给区为研究区北东向大面积出露的泥盆系碳酸盐岩分布区,大气降雨通过断裂及裂隙渗入地下,由于水压差、密度差的关系则持续的对地热田热储层进行补给。在平面上,地下水由北东向南西方向径流,地下水通过纵横交错的裂隙系统,由浅部向深部运移,地下水被半封闭或封闭于渗透性、富水性均较好的碳酸盐岩层状含水层之中,诸广山岩体岩浆余热形成的热能由深部向北~北西侧扩散,地下水随着循环深度的增大不断从围岩吸取热量使得水温升高。

    在用口地区热储层的上覆地层为泥盆系孟公坳组砂页岩,为热储层提供良好的保温盖层,地下热水在章水河地势较低处沿着用口断裂的上盘裂隙系统自深部向浅部运移并与低温水混合,形成天然温泉群。有一部分地下水继续沿复杂岩溶系统向南西向运移,运移深度加深,南部岩泉断裂导热使水增温,附近储水层上覆地层为石炭系碎屑岩层亦对热储层起到了良好的保温效果,在热传导和载热流体的混合作用下从而形成地热田深部热储,地热水沿岩泉导热导水断裂由下至上运移,混入侧向补给的浅部冷水,伴随混合、稀释、降温等作用,最终在地势较低的武水河附近以温泉群形式出露于地表。

    湖南宜章县地下热水概念模式图的建立,为充分认识地下热水的形成与保护、开发提供了技术支撑。

    宜昌县地下热水形成概念模式图
    湖南宜章县地下热水形成概念模式图建立

    GR1干热岩勘探井

    专家组查看岩芯库

    中低温地热能发电试验电站

     

    【阅读提示】

    8月26日~27日,青海省共和—贵德地区干热岩勘查和开发利用研讨会在西宁召开,院士专家对共和盆地干热岩勘查成果进行了评审。专家评审认为,该项目首次在共和盆地钻获高温优质干热岩体,实现了我国干热岩勘查重大突破。就在不久前,记者来到青海省水文地质工程地质环境地质调查院位于共和县恰卜恰镇的干热岩勘查项目部,了解了该院地热资源勘查的“前世今生”。

    干热岩勘查获系列重大突破,高原小镇再次刷新纪录

    8月25日,青海省共和县恰卜恰镇上塔迈村北台草场人头攒动,这里有青海省水文地质工程地质环境地质调查院实施的干热岩GR1号孔钻机。由青海省国土资源厅和中国地质调查局水环部组织的专家组正在这里查看岩芯、实地考察,并听取项目汇报。经质询讨论,专家组认为,该项目首次在共和盆地钻获高温优质干热岩体,实现了我国干热岩勘查重大突破。又一项新的纪录,在这个高原小镇被刷新。

    据了解,该项目在深入研究已有地质资料基础上,采用红外遥感、地球物理、地球化学等多种勘查技术手段,经详细论证确定了干热岩勘探井位。青海省水文地质工程地质环境地质调查院施工的4眼干热岩勘探井,井深3000~3705米,孔底温度达180~236摄氏度,钻获的干热岩具有埋藏浅、温度高、规模大的特点。而刷新本次纪录的GR1井,在地下3705米处探获温度达236摄氏度的干热岩。这是自2014年该院在共和盆地钻获153摄氏度干热岩之后,我国首次发现的温度达到200摄氏度以上的大规模可利用干热岩资源。

    专家组认为,共和盆地干热岩体规模巨大,资源丰富。项目基本查明了重点勘查区共和县恰卜恰干热岩体的空间分布、地质结构和热源机制,提出了以共和盆地为代表的青藏高原东北缘干热岩形成的地质成因模式。青海省水文地质工程地质环境地质调查院相关项目负责人介绍,由该院实施的4眼干热岩勘探井控制的恰卜恰干热岩体东西长21.2千米、南北宽14.3千米,面积约303平方千米,评价结果表明,干热岩体资源总量为1640艾焦,折合标准煤560亿吨。

    而利用1∶5万高精度航磁测量数据,结合地热地质、地球化学与放射性γ能谱调查、综合地球物理勘查、钻探,项目在共和盆地圈定18处干热岩远景区,总面积达3092平方千米。采用体积法、比拟法等国际通用方法,预测共和盆地干热岩资源总量为1.85万艾焦,折合标准煤6300亿吨。

    同时,项目在干热岩勘查技术方法方面实现了重要创新。在高温、高硬度、高研磨性钻进及成井工艺等方面,初步形成了干热岩钻探的技术体系;初步建立了综合运用天然地震背景噪声成像技术、大地电磁测深技术和高精度航磁测量技术等地球物理勘查技术体系;研发了具有自主知识产权的干热岩深孔分布式光纤测温仪器,首次实现了干热岩深孔测温技术的突破;建立了不同尺度干热岩勘查开发选区评价指标体系及资源评价方法。

    这一系列干热岩勘查重大突破,是青海省水文地质工程地质环境地质调查院,以及中国地质调查局水环地调中心、水环所,青海省环勘局等近20家项目承担单位的230多名地质技术人员,历时5年所创造和成就的。毫无疑问,这次干热岩勘查评价成果对我国干热岩勘查开发利用工作具有重要示范引领作用,对青海能源结构的调整具有重要战略意义,对藏区未来的经济社会发展和生态文明建设具重要意义。

    摸清地热资源家底,巍巍高原蕴藏丰富绿色能源

    青藏高原在隆升过程中形成了一系列地热资源,从干热岩地热资源区域分布看,青藏高原南部占我国大陆地区干热岩总资源量的20.5%,资源量巨大且温度较高。

    我国从什么时候开始干热岩勘查的?青海的地热资源勘查是如何进行的?在恰卜恰镇中深层地热能勘查项目部,青海省水文地质工程地质环境地质调查院项目负责人为记者进行了详细介绍。

    为摸清我国地热资源家底,“十二五”期间,国土资源部、中国地质调查局安排开展了全国地热资源调查评价工作,同时启动了我国干热岩资源的研究寻找工作。2012年6月,中国地质调查局安排中国地质科学院水文地质环境地质研究所实施了“青海省地热资源调查评价与区划”项目,对青海省地热及干热岩资源进行研究。调查表明,青海贵德—共和一带地下热水露头点多,且温度较高。

