2023年新一轮找矿突破战略行动主要科研成果

为进一步加强战略性矿产资源规划管控,提升储备安全保障能力,新一轮找矿突破战略行动已全面启动实施。2023年,中国地质科学院矿产资源研究所聚焦新一轮找矿突破战略行动,以铜、钾盐、三稀、铁等战略性矿产为主攻矿种,不断创新成矿理论,完善勘查技术方法,取得如下成果:一、钾盐保供首战告捷,有望形成新的亿吨级大型钾盐资源基地郑绵平院士领衔的盐湖资源调查评价团队首创“承袭式”成钾理论,在柴达木盆地西部大浪滩-黑北凹地优选找矿靶区,指导部署实施柴钾1井,钻获1021.95 m的巨厚优质松散砂砾储卤层(设计井深1141.19 m)。

中国地质科学院矿产资源研究所新一轮找矿突破战略行动成果卓著

新一轮找矿突破战略行动实施以来,中国地质科学院矿产资源研究所立足基础性、公益性、战略性工作定位,紧密围绕国家需求,聚焦铜、钾盐、三稀、铁等战略性矿产,以推动建设大型矿产资源基地为目标,产学研融通创新,不断创新成矿理论,完善勘查技术方法,组织了柴达木盆地钾盐保供、青藏高原铜矿会战、三稀矿产勘查和南疆铁矿勘查等系列工作,部署实施野外地质调查、地球物理勘探、钻探验证和开发利用实验,获得了柴达木盆地钾盐、青藏高原铜、阿尔金三稀、南疆铁多金属等重要找矿突破,引领和带动了商业性勘查取得重大成果。

特邀主编寄语——逐梦盐湖,盐湖学人聚焦变化中的盐湖

中国是世界上盐湖类型众多、资源最为丰富的国家之一,盐湖资源也是我国具有相对国际优势的矿产资源。世界地缘政治的对抗和全球经济格局的剧变,使独具特色的盐湖资源在国家安全及区域经济发展中,日渐突显其战略意义。早在2011年,中国科学院学部咨询评议项目中曾指出:盐湖资源的利用关乎我国的粮食安全,关乎我国的能源安全,关乎我国的环境安全,关乎青藏地区的民生改善,其独特的地理区位还关乎我国的西部稳定。2016年8月,习近平总书记在视察青海时作出重要指示:“盐湖是青海最重要的资源,青海资源也是全国资源。

中国锂矿床主要类型特征、分布情况及开发利用现状

【研究目的】随着科技的进步,近几年来,市场上对绿色能源和矿产资源的需求日益激增,锂作为一种核心战略关键金属矿产,相关勘探与研究已成为矿产勘查和地质研究的热点。【研究方法】本文基于前人研究,按照统计分析原则,对国内锂资源主要类型、分布情况与开发利用现状进行梳理和总结。【研究结果】中国锂矿床类型主要分为硬岩型、卤水型及黏土型。资源分布比较集中,其中硬岩型锂矿主要分布在四川、江西、湖南、新疆等地区,卤水型锂矿主要分布在青海、西藏和湖北等地区。目前,硬岩型锂矿中的花岗伟晶岩型锂矿因其矿石品位高,开采技术较成熟而成为国内锂资源供给的重要来源;卤水型锂矿资源量大,但生产周期长;黏土型锂矿发现较晚,研究时间短,尚未实现规模化利用,但已有锂资源的分布格局和现实需求。【结论】从总体上看,中国锂矿资源存在供需关系失衡、资源进口依存度高的问题,目前国内外新能源汽车工业、移动能源存储技术以及国家绿色能源产业发展迅速,对锂矿资源的需求在未来长期内增长势头明显,要想在锂矿这种全球稀缺战略性资源上取得话语权,就有必要对中国现有的锂矿资源进行重新评估,摸清资源家底,加大对新型锂矿资源的调查研究与勘探开发研究力度。

