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。

2017年6月16-18日，华南云开地区构造演化研讨会于在广州成功召开。本次会议由中国地质调查局武汉地质调查中心、中国地质调查局花岗岩成岩成矿地质研究中心主办，旨在交流云开地区取得的最新地质调查研究成果和进展，探讨云开地块构造演化过程。

会议邀请南京大学于津海教授、王孝磊教授及中山大学王岳军教授分别作了题为“云开地块存在古老的基底吗”、“扬子地块东南缘多块体拼接与加里东期陆壳再造”和“武夷-云开前泥盆纪地质”的主题报告，从不同侧面介绍了武夷-云开造山带前寒武纪基底组成与构造演化的最新研究成果，对华南地区存在的重大基础地质问题进行了交流和探讨。武汉地调中心扬子工程首席牛志军研究员作了题为“湘桂地区前泥盆纪沉积特征与构造演化”的学术报告，从沉积学的角度探讨了扬子地块东南缘新元古代-早古生代的构造演化过程。广东省地质调查院、广东省佛山地质局、广西壮族自治区区域地质调查院、桂东-粤西项目组的一线专家针对两省区前泥盆纪侵入岩研究、广东省及港澳地区大地构造单元划分、粤西奥陶纪化石、云开地块前寒武纪基底及变基性岩等方面的问题进行了汇报交流。

与会专家和代表就云开地块前寒武基底物质组成与演化、华南新元古代早期大陆聚合与裂解、南华纪-早古生代盆地性质及加里东期造山机制等问题进行了深入的交流和讨论，并就下一步开展相关研究与合作达成共识。研讨会的召开为一线地质调查工作者提供了与知名学者面对面交流的机会，搭建了产学研交流的平台。

会后，桂东-粤西成矿带二级项目对2017年的工作作了详细部署，进一步明确了各子项目年度主要工作任务、科技创新目标和科普目标。

来自南京大学、中山大学、广东省有色金属地质局、广东省地质调查院、广东省佛山地质局、广西壮族自治区地质调查院、广西壮族自治区区域地质调查院、武汉地质调查中心等单位的50余人参加了会议。

会议现场

专家作学术报告

日前，中国地质调查局沈阳地质调查中心编著的《中国东北部及邻区地质图（1:2500000）及说明书》由中国地质大学出版社正式出版发行。该大型图件及专著是一部以地球系统科学、旋回演化论及全球动力学思想为指导编制的东北亚地区综合研究类成果，是沈阳地质调查中心近年来取得的一项重要科研成果，并受到了中国科学院院士任纪舜的高度评价。

该大型图件地理上跨中国、蒙古国、俄罗斯、朝鲜、韩国５个国家，编图范围西起贝加尔湖，东到萨哈林岛（库页岛），北起尚塔尔岛，南至渤海湾；地质上经历了古亚洲洋和太平洋两大构造域的叠加演化过程，地质构造极其复杂。该专著以区域不整合界面为主要依据，以超大陆的聚合与裂解为主线，梳理和建立了整个古亚洲构造域东段和太平洋构造域北段的地层-岩浆-变质-构造格架，系统总结了区域构造演化历史。总结了中国东北部及邻区中生代活动大陆边缘构造格架主体特点，探讨了“燕山运动”大地构造属性及幕次划分；梳理了中国东北部及邻区前中生代不同构造单元的地质特征，从全球超大陆旋回的角度描述了区域构造演化过程；开展了专题综合研究，并提出了东北亚地区大地构造格架一些新的认识。它是中国东北部及邻区最新的一部区域地质构造研究的总结性著作，具有重要的科学意义和实用价值。

该成果为东北亚地区基础地质科学问题的深入研究，为国土空间规划、自然资源管理以及重大工程建设提供快捷有效的基础地质信息，并填补了东北亚地区地质图数据库体系的空白，为地质大数据、“地质云”建设和社会化服务提供基础数据支撑。

中国地质调查新进展论坛现场。 谷兰丁/摄

10月18日，2018中国国际矿业大会——中国地质调查新进展专题论坛拉开帷幕。

本次论坛上，来自中国地质调查局的四位专家分别介绍了2019～2021年中国地质调查业务总体布局，以及2016～2018三年来在解决制约能源资源、重要矿产资源、环境和灾害、地球系统科学等方面的基础地质调查突出成果，在油气资源、大宗紧缺矿产、战略性新兴矿产和大型资源基地综合地质调查等方面的新进展，以及支撑服务国家重大区域发展战略、自然资源管理、地质灾害防治，组织实施地热科技攻坚战等方面取得的工作成效。

小编撷取了专家报告中的精彩内容，与大家一起分享中国地质调查事业的新成果、新部署。

地质调查业务总体布局

（2019年-2021年）

新时代地质工作的新定位：

全力支撑能源、矿产、水、粮食和其他战略资源安全保障，精心服务生态文明建设和自然资源管理中心工作。

地质调查十大计划：

1 公益性基础地质调查计划

目标：提升地球系统认知程度；推进基础地质理论原始创新和关键技术方法进步；促进地球系统科学发展。

任务：自然资源赋存的地质背景和条件；解决深部制约因素；表生地质过程和控制因素；多圈层交互作用和资源环境效应。

2 能源矿产地质调查计划

目标：全力支撑服务能源资源安全保障。

任务：加强常规和非常规油气资源调查，突出清洁能源调查，支撑油气体制改革，提供油气、页岩气、煤层气等招标区块。

3 重要金属非金属矿产地质调查计划

目标：支撑矿产资源安全保障，为矿产资源管理提供招标区块。

任务：开展大型资源基地资源潜力、开采条件和环境影响“三位一体”综合评价，圈定一批找矿靶区，引领商业性矿产勘查，助推形成一批大型矿产资源基地；开展锂、铍、铌钽、高纯石英等战略新兴矿产和钾盐、锰、铜、金等大宗紧缺矿产调查；开展矿产资源节约与综合利用调查。

