通訊員 陳華文
2月28日，科技部重點研發計劃“戰略性礦產資源開發利用”專項——“鈷鎳成礦規律與高效勘查技術示范研究”，在武漢舉行項目啟動會與實施方案論證會。該項目由中國地質大學（武漢）戰略性關鍵金屬礦產資源研究團隊首席科學家蔣少涌教授牽頭主持，項目旨在查明我國鈷鎳礦床的分布規律，建立成礦模式，研發鈷鎳找礦勘查技術方法，評價我國主要成礦區帶鈷鎳成礦潛力，圈定找礦靶區，為我國十分緊缺的鈷鎳礦產的找礦突破提供理論指導和技術支撐。多年來，蔣少涌教授團隊針對我國重要的戰略性關鍵金屬如錫、鎢、鋰、鈮、鉭、稀土、鈷和鎳等開展了孜孜不倦的研究，取得了豐碩成果。
針對戰略性關鍵金屬礦產開展研究
蔣少涌是地大（武漢）緊缺戰略礦產資源省部共建協同創新中心主任和地質探測與評估教育部重點實驗室主任，20世紀80年代在北京大學地質系學習，90年代留學英國獲博士學位，曾作為洪堡學者在德國開展研究工作。多年來，蔣少涌團隊圍繞重要能源、礦產資源國內勘探開發和增儲上產，特別是針對我國重要的戰略性關鍵金屬如錫、鎢、鋰、鈮、鉭、稀土、鈷和鎳等，開展了卓有成效的科學研究。
2021年6月，蔣少涌帶領團隊完成了國家重點研發計劃“我國稀有金屬礦床形成的深部過程與綜合探測技術示范”項目。該項目圍繞稀有金屬元素成礦的巖漿深部過程與礦質聚集機理、稀有金屬成礦地質體的時空分布規律及成礦識別標志這兩個關鍵科學問題，選取南嶺、大興安嶺中南段、中祁連西段3個示范研究區，由深到淺、由宏觀到微觀，綜合利用地質、物探、化探、地球化學和同位素示蹤、礦石礦物同位素直接定年5種技術組合，開展稀有金屬礦產資源綜合勘查，研究其礦床模型和分布規律。該項目取得了一系列創新成果，如建立和完善了我國花崗巖型、偉晶巖型、碳酸巖型和熱液型稀有金屬礦床成礦模式；提出了隱爆角礫巖型鋰礦床、變粒巖型鈮鉭礦床、鋰綠泥石型鋰礦床、云英斑巖型銣鋰銫礦床等新類型的稀有金屬礦床成礦模式；建立了不同類型稀有金屬礦床的綜合勘查技術方法組合，提出一批稀有金屬礦產勘查示范基地與找礦靶區；提出了在華南晚中生代火山巖盆地中尋找稀有金屬礦的找礦新思路。圍繞該項目，團隊發表了100多篇高水平論文，出版專著1部，培養了一批博士生、碩士生，建立了一支科研勘查一體化的高水平研究團隊。
2022年，針對我國極其緊缺的新能源電池關鍵金屬鈷鎳礦床的成礦規律不清、賦存狀態不明、成礦地質條件與成礦機理研究較為薄弱的現狀，蔣少涌帶領團隊又申報并成功獲得“十四五”國家重點研發計劃“鈷鎳成礦規律與高效勘查技術示范研究”項目，對我國主要成礦區帶鈷鎳礦床開展系統研究，旨在綜合評價我國鈷鎳成礦潛力，預測找礦新靶區，形成找礦勘查示范基地。該項目將開展我國主要成礦區帶沉積巖—變沉積巖容礦型、巖漿型、熱液型和紅土型4種類型鈷鎳礦床成礦作用研究，查明巖漿—熱液—表生作用過程中鈷—鎳共生、分離和鈷超常富集的關鍵控制因素和成礦機理，構建4種類型鈷鎳礦床的成礦模型和找礦模型，研發4種類型鈷鎳礦床的高效勘查技術方法組合。
突破稀有金屬礦床定年關鍵技術
