2011年1月10-11日,中国地质科学院在北京组织召开了2010年度科技成果汇报交流暨十大科技进展评选会。来自国土资源部、教育部、中国科学院、 国家自然科学基金委员会、中国地震局、中国石油化工集团公司等部门46位院士、专家组成的评选委员会,经过认真、严谨的评审和投票,评选出中国地质科学院 2010年度十大科技进展。 1. 重新厘定月球雨海纪时代—— Apollo月岩和月球陨石样品中锆石、磷灰石和陨磷钙钠石的离子探针测年研究 我国学者首次对Appollo(阿波罗)月岩和月球陨石开展地质年代学研究,重新厘定了月球雨海纪的年龄。地质研究所、北京离子探针中心刘敦一研究员 团队在科技部创新方法专项资助下,改善了SHRIMP II定年流程,建立了月岩锆石测年技术方法,与美国华盛顿大学合作对Appollo12和Appollo14登月获得的毫米级撞击熔融岩屑,进行了高精度 的原位锆石离子探针测年,厘定了月球早期历史几次重要事件的时代,精确测定雨海纪月球遭受强烈撞击事件年龄为39.2亿年。首次获得Appollo14熔 融岩屑中磷灰石和陨磷钙钠石的离子探针U-Pb同位素年龄,对月球陨石SaU169样品中的锆石进行了离子探针测年,改写了国际普遍接受的月球雨海纪强烈 撞击事件年龄为38.5亿年的传统认识,对月球早期演化历史研究做出了重要贡献,为我国探月工程未来采集月岩样品的年代学研究积累了宝贵经验。 2. 首次在隐伏金属矿上方发现纳米金属微粒—— 深穿透地球化学的微观证据 在国内外首次发现隐伏铜镍矿上方铜等金属纳米微粒,深穿透地球化学理论和技术获得重大突破。地球物理地球化学勘查研究所王学求研究员团队在科技部 863课题和深部探测专项(Sinoprobe-4)联合支持下,对河南南阳盆地隐伏铜镍矿300-1000m上方采集的地气、土壤样品进行了透射电子显 微镜观测,发现单个金属的球形、椭球形微粒及团聚体,粒径为10nm到100nm,显像直观、质感,图像清晰。纳米金属微粒发育有序晶体结构,与隐伏矿体 存在成因联系。同时在实验室建立了模拟迁移柱,证实纳米金属可向上迁移,揭示了纳米金属的迁移机理。相关成果丰富了勘查地球化学理论,为深穿透地球化学提 供了直接的微观证据,对寻找隐伏矿床具有重要的应用价值。 3. 硅质海绵骨针矿化机制及仿生研究 将传统矿物学与生命科学、仿生学、材料科学有机结合,生物矿物医学材料研究达到国际领先水平。国家地质实验测试中心王晓红研究员团队与德国美因兹大学 Müller教授合作,系统研究了采自我国南海的六放海绵骨针的结构与化学组成,发现蛋白质存在于海绵骨针硅层中;通过高分辨透射电镜观测获得不同海绵骨 针横截面和纵截面微结构图,在海绵骨针中发现了晶体结构,对海绵骨针是无定形SiO2 等传统观念提出了质疑;通过细胞培养证实Ti可促进海绵生长,检测到海绵骨针有很好的导光性能,并且对不同波长光的传导性有较大差异,为生物硅材料在光学 领域的应用提供了理论依据,为仿生合成新型骨骼和牙齿修复材料奠定了重要基础,有望产生显著的经济社会效益。先后发表SCI检索论文32篇,与德国联合建 立纳米生物矿物实验室。 4. 中国成矿体系综合研究取得实质性重大进展 建立中国成矿体系,指导全国矿产资源潜力评价。矿产资源研究所陈毓川院士与王登红研究员团队,组织全国40个单位220余位专家,综合研究了4640 个不同类型矿床,厘定了我国从太古宇至第四纪各地质年代的24个矿床成矿系列类型、38个矿床成矿系列组、214个矿床成矿系列、434个矿床成矿亚系 列、978个矿床式,完善了成矿系列理论;建立区域地、物、化、遥、矿产等多元成矿信息提取分析子系统和矿产资源信息综合子系统,形成由两大模块组成的区 域矿产综合评价系统(MARS);运用先进理论和技术方法,指导全国重要矿产资源潜力评价,圈定213个预测远景区,提出了优选靶区,有效指导了找矿实 践,为全国地勘工作部署提供了科学依据。 5. 长江中下游成矿带及典型矿集区深部结构探测实验进展喜人 使用反射地震为主导的现代地球物理探测技术,揭示庐-枞火山岩铁铜矿集区三维结构,基本实现矿集区深度3000-5000米的“透明化”。矿产资源研 究所吕庆田研究员团队在深部探测专项(Sinoprobe-3)资助下,对长江中下游成矿带和庐-枞中生代火山岩矿集区的深部结构进行了综合探测,发现上 地幔低速体,提出了岩石圈拆沉与底侵模式,庐-枞矿集区上地壳先后经历早期强烈挤压变形和后期伸展构造变形,形成断块结构;揭示了火山岩层基底复杂结构, 存在不同时期地层断块和岩片,为盆地沉积盖层之下寻找铜陵式矿床提供了新线索,结合剖面地球化学分析,预测了成矿远景区。探测实验为我国东部开辟第二找矿 空间、实现地质找矿重大突破提供有效技术支撑。 6. 大陆板内成矿理论研究新进展 创新发展大陆板内成矿理论,指导找矿勘查工作。