4 海洋地质调查与天然气水合物勘查试采计划

目标：服务海洋强国建设和“一带一路”倡议，全力支撑国家能源资源安全保障；探索服务国家重大战略的海洋地质调查新模式和重大成果集成新产品。

任务：围绕重大工程开展海洋基础地质调查；开展海洋油气地质调查，实现油气突破；开展海域天然气水合物勘查试采，实现既定目标；开展大洋科学钻探首钻选址，两极科学考察；持续更新国家海洋地质信息和提升服务水平。

5 重要经济区和城市群综合地质调查计划

目标：服务国家重大区域发展战略；支撑国土规划、城市发展规划、重大工程基础设施建设规划；支撑服务沿海城市群经济发展。

任务：京津冀协同发展区、长江经济带、粤港奥大湾区、丝绸之路经济带综合地质调查；海岸带综合地质调查；雄安等多要素城市地质调查；提出国土空间规划与资源利用地质解决方案。

6 地质灾害隐患和水文地质生态地质调查计划

目标：服务城镇和重大工程规划建设；服务民生保障和脱贫攻坚；承接好水资源调查评价技术支撑工作；拓展生态地质调查领域。

任务：开展重大工程地质问题区的区域活动构造调查；开展地质灾害调查和防治；开展地下水监测工程建设和数据采集分析工作，实现动态数据发布；开展水文地质调查；地球关键带生态地质调查。

7 资源环境承载能力评价地质调查支撑计划

目标：为自然资源综合管理提供技术支撑；开展区域资源环境承载能力调查评价，支撑服务国土空间规划和用途管制；在国家生态文明建设试验区开展综合地质调查试点，探索形成地质调查服务生态文明建设工作模式；针对荒漠化、石漠化、湿地退化、矿山环境破坏等问题，开展专项地质调查，为国土生态保护与修复提供支撑。

任务：开展国土空间开发适宜性调查与评价、区域资源环境承载能力调查评价、资源环境遥感地质调查与监测、生态文明示范区综合地质调查。

8 地质数据更新与应用服务计划

目标：形成符合各类用户需要的信息产品，及时有效地提供地质资料信息服务。

任务：开展国家基础地质数据更新与集成，提供国家级地质产品；建设地质大数据分中心，形成地质调查、资源环境数据及时在线汇聚机制和运行体系，构建核心数据库；建设“地质云3.0”，构建地质数据共享服务体系；推进智能化地质调查，初步实现采集处理和应用的智能化；提升地质云基础设施支撑能力，加强地质云网络安全制度与防控措施建设。

9 服务国家重大战略和国土开发保护地质调查计划

目标：推进国际能源资源产能合作，服务“一带一路”国家战略。支撑自然资源管理中心工作，开展国土开发保护地质调查，提供地质解决方案、国情调查报告、标准规范、工作指南和对策建议等。

任务：周边国家重要成矿带对比研究，提升中国在全球资源配置中国际合作能力；开展“一带一路”基础地质调查、数据 更新和服务应用；围绕国家重大战略、自然资源管理和行业管理重大需求，开展地质调查战略研究；开展土地质量地球化学调查、古生物化石及地质遗迹调查、矿产资源国情调查与安全战略研究。

10 地质科技创新计划

目标：取得地质理论原始创新和关键技术重大突破，引领地质调查。

任务：解决制约重大资源环境灾害问题的关键性、基础性的科学问题；创新技术方法并推广应用，研发新装备；创新工作机制、调查方法和表达方式；及时有效地指导和服务地质调查实践。

基础地质调查新进展

（2016-2018年）

解决制约能源资源的关键基础地质问题

● 明确银额盆地具有双层结构，存在白垩系及晚古生界两个不同的含油气地层系统，将下部的晚古生代系统划分为7个分区，为油气资源勘探提供了依据。

● 通过联井剖面分析，明确了松辽等主要盆地砂岩型铀矿的赋存规律。

● 编制了华北平原基岩地质图，突出表达了雾迷山组、马家沟组等热储层，为地热调查提供了基础支撑。

● 完善了南黄海海相古生界多源多期油气成藏地质模型，提交了油气勘探井的布设方案。

解决制约重要矿产资源的关键基础地质问题

● 提出喜马拉雅双穹隆构造带南、北两侧构造环境不同，分别控制稀有金属、Au成矿的新认识，指明了找矿方向。

● 明确幕阜山复式岩体中早白垩世S型花岗岩后期伟晶岩脉控制稀有金属矿成矿，推动江南造山带稀有金属矿产找矿突破。

解决制约环境、灾害的关键基础地质问题

● 建立华北晚更新世以来的地层格架，明确了晚更新世以来沉积过程、环境变化与黄河流域人类文明发展的关系。

● 编制了冀东平原区的第四纪地质图，明确滦河冲积扇向东迁移，查明7000年来渤海湾海岸线北岸不断侵蚀、南西岸不断淤积的变迁规律，为寻找潜在水源地和渤海湾生态环境研究提供了科学依据。

● 根据浅表土壤地球化学测量结果，揭示了北京南部平原区拒马河和永定河冲积扇物质组成的差异及其根本原因、表层次生盐渍化与农田灌溉的关系。

基础地质调查技术方法创新

● 建立了适合中国国情的现代区域地质调查技术体系。

● 自主研发国际领先水平的无人机航空磁测系统，并广泛应用。

● 智能地质填图方法在11个区调项目中推广利用，有效促进了地质云和信息化建设。

解决地球系统科学的关键基础地质问题

● 厘定了我国主要克拉通最古老岩石的分布和时代，提出扬子陆块与全球板块构造启动时间上一致性的认识。

● 在华北克拉通识别出三条巨型高压麻粒岩相变质带，明确了19.0亿~18.5亿年聚合成统一克拉通，是哥伦比亚超大陆聚合的响应。

● 确定扬子陆块南、北缘均发育840Ma左右的蛇绿岩和弧岩浆岩，以及830Ma变质事件和820Ma板内裂解事件，明确了扬子陆块Rodinia超大陆聚散的响应过程。

