（壹）實驗室簡介
國土資源部成礦作用與資源評價重點實驗室成立於2007年，隸屬於中國地質科學院礦產資源研究所，定位於應用基礎研究。實驗室現有固定人員67人，下設10多個專業實驗室，擁有開展成巖成礦物質成分（同位素、元素）、結構、年代學和成礦物理化學條件研究的壹系列先進的地球化學分析測試儀器，以及開展地球物理、遙感信息處理和可視性礦產資源評價的眾多的先進設備。承擔了國家“973”計劃、國家科技支撐計劃、國際合作項目、自然科學基金項目以及省部級項目（包括地質調查項目）等眾多科研項目的工作。
國土資源部成礦作用與資源評價重點實驗室以礦產資源形成過程、分布規律和勘查評價技術為研究方向。其特色在於將成礦背景、成礦過程、成礦規律、礦床模型和勘查評價技術作為壹個整體來進行研究。其優勢在於實驗室依托於中國地質科學院礦產資源研究所和中國地質調查局，能夠將成礦及找礦理論研究與勘查評價有機地結合在壹起，從而使研究成果能迅速地在實踐應用中得到檢驗和提高。
（二）2013年度重要科研成果
1.世界大型超大型礦床成礦圖編制及全球成礦規律研究與評價
“1∶2500萬世界大型超大型礦床成礦圖編制及全球成礦規律研究與評價”是中國地質調查局地質調查項目，也是世界地質圖委員會在新世紀批準設立的首個礦產資源編圖國際合作項目。通過8年多的工作，取得以下主要成果：
（1）提出客觀實用的大型超大型礦床劃分全球標準，從全球1285個主要礦床中篩選出445個大型超大型礦床，建立具有國際權威的世界大型超大型礦床數據庫。
（2）以世界地質圖委員會為國際合作平臺，首次編制完成數字化的1：2500萬世界大型超大型礦床成礦圖，填補了國內外空白。
（3）根據大陸裂解增生、大洋開啟閉合、洋陸相互作用及其地質演化特征，結合全球地質構造背景與成礦特征，首次在全球大陸範圍劃分出4大成礦域和21個巨型成礦區帶，提出全球成礦統壹性、不同區域成礦特殊性、大型超大型礦床成礦偏在性和異常成礦作用等新認識，深化全球成礦規律研究。
（4）在編圖研究基礎上，對世界主要類型礦產資源和各大洲礦產資源進行了戰略評價，研究探討了中國礦產資源戰略問題。
該項成果為我國編制找礦突破戰略行動總體實施方案、組織實施境外礦產資源勘查開發、部署地質調查國際合作、從全球視野破解我國礦產資源難題，提供了重要戰略參考和科學指導。世界地質圖委員會即將在全球範圍正式發布《1：2500萬世界大型超大型礦床成礦圖》（英文版），使本項成果的應用範圍擴展到全球地質界，在發展全球成礦學、尋找大型超大型礦床等方面具有世界指導意義。
此項成果2013年獲國土資源科學技術二等獎。
2.我國主要金屬礦床模型研究?