    其中,青海省水工环调查院主要承担共和地区的地热资源调查任务。通过DR1~DR4这4口井的施工验证,技术人员发现该区地热梯度明显异常,地热地质条件优越,地热流体性状良好。其中,DR2井于1440米处揭露到花岗岩,通过加深探测,发现盆地地热梯度明显异常;DR4井井口水温可达91摄氏度,单井日涌水量达2080立方米,具有一定的发电潜力,且可以梯级利用。2012年底,针对项目组在共和盆地发现地热异常,在中国工程院院士多吉、中国地质大学(武汉)校长王焰新等专家及中国地调局水环部指导下,经多次论证,决定在共和盆地开展干热岩勘查研究工作。2013~2017年,青海省国土资源厅分两次安排了4个勘探孔和“青海省东北部地区地热资源勘查开发利用与找矿靶区优选”科研项目;青海省科技厅于2014~2015年安排了“地热资源勘查与综合利用技术研究与应用示范”项目;中国地质调查局水环中心安排了“青藏高原北缘重点地区1:5万水文地质调查”等项目,对共和盆地干热岩开展了综合分析研究。

    在项目实施过程中,中国地质调查局、科技部、青海省国土资源厅组织院士、专家多次开展了专题研讨、现场论证及指导等,并对项目工作细节及时调整,使干热岩勘查研究工作取得进展。2014年10月,中国科学院地质与地球物理研究所对DR3、DR4孔地热温度做了测试,显示2880米时花岗岩体温度达181摄氏度。2016年10月,GR2井孔在3085米终孔时,初步测定花岗岩体温度达178摄氏度;2016年11月,GR1井孔在3705米终孔时,初步测定花岗岩体温度达236摄氏度。通过两孔施工,判定勘查区底部花岗岩分布稳定,深度大、面积广。

    这些项目的实施,为共和地区干热岩资源勘查提供了翔实的依据,也为该地区干热岩勘查取得的一系列成果和突破奠定了坚实的基础。

    建成省内首个中低温地热发电试验电站,树立地热资源综合开发应用示范

    事实上,除了地热资源的勘查,青海省水文地质工程地质环境地质调查院还对开发利用共和盆地地热资源进行了成功的尝试。

    2013年3月,在基本查明共和盆地地热资源赋存情况的基础上,该院将“青海省地热资源与综合利用技术研究应用示范项目”向青海省科技厅申请立项并获成功,成为青海省2013年第一批基本科技(企业技术创新资金)项目,总经费1300万元,科技资助经费100万元。同年8月,该院与中国地质大学(武汉)联合成立了共和县地下热水开发利用示范科研基地,开展地热资源勘查与综合利用技术研究与应用示范项目,并利用DR4井在城北新区建成青海省首个中低温地热能发电试验电站。

    不久前,记者来到这个中低温地热发电试验电站。站在这个面积不大却意义重大的院子里,项目负责人向记者介绍:“试验电站装机功率160千瓦、额定净发电功率99.4千瓦。经过两个月的发电试验,这所电站年净发电量约为87万千瓦时;给共和县供热站输送热能,保证了1.5万平方米楼房3个冬季的供暖。其示范效应,必将成为共和县地热资源开发利用发展史上的一个里程碑。”

    该负责人还介绍,试验电站所使用的ORC型膨胀机基于有机介质,在一个封闭循环内部实现朗肯循环,从高温热源吸热,向低温热源放热,输出轴功率。该型号膨胀机需要利用循环系统才能起作用,不能单独使用,虽然机组结构复杂,但所需条件低,更适合中、低热焓值地热流体发电。

    目前,项目组查明恰卜恰中南部地区39平方千米范围内中温热水日可开采量约1.18万立方米,地热资源勘查达到可行性勘查阶段。下一步,他们将结合共和县地热规划,在共和县北部地区和恰卜恰东部阿乙亥地区进一步查明地热资源量。

    在干热岩方面,共和盆地干热岩资源存在激活天然裂隙的优势,未来共和盆地干热岩开发利用前景可观。这次研讨会上,专家们建议国家加强共和盆地干热岩勘查及开发利用研究;并采用多方合作机制,尽快推进共和盆地干热岩勘查开发国家示范基地建设,促进共和盆地干热岩资源勘查及开发进程。

    更令人欣喜的是,根据航磁资料及近3年干热岩勘查情况,技术人员推测共和盆地下部普遍存在干热岩。航磁资料显示的干热岩异常区,还有恰卜恰西部达连海湖一带和南部哆滩哇尔玛一带,项目组将进一步扩大干热岩资源勘查面积,为以后规模化开发利用干热岩资源提供依据。

    把脉高原“温度”

    地调局地质力学所张拴宏研究员等人在开展白云鄂博矿区富稀土-Nb火成碳酸岩年代学研究过程中,成功地从白云鄂博矿区东侧靠近晚古生代花岗岩接触带附近3个富稀土-Nb火成碳酸岩样品中分选出了斜锆石。

    作为硅不饱和岩浆中结晶的副矿物之一,斜锆石(ZrO2)在基性-超基性岩及碱性岩如碳酸岩、金伯利岩、辉绿岩、正长岩、辉长岩等精确定年中近十多年来发挥着越来越重要的作用。由于成因简单(一般均为岩浆结晶成因)并且普通铅含量很低,斜锆石已经成为国内外开展硅不饱和岩石U-Pb定年的首选矿物之一。

    对此次发现的斜锆石离子探针(SIMS)及激光剥蚀电感耦合等离子体质谱(LA-ICP-MS)U-Pb测年结果获得的结晶年龄为310~270 Ma,这一结晶年龄与白云鄂博火成碳酸岩侵位年龄(~1300 Ma)完全不同,而与附近花岗岩体的结晶年龄相接近。电子探针分析结果表明,在这些锆石中除包含有金云母、磷灰石、磁铁矿及铈褐钇钶矿外,还见有大量硅镁石的矿物包体。背散射及电子探针分析结果显示在部分斜锆石颗粒中还存在有与其共生的锆石。由于硅镁石是典型的接触交代矿物,这些斜锆石的测年结果及包体组成表明它们不是从火成碳酸岩岩浆中结晶出来的,而是接触交代成因的,代表了火成碳酸岩中发现的一种新的斜锆石类型。通过对富稀土-Nb火成碳酸岩中矿物组合及前人发表资料的综合分析,提出了这些斜锆石形成于晚古生代花岗岩侵位过程中已有锆石与白云石的交代反应,或者是矽卡岩化中某些阶段贫硅流体结晶的产物。对于认识受到接触交代影响的火成碳酸岩中斜锆石的成因机制及白云鄂博矿床的后期改造作用具有重要科学意义。

    该研究成果近期发表在国际SCI刊物Lithos上(Shuan-Hong Zhang, Yue Zhao, Qiu-Li Li, Zhao-Chu Hu, Zhen-Yu Chen, 2017. First identification of baddeleyite related/linked to contact metamorphism from carbonatites in the world's largest REE deposit, Bayan Obo in North China Craton. Lithos. 284–285, 654–665. DOI: 10.1016/j.lithos.2017.05.015)。