江陵凹陷西南部始新世盐湖卤水演化和钾锂来源——来自石盐流体包裹体的证据

江陵凹陷中部和北部发现了富钾锂卤水的存在,而西南部地区则以不含钾锂的固体蒸发岩为主。本次研究旨在通过ZK0303井石盐流体包裹体中的化学成分来揭示凹陷西南部古盐湖卤水的演化和钾锂的来源。根据镜下观察,在始新世的3个石盐层中找到了具有人字形和堆积形的原生流体包裹体,并利用激光剥蚀电感耦合等离子体质谱仪(LA-ICP-MS)技术测试了石盐单个原生流体包裹体中Li、K、Mg、Ca、Br的浓度。通过实验数据的分析,凹陷西南部始新世石盐流体包裹体中卤水为Na-K-Mg-Ca-Cl型,其中K的浓度最高达到3362.15 mg/L,Li的浓度最高达到15.10 mg/L。ZK0303井3组石盐层中Mg-Ca-2K之间的关系表明,凹陷西南部盐湖卤水达到钾石盐沉积阶段。3个石盐组中各离子浓度的变化说明,盐湖卤水的蒸发程度经历了由低升高再降低的变化。根据前人的研究,卤水中钾锂的来源与凹陷内的玄武岩密切相关。但是凹陷西南部地区离玄武岩分布区较远难以获得足够的物质补给,该地区始新世盐湖卤水中的钾锂元素除蒸发外,还可能来源于早期岩盐的溶解。

河南省方城县莫沟萤石矿床地质特征及成因

方城县莫沟萤石矿床是河南省南部萤石成矿带的主要组成部分之一,产于新元古界煤窑沟组内。本文在剖析莫沟萤石矿床地质特征的基础上,开展了岩相学、岩石地球化学研究,约束了成矿物质来源,探讨了矿床成因机制。结果表明:萤石矿体呈脉状、透镜状产出,与成矿有关的蚀变有硅化、萤石化、绢云母化等,矿石构造类型主要为块状,次为条带状、条纹状、角砾状。萤石矿体与煤窑沟组大理岩、燕山期似斑状斜长花岗岩的球粒陨石标准化稀土元素配分模式基本一致,显示成矿物质来源与煤窑沟组大理岩和燕山期似斑状斜长花岗岩有关,应为富含F元素的含矿热液沿层间断层侵入并与围岩发生反应,沉淀形成萤石矿(化)体,矿床成因类型为低温热液沿层间构造充填型矿床。

世界天然碱矿床资源分布、成矿因素及找矿远景

【研究目的】天然碱矿主要用于制纯碱,和合成碱相比,具有绿色环保、成本低的优势。其下游产业遍布各个领域,如玻璃、医药等。光伏等新能源产业的蓬勃发展给纯碱带来了新需求。中国是纯碱消费大国,天然碱或成为稀缺资源。天然碱矿是一种蒸发岩矿床,成矿过程具有重要的研究意义,国内蒸发岩矿床研究领域对天然碱矿的关注较少。理清世界天然碱矿产资源类型、分布特征,总结碱矿成因对深化中国天然碱矿成矿规律研究、预测找矿远景、寻找天然碱矿床具有积极意义。【研究方法】搜集已公开发表或出版的天然碱矿床资料,对世界典型矿床区域概况、物源、成因等内容进行系统总结。【研究结果】绝大部分天然碱矿床分布于北美洲、亚洲和非洲,主要形成于新生代。类型以现代天然碱矿床居多,古代天然碱矿床较少,但资源规模大。古代天然碱矿以美国绿河组、河南泌阳凹陷安棚天然碱矿最为典型,现代天然碱矿以肯尼亚马加迪湖和内蒙古查干诺尔泡碱矿床为典型。【结论】天然碱矿需要在封闭的构造环境、干旱的气候条件、充足的碳酸钠型卤水补给等成矿因素耦合条件成矿。与其他蒸发岩不同的是,维持碳酸钠型卤水所需的CO_(2)来源具有复杂性。中国天然碱矿找矿远景应聚焦内蒙古第四纪盐湖、白垩纪封闭凹陷,以及河南始新世白云岩、油页岩发育的封闭盆地等地。积极开展天然碱矿成矿理论研究和找矿工作具有重要意义。