根據國際礦床模型研究現狀和發展趨勢，結合我國金屬礦床的基本特點，通過對我國20年來礦床研究和勘查成果的進壹步總結和提高，建立或提升了我國主要礦床模型。首次按照國際標準，以礦床類型為主線，結合產出地質環境，開展了與酸性花崗巖有關的鎢、錫和稀有多金屬礦床，與中酸性花崗質巖石有關的斑巖-矽卡巖型銅、鐵和鉬礦床，與鎂鐵-超鎂鐵質巖有關的巖漿型銅鎳硫化物礦床，與海底噴流有關的塊狀硫化物型銅鉛鋅礦床，密西西比河谷型鉛鋅礦床和主要金礦床等典型礦床模型和礦集區尺度模型研究，為在壹定地質背景下開展特定的礦產及其組合找礦勘查提供了科學依據。完成了26組礦產111個礦床模型的編寫，編輯完成了《中國礦床模型概論》。根據我國礦產資源評價和找礦勘查工作的需要，比較全面系統地編著了《國外主要礦床類型、特點及找礦勘查》，介紹了當今國際上主要類型礦床的特點、成礦機制、分布規律、形成背景以及礦床尺度、礦集區尺度和區域尺度的礦床模型，包括造山型金礦床、卡林型金礦床、淺成低溫熱液型金礦床、斑巖型±矽卡巖型銅鉬礦床、密西西比河谷型鉛鋅礦床、沈積噴流型鉛鋅礦床、火山塊狀硫化物型鉛鋅銅多金屬礦床、巖漿銅鎳硫化物型礦床、鐵氧化物銅金礦床、黑色巖系型礦床、砂巖型鈾礦床、紅土型鎳礦床和紅土型鋁土礦床等13類礦床模型。根據我國東部中生代大規模成礦作用的期次和特點，選擇主要成礦帶（區）及代表性礦田或礦床，融匯了前人工作和本次研究的提升內容，系統提出了礦床、礦集區和區域尺度的礦床模型，編制了《中國東部中生代金屬礦床圖冊》，探討各類礦床的形成過程，最後總結提出中國東部中生代成礦環境，構築出主要不同類型礦床組合的礦床模型，以期為我國進壹步開展找礦勘查提供支撐。
該項成果於2013年獲得國土資源科學技術獎二等獎。
3.全國礦產資源潛力評價取得壹系列豐碩成果?
“全國礦產資源潛力評價”項目經全國有關各單位科技人員奮力拼搏，歷時8年，全面完成各項任務，取得了壹系列豐碩成果，為制定國家資源戰略、實施找礦突破戰略行動全國地質礦產保障工程和“十二五”礦產勘查部署提供了重要依據。
全國重要礦產和區域成礦規律研究工作項目取得的主要成果有：①首次實現1、2、3、4級成礦區帶的全覆蓋，提出23個礦種礦產預測類型劃分方案，厘定出388個礦產預測類型；②首次劃分了單礦種的成礦區帶，編制了系列圖件，建立了礦產地壹覽表及數據庫。完善了各成礦省的區域成礦模式及區域成礦譜系；培養了壹批青年骨幹及19位博士、博士後等，出版專著8部，發表論文168篇。
工作成果在壹些重要礦床，如廣西大廠錫多金屬礦床、江西淘錫坑鎢礦、盤古山鎢礦、貴州大竹園鋁土礦等礦床的勘查評價中起到了有效的指導作用，取得良好的找礦效果；在區域成礦規律研究方面提出了“五層樓+地下室”新成礦模式。
4.全國重要礦產總量預測項目建立礦床模型綜合地質信息礦產預測方法體系?
全國重要礦產總量預測項目在借鑒國內外礦產預測經驗基礎上，創新性地提出了礦床模型綜合地質信息礦產預測方法體系，在此基礎上圈定了各類不同級別預測靶區、成礦遠景區近5萬處，優選了省級成礦遠景區和全國成礦遠景區。預測評價了每個靶區、成礦遠景區的潛在資源量。編制了單礦種資源潛力分布圖、遠景區分布圖和勘查部署圖等。全國重要礦產總量預測工作是壹項任務龐大、覆蓋全域的復雜系統工程，與以往和國外礦產預測比較，此次預測評價在地質資料水平、礦產預測方法、預測廣度等方面處於國家領先水平。此項預測成果將對我國資源預測評價和礦產規劃產生深遠影響。
5.深部探測技術與實驗研究專項取得重要進展?