地質找礦研究的過程并非一路坦途。蔣少涌團隊在成礦機理研究中發現，一些傳統技術方法具有局限性，例如稀有金屬礦床成礦時代定年難。于是，該團隊基于激光剝蝕技術，針對關鍵金屬礦床中的礦石礦物，如錫石、黑鎢礦、鈮鉭鐵礦、磷灰石、金紅石、獨居石、褐簾石等，研發了原位微區定年技術，其分析靈敏度和精度達到了國際先進水平，突破了關鍵金屬礦床定年難的技術瓶頸。
通過這些礦石礦物的原位定年技術，蔣少涌團隊目前已精確確定了國內外一些重要的關鍵金屬礦床的形成時代，為解決這些礦床的成因爭議和建立其成礦模型提供了重要的支撐證據。
葡萄牙的內維升—科爾沃礦床，是世界級的超大型錫銅共生礦床，以塊狀礦體產出于火山沉積巖中，該礦床中錫礦化的成因存在較大爭議。國外學者一般認為錫礦化是后期的巖漿熱液疊加在噴流沉積型銅礦化之上，因此精確確定錫礦化時代是解決該礦床成因爭議的關鍵。“我們利用團隊在實驗室建立的高精度錫石原位U-Pb同位素定年方法，精確確定了內維升—科爾沃礦床的錫石形成于約3.63億~3.66億年間，與賦礦的火山巖地層完全一致，從而證實該礦床為典型的同生沉積噴流熱液型錫銅礦床，相關成果也在國際礦床學一流刊物上發表。”團隊成員趙葵東介紹。
在研究中，蔣少涌團隊主要利用礦床地球化學分析手段，特別是微區分析方法或非傳統同位素方法示蹤成礦作用，建立礦床成因模式。目前，該團隊已經建立了包括電子探針、激光剝蝕電感耦合等離子體質譜分析在內的微區礦床地球化學實驗室，研發了一批碳酸鹽等礦物的分析標樣，分發至多家國內外知名實驗室。同時，實驗室每年也為國內外學者提供1萬點以上的分析測試，近5年測試數據支撐發表了上百篇學術論文，為國內外學者開展高水平研究提供了有力支持。
開展國內外同類礦床對比研究
近年來，團隊的研究重心在稀有金屬、稀土金屬、稀散金屬和稀貴金屬方面。 與大宗礦產相比較，這些金屬普遍存在“細、伴、稀”等特點。在進行野外采樣過程中，由于礦物顆粒細都比較難觀察，有時會遇到采樣難題。哪些樣品含礦、哪些樣品不含礦？用常規的地質三件套“羅盤+錘子+放大鏡”，無法滿足采樣需求；通過放大鏡+肉眼觀察，非常難以辨別。因此，該團隊在野外工作中運用了手持元素快速分析儀，在初步判定含相關金屬元素后，再系統采集地質樣品。該方法能夠有效克服礦物顆粒小的困難，也能夠快速高效地獲取數據。
團隊研究的地質樣品不僅來自國內，有的還來自遙遠的非洲。一次，蔣少涌帶領團隊成員去中非銅鈷礦帶開展地質勘查，那里交通落后，有時只能坐當地的簡易摩托車在陡峭崎嶇的山路上行進數小時才能到達目的地。由于對自然環境和水源不適應，團隊部分成員相繼患病，但他們沒有退縮，堅持完成了多個礦山的野外勘查，并采集了一批有價值的地質樣品帶回國，與國內同類礦床開展對比研究。
“戰略性關鍵金屬礦產資源在地球歷史上和全球范圍內分布極不均勻，這主要受地球圈層相互作用和深部巖漿—熱液過程控制。針對我國各類緊缺礦產資源勘探開發利用的難點，要明確關鍵科學和技術問題，加強成礦機理、分布規律和賦存狀態研究。資源能源安全和緊缺礦產資源關乎國家命運，我和團隊成員在今后的科研工作中，將繼續鉆研、努力拼搏，為國家戰略性礦產資源安全和找礦勘查貢獻力量。”蔣少涌說。
《中國自然資源報》（2023年3月1日）
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