● 在昌宁—孟连结合带识别出完整的古生代蛇绿混杂岩，揭示特提斯洋从早古生代一直延续到晚古生代，建立了原—古特提斯连续演化模式。

● 发现并精细解剖了兴蒙造山带10余处蛇绿混杂岩带，提出了古亚洲洋主缝合带展布的新认识。

● 地球演化过程中环境与生物巨变事件新认识。识别出1.57Ga古海洋的氧化事件；提出华北克拉通存在与全球一致的1.38Ga中基性火山作用及大洋缺氧事件；厘定了黔西—滇东P/T灭绝事件前后植物群落的演化序列。

矿产资源调查新进展

（2016-2018年）

油气资源地质调查　

长江经济带页岩气调查

● 贵州遵义安页1井获得日产超10万立方米稳定高产工业气流，引领四川盆地外复杂构造区页岩气勘查开发。

● 鄂西地区页岩气资源潜力大，多套层系见良好页岩气显示。

● 安徽宣城港地1井在二叠系海陆过渡相同时获得页岩气、致密气、煤层气、页岩油“三气一油”的重要发现。

● “三位一体”富集成藏理论指导优选17个页岩气有利区，为加快页岩气的勘查开发提供了目标。

北方新区新层系油气调查

针对新区新层系优选了15个油气有利区； 首次在塔里木盆地温宿地区获高产工业油流，开拓了库车坳陷、乌什—拜城凹陷新近系缓斜坡区油气勘探新领域；阜新盆地辽阜地2井钻获15.3立方米/日的高产工业油流；在银额盆地优选了油气有利区，部署实施参数井获油气重大发现，展示良好油气勘探前景。

非常规油气调查

● 煤层气：川南川高参1井稳产超6000立方米/日；黔西杨煤参1井稳产超4000立方米/日；新疆新乌参1井稳产超2000立方米/日；黑龙江鸡煤参1井稳产超1000立方米/日。

● 油页岩、油砂、水合物：在松辽、鄂盆南部、淮南、川西北、三塘湖、柴北缘、塔北缘、羌塘等盆地钻获优质油页岩、油砂矿；在青海木里地区钻获天然气水合物；评价了陕南汾渭盆地氦气资源前景。

大宗紧缺矿产地质调查

● 新疆玛尔坎苏锰矿新区、新层位找矿重大发现

深部发现多层厚大矿体，拉动后续勘查，富锰矿资源量增至5000万吨以上，远景1亿吨以上。

● 桂中发现我国石炭系规模最大的锰矿

广西南丹—宜州地区圈定沉积型锰矿找矿靶区4处，估算资源量8300万吨，资源潜力在2亿吨以上。

● 重庆城口锰矿

累计新增锰矿石资源量1.07亿吨，全区预测远景资源量约5亿吨，其中埋深1500米以浅2.4亿吨。

● 皖东地区浅覆盖区金矿找矿重大发现

江山金矿外围圈定3处激电异常，预测金资源量在100吨以上，有望成为新的金矿集区。

● 焦家金矿带北段取得新突破

圈定后坡—小西庄—招贤等找矿靶区，预测（2000～3000米）金资源量900吨，拉动后续商业勘查，探获金资源量达100吨。

● 四川拉拉铜矿外围找矿再获重要发现

在拉拉铜矿外围银厂箐、双狮、白云山、红铜山等地区新增铜资源量20万吨，会理—会东矿集区铜资源总量有望突破200万吨。

● 新疆西昆仑超大型铅锌矿资源基地形成

新发现多处中小型以上矿床，全区探明铅锌资源储量达2400万吨以上，资源潜力4000万吨以上。

● 西藏罗布莎—香卡山地区铬铁矿深部调查取得重大发现

香卡山深部探获3层厚大矿体，厚度达到32.35米，平均品位50%，新增铬铁矿石资源量近30万吨。

● 内蒙古维拉斯托锂锡多金属矿深部调查

新增锂（ Li2O ）资源量35.7万吨，累计探明锡资源量8.9万吨。

● 滇东北镇雄富磷矿资源基地显雏形

新增P2O5资源量超1亿吨，累计探获富磷矿资源量10亿吨以上，初步形成磷矿资源基地。

战略新兴矿产地质调查

● 川西地区锂辉石矿调查

甲基卡新增氧化锂资源量110万吨，累计探获资源量约200万吨；川西可尔因新发现斯则木足锂矿，探获氧化锂资源量52万吨，进一步夯实了川西锂矿资源基地资源基础。

● 新疆西昆仑锂矿调查

发现大红柳滩伟晶岩型锂辉石矿和苦水湖等卤水型锂矿，初步估算氧化锂资源量100万吨，远景500万吨；氯化锂资源量145万吨，远景200万吨。西昆仑和田地区大型锂资源基地初现雏形。

● 新疆奇台黄羊山

发现超大型岩浆岩型石墨矿， 圈定3处石墨找矿靶区，发现8个矿（化）体；累计探获晶质石墨矿物量7264万吨 ，成为世界上规模最大的晶质石墨矿。

● 湘西北铌钽矿调查

湘西北竹山—竹溪地区新发现超大型土地垭（铌）钽矿，圈定矿体4处；累计探获Ta2O5资源量超万吨，达超大型规模 。

大型资源基地综合地质调查

● 实施7项综合地质调查试点项目

内蒙古赤峰有色金属基地

新疆东天山中段有色金属基地

青海祁漫塔格有色金属矿集区

川西稀有金属矿集区

四川攀西钒钛铁石墨矿资源基地

新疆和田地区火烧云—大红柳滩铅锌锂资源基地

贵州毕节—六盘水地区能源资源基地

● 初步建立了矿产资源基地综合地质调查技术方法体系；探索建立了技术经济评价模型和环境影响评价指标体系；矿产地质调查取得一批重要新发现。

水工环地质调查新进展

（2016-2018年）

支撑服务国家重大区域发展战略

围绕京津冀一体化协同发展区和长江经济带空间规划编制了一系列地质图集和图件。

对我国19个城市群资源环境条件、337个地级以上城市发展的优势地质资源和重大地质问题进行了分析。着重开展了北京城市副中心城市地质调查、雄安新区城市地质调查、成都城市地质地下空间调查等。