歷時5年努力，深部探測技術與實驗研究專項的深部礦產資源立體探測技術及實驗研究項目取得了豐碩的成果。長江中下遊成礦帶巖石圈結構、深部成巖成礦過程、礦集區3D結構探測取得壹批重大發現，深化了對巨型成礦帶和礦集區形成的認識：
（1）發現了長江中下遊成礦帶發生巖石圈拆沈和幔源巖漿底侵的地震學證據，證實存在多級巖漿活動，詮釋了巨型成礦帶成巖、成礦的動力學成因。
（2）揭示了成礦帶地殼精細結構和變形歷史。發現上地殼由多重滑脫層上的逆沖-褶皺構造系統組成；後期的伸展盆地多數是在逆沖斷層的基礎上再活化形成。
（3）明確了郯廬斷裂、長江構造帶等重要構造帶的性質。發現郯廬斷裂為逆沖-推覆構造，張八嶺隆起為壹推覆體；“長江深斷裂”為陸內造山階段形成的多重逆沖構造，伸展階段演化為伸展坳陷；“廬江-繁昌-湖州”斷裂為伸展拆離構造帶，向西可能與信陽-霍山斷裂相接。
（4）獲得銅陵、廬樅礦集區3D結構，揭示出重要巖體和控礦地質體的空間分布，深化了對成礦的認識，為深部找礦提供了重要信息。
6.鉀鹽成礦理論和預測評價取得重要進展?
（1）裂谷成鉀模式。從古生代—中生代晚期—新生代，鉀鹽成礦的大地構造環境從克拉通穩定巨型陸表海，轉變為裂谷盆地。裂谷構造沈降形成封閉性良好的盆地，同時伴有大量火山活動，以溫泉等形式帶來豐富的深源成礦物質，壹些裂谷還與大洋溝通，接受海水的補給；上述構造、物質條件與幹旱氣候的耦合，導致鉀鹽沈積成礦。總結研究提出裂谷成鉀“兩階段三過程”模式。第壹階段，地表鹽湖-太陽能作用；第二階段，埋藏-巖漿熱能作用；“三個成鉀作用過程”：第壹是蒸發沈積，第二是沈積淋濾，第三是變質-改造（圖35，圖36）（地球學報，2013,34（5），全文已被下載82644次）。
圖35 裂谷盆地成鉀模式圖
（2）塔裏木水化學與羅布泊成鉀物源研究。課題組***采集和收集資料獲得537件水樣數據，統計分析發現，塔裏木盆地河水SO4/Cl背景值為2.75，分別高出柴達木盆地河水（0.88）和海水（0.18）兩倍多和18倍多；而塔裏木盆地河水K/Cl背景值為0.06，高出海水（0.02）兩倍多。由此說明，塔裏木盆地地質背景本身具有富K和SO4、貧Cl的特征，這可能就是造成羅布泊鹽湖巨量鈣芒硝沈積、鉀鹽富集和鹽湖氯相對虧損的地球化學背景（Boying et al.,2013）。研究還發現，除了蒸發作用和周圍山區巖石風化影響外，塔裏木盆地氯化物型鹽泉水廣泛分布，表明了來自地球深部的CaCl2型水參與了盆地水體演化及補給羅布泊鹽湖。羅布泊是塔裏木盆地水體的最終歸宿。塔裏木盆地地質背景即老地層富鉀，構成了羅布泊鹽湖成鉀的礦源區，不僅對解釋羅布泊富鉀機理和中國陸塊成鉀理論研究具有重要啟示，也對在羅布泊深部和外圍開展找鉀奠定了科學依據。