福建邵武地区萤石矿微量、稀土元素特征及对成矿物质指示

【研究目的】福建邵武地区是中国重要的萤石矿成矿远景区,该区氟化工企业众多,近年来萤石后续资源储备不足的问题愈发明显,开展区内萤石矿床地质、地球化学特征研究,探讨萤石矿床成因和成矿物质来源,指导区内萤石矿找矿工作,对保障该区萤石矿资源供应具有重要意义。【研究方法】通过典型萤石矿床萤石和围岩的稀土、微量元素地球化学研究,系统总结了研究区萤石矿床地质特征及分布规律。【研究结果】萤石和围岩的稀土元素特征均为轻稀土相对富集,重稀土相对亏损,萤石和围岩稀土配分曲线具有相似同步性。【结论】(1)综合研究区萤石矿地质、微量、稀土元素特征和La/Ho-Y/Ho、Tb/Ca-Tb/La关系图,结合前人在华南地区萤石气液包裹体氢氧同位素特征研究结果,认为福建省邵武地区萤石矿为沿断裂构造充填的中低温热液充填型萤石矿床;(2)成矿物质F和Ca元素来源于大气降水对围岩燕山早期黑云母正长花岗岩的淋滤和萃取。

硼矿床的成因类型、分布、应用及找矿远景

【研究目的】硼是重要的非金属关键性矿产资源,也是新技术产业重要的工业原材料。中国硼矿资源储量2400万t,位列世界第五,中国既是硼矿生产大国,也是硼矿进口大国,82%的硼矿来自国外。研究硼矿床的成因、分布及其找矿远景,是解决中国硼资源大量依赖进口的有效途径,有利于保障国民经济的持续发展。【研究方法】本文通过搜集公开资料,对硼矿的成因类型、分布及应用等进行了归纳总结。【研究结果】硼矿按成因可划分为火山沉积型、沉积变质型、矽卡岩型、现代盐湖型、地下卤水型、海相蒸发沉积型等六类;主要分布于环太平洋沿岸及地中海沿岸,如土耳其的凯斯特莱克、埃梅特、比加迪奇等矿床,美国的克拉默矿床,玻利维亚的乌尤尼盐湖等,储量占全球储量的90%左右。【结论】其中火山沉积型硼矿床占全球总量的75%左右,品位最低可达25%(B_(2)O_(3)),是全球重要的矿床类型;现代盐湖型硼矿床约占20%,品位8%~30%(B_(2)O_(3))不等;沉积变质型硼矿床是中国重要的硼工业矿床,矿石品位11%(B_(2)O_(3))。根据硼矿床的规模及分布,将全球划分为六大成矿远景区。

吉泰盆地卤水型钾锂矿成矿地质特征

中国探明卤水型锂钾资源主要分布于青藏高原、罗布泊盐湖、江汉盆地和川西等地区,这些资源开发成本高、难度大,近期难以满足产业发展需求。目前,在吉泰盆地晚白垩纪地层中找矿取得重大突破,氯化钾含量超过1g/L、氯化锂达到工业品位2倍。本文通过对吉泰盆地周边中生代火成岩开展矿物学、岩石学、地球化学以及流体包裹体研究,探讨火成岩与富钾锂卤水成因之间的关系。研究认为吉泰盆地卤水矿Mg/Li比值低,表明卤水在成因与火山活动有关;盆地周边花岗岩属于强过铝、过碱性的特征,导致岩石中锂的富集,发生水-岩反应,为卤水提供锂元素;玄武岩钾元素稍微富集,有利于卤水钾元素富集。