组织编制了《中国海岸带资源环境图集》《粤港澳大湾区自然资源与环境图集》；开展承德生态文明示范区自然资源综合调查。

支撑服务自然资源管理

编制了全国和分省自然资源图集、中国滨海湿地变化情况遥感调查报告和东北地区地下水超采情况报告；梳理总结近年开展多门类自然资源调查的实践经验，围绕支撑服务自然资源管理、优化地质调查业务结构和布局等部署开展了一系列专题研究。

全面完成国家地下水监测站点建设，初步实现对全国主要平原盆地的地下水动态监测。参与编制完成《全国国土空间开发适宜性评价研究报告》。编制了33幅全国地质环境区划图系及其说明书，10幅已出版。

支撑服务地质灾害防治

九寨沟地震：提供了地震地质灾害快速解译与应急评估成果。

纳雍崩塌：提供了工程地质孕灾背景及形成机理分析成果。

茂县滑坡：提供了滑坡解译图、 坡体变形InSAR分析、应急排查及成因机制分析成果。

初步建立了基于物联网、信息化和大数据技术的地质灾害监测预警系统，创新提出了地质灾害监测预警“GPP”模式，即“政府主导+专业支撑+群众参与” 模式。

地热科技攻坚战

京津冀地热调查科技攻坚战：雄安新区（D18）井口温度达到93℃，为目前地热田范围内温度最高的地热井。雄安新区不仅广泛分布低温地热资源，还存在具备开发潜力的中温地热资源。“献县科研基地”实现地热资源梯级利用。

青海共和盆地:圈定出18处干热岩体，总面积达3092平方千米。GR1井3705米处的孔底温度为236℃。

自然资源部中国地质调查局成都矿产综合利用研究所（以下简称成都矿产综合利用所）始建于1964年，有着50多年的光辉历史，有着功勋研究所的殊荣。成都矿产综合利用所长期坚持以稀土资源为核心，以“三稀”资源为重点，兼顾其他能源矿产资源，开展资源潜力、开发条件和环境承载力“三位一体”综合调查评价。

三稀资源（即稀土、稀有和稀散矿产资源）是该所的研究重点。该所拥有50余年的找矿-选矿-冶金-新材料方面的技术积累，特别是在稀土采选、冶炼、分离等领域开发了多项具有国际先进水平的技术，独有的采选工艺和先进的分离技术为稀土资源的开发利用奠定了坚实基础。

稀土——国之瑰宝

龚大兴 赖杨

稀土的概略介绍

稀土是镧(La)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)、钷(Pm)、钐(Sm)、铕(Eu)、钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)、钬(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)、镱(Yb)、镥(Lu)，钪(Sc)和钇(Y)共17种元素的统称。

主要稀土元素

稀土的类型和分布

稀土元素可以分为轻稀土、重稀土两大类，主要是以稀土氧化物的形式存在。中国、巴西、俄罗斯、美国、澳大利亚等国稀土资源储量位居世界前列。

中国是世界稀土资源储量最大的国家，主要稀土矿有白云鄂博稀土矿、山东微山稀土矿、冕宁稀土矿等。中国是唯一能够提供全部17种稀土金属的国家，稀土储量曾一度占世界总储量的近80%，是名副其实的“稀土大国”。但是经过多年的无序开采，现在只剩42%(USGS，2017)。

稀土的广泛用途

稀土的用途

稀土是一种不可再生资源，虽然总体用量很少，但因为具有其他材料难以比拟的光电磁性能，被广泛应用于电子、新能源、环境保护等新兴领域。常用的稀土材料有稀土发光材料、抛光材料、永磁材料、储氢材料等，其中新材料领域对稀土的需求量达70%左右。

稀土在军事方面的应用更加广泛，其具有优良的光电磁等物理特性，能与其他材料组成性能各异、品种繁多的新型材料，其最显著的功能就是大幅度提高其他产品的质量和性能。比如，大幅度提高用于制造坦克、飞机、导弹的钢材、铝合金、镁合金、钛合金的战术性能。稀土同样是电子、激光、核工业、超导等诸多高科技的润滑剂。稀土科技一旦用于军事，必然带来军事科技的跃升。

以稀土元素为主体的三稀资源在新材料、新能源和信息技术等新兴产业方面具有不可替代的重大用途。未来几十年，世界主要国家将会为这些资源的持续安全供给进行不懈努力。

全球稀土储量占比

抓住核心优势，成都综合所蓄势待发

成都矿产综合利用所，作为自然资源部中国地质调查局重要的科技支撑单位，在新形势下，将继续坚持以稀土资源为核心，以“三稀”资源为重点，加快中国地质调查局稀土资源应用技术研发中心建设，创新稀土无尾化利用技术，构建我国西南典型稀土资源的“无尾化”利用技术体系。同步开展川西、黔西、滇东等资源远景区稀土、锂、“三稀”等战略性矿产资源“三位一体”综合调查评价，发现和评价一批可供进一步绿色勘查开发的“三稀”资源基地，支撑经济社会高质量发展，保障国家战略性矿产资源安全。

2018年-2019年，成都矿产综合利用所在乌蒙山扶贫开发区实施二级项目《贵州毕节-六盘水地区能源资源综合地质调查》（编号:DD20189507），在毕节威宁县哲觉镇一带新发现1处超大型、 2处大 型新类型沉积型稀土矿床，原矿中稀土氧化物（REO）品位最高可达1.6%，平均品位0.15%左右，初步预估资源量达 100万吨以上。该稀土赋存于以高岭石（83%以上）为主的粘土岩中，通过自主研发的 “预处理-选择性浸出”技术， 使 稀土综合回收率达90%以上。此次稀土矿找矿的突破，为我国打造又一个新的稀土勘查开发基地奠定了坚实基础。

成都综合所

稀土——“超级工业维生素”