圖36 裂谷盆地鉀鹽沈積及富鉀鹵水形成過程示意圖
（3）鉀鹽找礦與資源預測。江陵凹陷鉀鹽勘查：在裂谷成鉀模式指導下，通過實施油鉀兼探，開展多學科綜合研究，基本掌握了江陵凹陷深層富鉀鹵水的分布規律，建立鉀鹽資源模型，評價獲得富鉀鹵水氯化鉀資源預測量為8.2億噸，確定了下壹步勘查的主攻方向和優選靶區。
羅布泊鉀鹽預測：建立了鹽湖鉀鹽聚集模型，推算獲得羅布泊地層水體中可能蘊藏有11.19億噸KCl資源量。目前，勘查發現鹵水KCl的資源/儲量為3.21億噸，剩余7.89億噸，故此，推斷羅布泊尚具有很大的找鉀空間。
蘭坪-思茅盆地成礦預測：建立成礦地質體體積法資源量預測方法，計算預測區蘭坪-思茅盆地預測區鉀鹽資源量達1.98億噸；綜合評價,預測結果可信度為0.65，高於傳統地質體體積法（範建福，肖克炎等，2013）。至今，僅在猛野井發現2000萬噸鉀鹽資源量，可見，蘭坪-思茅盆地鉀鹽找礦尚有較大的潛力。
（4）青海柴達木盆地鹽湖低品位鉀鹽開發利用研究。開發了壹種用於鹽礦開采的多級驅動溶礦方法，並獲國家發明專利（專利號：ZL2009 1 0235552.X）。在青海別勒灘地區試驗結果表明，利用該項技術可以整體提高溶劑水位，增大溶礦面積，增加可溶礦開采的有益礦產資源總量，增大溶礦效率，切斷單級驅動產生的優勢通道，有效降低了溶劑的直排浪費。該項技術如果成功運用到整個察爾汗地區，對於緩解我國鉀鹽資源短缺現狀意義重大。
（5）羅布泊鹽湖120萬噸/年硫酸鉀成套技術開發。該項研究成果獲2013年度國家科技進步獎壹等獎（主要完成單位：國投新疆羅布泊鉀鹽有限責任公司、化工部長沙設計研究院、中藍連海設計研究院、中國地質科學院礦產資源研究所、清華大學。主要完成人：李浩、唐中凡、尹新斌、雷光元、劉小力、湯建良、李守江、黎禮、李紅星、譚晶晶、郭興壽、顏輝、湛留意、劉成林、侯悅民）。
羅布泊（羅北凹地）硫酸鹽型鹵水鉀礦的大規模成套技術開發，涉及三大技術系統，即采礦（鹵）系統、鹽田系統和裝置加工系統。中國地質科學院礦產資源研究所主要從事羅北鹵水資源勘查、成因與賦存規律等研究，查清了礦區的富鉀鹵水化學特征（氯化鉀品位等）與分布規律、儲層物性、鹵水動力學條件與鹵水富集區等，為采礦系統的首采區選擇等奠定了科學基礎。
7.長江中下遊玢巖鐵礦研究新進展
充分認識到膏鹽層氧化障在長江中下遊玢巖鐵礦成礦中的作用。根據長江中下遊中下三疊統膏鹽層與玢巖鐵礦關系密切的現象，提出膏鹽層不僅為成礦提供大量Na+、Cl-等礦化劑，還是重要氧化障，將巖漿熔體中Fe2+氧化成Fe3+，促使巖漿分異出鐵氧化物，形成礦漿型鐵礦。礦漿型和熱液型礦體同時存在，兩者在空間上具“雙層成礦結構”（圖37）。
圖37 長江中下遊玢巖鐵礦“雙層成礦結構”
8.鐵礦床研究進展?