     

    白云鄂博矿区及其外围地质图 

     

    斜锆石反射光(ACE)及透射光图像(BDF 

     

    斜锆石包体组成(A-D)及共存的斜锆石及锆石(EF 

     

    斜锆石U-Pb谐和图 

    世界上首例在火成碳酸岩中发现接触交代成因的斜锆石

    4月24日,由中国地质大学(武汉)和武汉地质调查中心承办的中国地质调查局“地质调查项目管理人员与项目负责人培训班”在中国地质大学(武汉)秭归产学研基地开班。培训按照专业方向,分为管理、水工环、“一带一路”、基础与科技、海洋、能源、基础与矿产共7个方向12个班。该培训由中国地质大学(武汉)地质调查研究院具体承担,而这样的培训,只是地大地质调查研究院积极推动地质科技创新、倾力培养地质调查人才的一个侧面。

    积极投身地质调查,创新引领科技发展

    近年来,中国地质大学(武汉)地质调查研究院强化内涵式发展,共承担中国地质调查局计划项目4项,二级项目3项,工作项目112项,科研经费共计6.4亿元;为武警黄金部队举办11期各类地质培训,900多名业务骨干参加受训;为国土资源部、中国地质调查局等单位举办20多期各类业务培训,累计培训2000多人次;共培养研究生190余人,其中博士生29人、硕士160余人……无论是科学研究、服务社会,还是在人才培养方面,该院为国家地质事业发展,作出了突出贡献。

    也正因为如此,在中国地质调查局组织开展的上一年度省级地质调查院、省级地质环境监测机构、行业地勘单位和高校下设地调院的评优中被评为优秀,是全国高校中唯一获得优秀的地调院。

    2000年,中国地质大学(武汉)为了充分发挥多学科集成和人才优势,拓宽战略布局,全面参与到地质调查工作中,依据中国地质调查局相关规定,成立了地质调查研究院,这也是我国高校中最早成立的地调院。

    地质调查工作是我国国土资源战略的重要组成部分,其核心是地质科技创新。而地大(武汉)在地质科技创新方面有诸多优势,如学科、队伍、平台、技术方法等,这些均是服务地调事业的优势。校长王焰新提出:“把中国地质大学(武汉)地质调查研究院建设成具有科技创新能力、承担国家重大地调项目、培养高水平地调人才的国内一流、国际知名地调院”。10多年来,该院在基础地质、矿产资源、水文地质、工程地质和环境地质等研究领域围绕国家战略需求,结合学科前沿,开展了大量探索性研究和创新实践,取得了一系列具有国际先进水平的成果。

    每一个大型地质调查项目的科技创新,对地调院师生而言,都是一次“赶考”。以中国科学院院士殷鸿福为首的科研团队,完成了中国地调局重大项目《中国西部不同类型造山带区域地质填图方法》,被业内赞誉“启动了我国青藏高原空白区和造山带1:25万填图,是我国地质填图里程碑的一个项目。”该项目组完成的《东昆仑造山带1:25万冬给措纳湖幅》,被评为全国区域地质调查优秀图幅一等奖。其主要研究成果“大地构造相方法”和“造山带混杂岩片四维裂拼复原法”被中国地调局在青藏高原开展的1:25万地质填图中广泛采用,为大力推进我国西部区域地质和国土资源的调查起到奠基和示范作用。

    在传统的地质填图中,地质工作者以手工方法进行,这种方法费时费力,还不便于数据的共享、交流和修改更新。以张克信教授为负责人的工作团队,克服种种困难,完成了软硬件的定型、野外测试,为改进和优化数字填图系统起到了积极的推动作用,并且率先在全球完成了首幅“青海省民和县幅数字地质图”。其成果《1:25万民和县幅数字区域地质调查》,荣获2012年度中国地质调查局优秀成果一等奖。张克信说:“数字填图可以加强多源数据整合技术的研究,建立和完善数字地质填图中的野外地学数据与地球物理、地球化学和遥感空间数据的整合,提高地质调查的科技含量和研究的广度、深度。”

    《西准噶尔克拉玛依后山地区复杂造山带三维地质调查》是中国地质调查局地质矿产调查评价三维地质调查的示范项目,担负着“从传统走向现代、从单一走向综合、从二维走向三维”的研究重任,王国灿、徐义贤教授作为主要负责人,2012~2014年间的夏季,带领师生奔赴天山南北,在茫茫荒原上地从事考察工作。2016年,该项目获得中国地质调查局地质科技奖二等奖。专家们认为,项目以地表地质调查资料为基础,结合地球物理勘探资料和钻探资料,揭示了研究区主要三维地质结构,包括岩石地层单元格架及三维展布、后碰撞花岗岩体三维形态、蛇绿岩带的三维分布、就位机制及石炭系下伏基底属性以及西准噶尔造山带与准噶尔盆地构造关系……

    主动服务国家需求,承担人才培养重任

    国土资源调查的重要任务之一,是在系统的地物化调查基础上,通过成矿理论和勘查技术创新,开展矿产资源远景评价和靶区预测,为新的矿产资源寻找与开发提供科学依据。

    中国地质大学(武汉)地调院师生在当前找矿难度加大、调查地区工作条件艰难的情况下,发扬求真务实、勇于创新、追求卓越的精神,取得成矿理论和找矿突破方面重大进展。如由成秋明、夏庆霖教授团队负责的中国地调局计划项目“覆盖区矿产综合预测”,实施3年来,已经取得具有国内领先的成果:利用非线性矿产资源预测评价理论成功指导福建、内蒙古、新疆等地探矿找矿工作取得突破,该项目的主要成果已获得2015年国家科技进步二等奖。

    在西部国土资源大调查方面,郑有业教授团队先后在西藏冈底斯、北喜马拉雅等成矿带组织发现与评价了冈底斯斑岩铜矿带上第一个超大型驱龙铜矿床,也是我国首个规模超千万吨级的铜矿床。此后,还在发现朱诺超大型斑岩铜矿床、帮布勒大型铅锌矿床等方面起到了关键作用。其有关冈底斯成矿带的找矿成果成为2011年国家科技进步特等奖“青藏高原地质理论创新与找矿重大突破”的重要组成部分。