曾小波 李超

稀土素有“工业维生素”的美誉，按资源类型大致可以分为轻稀土和重稀土两类，在国防等尖端领域所必需的重稀土元素更是被誉为“超级工业维生素”。离子型稀土矿便是“超级工业维生素”的主要来源。全球已知的重稀土储量几乎都集中在我国南方地区，特别是我国南方的离子型重稀土矿十分珍稀宝贵，是许多西方国家都想得到的稀土资源。离子型稀土主要分布在江西、广东、福建、湖南等南方省份，其中江西赣州更有“稀土王国”的美誉。

1.离子型稀土矿是什么

离子型稀土矿学名风化壳淋积型稀土矿，是由含稀土的花岗岩或火山岩经过多年风化形成的黏土矿物。

离子型稀土矿床于1969年在江西首次发现，随后在广东、福建、广西、湖南及云南等地相继发现。根据离子型稀土矿的成矿条件，国内学者曾预测越南、老挝等国也有离子型稀土矿，近些年确实有得到相关证实，在越南、老挝、泰国及美国均有发现。离子型稀土矿外观为松散的沙黏土，颜色有白色、灰色、红色、黄色等。

2.“超级工业维生素”的应用

稀土在冶金、军事、石油化工、玻璃陶瓷、农业和新材料等领域具有广泛应用，是国家关键的战略性资源。

冶金

铸铁中使用石墨球化剂、形核剂、有害元素控制剂来提高铸铁质量。

玻璃陶瓷

玻璃方面，主要用于着色剂、脱色剂、抛光剂等。陶瓷方面，主要用于减轻釉的碎裂性。

农业

生长、生理调节剂，可增强农作物的抗旱、抗涝能力。

军事

稀土具有优良的光电磁等物理特性，能与其他材料组成性能各异、品种繁多的新型材料，其最显著的功能就是提高武器的战术性能，也可作为核工业等高科技的润滑剂。

石油化工

目前，世界上90%的炼油裂化装置都使用含稀土的催化裂解剂。用稀土制成的分子筛催化剂，具有活性高、选择性好、抗重金属中毒能力强等优点。

新材料

在新材料领域，稀土功能材料主要应用在永磁材料、储氢材料、催化材料、发光材料。目前，永磁材料是稀土最大的消费领域，占稀土功能材料领域消费量的28%，发光材料7%。

离子型稀土矿成矿三大要素

 南方离子型稀土矿山

3.“超级工业维生素”的开采

“超级工业维生素”的主要来源是离子型稀土矿，根据离子型稀土矿的特点，我国科技工作者进行了长期的研究和实践，开发出采用电解质水溶液进行离子交换浸出稀土的方法。目前，离子型稀土矿开采主要采用原地浸矿工艺技术。原地浸矿不开挖矿体，将浸取剂溶液经浅井直接注入，浸取剂与粘土矿物中的稀土离子进行离子交换，交换下来的稀土离子随浸取液流入积液沟，经沉淀富集稀土，最后分离提纯制得稀土产品。

离子型稀土原地浸矿示意图

4.“超级工业维生素”面临的危机与前景

重稀土作为不可再生资源，由于资源流失严重，加上储量少、品位低等因素，离子型稀土可采储量面临即将枯竭的危险。此外，由于早期离子吸附型稀土矿监管力度不够，因此存在越界开采、非法开采、环境污染等问题。

近年来，国家相关部门加大了监管力度。2012年，我国稀土行业开始整合，原国土资源部于2012年9月13日发布了整合后的《稀土探矿权名单》和《稀土采矿权名单》。2015年1月，工信部在会议中提出将重点整合六家稀土企业，形成“1+5”格局（北方稀土、南方稀土、中铝集团、五矿集团、广东稀土和厦门钨业），组建成南北阵营两家大型稀土集团。六大稀土集团重组是我国政府保护国内稀土资源的重要举措之一。2017年，根据原国土资源部办公厅“关于印发《矿产资源开发利用水平调查评估试点工作办法》的通知”（国土资厅发[2017]33号）要求，成都矿产综合利用所负责江西省稀土矿产资源开发利用水平调查评估试点工作。2019年，成都矿产综合利用所与厦门钨业股份有限公司达成一致协议，计划将离子型稀土绿色安全开采示范项目落户厦门钨业控股公司龙岩市稀土开发有限公司，将从根本上保障国家战略资源的安全开采，有望改变目前离子型稀土矿大面积停产的状况，打造成为重稀土绿色高效开发的典范。通过国家政策的宏观调控及相关部门机构的积极配合，目前稀土行业“零、散、乱”的现状正逐步改变，行业逐步走向规范化运行。

9月22日-24日，自然资源部中国地质调查局天津地质调查中心在甘肃省嘉峪关市组织专家对阴山成矿带小狐狸山和雅布赖地区地质矿产调查项目进行了野外验收。

验收专家组在听取项目组汇报、质疑的基础上，对项目完成实物工作量情况，区调图幅PRB数据库、实际材料图库和地质路线、实测剖面、各类测试结果等进行检查，并选择项目取得的重大进展或存在关键地质问题的地段，进行了野外实地检查，重点对项目新填绘的百合山蛇绿构造混杂岩带和白云山蛇绿构造混杂岩带进行了现场检查。经评审，验收专家组一致同意项目通过野外验收。

该项目以内蒙古北山地区为调查重点，三年共完成1:5万区调36幅合计填图面积7448km²，1:5万矿调500km²。梳理了内蒙古北山地区成矿地质条件，初步总结了区域成矿规律，新圈定找矿靶区16处，提交西尼乌苏铜金矿产地1处。否定了前人作为一级大地构造单元界线的石板井-小黄山构造带的蛇绿岩带性质，认为其为公婆泉岛弧的弧后超壳断裂，未发育成洋盆，后期经历了强烈的韧性剪切作用；认为月牙山-洗肠井结合带为华北-塔里木板块与中亚造山带两个一级大地构造单元的结合线；而红石山-百合山蛇绿岩带则为石炭纪沟弧盆体系中弧后裂解形成的SSZ型蛇绿岩；据此提出了该区大地构造单元新的划分方案。提出了以白云山-洗肠井蛇绿混杂岩带和红石山-百合山蛇绿混杂岩带为界，划分红柳园地层分区和马鬃山地层分区、黑鹰山地层分区的新方案，解决了内蒙古北山地区长期以来存在的地层分区混淆的问题。查明了早古生代公婆泉岩浆弧和晚古生代白山岩浆弧两期岩浆弧的物质组成、形成时代和地质演化，明确北山造山带为复合型造山带。