提出了5期鐵礦大規模成礦動力學背景，將與4種鐵礦類型有關的控礦系統劃分為海底火山噴氣-沈積型、超淺成侵入體型、中-淺成中酸性侵入體型、深成鎂鐵-超鎂鐵質侵入體型和疊加改造型5種類型，建立了沈積變質型、矽卡巖型和巖漿型鐵礦的地質-地球物理模型，並對模型進行了驗證，為成礦預測奠定了重要基礎。
提出了BIF原始沈積物除二氧化矽、氫氧化鐵膠體外，還有鐵白雲石泥新認識；總結了沈積變質型富鐵礦的空間分布、礦石類型及成因機制；首次獲得遼寧弓長嶺二礦區大型富鐵礦有關蝕變巖的U-Pb鋯石年齡為1840±7Ma，厘定富鐵礦的形成時代為中元古代；通過控礦構造研究，提出背斜對於礦體尤其是隱伏礦和富鐵礦有明顯的控制作用，韌性變形有利於矽鐵分離形成富鐵礦，貧鐵礦層間斷裂與其他斷裂組成的斷裂系統也有利於富鐵礦的形成。
厘定了阿爾泰地區海相火山巖型鐵礦形成時代為398～385Ma，西天山海相火山巖型鐵礦形成時代為317～300Ma，寧蕪地區梅山玢巖型鐵礦形成時代為早白堊世；提出海相火山巖型鐵礦的成礦動力學背景為大陸巖漿弧邊緣環境；提出阿爾泰阿巴宮鐵礦和寧蕪地區玢巖鐵礦屬於基魯納型。
將新疆北部與火山-侵入巖有關的鐵多金屬礦劃分為火山巖型、矽卡巖型、輝綠巖型和巖漿巖型，形成於5個成礦期：早泥盆世（407～384Ma）、中泥盆世（382～375Ma）、早石炭世（362～324Ma）、晚石炭世（323～302Ma）和早-中二疊世（289～261Ma）。形成於6種環境，阿爾泰早泥盆世為巖漿弧環境，準噶爾北緣中泥盆世為大洋島弧環境，西天山早石炭世為巖漿弧環境、晚石炭世由俯沖-碰撞轉換為拉長環境，東天山石炭紀為島弧環境、早-中二疊世為後碰撞環境。提出與成礦有關的侵入巖多數為與火山巖同時代的潛火山巖，屬同源演化的產物。
9.同位素地球化學研究新進展?
建立了鋰同位素實驗方法，分析精度與國際同類實驗室水平相當，實現了標準樣品的長期穩定重現，可用來測定天然樣品的Li同位素組成。根據Li同位素研究成果，認為特提斯洋殼板片的流體參與了斑巖的源區富集，而俯沖印度地殼的流體/熔體參與了鉀質超鉀質火山巖的源區富集，提出了拉薩地塊斑巖、鉀質-超鉀質火山巖成因模式。對比了裂谷環境與碰撞環境碳酸巖的源區特征。
10.率先利用石英毛細管合成流體包裹體技術，原位觀測硫酸鹽熱還原反應（TSR）過程?
硫酸鹽熱還原反應廣泛發生在各類油氣盆地和與盆地流體有關的金屬礦床內，因而對TSR反應機理的認識對於油氣藏的開發利用和與盆地流體有關金屬礦床成礦機理的認識均具有重要意義。長期以來，很多學者從野外地質特征、理論計算及實驗模擬方面對TSR反應進行了大量的研究，但由於TSR反應過程復雜，存在壹系列反應的中間產物，以往利用的淬火分析技術難以有效揭示TSR反應過程。針對這壹難題，我們率先將最新開發出的石英毛細管合成流體包裹體技術引入TSR模擬實驗中，結合原位的激光拉曼分析，實現了對高溫高壓下對TSR反應的原位觀測。以往的研究認為S-H2O-CH4之間的反應並不是嚴格意義上的TSR反應（Chen et al.,2009），我們通過壹系列模擬實驗的開展，查明S-H2O-CH4體系在高溫高壓下的反應是分步進行的，其中包含了S的水解反應和高溫下硫酸鹽的熱還原反應（TSR），並在250℃以上實現了CH4對硫酸根的還原，這壹溫度比以往模擬實驗中利用CH4對硫酸根還原的溫度更加接近於自然體系下TSR反應發生的溫度，為深入理解自然體系甲烷參與TSR反應提供了重要的實驗依據（圖38）。
圖38 石英毛細管合成流體包裹體（a）和原位激光拉曼光譜分析裝置（b）
11.秦嶺中生代花崗巖研究進展?