    地调院在服务地方经济和生态文明建设方面也成果显著。由地调院副总工程师周宏主持的“湖北宜昌兴山香溪河岩溶流域1:5万水文地质调查”项目,是国内南方岩溶地区1:5万比例尺水文地质调查技术方法示范项目,其成果在2015年被评为全国水文地质调查项目第一。马腾教授主持的“江汉平原重点地区1:5万水文地质调查”项目,不仅承担着国内平原区水文地质调查示范、实践及技术要求编制等重要工作,而且担负着探索长江经济带中部地区地质、环境、生态等关键带研究重大前沿科学问题探索任务。他在“汉江下游旧口—沔阳段地球关键带1:5万环境地质调查”项目中,在汉江下游典型区开展1:5万地球关键带环境地质调查,针对典型环境地质问题,查明地球关键带的三维结构特征,建立流域尺度的地球关键带监测网络,构建基于地质—水文—生态多过程耦合的关键带模型,探索我国平原地区1:5万地球关键带环境地质调查方法体系,为我国全面开展地球表层系统关键带研究开辟了新的道路。

    除了承担国家地调科技创新和实践外,地调院还承担为国家地调事业培养地学类专业高级技术人才的重任。在人才培养方面,地调院除了注重学生基本理论知识的学习与研究,还特别强调学生野外地质工作基本技术方法掌握和实践能力提高。为此,地调院利用与中国地调局各地调中心及直属单位的长期业务关系,探索了“产学研”结合的人才培养模式,安排学生到各类地质调查项目承担实质工作,通过系统的地质调查和科研实践活动锻炼学生,达到既出成果、又培养人才的目的。学校主要地学专业,每年有600多名研究生、50多名博士生、100多名本科生参与到地调项目中。“十二五”期间,该院共培养研究生190余人,其中博士生29人、硕士160余人。

    作为高校地调院,该院不仅为学校培养人才,还主动服务社会,积极在行业领域内开展人才培训,积极为中国地质调查局、各省地勘局等单位培训高级技术人才和技术骨干,每年各种培训班人数超500人同时与武警黄金部队开展战略合作,为部队培养了900多名业务骨干。

    构建科学管理机制,质量成果全面丰收

    在各行业竞争激烈的今天,如果管理体制机制不健全,就会被远远甩在后面。

    为此,地调院代表学校全面按中国地调局要求管理和实施各类地调项目,做到科学、规范、严格、制度化。该院重视项目质量管理,主要体现在项目立项审查、项目执行质量、项目质量评估和监督等方面。近几年,制定完善了《地质调查项目管理办法》《地质调查成果奖励办法》等多项用于规范管理、鼓励创新的规章制度;创新用人机制,地调项目负责人和技术人员实行全员专职、兼职相结合的聘用共享制;建设了全国第一家非国土资源部直属单位建设北斗野外安全保障系统,保障项目野外工作顺利开展;建设了全国第一家高校实物地质资料室;筹建了地质调查实验中心等。

    地质调查项目的过程管理是保障项目质量的关键所在。近几年,地调院专门出台《地质灾害危险性评估类、地质灾害治理勘查、设计类等项目成果报出管理工作细则》《中国地质大学(武汉)地质调查研究项目管理工作细则》《中国地质大学(武汉)地质调查研究院科研成果奖励办法》等管理办法,建立了项目立项论证初审、设计初审、野外质量检查、室内质量检查、成果报告验收初审、野外验收预审等制度。针对地质调查项目的设计编写、野外安全、保密、野外填图技术方法、地层、岩石、构造、矿产地质、遥感、水工环等,该院举办多期次培训。在科学管理上下功夫,就是为了提高地质调查研究项目的质量。连续多年,地调院获得中国地质调查局地质调查项目经费报表考核一等奖。

    目前,地调院依据学校的地球科学学科群登峰计划,不断创新管理方式方法,在项目申报与管理方面,朝跨学科跨单位联合承担重大地调项目的协同组织方式转变。同时,实现以自我循环为主的科技成果转化模式,转向社会化公共服务模式,真正实现高校地调院在人才、科技方面的引领作用。

    雄关漫道真如铁,而今迈步从头越。在将来的发展中,中国地质大学(武汉)地调院将继续以国家需求为导向,以地质科技创新和服务国家目标为主要任务,依托学校学科、人才综合优势,通过承担参与地质调查试点、示范、创新类项目,实现地调队伍成长、高水平学术成果和科技奖项的突破,在地质调查中取得更多有影响力的科技成果。

    做地质调查的源头活水

    日前,中国地质调查局青岛海洋地质研究所徐扬博士对扬子北缘新元古代岩体的研究成果在《Precambrian  Research》发表,该成果对研究扬子北缘新元古代岩浆活动的性质和动力学机制具有重要意义,也为讨论扬子陆块在Rodinia超大陆中的位置、重建超大陆聚散过程提供了新的制约信息(图1)。

    据了解,青岛海洋所徐扬等科研人员针对扬子板块北缘的三里岗-三阳混杂岩带进行了大比例尺野外地质调查,发现该混杂岩带保存了与洋壳俯冲有关的岩浆构造块体。科研人员选取了混杂岩带中唯一的花岗质岩体、以及邻近的基性岩脉为研究对象,获得了十分接近的新元古代早期锆石U-Pb年龄(~860 Ma和~871 Ma,图2),这一结果打破了该带是晚古生代勉略带向东延伸的传统认识。在此基础上,利用岩相学、全岩化学、Lu-Hf同位素和Sr-Nd同位素数据,对该组岩浆活动的性质和动力学背景进行了探讨。

    该研究取得了多项成果,一是三里岗基性岩脉的源区遭受了洋壳俯冲带流体的交代,其成因与俯冲带地慢楔遭受俯冲带流体的交代后的熔融有关。二是三里岗花岗岩体是新生的地壳物质部分熔融后与基性矿物反应的产物,其成因与岛弧环境下的洋壳俯冲有关。三是基于接近的时空关系,区域上的庙湾-神农架洋壳俯冲带(1.10-0.89 Ga)可能向东延伸至三里岗岩体,它们共同记录了扬子北缘新元古代十分重要的大地构造演化信息。

    据悉,扬子板块边缘和内部广泛发育了新元古代的火成岩,它们对认识新元古代华南陆壳的形成与演化、Rodinia超大陆聚散过程具有重要的地质意义。另一方面,关于新元古代岩浆活动性质和动力学机制一致存在激烈的争论,是目前地学研究关注的热点和前缘问题之一。《Precambrian Research》杂志(2015影响因子为5.66)于2016年275卷发表了该项研究成果。 

    图1 扬子板块新元古代岩石分布简图

    图2 三里岗基性岩和花岗岩体锆石U-Pb谐和图

    青岛海洋所科研人员取得扬子北缘新元古代岩体研究新...

