通讯员 陈华文
2月28日，科技部重点研发计划“战略性矿产资源开发利用”专项——“钴镍成矿规律与高效勘查技术示范研究”，在武汉举行项目启动会与实施方案论证会。该项目由中国地质大学（武汉）战略性关键金属矿产资源研究团队首席科学家蒋少涌教授牵头主持，项目旨在查明我国钴镍矿床的分布规律，建立成矿模式，研发钴镍找矿勘查技术方法，评价我国主要成矿区带钴镍成矿潜力，圈定找矿靶区，为我国十分紧缺的钴镍矿产的找矿突破提供理论指导和技术支撑。多年来，蒋少涌教授团队针对我国重要的战略性关键金属如锡、钨、锂、铌、钽、稀土、钴和镍等开展了孜孜不倦的研究，取得了丰硕成果。
针对战略性关键金属矿产开展研究
蒋少涌是地大（武汉）紧缺战略矿产资源省部共建协同创新中心主任和地质探测与评估教育部重点实验室主任，20世纪80年代在北京大学地质系学习，90年代留学英国获博士学位，曾作为洪堡学者在德国开展研究工作。多年来，蒋少涌团队围绕重要能源、矿产资源国内勘探开发和增储上产，特别是针对我国重要的战略性关键金属如锡、钨、锂、铌、钽、稀土、钴和镍等，开展了卓有成效的科学研究。
2021年6月，蒋少涌带领团队完成了国家重点研发计划“我国稀有金属矿床形成的深部过程与综合探测技术示范”项目。该项目围绕稀有金属元素成矿的岩浆深部过程与矿质聚集机理、稀有金属成矿地质体的时空分布规律及成矿识别标志这两个关键科学问题，选取南岭、大兴安岭中南段、中祁连西段3个示范研究区，由深到浅、由宏观到微观，综合利用地质、物探、化探、地球化学和同位素示踪、矿石矿物同位素直接定年5种技术组合，开展稀有金属矿产资源综合勘查，研究其矿床模型和分布规律。该项目取得了一系列创新成果，如建立和完善了我国花岗岩型、伟晶岩型、碳酸岩型和热液型稀有金属矿床成矿模式；提出了隐爆角砾岩型锂矿床、变粒岩型铌钽矿床、锂绿泥石型锂矿床、云英斑岩型铷锂铯矿床等新类型的稀有金属矿床成矿模式；建立了不同类型稀有金属矿床的综合勘查技术方法组合，提出一批稀有金属矿产勘查示范基地与找矿靶区；提出了在华南晚中生代火山岩盆地中寻找稀有金属矿的找矿新思路。围绕该项目，团队发表了100多篇高水平论文，出版专著1部，培养了一批博士生、硕士生，建立了一支科研勘查一体化的高水平研究团队。
2022年，针对我国极其紧缺的新能源电池关键金属钴镍矿床的成矿规律不清、赋存状态不明、成矿地质条件与成矿机理研究较为薄弱的现状，蒋少涌带领团队又申报并成功获得“十四五”国家重点研发计划“钴镍成矿规律与高效勘查技术示范研究”项目，对我国主要成矿区带钴镍矿床开展系统研究，旨在综合评价我国钴镍成矿潜力，预测找矿新靶区，形成找矿勘查示范基地。该项目将开展我国主要成矿区带沉积岩—变沉积岩容矿型、岩浆型、热液型和红土型4种类型钴镍矿床成矿作用研究，查明岩浆—热液—表生作用过程中钴—镍共生、分离和钴超常富集的关键控制因素和成矿机理，构建4种类型钴镍矿床的成矿模型和找矿模型，研发4种类型钴镍矿床的高效勘查技术方法组合。
突破稀有金属矿床定年关键技术
地质找矿研究的过程并非一路坦途。蒋少涌团队在成矿机理研究中发现，一些传统技术方法具有局限性，例如稀有金属矿床成矿时代定年难。于是，该团队基于激光剥蚀技术，针对关键金属矿床中的矿石矿物，如锡石、黑钨矿、铌钽铁矿、磷灰石、金红石、独居石、褐帘石等，研发了原位微区定年技术，其分析灵敏度和精度达到了国际先进水平，突破了关键金属矿床定年难的技术瓶颈。
通过这些矿石矿物的原位定年技术，蒋少涌团队目前已精确确定了国内外一些重要的关键金属矿床的形成时代，为解决这些矿床的成因争议和建立其成矿模型提供了重要的支撑证据。
葡萄牙的内维升—科尔沃矿床，是世界级的超大型锡铜共生矿床，以块状矿体产出于火山沉积岩中，该矿床中锡矿化的成因存在较大争议。国外学者一般认为锡矿化是后期的岩浆热液叠加在喷流沉积型铜矿化之上，因此精确确定锡矿化时代是解决该矿床成因争议的关键。“我们利用团队在实验室建立的高精度锡石原位U-Pb同位素定年方法，精确确定了内维升—科尔沃矿床的锡石形成于约3.63亿~3.66亿年间，与赋矿的火山岩地层完全一致，从而证实该矿床为典型的同生沉积喷流热液型锡铜矿床，相关成果也在国际矿床学一流刊物上发表。”团队成员赵葵东介绍。
在研究中，蒋少涌团队主要利用矿床地球化学分析手段，特别是微区分析方法或非传统同位素方法示踪成矿作用，建立矿床成因模式。目前，该团队已经建立了包括电子探针、激光剥蚀电感耦合等离子体质谱分析在内的微区矿床地球化学实验室，研发了一批碳酸盐等矿物的分析标样，分发至多家国内外知名实验室。同时，实验室每年也为国内外学者提供1万点以上的分析测试，近5年测试数据支撑发表了上百篇学术论文，为国内外学者开展高水平研究提供了有力支持。
开展国内外同类矿床对比研究
近年来，团队的研究重心在稀有金属、稀土金属、稀散金属和稀贵金属方面。 与大宗矿产相比较，这些金属普遍存在“细、伴、稀”等特点。在进行野外采样过程中，由于矿物颗粒细都比较难观察，有时会遇到采样难题。哪些样品含矿、哪些样品不含矿？用常规的地质三件套“罗盘+锤子+放大镜”，无法满足采样需求；通过放大镜+肉眼观察，非常难以辨别。因此，该团队在野外工作中运用了手持元素快速分析仪，在初步判定含相关金属元素后，再系统采集地质样品。该方法能够有效克服矿物颗粒小的困难，也能够快速高效地获取数据。
团队研究的地质样品不仅来自国内，有的还来自遥远的非洲。一次，蒋少涌带领团队成员去中非铜钴矿带开展地质勘查，那里交通落后，有时只能坐当地的简易摩托车在陡峭崎岖的山路上行进数小时才能到达目的地。由于对自然环境和水源不适应，团队部分成员相继患病，但他们没有退缩，坚持完成了多个矿山的野外勘查，并采集了一批有价值的地质样品带回国，与国内同类矿床开展对比研究。
“战略性关键金属矿产资源在地球历史上和全球范围内分布极不均匀，这主要受地球圈层相互作用和深部岩浆—热液过程控制。针对我国各类紧缺矿产资源勘探开发利用的难点，要明确关键科学和技术问题，加强成矿机理、分布规律和赋存状态研究。资源能源安全和紧缺矿产资源关乎国家命运，我和团队成员在今后的科研工作中，将继续钻研、努力拼搏，为国家战略性矿产资源安全和找矿勘查贡献力量。”蒋少涌说。
《中国自然资源报》（2023年3月1日）