验收专家听取汇报

专家组野外考察现场

古元古代是地史上重大地质构造转变时期之一，也是第一个重要成矿期

瓦尔巴拉超大陆是一个理论上曾经存在的超大陆，自38亿年前开始形成，31亿年前成形，28亿年前分裂。

前寒武纪地质年表

今年世界地球日的主题是“珍惜自然资源呵护美丽国土——讲好我们的地球故事”。那么，对于“生物大爆发”之前远古时代的地球，你又知道多少？今天，就让我们请来一位研究前寒武纪50多年的地质专家——来自中国地质调查局天津地质调查中心的沈保丰研究员，请他讲讲从46亿年前地球诞生到距今5.41亿年寒武纪开始近40亿年的漫长时光中，地球经历了哪些重大地质事件。

1 前寒武纪涵盖40亿年的地球时光，分为冥古宙、太古宙、元古宙三个地质时代

记者：说起寒武纪，人们会想到地球历史上第一次生物大爆发，大量且门类众多的海生无脊椎动物在几百万年的很短时间内“突然”地出现了。从此，地球逐渐成了一个生机勃勃、丰富多彩的“生命家园”。那么在之前的前寒武纪时期，地球又经历了怎样的演化过程？

沈保丰：地球的年龄是45.68亿岁，以5.41 亿年的寒武纪为界，之前约40 亿年的地质时代称为前寒武纪。

前寒武纪又分为冥古宙、太古宙与元古宙三个地质时代，是陆壳形成、生长、壳幔圈层分异耦合并形成稳定陆块的重要阶段。应该说，在这个漫长的时间尺度上，地球发生了一系列决定地球命运的地质大事件。揭示这些事件的性质和过程，对于理解行星演化、大陆的聚合与漂移、矿产资源的形成、生命的演变，以及地球未来的发展都具有重要意义。

记者：但以往人们了解得并不多。

沈保丰：的确。尽管它占据了地球生长期近87.7%的时间，但人们对这段时期的了解相当少。这是因为前寒武纪少有化石记录，且岩石已严重变质，不是已经破坏侵蚀，就是埋藏在显生宙地层之下。

目前，已知地球上地壳的最古老物质记录，是澳大利亚杰克山太古宙沉积砾岩中的碎屑锆石，它的年龄大约是44亿多年。

2 冥古宙的“黑暗地球”，经历了由天文行星演化到地质演化的质变

记者：地球形成的初始阶段是没有地壳的？

沈保丰：早期地球经历了由天文行星演化到地质演化的质变。

在冥古宙，即距今45.68亿年到40.3亿年，早期地球经历了一段“黑暗时代”，那是一段没有岩石记录的时期。

冥古宙又可分为混沌代和杰克山代或锆石代两个代，其分界线为44.04亿年。混沌代主要是太阳系及其早期地球等行星形成及演化时期，其间包括太阳系的形成、早期地球的增生、金属地核和硅酸盐地幔形成、月球的形成、一颗“火星大小”的行星撞击等天文行星演化事件。

距今44.04亿年左右，地球就进入到地质发展时期。在这一时期内，有原始地壳和原始地核起源，初始地幔、水、大气圈和海洋的形成，陆壳、洋壳及生命起源等重大地质发展问题，都需要人类进一步去认识和研究。

早期地球的研究是当今地球科学研究的热点和难点，因为有关近似火星大小的天体大撞击、全球岩浆海、地幔翻转、陆壳起源、生命出现等大事件都发生在这一时期。但因为在这时期保存的记录极少，又很难得出较完整的结论。因而人类对早期地球的认识程度极低。

从地质角度对早期地球的研究、获取相关信息的途径，其中对冥古宙碎屑锆石包含信息的研究尤为重要。

记者：人类都在哪里发现过冥古宙碎屑锆石？

沈保丰：保存较好的地点是西澳的Mt. Narryer、Jack Hills和Maynard。Mt. Narryer的碎屑锆石年龄为41.5亿年及42亿年；Jack Hills为44.04±0.08亿年，是全球最老的碎屑锆石年龄。

在中国大陆的西藏三江造山系中的喜马拉雅地块、北羌塘地块、北秦岭西端、北祁连走廊带、天山的东准噶尔和华夏造山系等7个地点，也发现了早于40亿年的碎屑锆石，其中有4个大于40.3亿年，3个接近4亿年。

3 太古宙是陆核形成、陆壳巨量堆积、许多矿产形成的重要时期

沈保丰：太古宙是陆核形成、陆壳巨量堆积、高度还原性水圈、大气圈和铁、金、铜、锌矿产形成的重要时期。

太古宙是陆核和陆壳巨量堆积时期。根据已有的地质资料，地球陆壳的80%～90%是在早前寒武纪形成的，绝大多数形成于太古宙中的中—新太古代。全球陆壳的巨量增生在29亿～27亿年，主要的岩石类型是高钠的长英质片麻岩，其次是镁铁质—超镁铁质火山岩。据推测，陆壳增生与超级地幔柱事件有关。

太古宙地幔热对流循环剧烈，构造活跃，火山活动速率较大，这有利于早期大陆物质大量产生，并漂浮于紊流状态的地幔之上。随着地球冷却，原始大陆固结为一些小陆块。依据南非卡普瓦尔和澳大利亚皮尔巴拉克拉通的年代学和古地磁研究，在33亿年左右，甚至可早到36亿年，可能有一些陆块增生并形成地球上第一个构造上更稳定的瓦尔巴拉超大陆。有专家提出，在太古宙末期，27亿年左右或25亿年，可能存在一个肯洛兰超大陆。约24亿年左右，肯洛兰超大陆开始裂解，形成了一系列的大规模放射状基性岩墙群，在23亿年左右形成了古元古代冰川事件。