水稻抗白叶枯病基因Xa23的EST标记及其在分子育种上的利用

用水稻抗白叶枯病基因Xa23的近等基因系CBB23与其感病轮回亲本JG30杂交,构建了包含2562个单株的F2作图群体。抗性鉴定表明,F2植株抗感分离比严格符合3∶1。根据日本水稻基因组计划RGP的数据,筛选并合成12个EST标记的引物,进行亲本间多态性检测,找到2个在CBB23与JG30间有多态性的EST标记,C189和CP02662。用该标记对F2群体中的571个感病单株进行分子检测和连锁分析,结果表明这两个EST标记位于Xa23基因的两侧,C189靠着丝粒一侧,与Xa23的遗传距离为0.8cM;CP02662靠端粒一侧,与Xa23的遗传距离为1.3cM。将C189成功用于水稻分子育种实践,标记辅助选择的正确率接近100%,已培育出3个将Xa23基因与高产、优质、抗褐飞虱等性状聚合的水稻恢复系。

江汉盆地江陵凹陷南缘古新统沙市组四段含盐岩系沉积特征及其沉积环境意义

通过钻井岩心观察及室内测试分析等方法,对江汉盆地江陵凹陷南缘古新统沙市组四段含盐岩系的沉积特征进行了研究。该时期研究区盐湖的特点是:成盐多期次、沉积连续、淡化—咸化周期性交替,因而成为恢复古气候和古环境的重要研究对象。该区沙市组四段盐层间的层段由非砂岩组成,主要由单层厚度为几毫米至几十厘米、累积厚度达几十厘米至几米的含盐韵律组成,为复成分的蒸发盐矿物、碳酸盐矿物及陆源的黏土和细碎屑矿物等组成的混积岩。借助Fe、Mn、Al、Ca、Mg、Co、Ni、V、Cu等元素含量以及Sr/Ba、Mg/Ca、V/(V+Ni)、Ni/Co、Cu/Zn等值,对盐间段沉积特征和沉积环境进行了分析。认为沙市组四段盐间段沉积环境为湖泊浪基面之下的缺氧还原环境,为常年性较深水分层湖泊。该时期的湖泊可分为微咸水湖、半咸水湖、咸水湖和盐湖。根据典型暖相盐类矿物(原生钙芒硝层)发育广泛和指示气候干旱程度的Fe2O3/FeO值特征,推断研究区在沙市组沉积晚期的古气候属于暖旱型气候。

江陵凹陷古新世盐湖沉积碳酸盐碳氧同位素组成及其环境意义

江陵凹陷位于江汉裂谷盆地西部, 古新世是该区富钾卤水形成的主要时期, 研究该时期古气候的演化, 对下一步找钾有重要的理论和实际意义。古新统沙市组和新沟嘴组湖相碳酸盐岩分析结果显示, 沙市组沉积碳酸盐岩δ13CPDB值介于–4.8‰ ~ –1.0‰之间, 平均值为–3.4‰; δ18OPDB值介于–5.6‰ ~ –0.6‰之间, 平均值为–3.3‰; 新沟嘴组碳酸盐岩δ13CPDB值介于–10.8‰ ~ –8.8‰之间, 平均值为–9.3‰; δ18OPDB值介于–10.2‰ ~ –6.7‰之间, 平均值为–8.6‰。沙市组碳酸盐岩样品的δ13CPDB和δ18OPDB之间具有良好的正相关性, 表明它们发育在蒸发作用明显的相对封闭的咸水湖泊体系中; 而新沟嘴组δ13CPDB和δ18OPDB之间相关性差, 指示该时期是水体滞留时间较短的开放型湖泊系统。碳氧同位素, Sr/Ba值和Mg/Ca值均说明沙市组沉积时期古盐度和蒸发/降雨大于新沟嘴组沉积时期; 古新世的岩相古地理演化说明了沙市组沉积时期古湖水面小于新沟嘴组沉积时期。江陵凹陷古新统湖泊沉积碳酸盐碳氧同位素组成的变化指示了区域古气候条件由沙市期的干热向新沟嘴期的湿润转变。显示古新统沙市组到新沟嘴组江陵凹陷古气候格局发生了重大变化, 这一变化对于沙市组时期古盐湖演化和成钾十分有利。