系統總結了秦嶺中生代花崗巖演化特征，探討了晚中生代花崗巖與鉬等多金屬礦的關系。揭示了秦嶺早中生代花崗巖240～250Ma和225～190Ma兩個階段演化，厘定了俯沖碰撞到後碰撞的演化特征。厘定了晚中生代花崗巖160～130Ma和120～100Ma兩階段從I型向I-A過渡和A型演化趨勢，並揭示了與鉬礦的密切關系。通過中生代花崗巖同位素組成時空變化分析，初步查明了秦嶺不同塊體的地殼深部組成特征，對深入認識成礦分布規律提供了新依據。
12.個舊超大型錫-銅多金屬礦研究進展?
與澳大利亞和美國同行合作對我國雲南個舊超大型錫-銅多金屬礦區的巖漿作用和成礦作用開展了解剖研究。
（1）個舊地區大規模巖漿-成礦作用背景。運用SHRIMP和LA-ICPMS高精度鋯石U-Pb定年方法，對個舊地區基性-中性-酸性巖漿巖組合的形成時代進行了系統研究，發現這壹套起源不同的巖漿巖的結晶時代基本壹致，它們構成了雙峰式的巖石組合。此外，提出該區花崗巖在形成過程中發生了強烈的分異結晶作用，成礦能力與分異程度正相關；輝長巖為巖石圈地幔物質發生熔融後經過少量的地殼混染而形成，暗色微粒包體是玄武質巖漿與長英質巖漿發生物理-化學交換的結果，堿性巖由幔源巖漿經歷強烈的分異結晶作用形成，鎂鐵質巖墻為同壹幔源巖漿受到大量地殼物質混染的結果。研究表明，個舊地區大規模巖漿-成礦作用形成於巖石圈伸展和強烈殼幔相互作用的背景（圖39）。
圖39個舊地區大規模巖漿-成礦作用模式
（2）個舊錫多金屬礦床成因。結合個舊礦區的成礦金屬元素空間分帶和成礦流體物理-化學條件演化規律，認為個舊錫是具有典型的與花崗巖有關熱液礦床的特征；H-O-S同位素系統填圖結果支持成礦物質主要來源於花崗巖，早階段的成礦流體以從花崗巖出溶的巖漿水為主，晚階段天水/地表水發生了流體混合。雲母Ar-Ar、輝鉬礦Re-Os和LAICPMS錫石U-Pb測年結果證實，個舊地區成礦時代礦區與巖漿活動壹致，發生於晚白堊世。（3）運用新技術與新方法探索“層間氧化礦”成因和S n的成礦條件。運用新近發展的Fe同位素分析技術，從礦化元素本身的角度對層間氧化礦進行了系統研究，發現不同氧化程度礦石的Fe同位素組成呈規律性的變化，認為這種礦體為後期氧化形成。運用SEM-CL和LA-ICP-MS技術對錫石晶體開展內部結構和微區原位微量元素研究，發現錫石環帶結構的發育程度與花崗巖之間的距離存在負相關性，且不同成礦環境中的錫石均具有類似的微量元素特征，元素含量受控於錫石的原子半徑及其電子價態，為Sn成礦條件提供了重要的新觀察和新認識。
13.大瑤山地區與加裏東期鎢鉬礦成礦作用?
初步構建了欽杭成礦帶南西段大瑤山地區巖漿巖及相關礦床的時空格架，研究了巖漿巖類型、特征和成礦專屬性。通過典型礦床解剖，確定了礦床類型，探討了成礦機理，重新劃分了成礦系列。提出大瑤山地區存在加裏東期與花崗閃長（斑）巖有關的斑巖-矽卡巖-石英脈型鎢鉬銅成礦系列，具有巨大的找礦潛力，是今後大瑤山地區找礦的主攻方向之壹。在此基礎上，提出古龍-倒水-夏郢和大黎斷裂帶兩個找礦遠景區，並在已知社垌大型礦床外圍新發現了3個斑巖型-矽卡巖-石英脈型鎢鉬銅鉍礦床，在成礦理論創新指導礦產勘查工作方面做出了新的成績。