    2015年8月20日,中国地质调查局水文地质环境地质调查中心在青藏高原东北缘地热—干热岩地质调查中发现前人从未报道过的高温温泉,该温泉位于青海省同仁县兰采乡,水温高达82.2℃,为青海省第二高温温泉。

    2015年,中国地质调查局部署启动了“青藏高原东北缘重点区1∶5万水文地质(干热岩)调查”项目,该项目由地调局水环中心承担,青海省环境地质勘查局参加。围绕项目目标任务,两家单位联合对贵德县、同仁县开展了地热地质调查工作。

    经深入调查,项目组在青海兰采发现地热异常区,并首次发现水温高达82.2℃的高温温泉。经现场调查,沿隆乌古曲(河)现代河床两侧在长约800m的范围内,于印支晚期花岗岩体构造裂隙中广泛发育的水下温泉、悬挂温泉、热水瀑布、放热地面、水热蚀变等丰富的地热地质现象。目前,项目组正对温泉出露区的地质条件与干热岩地热地质意义进行调查分析,拟对主要温泉与控热构造开展重点研究,并研讨部署下一步工作。

    该地热异常区和高温温泉的重大发现,一是将兰采温泉提升为继青海省贵德县热水沟温泉的第二高温温泉;二是对区域干热岩资源调查提供了新的有利勘查开发靶区,对青海省地热资源开发利用具有重要意义。

    沿隆乌古曲现代河床两侧印支晚期花岗岩体构造裂隙中出露的温泉群与热水瀑布

    温泉电子温度计测温  

    青藏高原北缘地区发现青海省第二高温温泉
    所在单位:中国地质科学院矿产资源研究所
    完成人员:毛景文、谢桂青、程彦博、于金杰、陈懋弘、袁顺达、赵海杰、吴胜华、段超、李宝龙等
    项目来源:国家自然科学基金委员会、科技部、国土资源部、中国地质调查局及企业项目
    起止时间:2004年-2014年

    主要进展

        华南地区中生代矿产主要集中在长江中下游地区及邻区和华夏地块及邻区,两个地区成矿作用既有一定差别,也有必然的内在联系。

      1. 提出华夏地块及邻区中生代金属矿产分布规律  时间分布规律:鉴别出中生代成矿存在三期大规模成矿作用,其形成时代分别为230-210 Ma, 170-150Ma和120-80Ma。三大成矿事件的两个重要转折期分别为170 Ma和135 Ma。空间分布规律:发现晚三叠世壳源稀有和钨锡矿床呈东西向分布,170-160 Ma形成的斑岩-矽卡岩铜多金属矿床(地幔来源为主)沿钦杭带分布,160-150 Ma形成的花岗岩有关钨锡矿床(地壳来源)集中出现在南岭中部,而同时代的中低温锑金矿出现在钨锡矿区的北西侧; 120-80Ma形成的铜铅锌锡金多金属矿产(地幔和地壳两种来源)分布在大陆边缘一系列伸展盆地中。

      2. 提出长江中下游地区及邻区中生代金属矿产分布规律   时间分布规律:鉴别出两期大规模成矿作用,其形成时代分别为148-137 Ma和135-123 Ma。空间分布规律:查明在148-137 Ma 期间于长江中下游隆起区形成5大斑岩-矽卡岩铜金铁钼矿集区,其南侧为江南古陆北部的斑岩-矽卡岩型钨矿带,两者同时代,空间上平行展布。在135-123 Ma期间于宁芜和庐枞盆地两个盆地形成一组玢岩铁矿及其相关的金矿。

      3. 厘定华南地区中生代成矿背景  厘定华南两大地区中生代矿产具有统一的成矿背景,即晚三叠世壳源稀有和钨锡矿床形成于华南与印支地块的碰撞及碰撞后环境,在造山带钨锡矿及其花岗岩体明显遭受挤压变形,在板内矿床未发生变化。170-135Ma期间Izanagi板块斜向大陆以低角度或平板俯冲,形成多个区带不同类型矿床组合。135-80Ma Izanagi板片运动方向发生变化,由斜向俯冲改变为几乎平行大陆边缘走滑,导致大陆发生伸展,绝大多数矿产聚集在一系列走滑拉分盆地。如果后俯冲的残留板片重熔形成的岩浆岩,与之伴生为斑岩铜钼金矿或玢岩铁矿;如果是地壳重熔形成的岩浆岩,与之伴生为锡矿床。因此,在这种特殊的构造背景下不同来源的矿产组合,同时产出于同一盆地内。

      4. 发现华南两条斑岩-矽卡岩型铜多金属成矿带和斑岩钨矿带成矿的内在联系  不同于南美大陆边缘岩浆弧斑岩铜矿分布特点,华南两条斑岩铜矿带呈NE走向分布,出现于三大构造单元之间(即华夏地块与杨子克拉通,杨子克拉通与秦岭-大别造山带之间)。研究提出俯冲板片在构造单元之间被撕裂,形成斑岩铜矿带,这是欧亚大陆中生代斑岩铜矿形成机制的最大特点。
    长江中下游铜矿带与其南侧的江南古陆钨矿带同时代平行产出是全球最具特色的矿产分布现象,此次研究发现两者同一构造事件的产物,均受撕裂俯冲板片的制约。由俯冲板片重熔产生的岩浆形成了斑岩-矽卡岩铜矿带,而当软流圈上升到上地壳,引致重熔形成壳源花岗岩和有关的斑岩-矽卡岩型钨矿带。

      5. 初步揭示了华南巨型矿产分带的“世纪之谜”   上一世纪20年代,我国著名地质学家翁文灏先生发现华南以南岭为核心,存在一个巨型的矿产分带,即从南岭向西北有W-Sn-Mo-Bi  → Cu-Pb-Zn → Sb-Au矿产分布现象。该问题的发现和提出已经成为“世纪之谜”。此次研究提出在170-160 Ma期间,低角度俯冲板片沿钦杭古结合带发生撕裂,形成斑岩-矽卡岩型铜多金属矿带,接着于160-150 Ma在钦杭带东部的南岭中部出现一个板片窗,软流圈直接上涌到上地壳,导致上地壳重熔形成大规模壳源花岗岩和有关的钨锡矿产。同时,由于板片窗导致区域温度上升,引发流体系统从高温区向西北的中低温区长距离运移,并在盆地中卸载形成了中低温锑金矿产。由于高温区与中低温区之间横跨钦杭成矿带,因此显示出翁文灏先生发现的巨型成矿分带。实际上,该巨型成矿分带是160-150 Ma成矿事件与170-160 Ma成矿事件复合在一起的产物。

      6. 提出矿床组合模型,推动找矿勘查取得重要突破   基于系统工作,研究提出多组矿产资源组合模型,推动了区域找矿勘查取得重要进展。例如,发现大陆边缘白垩纪中期盆地内多来源矿产资源的成矿规律后,提出盆地成矿的矿床组合模型。运用模型开展找矿预测和他人运用模型开展找矿勘查,均取得了显著地效果。