我国长江以南地区水稻白叶枯病原菌遗传多样性分析

用 IS- PCR和 rep- PCR法结合传统病理学分析了 12 8个主要采自我国华中、华南和西南地区的水稻白叶枯病菌(Xanthomonas oryzaepv. oryzae)的群体遗传多样性。用 4个专化引物 J3、ERIC、REP和 BOX对 114个菌系基因组 DNA进行 PCR扩增反应 ,4个引物分别呈现 2 0、12、6和 5种谱型 ,遗传多样性值分别为 0 .82、0 .49、0 .35和 0 .30。以彼此间带位相似率达 70 %为界 ,用 UPGMA聚类分析法 ,可将 114个病原菌分为 6簇 (J3)和 5簇 (ERIC)。引物 J3的簇 1中包括 0～ 、 7个病原型 ,ERIC引物的簇 1中包括 0～ 和新型 9个病原型。将 12 8个病原菌在我国 5个鉴别品种上测定以进行病原型分群 ,参试菌系多数属于 型、 型和 0型 。

湖北江陵凹陷古新统沙市组四段硫酸盐硫同位素组成及其地质意义

江汉盆地江陵凹陷古新统沙市组四段硬石膏和钙芒硝中硫同位素组成为25.2‰～32.6‰,远远高于同时期海水硫同位素(20‰)。结合研究区古新统沙四段蒸发岩87Sr/86Sr研究,借助Mg、Ca、Sr、Ba等元素及其Mg/Ca、Sr/Ba,认为江陵凹陷沙四段时期湖盆为封闭的陆相盐湖。根据典型暖相盐类矿物(原生钙芒硝)的广泛发育和指示气候干旱程度的Fe2O3/FeO特征,可以推断研究区在沙市组四段沉积晚期的古气候属于暖旱型气候。在温暖干旱的气候环境下,硫酸盐沉积物供给率较低,因此当时的沉积环境对硫酸盐是封闭的。通过Fe、Mn、Al、Mg、Ca、Ni、V、Co、Cu等主微量元素以及Fe/Mn、(Fe+Al)/(Ca+Mg)、w(V+Ni+Mn)、V/(V+Ni)、Ni/Co、Cu/Zn的研究表明,研究区沙市组四段环境为湖盆浪基面之下的缺氧还原环境,为常年性较深水分层湖泊。上述缺氧沉积环境下存在大量的厌氧细菌,表生(≤50℃)条件下,厌氧细菌使硫酸盐SO24-还原成H2S,后者与金属离子结合形成硫化物或直接从体系中逸出,再加上当时的内陆环境对硫酸盐是相对封闭的,这种硫循环过程是造成研究区硬石膏和钙芒硝硫同位素值较高的原因,也是研究区最重要的硫同位素分馏过程。

江陵凹陷沙市组上段石盐包裹体测温学研究

对江陵凹陷古新统沙市组盐湖沉积中的石盐进行了包裹体显微测温和氢氧同位素测定。测试结果显示,江陵凹陷沙市组上段石盐包裹体均一温度范围为18~50℃,主要集中在22~38℃;包裹体δ18O同位素值变化范围为-1·2‰~9·7‰,均值5·1‰;δD同位素值变化范围为-91·5‰^-63·5‰,均值-79·4‰。这与当时整体热的古气候特点相吻合。同层石盐层的中下部包裹体的均一温度和氢氧同位素值均偏高,上部包裹体的均一温度和氢氧同位素值均偏低。这一认识对研究盐湖演化阶段、石盐成因以及预测钾盐成矿的地质时代和层位都有极为重要的意义。

江陵凹陷古新统光卤石的发现及其钾盐找矿意义

通过薄片鉴定和XRD等分析,在江陵凹陷古新统发现光卤石矿物,单层厚度达23cm,经化学分析该层含光卤石石盐岩中光卤石含量为1.6％.光卤石在江陵凹陷古新统有两种产出状态：一种是被包裹在石盐岩内,呈颗粒状分布,粒度大小0.1～0.5mm;另一种是充填硬石膏孔隙中,粒度大小0.1～0.2mm.经石盐包裹体测温、碳氧同位素和元素地球化学研究,确定了江陵凹陷古新统时期的古气候属于“暖旱”型.江陵凹陷古近纪时期属于裂谷型小盆地,构造期沉降较大,盆地封闭性良好,同时期火山活动频繁,为凹陷带来丰富的成矿物质,火山期后的温热泉水补给同样也为凹陷带来丰富的成矿物质;裂谷的某些部分与大洋沟通,接受海水补给.这样的构造条件、物质条件与古近纪时期的干旱气候相互耦合,出现光卤石沉积.江陵凹陷古新统光卤石发现,说明在该时期江陵凹陷卤水已演化到析出钾盐阶段,具有重要找钾指示意义.

