近日,自然资源部公布了2024年度自然资源科学技术奖获奖成果,地质所刘福来研究员主持的《华北-扬子板块边界多期裂解-聚合过程中重大地质事件与复合造山》、杨志明研究员主持的《古特提斯阶段斑岩铜矿的形成与保存机制及勘查示范》项目荣获自然资源科技进步奖一等奖;卢占武研究员主持的《喜马拉雅-青藏高原造山带地壳精细结构与陆陆碰撞深部过程》、柳永清研究员主持的《中国北方中生代盆地与古环境-古气候-古生态研究创新与应用》项目荣获科技进步奖二等奖;胡培远研究员、尹继元研究员荣获青年科技奖。此外,地质所作为参加单位获自然资源科技进步奖特等奖1项,自然资源科技进步奖(找矿奖)二等奖1项。
自然资源科技进步奖一等奖《华北-扬子板块边界多期裂解-聚合过程中重大地质事件与复合造山》成果依托国家杰出青年基金、国家自然科学基金重点项目、中国地质调查局地质调查项目等,聚焦造山带形成演化国际前沿领域开展多学科交叉研究,结合9幅1:5万廊带式科研填图,在华北-扬子板块边界重大变质-岩浆热事件与复合造山带成因、构造演化新模式建立等研究方面取得重要进展。取得的亮点成果对于揭示华北-扬子板块边界陆块聚-散深部动力学过程具有重要科学意义。主要创新性成果如下:(1)率先在胶-辽-吉古元古代造山带识别出五期重大岩浆-构造热事件,建立古元古代跨度约330Ma的弧后(裂谷)盆地打开-闭合-造山多阶段构造演化新模式;(2)在胶-辽-吉造山带南部亚带,发现一条长达一千余公里的麻粒岩相变质-混合岩化带,率先建立顺时针变质演化P-T-t轨迹及年代格架,为厘定古元古代大陆俯冲-碰撞造山提供关键证据;(3)沿胶-辽-吉造山带的东南缘,并转向穿越朝鲜半岛的京畿地块,新发现一条延伸规模长达一千余公里且经历了古元古代和三叠世两期重大造山事件叠加改造的复合型造山带;(4)在苏鲁-大别超高压变质带强退变质围岩锆石中,发现大量以柯石英为代表的超高压包体矿物组合,为揭示低密度巨量陆壳岩石发生(超)深俯冲-超高压变质提供关键证据;(5)发现苏鲁超高压变质带东北缘保存大量“原胶东地块”太古宙-古元古代的基底残片,为精细解剖“原胶东地块”破坏-肢解-消亡提供确凿证据;(6)率先建立扬子-华北板块边界三叠纪相对-双向俯冲-折返隆升动力学演化新模式。发表学术论文193篇,SCI收录172篇。其中发表在GCA、JMG、ESR等国际权威期刊上的8篇代表性论文SCI总引1645次,他引1344次。

图1 华北、扬子板块边界及朝鲜半岛复合型造山带空间展布地质简图
自然资源科技进步奖一等奖《古特提斯阶段斑岩铜矿的形成与保存机制及勘查示范》成果依托国土资源部公益性行业科研专项、国家自然科学基金、中国地质调查局地质调查项目及云南铜业股份有限公司地质勘查项目,基于对古特提斯阶段斑岩矿床的系统研究,成功揭示了缺氧环境的斑岩铜矿形成机理,突破了传统成矿理论认知,为全球找矿勘查提供了全新模型。(1)发现成矿斑岩母岩浆同样具有较高的氧逸度,浅部地壳多级岩浆房演化导致其氧逸度降低,提出古特提斯岩浆弧具有良好的成矿潜力,基性岩浆的注入是制约斑岩成矿的关键因素。(2)发现古特提斯域斑岩矿床具有强烈叠加的蚀变分带模式,揭示铜矿化主要形成于晚期绿泥石-绿帘石-绢云母化阶段,挑战了铜主要沉淀于早期钾硅酸盐化阶段的经典观点。(3)发现残留准平原是古特提斯域斑岩矿床得以保存的关键地貌条件,建立了斑岩矿床冷却与剥蚀过程定量化研究方法和成矿潜力评价指标体系,开展了勘查示范并实现增储。8 篇代表性论文主要发表在Economic Geology及Society of Economic Geologists Special Publication上(5篇),SCI 他引424 次。

图2 普朗超大型斑岩矿床两阶段剥露过程示意图
自然资源科技进步奖二等奖《喜马拉雅-青藏高原造山带地壳精细结构与陆陆碰撞深部过程》成果依托国家重点研发计划项目、国家自然科学基金委重大研究计划培育项目、面上基金等项目,利用先进的深地震反射剖面技术,探测获得了喜马拉雅-青藏高原造山带巨厚地壳(70-80km)的精细结构,建立地壳变形响应模式,对于完善大陆碰撞造山理论具有重要科学意义。本成果创新性提出印度板块俯冲前缘地壳减薄与喜马拉雅地壳加厚耦合机制新认识;揭示出南拉萨地体新生地壳增生与冈底斯成矿深源机制;厘定了印度地壳北向俯冲前缘位置及其东西向差异变形特征;阐明了北喜马拉雅片麻岩穹隆群存在差异隆升,打破了传统单一深部成因的认识框架。相关学术论文发表于Nature Geoscience、Nature Communications等国际一流学术期刊,不仅显著提升了我国深部探测研究的国际学术影响力,更为揭示大陆碰撞带壳幔相互作用规律,建立地壳变形响应模式,完善大陆碰撞造山理论提供了关键科学支撑。