记者：太古宙已经开始形成矿产资源？

沈保丰：太古宙形成的大量绿岩带中有着明显的成矿作用。

根据其规模、形态、形成时代、岩石组合、变质程度以及成矿作用等方面的差别，全球的绿岩带可分为4种类型：巴伯顿型（35亿～33亿年），形成时代较老，主要矿产有金、铁、铬和少量镍；苏必利尔型（27亿～26亿年），主要矿产有铜、锌、金、铁和少量镍；伊尔岗型（27亿～26亿年），产出的矿产有铜、镍、金、铁等；达瓦尔型（26亿～23亿年），与之有关的矿产有金、铁、锰等。

4 距今26亿～25亿年间，华北陆块发生了一次大氧化事件

记者：现在的中国大陆在太古宙时期经历了怎样的变迁？

沈保丰：太古宙地层在中国大陆出露面积为7.4万平方公里。中国大陆主要有三个陆块区，分别是华北、塔里木和扬子。其中，以华北陆块面积最大，变质基底分布范围最广，时代跨度最长——从略大于38亿年到18亿年。

作为中国最大的陆块，华北陆块的面积约30万平方千米。尽管与世界上其他陆块（克拉通）相比，它的面积不算大，但它不仅具有超过38亿年的漫长地质历史，而且经历了复杂的构造岩浆热事件叠加和改造，记录了几乎所有地球早期的发展的重大地质构造事件。

在26亿～25亿年，华北陆块是陆壳巨量堆积的高峰期。由于陆壳巨量堆积引起由缺氧到富氧的地球环境的剧变，构造体制重大转折，同时导致了元素的巨量迁移、重新分配和成矿。

一个有趣的现象是：华北陆块大约30万平方千米面积上，在26亿～25亿年间忽然大规模地形成了几千个规模大小不等的氧化物相条带状铁建造（BIF）型铁矿床，累计查明资源储量已达335.36亿吨，占全国铁矿总资源储量46%。这种在一个不是很大的地区集中产出几千个矿床和矿点，并呈氧化物相条带状铁建造的铁矿床产出，在全球很少见，华北陆块可能是唯一的地区。这也说明在新太古代26亿～25亿年时，华北陆块发生了一次大氧化事件。

记者：铁矿床的形成与氧化有什么关系？

沈保丰：铁是变价元素，在自然界有Fe2+和Fe3+两种离子存在。氧化环境中铁呈Fe3+状态存在，Fe3+的迁移能力极小。还原环境中铁以Fe2+状态存在，形成Fe(OH)2、FeCO3、FeCl2等化合物。因而氧化环境有利于铁的沉淀，还原环境有利于铁的迁移。即：在酸性环境下，铁的还原作用增强，促使二价铁被溶解到溶液中去；在碱性环境下，铁的氧化作用增强，促使三价铁从溶液中沉淀下来。

在华北陆块在26亿年之前，由于强烈的火山和洋底的喷流作用，大气圈和海盆基本是处于强酸性和强还原的环境，在盆地中大量的铁呈二价离子、氢氧化铁或其他络合物形式存在海盆中。在26亿~25亿年由于处于氧化环境，Fe2+便从溶液中沉淀下来，形成了大量的铁矿。

5 古元古代是地史上重大地质构造转变时期之一，也是第一个重要成矿期

沈保丰：古元古代是地史上重大地质构造转变时期之一。在此期间，发生了古元古代初超大陆裂解、大量基性岩墙（席）侵位、大量巨厚被动陆缘型沉积建造、大陆壳的快速生长、俯冲—碰撞造山作用的首次出现等。同时，这一时期构造体制发生了本质的变化，由太古宙全活动体制转换为活动带和稳定地块并存的构造格局。出现不同规模、不同构造性质的活动带、裂陷槽、岛弧带、活动大陆边缘、被动大陆边缘等。

记者：全球古元古代大致发生了哪些重大地质事件？

沈保丰：24.2亿～22.5亿年在古元古代初期，发育有广泛的冰川活动，产生了全球性的地幔慢速下沉和大气圈的氧化。

这个时期的古老冰川活动被称为休伦冰川活动。它紧随在肯洛兰超大陆破裂、大氧化事件在全球广布条带状铁建造之后。在24.2亿～22.5亿年全球岩浆活动寂静期之后，从22.5亿～20.6亿年岩浆活动重新活跃，出现以玄武质岩浆活动为代表的全球事件。古元古代中期，也是磷矿产生的重要时期。

20.6亿～17.8亿年是地球历史上重要的地壳生长期，世界上最大镁铁—超铁镁质层状侵入体以及南非含大量矿产的大规模基性布什维尔德岩浆岩省，就产生于这一时间。这一全球的构造事件还导致了哥伦比亚超大陆在距今18亿年时的形成。

此时的华北陆块也发生了与超大陆形成有关的造山事件。大量丰富的地质记录证实，在古元古代末18.5亿年完成了最后一次前寒武纪聚合造山和变质作用，完全固结成为一个整体的刚性克拉通。在古元古代末，经吕梁运动，华北、塔里木、华南等古大陆相联，组成一个统一的中国古大陆的结晶基底。

全球哥伦比亚超大陆形成后，从17. 8亿年开始陆续进入裂解期，形成裂谷盆地和被动陆缘盆地。

古元古代也是地史上第一次十分重要的成矿期。它以矿种多、成矿规模大、矿床类型复杂著称。比如中国就有大量这一阶段因古大陆裂解离散-造山而产生的矿产，构成了铁、铜、铅锌、金、硼、菱镁矿、滑石、金红石等矿床成矿带和成矿系列。

6 “雪球地球事件”之后，温室效应导致地球变暖，元古宙进入尾声，显生宙拉开序幕

记者：从您的讲述来看，早期地球虽然没有大量生物出现，但故事也是惊心动魄。

沈保丰：的确非常精彩。

17.8亿～8.5亿年是地球演化过程中相对稳定期，以硫化物发育的深海洋、疑源类的缓慢演化、哥伦比亚超大陆的解体和距今11亿～9 亿年罗迪尼亚超大陆的汇聚为主要特色。