      国内外影响:在研究过程发表科技论文200余篇,其中SCI检索论文88篇(含国际刊物SCI检索论文40篇。这项成果在不仅影响了中国,也影响了世界。迄今为止,论文的SCI引文2300余次,CSCD引文4000余次,10篇论文在我国多个著名刊物《矿床地质》、《岩石学报》、《地学前缘》、《高校地质学报》、《中国地质》和《中国科学》中的点击率和引用率名列前茅,在国际矿床学界两个著名刊物《Mineralium Deposita》和《Ore Geology Reviews》中,3篇论文在2014年的引文率排名第一或名列前茅。更重要的十多篇论文被当今国际最著名矿床学家Richard Sillitoe, Richard Goldfarb 和Franco Pirajno在撰写专著和综述性论文时大量引用,并称为对太平洋西部大陆成矿提出了新认识和新思考。


    华夏地块及邻区中生代矿产分布规律图


    长江中下游地区及邻区中生代金属矿产成矿动力学模型图
    1-7 华南地区成矿规律与成矿背景

    中国地质学会2020年度十大地质科技进展和十大地质找矿成果近日在京揭晓。

    据了解,中国地质学会自2007年开始,每年组织评选年度十大地质科技进展和十大地质找矿成果。十大地质科技进展和十大地质找矿成果的评选促进了社会各界进一步了解地质工作在保障国家能源资源安全、服务生态文明建设、支撑国家重大战略和保障人民生命安全中做出的突出贡献,对提高地勘行业的社会认知度,不断推出地勘行业领军人才起到了积极作用。

    2020年度十大地质科技进展分别是:我国率先利用水平井技术完成天然气水合物试验性试采、大数据重现地球3亿多年生物多样性变化历史、青海共和干热岩试采规模化压裂造储和定向钻探成功实施、澄江动物群“麒麟虾”的发现揭秘节肢动物起源之谜、大陆碰撞成矿理论指导成功实施青藏高原首个3000米固体矿产科学深钻并揭露巨厚铜金矿体、松辽盆地北部古龙页岩油勘探取得重大发现、我国在诸广地区1550米深度发现最深工业铀矿、新发现和厘定鲜水河木格措南全新世活动断层与色拉哈挤压阶区并有效服务重大工程规划论证、塔里木盆地顺北超深断溶体油气藏富集理论与关键技术取得重大进展、煤矿老窑采空区范围及积水情况精细探查关键技术实现新突破。

    2020年度十大地质找矿成果分别是:山西省中阳县探明大型铝土矿、山西省繁峙县发现大型斑岩型金矿、青海省都兰县那更康切尔沟探明超大型银多金属矿、四川甲基卡稀有金属找矿获重大突破、新疆若羌县卡尔恰尔探明超大型萤石矿、江西省上饶市许家桥发现世界最大滑石矿、渤海海域勘探老区地质理论创新与亿吨级岩性油田获重大突破、塔里木盆地塔北寒武系奥陶系深层石油勘探获重大突破、渝东南南川招标区探明超千亿方大型常压页岩气田、内蒙古阿拉善右旗塔木素矿区发现超大型天然碱矿。

    (详细内容如下)

    十大地质科技进展(排名不分先后)

    我国率先利用水平井技术完成天然气水合物试验性试采

     

    由中国地质调查局广州海洋地质调查局叶建良牵头组织实施的海域天然气水合物第二轮试采,创造了“产气总量86.14万立方米,日均产气量2.87万立方米”两项新的世界纪录,取得了迈向产业化进程的重大标志性成果;突破了从“垂直井”到“水平井”开采的核心关键技术;实现了从“探索性试采”向“试验性试采”的重大跨越,创新形成了水合物矿体精细刻画、浅软地层高曲率水平井钻井、动力导向套管下入、未固结储层精细改造、泥质粉砂储层高精度防砂、井中举升与温压精准测控等水合物水平井试采的技术工艺体系;创建了独具特色的环境监测体系,进一步验证了天然气水合物绿色开发可行;自主创新形成的六大类32项技术,增强了深海探测与开发能力,总体达到国际领先水平,为产业化提供了有力保障。

    大数据重现地球3亿多年生物多样性变化历史

     

    地球上曾经生活过的生物99%以上已经灭绝,通过化石记录重建地球生物多样性变化历史是认识当今生物多样性现状与未来趋势的重要途径。南京大学、中国科学院南京地质古生物研究所樊隽轩、沈树忠团队联合国内外专家建设国际大型数据库,自主研发人工智能算法,利用“天河二号”超算取得突破,获得了全球第一条高精度古生代3亿多年的海洋生物多样性变化曲线,其时间分辨率较国际同类研究提高400倍。新曲线精准刻画出地球生物多样性演变过程中的多次重大生物灭绝、复苏和辐射事件,揭示了当时生物多样性变化与大气CO2含量以及全球性气候剧变的协同关系。

    青海共和干热岩试采规模化压裂造储和定向钻探成功实施

     

    由中国地质调查局水文地质环境地质部、水文地质环境地质调查中心牵头组织实施的青海共和盆地干热岩勘查试采取得突破性进展和成效。一是成功实现我国首例干热岩规模化储层建造,达到规模化储层改造目标。二是实施两眼多靶点干热岩定向深井,创国内首例。三是系统建立干热岩储层描述与裂隙预测,以及多重改造体积定量界定方法。四是自主探索形成干热岩压裂复杂缝网构建与控制、高效控震、储层成像等规模化储层建造技术。五是探索形成了一套高温硬岩高效定向钻进技术。

    澄江动物群“麒麟虾”的发现揭秘了节肢动物起源之谜

     

    由中国科学院南京地质古生物研究所朱茂炎牵头的“寒武纪大爆发”研究团队在云南约5.18亿前的澄江动物群中,发现了解答“节肢动物起源之谜”的关键过渡型化石——“麒麟虾”,研究成果发表于《自然》杂志。“麒麟虾”这一造型奇异的五眼虾形动物嵌合了奇虾类等多种节肢动物祖先类型和真节肢动物的形态特征,填补了节肢动物起源过程中的核心缺失环节,为节肢动物主要演化创新的起源提供了关键参考点。该研究同时解答了节肢动物第一对附肢的同源性和演化路径问题,并为解析早期节肢动物之间的演化关系提供了重要信息。这一发现给生物进化论增添了一个强有力的过渡型化石证据。

    大陆碰撞成矿理论指导成功实施青藏高原首个3000米固体矿产科学深钻并揭露巨厚铜金矿体

     