图3 拉萨地体新生代大陆地壳增生模式
自然资源科技进步奖二等奖《中国北方中生代盆地与古环境-古气候-古生态研究创新与应用》成果依托中国地质调查局地质调查项目、国家自然科学基金委重点基金和面上基金等项目,通过十余年野外地质调查及岩石-年代-生物地层和重要地质事件等的综合研究,系统阐述了中国北方中生代盆地时空演化规律,深入研究了晚中生代古地理、古气候和古生态环境演变及驱动机制,全面总结了生物群更替以及对古环境演变的响应特征和规律,取得了一系列原创性成果:(1)以岩石、年代、生物、事件和沉积与盆地发育为依据,重新厘定中国北方中生代陆相完整、连续地层格架,建立中国北方中生代盆地多阶段演化模式,提出晚中生代燕辽生物群-热河生物过渡转变及与古地理环境的耦合关系;(2)系统总结华北克拉通二叠纪-三叠纪与侏罗纪-白垩纪等过渡期的表生环境剧烈变迁及其动力机制,创新提出侏罗纪地球真极移事件及驱动的侏罗纪大干旱事件概念与理论,全面论证北方晚侏罗世-早白垩世风成沉积受行星风系控制和古气候转型期的大气环流特征;(3)发现国内外首例风成砂型铀矿储层类型,拓展中国北方能源资源预测新区域与新层系,助力诸城地质公园恐龙文化品牌建设和旅游科普,在中国地质调查局天津地质调查中心铀矿勘查及山东诸城恐龙文化中心建设等领域取得显著应用成效。在Geology, GSAB, Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology,Sedimentology,Global and Planetary Change,Scientific Reports和Cretaceous Research等发表学术论文78篇,参加全国性及国际学术会议36人次,培养硕博研究生12名。

图4 华北克拉通中生代盆地演化与沉积古地理

青年科技奖《西藏拉萨地块新元古代-寒武纪多期构造事件与古地理重建》获得者胡培远研究员,1987年出生,博士生导师,2025年入选国家级高层次青年人才计划,现任中国地质科学院地质研究所构造地质研究室副主任。获奖成果通过青藏高原古陆块物质组成、构造演化、古地理重建及其资源效应等专项面研究以及系列大比例尺地质填图工作,取得了系列创新成果:(1)发现青藏高原首例埃迪卡拉纪岩浆记录,揭示冈瓦纳北缘“西早东晚”穿时性安第斯型岩浆弧;(2)在拉萨地块发现并确立了连续的新元古代古大洋演化记录;(3)通过岩浆-沉积-变质事件的系统对比研究,揭示拉萨地块起源于非洲大陆的创新性认识。本成果在青藏高原及邻区确立了多期次新元古代-早古生代基底岩石,明确了不同陆块基底的差异和联系,为搭建青藏高原构造格架提供了关键依据,继而为特提斯演化及油气、铜、锂等我国紧缺矿产找矿增储提供了关键地质背景依据。

青年科技奖《增生造山带构造-岩浆作用与陆内演化》获得者尹继元研究员,1983年出生,博士生导师,国家级青年人才和自然资源部科技领军人才。现任中国地质科学院地质研究所研究员、深地探测与矿产勘查全国重点实验室首席专家,并担任《GSA Bulletin》、《Geosphere》和《Chemical Geology》等国际SCI刊物的副主编或编委。主持深地国家科技重大专项、国家自然科学基金-联合重点项目、国际(地区)合作重点项目等10余项国家级项目。获奖成果围绕增生造山带的俯冲增生方式、深部物质演变与陆内变形机制等关键科学问题,取得了如下发现和学术贡献:(1)发现了原特提斯洋俯冲极性反转的证据,提出板块耦合驱动的俯冲极性反转动力学模型,揭示造山带缺失高压变质与后碰撞岩浆活动的机制;(2)识别出中亚造山带西段洋中脊俯冲作用的关键高温岩石组合证据,提出双向洋脊俯冲-板片窗热效益驱动洋内弧地壳成熟演化模型;(3)厘定了中亚造山带西段多阶段快速剥露时空差异性隆升规律,建立陆内变形与基底构造耦合动力学模型。上述成果显著推动了对增生造山带深部结构演化、地壳物质循环和陆内变形动力学的认识,为理解大陆地壳生长与成熟机制提供了新视角和关键证据,具有重要科学意义和影响力。相关成果以第一或通讯作者发表在Geology、Journal of Petrology、Tectonics、Earth Science Reviews和GSA Bulletin等国际知名刊物上。