8.5亿～5.41亿年是地史中由隐生宙向显生宙过渡的重要阶段，也是生命演化最关键的时期。在这时期的开始阶段，即从7.7亿年开始，地球进入了元古宙第二次环境剧变阶段，广泛发生低纬度冰川，整个地球覆盖着冰雪，形成一个雪球，称为“雪球地球事件”。

记者：“雪球地球”？连赤道也被冰雪覆盖吗？

沈保丰：当然。全球年平均气温低达-50C°，海洋表面冰层达到1000米厚。整个地球成为一个雪球。

这也是元古宙休伦冰期后的第二次全球冰雪时期。

在新元古代中期，罗迪尼亚超大陆裂解。在这一时期，地球构造运动加强，广泛形成陆内裂谷，同时引起大规模风化剥蚀和沉积作用，使大气中CO2的消耗量大大超过火山喷发释放的CO2量，并出现“冰室效应”：全球气温迅速降低，首先在地球两极的海洋上形成冰盖，随着冰盖面积的扩大，冰面对阳光反射增大，加速了地球表面的气温下降，直至全球冰冻，形成“雪球地球”景观。

不过，有一句话叫物极必反。由于温度极低，水文循环基本停滞，几乎没有降水作用，消耗CO2的化学循环基本停止。但同时，地球上的岩浆作用依然活跃，火山喷发释放出大量的CO2，且不断增加。经过上千万年的日积月累，大气中的CO2终于达到了一个足够高的浓度，便又产生了强大的温室效应。之后，地球迅速变暖，冰雪大片消融，最终出现了另一极端——解冻加速，一场酷热随之而来。

随之而来的还有生物界的蓬勃孕育。6.35 亿年，埃迪卡拉纪开始，埃迪卡拉动物群首现，至5.41亿年寒武纪生物大爆发，元古宙结束，显生宙拉开序幕。

7 元古宙是多种矿种大型、超大型矿床形成的高峰期，中国至少有该时期形成的超大型矿床40余处

记者：看来，中—新元古代是地球演化历史上最重大的变革时期之一，为之后地球成为丰富多彩的生物家园奠定了地质基础和气候基础。

沈保丰：我今年83岁，是从1964年开始研究前寒武纪矿床。我想要告诉大家的是，地球演化和环境变化也与成矿作用息息相关。如，“雪球地球事件”为我国的华南地区留下了大量的铁矿、锰矿和磷矿，特别是锰和磷，规模很大，品位很高。

记者：那么，我国前寒武纪矿床主要有哪些矿种？

沈保丰：中国前寒武纪超大陆旋回与成矿作用关系十分密切，我们曾提出，中国前寒武纪大规模成矿作用的主要控制因素是大地构造背景和大型地质构造环境。我国前寒武纪有包括铁、铜、镍、锌、稀土、金、磷等矿种在内的14个矿种产出超大型和特大型矿床，其中超大型矿床40多处、特大型30多处。

记者：有哪些是我们现在熟知的大矿？能举个例子吗？

沈保丰：比如白云鄂博。

记者：我们知道位于内蒙古的白云鄂博矿赋存着大量稀土，在我国乃至世界稀土工业占据举足轻重的地位。它也是在前寒武纪哪个阶段形成的？

沈保丰：白云鄂博稀土、铌、铁矿床是我国中元古代一个世界级的巨型矿床。初期，我国开发白云鄂博是开采铁矿石，后来才发现并应用其中的稀土、铌等重要矿产资源。

如果说中国稀土的资源储量约为世界稀土资源储量一半，其中白云鄂博稀土资源储量就能占到全国稀土资源储量的近九成。如今，人们已在矿区内已发现73种元素，构成160种矿物，有综合利用价值的矿产达26种，除稀土之外，铌、钍资源储量都占世界第二位。

白云鄂博矿床有着复杂的形成历史。

据研究，白云鄂博矿床有两次成矿期，是早期中元古代以铁-铌-稀土矿为主的岩浆型和晚期加里东期为铌—稀土矿热液叠加而形成的多成因、复合型的叠生矿床。

在中元古代早期，大约17.5亿年左右，随着全球哥伦比亚超大陆的裂解，太古宙的华北陆块也开始裂解，形成白云鄂博裂谷，并在裂谷中沉积了白云鄂博地层及有关岩浆岩。在14亿～12亿年，这里火成碳酸岩呈岩床或似层状体和岩墙侵位。就在火成碳酸岩岩浆熔离过程中，形成了岩浆期的稀土—铌—铁矿床。这也是白云鄂博的主矿化期。

在5亿年～4亿年加里东期，这里又叠加了一期构造热事件，形成了第二期稀土、铌热液矿脉。它们也是地壳深部物质部分熔融的产物。

沈保丰：总的来说，前寒武纪中的元古宙是多种矿种大型、超大型矿床形成的高峰期。除了白云鄂博超大型稀土—铌—铁矿床外，中国此时形成的知名矿床还有：内蒙古东升庙超大型硫铁—铅—锌矿床、甘肃金川超大型铜镍矿床、海南石碌超大型铁矿床、贵州松桃西溪堡（普觉）超大型锰矿床、贵州松桃道坨超大型锰矿床、贵州开阳超大型磷矿床、贵州瓮安超大型磷矿床、黑龙江柳毛超大型石墨矿床、黑龙江云山超大型石墨矿床等。

记者：大自然的奥秘真是太多了。谢谢您为我们分享了一段有关早期地球的精彩故事。

专家出镜

沈保丰，研究员、博士生导师。1959年毕业于前苏联乌克兰顿涅茨克工业大学地质系，曾任原地矿部天津地质矿产研究所所长（现为天津地质调查中心）。50多年来，主要从事矿床、前寒武纪地质、区城成矿规律和成矿预测研究，专长前寒武纪成矿作用；先后发表论文100多篇，出版专著14部；曾获国家科技进步奖、省部级科技或果奖等多项，1992年起享受国务院特殊津贴等。