    由中国地质调查局矿产资源研究所、西藏华泰龙矿业开发有限公司等单位组成的科研团队,在大陆碰撞成矿作用理论的指导下,在青藏高原甲玛矿区成功实施了固体矿产首个3000米科学深钻,精细揭示了斑岩成矿系统结构,实现地质信息“透明化”,累计揭示584.36米铜钼(金、银)矿体,建立了完备的高原科学深钻施工工艺,也为构建3000米以浅的资源勘查和预测技术方法奠定了坚实基础。创建了斑岩成矿系统“多中心复合”成矿作用模型,丰富和完善了碰撞造山成矿理论,并依此新发现则古朗北矿段的巨厚斑岩和矽卡岩矿体,在矿区深部及外围取得重大找矿突破,对国内外深地资源勘查和探测技术集成具有引领示范作用。

    松辽盆地北部古龙页岩油勘探取得重大发现

     

    大庆油田在松辽盆地北部古龙凹陷青一段地层的纯页岩内实现水平井产量重大战略突破,试油获高产工业油气流,定产试采表现出稳定的高产能力,平面上15口直井试油证实古龙页岩油平面分布范围广,规模立体含油,轻质油带具有较好的产油能力,轻质油带页岩油气资源量达到几十亿吨。通过岩心精细描述及实验分析化验数据,建立了以古沉积环境控制原始优质烃源岩发育、适中的热演化程度控制油气富集、成岩作用控制优质储层分布的“三控”页岩油富集地质理论,形成了四项“颠覆性”突破认识,系统建立了我国陆相淡水湖盆纯页岩型页岩油气富集理论,创新形成了纯页岩型储层大规模体积复合压裂技术体系。

    我国在诸广地区1550米深度发现最深工业铀矿

     

    以核工业北京地质研究院李子颖为首席专家的科研团队,建立了热液型铀矿深部地质结构三维探测技术和预测评价模型,在综合研究和探测的基础上,遴选了广东诸广南长江钻探场址。经设计和实施长江1号(GUSD-1)科学深钻,终孔深度1709米,取得铀矿找矿和技术重大突破,发现铀异常厚度大于230.4米,矿化累计厚度51米,工业铀矿段有8层,在1550米深度发现我国目前最深的工业铀矿,刷新了我国近70年来铀矿找矿深度最深记录,将我国热液铀矿找矿深度向深部推进了500余米;进一步验证了热点深源铀成矿理论,提高了技术探测深度和精度。

    新发现和厘定鲜水河木格措南全新世活动断层与色拉哈挤压阶区并有效服务重大工程规划论证

     

    由以中国地质调查局地质研究所李海兵为首的科研团队,通过组织实施巴颜喀拉地块周缘大型断裂带区域地质调查等项目,确定了鲜水河断裂带折多山地区多条分支断裂的精细几何展布、构造变形特征、晚第四纪以来活动速率及地震危险性。在折多山花岗岩体内部首次发现全新世活动断裂带“木格措南断裂”,精确厘定出具有高地应力潜在超强破坏力的色拉哈断裂挤压阶区。根据上述研究成果为重大工程建设提供建议,有效服务了重大工程建设。

    塔里木盆地顺北超深断溶体油气藏富集理论与关键技术取得重大进展

     

    由以中国石油化工股份有限公司西北油田分公司云露、漆立新为核心骨干的科技攻关团队,通过持续攻关研究,实现了顺北超深断溶体气藏富集理论与关键技术的重大进展,支撑了十亿吨级的顺北油气田勘探开发持续扩大。创新提出了早寒武世缓坡相优质烃源岩发育模式和冷盆、超深、古老海相烃源岩生烃模式,明确了盆地油气资源结构序列;创新建立了超深断溶体油气藏“寒武多期供烃、构造破裂控储、原地垂向输导、晚期成藏为主、走滑断裂控富”成藏新模式;阐明了克拉通盆地走滑断裂控制的“储-圈-运-藏-富”五元一体成藏机理。该成果丰富了中国海相油气成藏理论,实现了我国海相油气勘探类型新突破,总体达到国际领先水平。

    煤矿老窑采空区范围及积水情况精细探查关键技术实现新突破

    由以中国煤炭地质总局水文地质局蒋向明、许超、马瑞花、关民全为骨干的研究团队,针对老窑透水事故占煤矿水害事故80%的严峻现状,对我国14个煤炭基地采空区现状进行了系统研究、科学分类,揭示了采空区的宏观规律;确立了老窑采空区精细探测框架体系,揭示了集成应用多种方法综合勘探的思路是探测老窑采空区及积水的有效途径,成功攻克了制约老窑采空区探测技术应用的关键技术瓶颈。煤矿老窑采空区范围及积水情况精细探查关键技术得到了实践检验,成效显著,可以有效预防老窑透水事故的发生,全面推动了煤炭采空区探测领域技术应用的发展。该成果对国内煤矿老窑采空区范围及积水情况探查具有引领示范作用。

    十大地质找矿成果(排名不分先后)

    山西省中阳县探明大型铝土矿

     

    以山西省第三地质工程勘察院马发思、李建业为首的地质找矿队伍,历经3年艰苦施工,在山西省中阳县下枣林矿区发现了一处大型铝土矿基地。基本查明了铝土矿的形态、规模、产状、厚度和矿石质量、成矿控制因素和矿床开采的主要水文地质、工程地质、环境地质等,对矿床开采技术条件的复杂性做出了评价;估算铝土矿矿产资源量2856.2万吨,其中332资源量657.6万吨,333资源量2198.6万吨,估算硬质粘土矿333资源量3625万吨,估算山西式铁矿333资源量829万吨,估算共生矿产煤的资源量719万吨,估算伴生矿产镓333资源量2113.6吨。

    山西省繁峙县发现大型斑岩型金矿

     

    紫金矿业集团股份有限公司地质找矿项目团队通过总结繁峙县义兴寨金矿床的成矿规律,深入研究矿区构造、岩性组合、成矿流体、成矿物质来源、围岩蚀变等要素,建立了找矿预测模型,在山西省内首次发现新类型斑岩型金矿床,且达到大型规模,矿山接替资源找矿取得重大突破。新增金资源储量超过57吨,约占山西省历史上累计查明资源量的一半、现在保有量的2倍,其潜在经济价值近160亿元。此次勘查,改写了区域找矿的历史,突破了该区单一石英脉型金矿成矿的认识,开拓了找矿思路和方向,对该区域乃至更大范围找矿具有重要的指导意义。

    青海省都兰县那更康切尔沟探明超大型银多金属矿

     