江陵凹陷富钾锂卤水矿田地质特征及成藏模式研究

江汉盆地江陵凹陷内的高温高压高盐度卤水,富含钾、锂、硼、溴、碘、铷、铯等,达到工业品位或超过综合利用品位,构成富钾锂卤水矿,长期以来其矿体定位一直是难题,对于钾锂卤水的富集与矿田构造的关系还没有完全查清。本研究以现代矿田地质学为指导,以地球物理勘探、钻井和野外地质等资料为基础,综合分析江陵富钾锂卤水的矿田建造、矿田构造与矿田成矿作用。江陵凹陷富钾锂卤水矿田建造分为构造沉积岩相矿田和构造火山岩相矿田。江陵凹陷内各地区由于受所处构造位置的影响,在不同时期发育了不同类型的局部构造,这些局部构造在空间上有序的分布与叠置形成了大量的构造圈闭,为钾锂卤水的聚集提供了有利的场所。从古新世沙市组到早始新世新沟嘴组沉积时期,江汉盆地的古气候条件总体为高温干旱,利于古盐湖的蒸发作用,火山活动带来丰富的钾锂物质,从而利于钾锂卤水的富集。江陵凹陷富钾卤水属构造—储层耦合成藏模式:江陵凹陷盐湖沉积特征,决定了有大量卤水储存在其地层中。这些卤水最大的储集体就是砂岩孔隙,而构造产生的大量裂缝大部分位于泥岩和火成岩中,也成为储集卤水的场所。在构造褶皱及埋藏作用下,卤水开始从盐类晶间,首先进入砂岩体孔隙内,而后可能进入裂隙系统及火山岩系统。

水稻白叶枯病新抗源Y238的鉴定及其近等基因系培育

从 2 6 9份普通野生稻中鉴定出一个高抗白叶枯病的新抗源 ,编号为Y2 38。通过多菌系鉴定、抗谱分析及与目前国际上已知基因比较 ,证明该新抗源含有一个新基因 ,暂命名为WBB2。对JG30 /Y2 38杂交后代成株期接种鉴定、遗传分析表明 ,WBB2为完全显性基因。通过杂交和回交 ,已将WBB2导入栽培稻中构建近等基因系。

江西吉泰盆地卤水型锂钾矿物源区岩石地球化学特征及成因分析

中国探明锂钾资源主要分布于青藏、罗布泊盐湖和川西等地,资源开发成本高、难度大,难以满足产业发展需求。目前,在江西吉泰盆地勘探发现卤水中氯化锂浓度超过600 mg/L,氯化钾含量接近1%,锂钾含量均超过或接近工业品位,综合利用价值高。本文在前人研究的基础上,通过对吉泰盆地中生代火成岩开展矿物学、岩石学、地球化学、流体包裹体研究以及高压釜水-岩反应模拟实验,重点研究了时间、温度、流体成分等对火成岩水-岩反应的影响,探究其对富钾锂卤水物质来源和成因机制的指示意义。研究结果表明,吉泰盆地卤水具有高锂低镁的特征,表明吉泰盆地卤水在成因上受到火山活动的影响;研究区岩浆发生不同程度的分异,火成岩蚀变作用强烈,表明地下热液对研究区火成岩的交代作用强烈,火成岩通过水-岩反应为富锂钾卤水矿提供了物质来源;温度是流体对元素的淋滤能力的主要控制因素,高盐度流体是各成矿元素主要的迁移载体;地表成因的卤水中Mg/Li值主要受原岩成分控制;水-岩反应是卤水形成的重要过程,而地表蒸发浓缩是卤水成矿最主要机理。