在国家973项目、国家自然科学基金重点项目、地质调查项目的联合资助下,矿产资源研究所毛景文研究员 团队历经十余年,通过对大量矿床进行高精度同位素测年及综合研究,确定中国东部中生代成矿作用爆发式出现于晚三叠世、中晚侏罗世—早白垩世和白垩纪中期3 个峰期;3个成矿期巨量金属分别堆积于东西向局部伸展构造、北东向与东西向构造交互部位、火山—断陷盆地,为找矿勘探提供了重要的目标靶区。系统分析了不 同时期成矿作用的动力学环境,提出了岩石圈伸展与成矿模型,并被写入国际教科书,受到国际同行高度评价和国内学者广泛关注,为经济地质学的发展做出了重要 贡献,对找矿勘查具有重要指导意义。 7. 华北地块北缘造山带重大地质事件与成矿背景研究 厘定了华北地块北缘显生宙重大地质事件序列,提出华北地块北缘铜钼矿床成矿背景新认识。地质力学研究所赵越研究员团队在国家937课题资助下,通过详 细野外观测、岩石地球化学分析及高精度同位素测年,在华北地块北缘发现了13.2-13.5亿年生成的岩墙群,揭示了华北地块哥伦比亚超大陆裂解等重大地 质事件;发现华北地块北缘晚古生代岩浆作用记录,提出晚石炭世—早二叠世存在安第斯型大陆边缘弧,识别出华北地块北缘存在早古生代岛弧斑岩型铜钼矿成矿作 用及晚古生代末-早中生代与后造山岩浆作用有关的钼(铜)成矿作用。先后在SCI检索期刊发表26篇学术论文,引起了国内外同行的广泛关注,对深入认识华 北地块北缘地质演化历史和区域成矿构造背景具重要科学价值。 8. 金顶超大型铅锌矿床建立新模式—— 构造-岩相填图新成果 在金顶矿区开展大比例尺构造—岩相填图,建立膏盐底辟-流体迁移构造控矿新模式。地质研究所侯增谦研究员团队在国家自然科学基金资助下,对亚洲最大的 金顶超大型铅锌矿床,进行了大比例尺构造—岩相填图,重新厘定了矿区地层序列,解体了含矿岩系云龙组,查明了云龙组含矿建造的时空分布和矿化特征;分析了 矿区构造与成矿作用的关系,研究含矿建造、角砾岩型矿体就位方式及成矿过程,揭示了逆冲推覆构造系统对矿床矿体的控制式样;研究12个残留盐穹构造及沥青 与矿床的成生关系,在矿区发现黑色膏盐建造与油气圈闭存在成因关系的直接证据;识别出区域流体流的长距离迁移通道及其地质记录,提出了区域流体沿构造拆离 系长距离侧向迁移、流体储集和膏盐穹隆构造控制金属堆积新模式。相关研究对金顶式铅锌矿找矿勘探具有重要指导意义。 9. 深地震反射剖面揭示青藏高原东北缘岩石圈缩短变形重要证据 深地震反射切开青藏高原东北缘地壳断面,揭示了地壳双重逆冲构造和Moho叠置缩短图像,对国际流行的“下地壳隧道流”模式提出了挑战。地质研究所高 锐研究员团队在国家自然科学基金、地质调查项目和深部探测专项(Sinoprobe-2)联合资助下,重新处理的松潘地块—西秦岭造山带—临夏盆地深地震 反射剖面,揭示了青藏高原东北缘壳幔结构与深部构造,发现岩石圈深部层间交错变形、地壳上部双重逆冲和地幔底部近水平叠置,大型走滑断层并非直立切穿整体 岩石圈;发现Moho多重错断,形成叠瓦状逆冲系统,暗示地壳变形与地幔的去耦,与通道流模型极不协调;认为Moho错断发生于新生代高原变形期间,属岩 石圈短缩变形印记;提出青藏高原东北缘构造隆升与地壳下部逆冲、Moho重复错断及岩石圈缩短变形存在成因联系,具有重要科学意义。 10. 中国辽宁热河生物群中首次发现含胚胎的离龙类化石 在辽宁早白垩世热河生物群中首次发现含胚胎的离龙类化石,提出了潜龙为卵胎生的新认识。地质研究所季强研究员团队在国家973课题资助下,在辽宁早白 垩世热河生物群中发现发现含胚胎的白台沟潜龙精美化石,并命名了白台沟潜龙,深入研究了化石体周围保存的胚胎化石;首次发现胚胎为不具备硬壳的革质蛋,分 析了化石埋藏状态、潜龙生活环境及幼体个体发育特征,认为潜龙这样的离龙类爬行动物终生生活在水中、怀孕后将卵保留在体内并利用体温来进行孵化,待幼体发 育成熟后再将其排出体外,属于比较特殊的“卵胎生”生殖方式。相关成果在德国著名科学杂志《自然科学》发表,对认识离龙类爬行动物的生殖行为和方式具有重 要科学意义。 在十大科技进展点评会上,王小烈院长指出,中国地质科学院2010年十大进展是从1086项执行项目中,经过各所筛选、推荐的32个优秀项目中评选产 生,代表了地科院的研究水平。董树文副院长强调,十大进展中基础研究体现了前沿性和前瞻性,月岩锆石定年改写了月球雨海纪的年代,是我国学者对月球地质研 究作出的重要贡献;海绵骨针仿生研究,在生物矿物医学材料研究取得重大进展,展示了广阔的应用前景,是一项基础研究引领未来的典型实例。在矿产资源领域, 成矿理论指导全国资源潜力评价,立体探测技术支撑深部勘查,代表了应用研究的方向。解决区域重大地质科学问题,提升了区域地质、成矿规律和区域地质环境的 研究水准,紧密围绕需求,发挥了科研引领作用;引入反射地震等新技术、新方法开展深部探测,揭示了地壳和矿集区精细结构,为地质科学发现和创新、为深部资 源勘查和突破提供了科技支撑。 新闻来源:中国地质科学院网站