    由四川省冶金地质勘查局水文工程大队承担的“青海省都兰县那更康切尔沟银多金属普查”项目取得重大找矿突破,在青海东昆仑地区首次发现了超大型中低温构造热液型银矿床,地质勘查、研究意义重大。团队通过地质、物探、化探、科研等多专业协同合作,产学研联合攻关,在矿区内已发现银矿带18条,圈出银矿体69条,评审认定(333+334?)银资源量5070.56吨,矿床平均品位326.35克/吨,其中(333)资源量2137.2吨,伴生铅锌151987.26吨,深部及外围还具有较大的找矿潜力。那更康切尔沟银矿的发现,填补了青海省无超大型独立银矿床的空白,对青海省的经济建设以及西部大开发都具重要意义。

    四川甲基卡稀有金属找矿获重大突破

     

    由四川省地质调查院承担的“四川省康定县甲基卡海子北锂矿普查”在前期中国地质调查局部署的“四川三稀资源综合研究与重点评价”项目工作的基础上,探获氧化锂(333)+(334)资源量89.49万吨,取得了稀有金属找矿重大突破,伴生铍铌钽规模大,均可综合利用。项目建立的找矿预测方法和三维找矿与勘查模型,指导了甲基卡及外围研究与找矿,相继探获氧化锂资源量达217.45万吨,使甲基卡锂矿田氧化锂资源总量达到280.7万吨,新三(X03)矿脉成为世界最大的花岗伟晶岩型锂辉石单体矿脉。该项目在成矿理论、找矿预测、勘查模型、地质找矿等方面取得了一系列创新性成果,提升了我国新能源资源的保障程度。

    新疆若羌县卡尔恰尔探明超大型萤石矿

     

    以浙江省第十一地质大队、新疆华瓯矿业有限公司吴益平为首席的科研团队通过攻关,首次在新疆阿尔金变质杂岩带发现超大型萤石矿床。探明+控制+推断萤石资源量矿石量6631.23万吨,矿物量(CaF2)2248.91万吨,探明+控制资源量(CaF2矿物量)占53.25%;提出了“中奥陶世二长花岗岩体+新太古-古元古界阿尔金岩群a岩组变质岩+韧性剪切带构造控矿”三位一体找矿模式,建立了伟晶岩型萤石矿床成矿模型,推动了阿尔金地区萤石找矿持续性突破。该矿床的发现,使新疆萤石矿资源量由全国排名第24位上升至第4位,单一型矿床规模位居全国前列。

    江西省上饶市许家桥发现世界最大滑石矿

     

    以江西省地质勘查基金管理中心王先广为首席的科研团队,在江西省上饶市广丰区许家桥矿区探获世界资源储量规模最大的滑石矿,提交(控制+推断)滑石资源量9552.3万吨(相当全国新增滑石32%),其中控制滑石矿资源量4036.7万吨。上饶市广丰区许家桥滑石矿的发现,刷新了世界滑石矿资源储量规模纪录,改变了世界滑石矿分布格局;创建了“同生断层+富硅热液+富镁海水+有机质”黑滑石成矿模型和“许家桥式”滑石矿“层位+钙镁硅质岩石组合+同生断层+向斜构造”找矿模式,深化了区域成矿规律。区内黑滑石矿石品质好,创建的黑滑石晶体结构模型开拓了材料应用新方向,为上饶市打造千亿级滑石矿产业集群提供了资源保障。

    渤海海域勘探老区地质理论创新与亿吨级岩性油田获重大突破

     

    以中海石油(中国)有限公司天津分公司薛永安为首席的科研团队,历经多年攻关,在渤海勘探老区成功发现了渤海湾盆地新近系储量规模最大的高产优质岩性油田-垦利6-1油田,进一步夯实了渤海油田“2025年上产4000万吨”的资源基础。项目团队针对渤海湾盆地新近系油气成藏的特点,创新提出了以“汇聚脊”控制它源型油气成藏与富集理论为核心的新近系大型岩性油藏勘探理论体系,并创建了2项关键技术,有力地指导了渤海新近系油气勘探的重大突破与勘探方向的转变。该油田已上报国家探明储量超过1亿吨,将新建产能近300万立方米/年。垦利6-1油田的成功发现,为渤海湾盆地新近系大型岩性油田勘探厘定了方向。

    塔里木盆地塔北寒武系、奥陶系深层石油勘探获重大突破

     

    由中国石油塔里木油田分公司蔡振忠、杨海军等专家牵头的技术团队,通过创新海相油气地质理论认识,攻克了大沙漠区、超深层碳酸盐岩储层预测方法的技术瓶颈,在新疆塔里木盆地塔北寒武系、奥陶系8000米超深层取得石油勘探重大战略性突破。轮探1井在 8200米之下的下寒武统新层系发现了全球最深的古生界油藏,标志着塔里木盆地沙漠腹部寒武系盐下30亿吨级的油气勘探新领域取得历史性突破。塔北南缘富满油田奥陶系在7500米~8000米埋深范围内持续突破,新发现一个10亿吨级海相碳酸盐岩特大型油田,阶段新增石油三级储量超3亿吨,其中石油探明储量1.02亿吨,生产能力为年产原油160万吨。

    渝东南南川招标区探明超千亿立方米大型常压页岩气田

     

    中国石化华东油气分公司历经十余年攻关,在渝东南南川招标区发现了我国首个超千亿方大型常压页岩气田。针对常压页岩气富集规律复杂、甜点优选难度大、单井产量和EUR(估算最终采收量)低等难点,攻关团队创新提出了“沉积相带、保存条件、地应力场”三因素控产地质理论,构建了高陡背斜、反向逆断层遮挡等四种成藏模式,创建了“岩相-应力-孔隙”一体化储层综合评价、变密度三维地震勘探、基于地质-工程一体化的甜点评价及水平井设计技术等勘探关键技术,实现勘探重大突破,提交探明储量1918亿立方米。南川常压页岩气田的发现是我国页岩气地质理论创新和勘探技术突破的重大成果,有效推动了我国南方9万亿立方米常压页岩气资源的效益开发。

    内蒙古阿拉善右旗塔木素矿区发现超大型天然碱矿

     

    内蒙古矿业开发有限责任公司在阿拉善右旗塔木素矿区取得天然碱矿重大找矿突破,获得固体天然碱(122b+333)矿石量107836万吨,矿物量(Na2CO3+NaHCO3) 70909万吨,其中控制的经济基础储量(122b)天然碱矿石量60884万吨,矿物量40633万吨,是我国目前已查明天然碱储量最大的天然碱矿。其成矿时代为白垩纪,突破了我国天然碱矿仅在新近纪以来成矿的历史,为今后天然碱矿的发现提供了更大的找矿空间。该天然碱矿的发现,或将改变我国以化学合成法制碱为主的现状,减轻化学制碱对自然环境造成的压力,对环境保护起到积极作用,并将带来较大的社会经济效益。

    中国地质学会2020年度十大地质科技进展十大地质找矿...